微生物生态课件

微生物生态几个基本概念生态学（ecology）：一门研究生态系统与其环境系统间相互作用规律的科学。微生物生态学：研究微生物群体与其周围生物和非生物环境条件间相互作用的规律。生物圈：地球上的所有生物。生态系统：生物群落与其无机环境相结合、相作用、相调控而成的动态系统。群落：同一环境中两个以上种群由于生活繁殖上的连锁而构成相依赖、相制约的生物集团。种群：生活在同一环境中的同种个体组成的能繁殖集团。与同种别地的种群有隔离、有界限。一、微生物在自然界中的分布土壤中微生物：土壤是微生物的“大本营”水中微生物：数量仅次于土壤空气中微生物工农业产品上的微生物：黄曲霉毒素极端环境下的微生物生物体内外的正常菌群水中微生物清水型水生微生物腐败型水生微生物海洋微生物水体的自净作用：“流水不腐”饮用水的微生物标准DeepSeaMicrobiologyDeepseamicroorganismsmuststand:Lowtemperature(100m,2-3oC);Highpressure(1atmevery10m);LownutrientlevelsWateratdepthsgreaterthan1000misrelativelybiologicallyinactiveandhascometobeknownasthe“deepsea”.Microbialecologyofintestine

inanimalsHindgutoftermites（白蚁）AcetogenesisMethanogenesisRumen（瘤胃）DegradationofcellulosebybacteriaandprotozoatoglucoseFermentationofglucosetovolatile（挥发性的）fattyacids(VFAs),CO2

andCH4Highconcentrationofbacteria-sourceofproteinsMicrobialecologyofplantsLichens（地衣）AsymbiosisofafungusandanalgaGrowonrockSensitivetoairpollutionMycorrhizae（菌根）AsymbiosisbetweenplantrootandfungusNutrientabsorptionbyplantsandorganicmattersupplytofungiPlantdiversitydeterminedbymicrobialdiversity生物体内外的正常菌群正常菌群正常菌群失调条件致病菌内源感染无菌动物悉生生物根际微生物附生微生物二、微生物之间的相互关系互生共生寄生捕食拮抗竞争互生互生：两种可以单独生活的生物，当它们生活在一起时，通过各自的代谢活动而有利于对方，或偏利于一方的一种生活方式，这是一种“可分可合，合比分好”的相互关系。如：好氧性自生固氮菌纤维素分解菌

分解纤维素有机酸提供N源共生共生：两种生物共居在一起，相互分工协作、相依为命、甚至达到难分难解、合二为一的一种相互关系。根瘤菌----豆科植物菌根菌----植物地衣：是真菌中子囊菌纲或担子菌纲的某些种类与藻类中的单细胞绿藻或蓝细菌共生在一起形成的植物体。寄生寄生：一种小型生物（寄生物）生活在另一种较大型生物（寄主或宿主）的体内或体表，从中取得营养和进行生长繁殖，从而使后者蒙受损害甚至被杀死的现象。如：细菌——噬菌体捕食捕食：一种较大型的生物直接捕捉、吞食另一种小型生物以满足其营养需要的相互关系。如：原生动物吞食细菌和藻类拮抗拮抗：指由某种生物所产生的某种代谢产物可抑制它种生物的生长发育甚至杀死它们的一种相互关系。非特异性拮抗如：乳酸菌和醋酸菌在发酵过程中，不断降低pH，结果绝大多数不耐酸的微生物就不能生存而趋向死亡。特异性拮抗如：一种微生物（抗生菌）在其生命活动过程中，能够产生某种或某类特殊的代谢产物（抗生素），具有选择性地抑制或杀死一定种类的微生物（敏感菌）。竞争竞争：当两种生物对某种环境因子有相同的需求时所发生的关系。如：两种硅藻混合培养时，它们的混合培养生长率与分别单独培养的相同，但每种硅藻所达到的最高密度都会因为另一种藻的存在而降低，这是它们对共需的、有限的营养物进行竞争吸收的结果。三、微生物在自然界物质循环中的作用碳素循环氮素循环硫素循环磷的循环铁的循环四、微生物冶金

（Microbialleachingofores）TransformationsinmicrobialleachingofcopperoresOxidationofCu+toCu2+ThiobacillusferrooxidansCu2StoCuSOxidationofsulfidetosulfateandreleaseofCu2+ChemicalreactionwithferricionsFe3+FerricionsformedbybacterialoxidationofferrousionsFe2+byThiobacillusferrooxidansCopperionscanbetransformedintocoppermetalbyreactionwithironmetaltoproduceferrousionsAcidicandaerobicLeachingprocessLeachingdump

PercolationofacidicwaterReactionwithironRecoveredcoppermetalPetroleumbiodegradationExxonValdezOilspillof1989StimulationofhydrocarbonoxidationbyadditionofinorganicnutrientsMineralSoils:theweatheringofrock,OrganicSoils:SedimentationinbogsandmarshesTerrestrial（陆地的）EnvironmentsSoilsaremicrobialhabitats,wateravailabilitylimitsmicrobialactivityAsoilaggregatecomposedofmineralandorganiccomponentsDeepSeaMicrobiology:

barotolerant（耐压菌）andbarophilicbacteria（嗜压菌）HindgutoftermitesProtozoaandmethanogensRootNoduleBacteria（根瘤菌）andSymbiosiswithlegumes（豆科植物）地衣Lichenconsistingoftwoorganisms:afungusandanalga:Algaeorcyanobacteriagrowphototrophicallyandprovidenutrientforthefungus,whichoffersafirmanchorandinorganicnutrientforthealgae.CarboncycleNitrogencycleSulfurcycle磷的循环Biogeochemicalcycles:ironBacterialironreductionandoxidationFe2++1/4O2+2OH-1+1/2H2OFe(OH)3FerrousironoxidationatacidpH:Thiobacillusferrooxidans,aniron-oxidizingbacterium,isstrictacidophile,asmallnumberofcellscanberesponsibleforprecipitatingalargeamountofiron.Roleofiron-oxidizingbacteriaintheoxidationofthemineralpyritePyrite（黄铁矿-

FeS2）

oxidationOneofthemostcommonformsofironandsulfurinnatureispyrite(FeS2),inminingoperation,aslowchemic