西华师范大学微生物学课件4(宋波老师)

1、微 生 物 生态学第 九 章1内容提要微生物在自然界中的分布微生物与生物环境的关系微生物在自然界物质循环中的作用微生物与环境保护2Cncnc-micro陆生生境的微生物水生生境的微生物大气生境的微生物工农业产品中的微生物生物体内外的正常菌群极端环境下的微生物生态环境中的微生物3Cncnc-micro陆生生境的微生物土壤是微生物良好的生活场所 土壤中的微生物细菌 放线菌真菌 藻类 和 原生动物微生物在土壤中的分布的影响因素4Cncnc-micro土壤是微生物良好的生活场所 为微生物提供了良好的 源、源、能源为微生物提供有机物 无机盐 微量元素满足了微生物对水分的要求土壤值范围5.58.5之间温度

2、 季节与昼夜温差不大土壤颗粒空隙间充满着空气和水分适宜的渗透压5Cncnc-micro细菌 生物量：单位体积内活细胞的重量每克肥土可含亿个细菌以每亩半尺深耕作层土壤重30万计, 细菌活重约100450斤6Cncnc-micro放线菌土壤中放线菌数量仅次于细菌,可达（几万几百万）克土壤多分布在有机物较丰富的碱性土壤中由于菌体大，其生物量与细菌接近7Cncnc-micro真菌 真菌主要分布在接近地面的土层中以丝状体和孢子体形式存在于土壤中，几千几十万个)/每克土壤，由于菌体粗大，其生物量不低于细菌，放线菌，为0.6mgg土壤，菌丝最长可达米。如酵母在果园土壤里含量几十万个g土壤。 8Cncnc-m

3、icro藻类和原生动物藻 类 （万个克土）原生动物 （万个克土）纤毛虫，鞭毛虫、肉足虫等为主，它们以其它微生物和有机物碎片为食，对其它几类微生物的数量起调节作用。9表91农田土壤上层15cm处微生物数量和生物量微 生 物土壤中的数量(个/g)生物量（g/m2）细菌放线菌真菌藻类原生动物9.81072.01061.21022.52043.0104160160200328细菌放线菌真菌（霉酵母） 10Cncnc-micro微生物在土壤中的分布的影响因素土壤深度对微生物分布的影响有机物含量对微生物分布的影响碳源对微生物分布的影响酸碱度影响微生物分布深度：表层最少， 耕作层（520cm）最多， 20c

4、m：随深度加大，数量减少11Cncnc-micro微生物的水域环境水中无机盐水中有机物p值温度光线水生生境的微生物淡水中的微生物海水中的微生物12Cncnc-micro淡水中的微生物我国相关法规对饮用水微生物指标的规定通过水体传播的病原微生物主要有沙门氏菌属、志贺氏菌属、霍乱弧菌等。因此，做好水的卫生学检查至关重要。饮用水的微生物指标：总菌数： 100个/ml大肠杆菌： 3 个/L饮用水消毒常用方法：加入液态氯或次氯酸盐13Cncnc-micro大气生境的微生物（一）空气不是微生物良好的生存场所没有营养物质、充足水分，有紫外线。（二）空气中微生物的来源土壤、水、动植物体上的微生物随气流运动被携

5、带至空气中。14（三）空气中微生物的数量分布和 种群组成特点1.数量分布特点（1） 尘埃越多的空气，微生物数量就越多。（2）空气的温度、湿度影响微生物的种类和数量。（3）空气中微生物可随气流传播到很远处，太空中也有微生物存在。15Cncnc-micro微生物在空气中只能短时间停留，就要落地，大部分死亡，包括一些人体病原菌但结核、白喉 ，炭疽等杆菌和肺炎双球菌、葡萄球菌、流或病毒、脊髓灰质炎病毒抗性比较强，能传染疾病。空气中的微生物的数量是大气污染程度的标志之一大气生境的微生物16Cncnc-micro工农业产品中的微生物粮油食品中的微生物工业材料上的微生物17Cncnc-micro鲜肉：假单胞

