西華師范大學(xué)微生物學(xué)課件4(宋波老師)

1、微 生 物 生態(tài)學(xué)第 九 章1內(nèi)容提要微生物在自然界中的分布微生物與生物環(huán)境的關(guān)系微生物在自然界物質(zhì)循環(huán)中的作用微生物與環(huán)境保護(hù)2Cncnc-micro陸生生境的微生物水生生境的微生物大氣生境的微生物工農(nóng)業(yè)產(chǎn)品中的微生物生物體內(nèi)外的正常菌群極端環(huán)境下的微生物生態(tài)環(huán)境中的微生物3Cncnc-micro陸生生境的微生物土壤是微生物良好的生活場(chǎng)所 土壤中的微生物細(xì)菌 放線菌真菌 藻類 和 原生動(dòng)物微生物在土壤中的分布的影響因素4Cncnc-micro土壤是微生物良好的生活場(chǎng)所 為微生物提供了良好的 源、源、能源為微生物提供有機(jī)物 無機(jī)鹽 微量元素滿足了微生物對(duì)水分的要求土壤值范圍5.58.5之間溫度

2、 季節(jié)與晝夜溫差不大土壤顆粒空隙間充滿著空氣和水分適宜的滲透壓5Cncnc-micro細(xì)菌 生物量：?jiǎn)挝惑w積內(nèi)活細(xì)胞的重量每克肥土可含億個(gè)細(xì)菌以每畝半尺深耕作層土壤重30萬計(jì), 細(xì)菌活重約100450斤6Cncnc-micro放線菌土壤中放線菌數(shù)量?jī)H次于細(xì)菌,可達(dá)（幾萬幾百萬）克土壤多分布在有機(jī)物較豐富的堿性土壤中由于菌體大，其生物量與細(xì)菌接近7Cncnc-micro真菌 真菌主要分布在接近地面的土層中以絲狀體和孢子體形式存在于土壤中，幾千幾十萬個(gè))/每克土壤，由于菌體粗大，其生物量不低于細(xì)菌，放線菌，為0.6mgg土壤，菌絲最長(zhǎng)可達(dá)米。如酵母在果園土壤里含量幾十萬個(gè)g土壤。 8Cncnc-m

3、icro藻類和原生動(dòng)物藻 類 （萬個(gè)克土）原生動(dòng)物 （萬個(gè)克土）纖毛蟲，鞭毛蟲、肉足蟲等為主，它們以其它微生物和有機(jī)物碎片為食，對(duì)其它幾類微生物的數(shù)量起調(diào)節(jié)作用。9表91農(nóng)田土壤上層15cm處微生物數(shù)量和生物量微 生 物土壤中的數(shù)量(個(gè)/g)生物量（g/m2）細(xì)菌放線菌真菌藻類原生動(dòng)物9.81072.01061.21022.52043.0104160160200328細(xì)菌放線菌真菌（霉酵母） 10Cncnc-micro微生物在土壤中的分布的影響因素土壤深度對(duì)微生物分布的影響有機(jī)物含量對(duì)微生物分布的影響碳源對(duì)微生物分布的影響酸堿度影響微生物分布深度：表層最少， 耕作層（520cm）最多， 20c

4、m：隨深度加大，數(shù)量減少11Cncnc-micro微生物的水域環(huán)境水中無機(jī)鹽水中有機(jī)物p值溫度光線水生生境的微生物淡水中的微生物海水中的微生物12Cncnc-micro淡水中的微生物我國(guó)相關(guān)法規(guī)對(duì)飲用水微生物指標(biāo)的規(guī)定通過水體傳播的病原微生物主要有沙門氏菌屬、志賀氏菌屬、霍亂弧菌等。因此，做好水的衛(wèi)生學(xué)檢查至關(guān)重要。飲用水的微生物指標(biāo)：總菌數(shù)： 100個(gè)/ml大腸桿菌： 3 個(gè)/L飲用水消毒常用方法：加入液態(tài)氯或次氯酸鹽13Cncnc-micro大氣生境的微生物（一）空氣不是微生物良好的生存場(chǎng)所沒有營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、充足水分，有紫外線。（二）空氣中微生物的來源土壤、水、動(dòng)植物體上的微生物隨氣流運(yùn)動(dòng)被攜

5、帶至空氣中。14（三）空氣中微生物的數(shù)量分布和 種群組成特點(diǎn)1.數(shù)量分布特點(diǎn)（1） 塵埃越多的空氣，微生物數(shù)量就越多。（2）空氣的溫度、濕度影響微生物的種類和數(shù)量。（3）空氣中微生物可隨氣流傳播到很遠(yuǎn)處，太空中也有微生物存在。15Cncnc-micro微生物在空氣中只能短時(shí)間停留，就要落地，大部分死亡，包括一些人體病原菌但結(jié)核、白喉 ，炭疽等桿菌和肺炎雙球菌、葡萄球菌、流或病毒、脊髓灰質(zhì)炎病毒抗性比較強(qiáng)，能傳染疾病?？諝庵械奈⑸锏臄?shù)量是大氣污染程度的標(biāo)志之一大氣生境的微生物16Cncnc-micro工農(nóng)業(yè)產(chǎn)品中的微生物糧油食品中的微生物工業(yè)材料上的微生物17Cncnc-micro鮮肉：假單胞

6、桿菌,大腸桿菌,球菌,腸球菌蛋類：環(huán)境中細(xì)菌、霉菌可進(jìn)入蛋殼使蛋變臭菜果：細(xì)菌、真菌、病毒、酵母菌魚： 水體中的微生物類群糧油食品中的微生物18Cncnc-micro 罐頭食品是人仍然用來長(zhǎng)期保存食品的一種方法，主要通過密封如熱殺死微生物，即可長(zhǎng)期保存，但有些耐熱的芽孢桿菌，芽孢梭菌能形成芽孢，引起罐頭變質(zhì)。19Cncnc-micro糧油食品中的微生物防止糧食污染霉變的辦法：所貯糧食含水量低于造成低溫缺氧環(huán)境（密閉）使用防霉化學(xué)藥劑20Cncnc-micro工業(yè)材料上的微生物 腐蝕木材： 擔(dān)子菌類 腐蝕金屬：鐵細(xì)菌、細(xì)菌 腐蝕紡織品：細(xì)菌、霉菌21Cncnc-micro 防腐方法用防菌物隔離：

7、瀝青涂管道用殺菌劑處理材料： 紙漿中加入五氯酚，有機(jī)汞改變材料分子結(jié)構(gòu)：使之具抗菌性能如把棉花纖維素分子乙?；蚯枰一?工業(yè)材料)22Cncnc-micro生物體內(nèi)外的正常菌群 人 體: 正常微生物區(qū)系植物體表：分泌物可被微生物利用動(dòng)物體表：為動(dòng)物體正常菌群 23（一）正常人體和動(dòng)物上的微生物1.正常菌群生活在健康動(dòng)物各部位、數(shù)量大、種類較穩(wěn)定，且一般有益無害的微生物，稱正常菌群。在健康情況下：與外界隔絕的組織、血液不含菌； 與外界相通的組織、腔道含正常菌群。242.正常菌群失調(diào)正常菌群失調(diào)癥：正常菌群的微生態(tài)平衡是相對(duì)的、可變的和有條件的。當(dāng)機(jī)體防御機(jī)能減弱、正常菌群生長(zhǎng)部位發(fā)生改變或長(zhǎng)期

8、服用抗生素等制菌藥物后，就會(huì)引起正常菌群失調(diào)，從而引起相應(yīng)的疾病，這就是通常所說的菌群失調(diào)癥。25Cncnc-micro極端環(huán)境下的微生物嗜熱菌嗜冷菌嗜酸菌嗜堿菌嗜鹽菌嗜壓菌抗輻射的微生物26Cncnc-micro微生物與生物環(huán)境間的關(guān)系 中性生活、偏利作用、偏害作用互生共生竟?fàn)庌卓辜纳妒?7Cncnc-micro互生 兩種生物可以獨(dú)立生活。也可以形成松散的聯(lián)合，對(duì)一方有利，或雙方都有利微生物間的互生關(guān)系微生物與高等植物之間的互生關(guān)系微生物與人及動(dòng)物間的互生關(guān)系28Cncnc-micro微生物間的互生關(guān)系 固氮菌纖維素分解菌 固氮碳源29Cncnc-micro微生物與高等植物之間的互生關(guān)系