6、杆菌,大肠杆菌,球菌,肠球菌蛋类：环境中细菌、霉菌可进入蛋壳使蛋变臭菜果：细菌、真菌、病毒、酵母菌鱼： 水体中的微生物类群粮油食品中的微生物18Cncnc-micro 罐头食品是人仍然用来长期保存食品的一种方法，主要通过密封如热杀死微生物，即可长期保存，但有些耐热的芽孢杆菌，芽孢梭菌能形成芽孢，引起罐头变质。19Cncnc-micro粮油食品中的微生物防止粮食污染霉变的办法：所贮粮食含水量低于造成低温缺氧环境（密闭）使用防霉化学药剂20Cncnc-micro工业材料上的微生物 腐蚀木材： 担子菌类 腐蚀金属：铁细菌、细菌 腐蚀纺织品：细菌、霉菌21Cncnc-micro 防腐方法用防菌物隔离：

7、沥青涂管道用杀菌剂处理材料： 纸浆中加入五氯酚，有机汞改变材料分子结构：使之具抗菌性能如把棉花纤维素分子乙酰化或氰乙基化(工业材料)22Cncnc-micro生物体内外的正常菌群 人 体: 正常微生物区系植物体表：分泌物可被微生物利用动物体表：为动物体正常菌群 23（一）正常人体和动物上的微生物1.正常菌群生活在健康动物各部位、数量大、种类较稳定，且一般有益无害的微生物，称正常菌群。在健康情况下：与外界隔绝的组织、血液不含菌； 与外界相通的组织、腔道含正常菌群。242.正常菌群失调正常菌群失调症：正常菌群的微生态平衡是相对的、可变的和有条件的。当机体防御机能减弱、正常菌群生长部位发生改变或长期

8、服用抗生素等制菌药物后，就会引起正常菌群失调，从而引起相应的疾病，这就是通常所说的菌群失调症。25Cncnc-micro极端环境下的微生物嗜热菌嗜冷菌嗜酸菌嗜碱菌嗜盐菌嗜压菌抗辐射的微生物26Cncnc-micro微生物与生物环境间的关系 中性生活、偏利作用、偏害作用互生共生竟争拮抗寄生捕食27Cncnc-micro互生 两种生物可以独立生活。也可以形成松散的联合，对一方有利，或双方都有利微生物间的互生关系微生物与高等植物之间的互生关系微生物与人及动物间的互生关系28Cncnc-micro微生物间的互生关系 固氮菌纤维素分解菌 固氮碳源29Cncnc-micro微生物与高等植物之间的互生关系

9、根际微生物与高等植物为微生物提供所需的营养物质植物发达的根系改善了土壤结构，水分和空气 条件，有利于微生物的生长根际微生物提供有机养料和生长素30Cncnc-micro微生物与人及动物间的互生关系 人及动物与其正常菌群即是互生关系人体的分泌物、脱落细胞食物残渣是正常菌群的养料、还提供环境正常菌群排斥外来微生物生长、完成多种代谢31Cncnc-micro共生 两种微生物紧密生活在一起，彼此依赖，相互为对方创造有利条件，有的达到了难以分离的程度。生理上相互分工，组织上形成了新的结构，彼此分离各自就不能很好地生活。微生物间的共生微生物与植物共生体菌根微生物与动物共生32Cncnc-micro微生物间

10、的共生组成：真菌（子囊菌，担子菌）单细胞藻类（绿藻，蓝 藻）共生组成一种植物体结构：有些种地衣真菌无规律地缠绕藻类细胞，另一些 种地衣真菌与藻类形成一定层排列。生理：地衣中的真菌和藻类已形成特殊形态的整体了， 在生理上相互依存，真菌营异养生活，藻类制造养料，真菌提供水分、无机盐供藻类光合作用。地衣3334微生物与植物共生体菌根根瘤的形成过程35Cncnc-micro微生物与动物共生微生物和昆虫的共生瘤胃共生发光细菌和海洋鱼类共生牛羊等反刍动物，草是主要饲料，但它们本身没有分解纤维素的能力，而是靠瘤胃微生物帮助分解，使纤维素变成能被牛羊吸收的糖类。 36微生物与昆虫之间（如白蚁与生活在其肠道的细

11、菌） 瘤胃微生物与反刍动物37鱼类发光，是由于自身组织中具有一种能发光的细菌与其共生 许多深海鱼悬摆发光的诱饵物，以吸引饵料生物 38Cncnc-micro竟争 一种微生物生命活动中，通过产生某些代谢产物或改变环境条件，能抑制其它微生物的生长繁殖，或毒害杀死其它微生物的现象。39拮抗关系 一种微生物在生命活动中产生某种代谢产物或改变环境条件（温度、pH）而抑制或杀死一种微生物的现象。非特异性拮抗（泡菜）特异性拮抗（抗生素）40Cncnc-micro寄生 一种生物能侵入另一种生物体内吸取自己所需要的营养物质进行生长繁殖，在一定的条件下对后者造成损害或死亡的现象叫寄生。微生物间的寄生关系微生物对植

12、物的寄生微生物对人与动物的寄生41Cncnc-micro微生物间的寄生关系细菌间：一种细菌可以寄生在另一种细菌体内 如食菌蛭弧菌能寄生在大肠杆菌等许 多-菌体内。真菌间：一种真菌寄生在另一种真菌间较普遍 4243真菌间的寄生寄生物先分泌毒素，引起寄主活力衰退，然后再缠绕致死有些寄生真菌将菌丝或吸器伸到宿主真菌丝内溶解宿主细胞膜，吸取其营养物质进行生长繁殖。Cncnc-micro44 它是麦角菌科真菌冬虫夏草.寄生在幼虫蛾科昆虫幼虫上的子座及幼虫尸体的复合体。冬虫夏草菌侵入幼虫体内，吸收幼虫体内的物质作为生存的营养条件，并在幼虫体内不断繁殖，致使幼虫体内充满菌丝，在来年的57月天气转暖时，自幼虫

13、头部长出黄或浅褐色的菌座，生长后冒出地面呈草梗状，就形成我们平时见到的冬虫夏草。因此，虽然兼有虫和草的外形，却非虫非草，45微生物对植物的寄生微生物对植物的寄生很普遍，这是植物发生病害的重要原因。能引起植物病害的微生物称为植物病原微生物植物或染病微生物发病后，出现变色，组织坏死，萎蔫和畸形等症状。植物病害以真菌病害为主，占95。细菌性植物病害占3。46微生物对人与动物的寄生微生物在人体和动物体内寄生引起人与动物的传染病常见的畜禽传染：炭疽病，口蹄疫，猪瘟，鸡瘟病等病原微生物寄生在有益的动植物体内会给人们造成经济损失，寄生有害在动物体内，则对人类是有益的，可以加以利用。47定义：一种较大型的生物

14、直接捕捉、吞食另一种小型生物以满足其营养需要的相互关系。微生物间的捕食关系原生动物吞食细菌和藻类的现象。真菌捕食线虫和其它原生动物的现象捕食现象的利用生物防治猎食4849微生物在生态系统中的作用微生物在生态系统中的角色微生物与生物地球化学循环Cncnc-micro50自然界的物质处于由无机物转化成有机物，再由有机物转化成无机物的往复循环之中。无机物有机物合成作用分解作用生产者：从无机物合成有机物，如植物、微生物消费者：利用有机物进行生活，如动物分解者：分解有机物成无机物，如微生物51微生物在生态系统中的角色Cncnc-micro微生物是有机物的主要分解者微生物是物质循环中的重要成员微生物是生态

15、系统中的初级生产者微生物是物质和能量的贮存者微生物是地球生物演化中的先锋种类52第四节 微生物与环境保护 生物圈内的各种物质，都是处于不断地合成，分解和转化的动态平衡状态之中。 违背了自然界的生态平衡规律，生活废弃物和工业生产所形成的“三废”及农药残留物等，大量排入环境中，这些物质超过了环境所能耐受的容纳量，就破坏了自然界的生态平衡，其结果造成环境污染。53一、水体的污染水资源污染日益严重5455太湖蓝藻爆发 2007年5月29日开始，江苏无锡市民家里的自来水就开始发臭，不是单纯的漂白粉味道，而是类似于阴井盖下淤泥的臭味，5月30日，臭味更甚！洗手完手上一股臭味。没法漱口，煮出来的饭更是没法入

16、口 56富营养化水体中氮、磷等元素含量过高而引起水体表层的蓝细菌和藻类过度生长繁殖57环境中的主要污染物无毒有机物 有毒有机物 无毒无机物 有毒无机物 二 微生物对污染物的降解与转化58Cncnc-micro微生物对污染物的降解与转化生物降解（biodegradation）：是微生物对物质（特别是环境污染物）的分解作用。 59农药如杀虫剂、除草剂等化学成分：有卤素、磷酸基、氨基、硝基、羟基及其它取代物的简单烃骨架（有机磷、有机锡、有机氯等）。危害：生物毒性（急性、慢性、致癌、致畸变）杀虫剂DDT（二氯二苯三氯乙烷），由于氯代基数量大，由于DDT不溶于水而易溶于脂肪，因而可在动物脂肪组织中堆积6

17、0Cncnc-micro 农药 微生物作用 被氧化 被脱卤 被还原 被脱烃 ClClClClClClCl大肠杆菌等 脱卤作用 六六六，可以写作666，成分是六氯环己烷61Cncnc-micro微生物对重金属的转化 微生物不能降解重金属，微生物作用于重金属主要是改变金属在环境中的存在状态从而改变它们的毒性。 Hg的微生物转化无机汞（Hg2+）的甲基化无机汞（Hg2+）还原成HgO甲基汞还原成HgO62日本水俣病事件： 从1949年起，位于日本熊本县水俣镇的氮肥公司开始制造氯乙烯和醋酸乙烯。由于制造过程使用含汞的催化剂，大量的汞便随着未经处理的废水排放到了水俣湾。 1954年，水俣湾开始出现一种病

18、因不明的怪病，叫“水俣病”，患病的是猫和人，症状是步态不稳、抽搐、手足变形、神经失常、直至死亡。 经过近十年的分析，科学家才确认：工厂排放的废水中的汞是“水俣病”的起因。汞被水生生物食用后在体内被转化成甲基汞（CH3HCl），这种物质通过鱼虾进入人体和动物体内后，会侵害脑部和身体的其他部位，引起脑萎缩、小脑平衡系统被破坏等多种危害，毒性极大。63汞的甲基化汞的甲基化是由微生物依靠甲基化辅酶形成的。汞甲基化微生物：细 菌甲烷菌、匙形梭菌、荧光假单胞菌、大肠埃希氏菌、产气肠杆菌、巨大芽孢杆菌真 菌粗糙链孢霉、黑曲霉、酿酒酵母等。过程如下： 甲基化辅酶 甲基化辅酶 Hg2+ Hg+ -CH3 Hg(

19、CH3) 2 -CH3 -CH3鱼类体表粘液中有许多含有甲基化辅酶的微生物，将无机汞转化为甲基汞，因此甲基汞中毒是由微生物造成的。64微生物与污水处理一级处理：通过格栅除去粗固体二级处理：去除可溶性的有机物三级处理：除氮磷和其他无机物65污水格栅除杂气浮池斜板过滤一级处理66加氯消毒外排三级处理（膜、树脂技术）回用二级生物处理67曝气池活性污泥法-曝气法是利用含有好氧微生物的活性污泥，由通气条件下，使污水净化的生物学方法 活性污泥是指由菌胶团形成菌、原生动物、有机和无机胶体及悬浮物组成的絮状体。在污水处理过程中，它具有很强的吸附、氧化和分解有机物的能力。 沉淀池扩散系统污泥回流系统68活性污泥系统组成曝气池剩余污泥排放系统污泥回流系统沉淀池扩散系统生物反应器泥水分离供氧，搅拌保持曝气池微生物浓度排放增殖污泥，保持系统稳定69 一组活性污泥图片（细菌）菌胶团污泥细碎菌