9、根際微生物與高等植物為微生物提供所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)植物發(fā)達(dá)的根系改善了土壤結(jié)構(gòu)，水分和空氣 條件，有利于微生物的生長(zhǎng)根際微生物提供有機(jī)養(yǎng)料和生長(zhǎng)素30Cncnc-micro微生物與人及動(dòng)物間的互生關(guān)系 人及動(dòng)物與其正常菌群即是互生關(guān)系人體的分泌物、脫落細(xì)胞食物殘?jiān)钦＞旱酿B(yǎng)料、還提供環(huán)境正常菌群排斥外來微生物生長(zhǎng)、完成多種代謝31Cncnc-micro共生 兩種微生物緊密生活在一起，彼此依賴，相互為對(duì)方創(chuàng)造有利條件，有的達(dá)到了難以分離的程度。生理上相互分工，組織上形成了新的結(jié)構(gòu)，彼此分離各自就不能很好地生活。微生物間的共生微生物與植物共生體菌根微生物與動(dòng)物共生32Cncnc-micro微生物間

10、的共生組成：真菌（子囊菌，擔(dān)子菌）單細(xì)胞藻類（綠藻，藍(lán) 藻）共生組成一種植物體結(jié)構(gòu)：有些種地衣真菌無規(guī)律地纏繞藻類細(xì)胞，另一些 種地衣真菌與藻類形成一定層排列。生理：地衣中的真菌和藻類已形成特殊形態(tài)的整體了， 在生理上相互依存，真菌營(yíng)異養(yǎng)生活，藻類制造養(yǎng)料，真菌提供水分、無機(jī)鹽供藻類光合作用。地衣3334微生物與植物共生體菌根根瘤的形成過程35Cncnc-micro微生物與動(dòng)物共生微生物和昆蟲的共生瘤胃共生發(fā)光細(xì)菌和海洋魚類共生牛羊等反芻動(dòng)物，草是主要飼料，但它們本身沒有分解纖維素的能力，而是靠瘤胃微生物幫助分解，使纖維素變成能被牛羊吸收的糖類。 36微生物與昆蟲之間（如白蟻與生活在其腸道的細(xì)

11、菌） 瘤胃微生物與反芻動(dòng)物37魚類發(fā)光，是由于自身組織中具有一種能發(fā)光的細(xì)菌與其共生 許多深海魚懸擺發(fā)光的誘餌物，以吸引餌料生物 38Cncnc-micro竟?fàn)?一種微生物生命活動(dòng)中，通過產(chǎn)生某些代謝產(chǎn)物或改變環(huán)境條件，能抑制其它微生物的生長(zhǎng)繁殖，或毒害殺死其它微生物的現(xiàn)象。39拮抗關(guān)系 一種微生物在生命活動(dòng)中產(chǎn)生某種代謝產(chǎn)物或改變環(huán)境條件（溫度、pH）而抑制或殺死一種微生物的現(xiàn)象。非特異性拮抗（泡菜）特異性拮抗（抗生素）40Cncnc-micro寄生 一種生物能侵入另一種生物體內(nèi)吸取自己所需要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)行生長(zhǎng)繁殖，在一定的條件下對(duì)后者造成損害或死亡的現(xiàn)象叫寄生。微生物間的寄生關(guān)系微生物對(duì)植

12、物的寄生微生物對(duì)人與動(dòng)物的寄生41Cncnc-micro微生物間的寄生關(guān)系細(xì)菌間：一種細(xì)菌可以寄生在另一種細(xì)菌體內(nèi) 如食菌蛭弧菌能寄生在大腸桿菌等許 多-菌體內(nèi)。真菌間：一種真菌寄生在另一種真菌間較普遍 4243真菌間的寄生寄生物先分泌毒素，引起寄主活力衰退，然后再纏繞致死有些寄生真菌將菌絲或吸器伸到宿主真菌絲內(nèi)溶解宿主細(xì)胞膜，吸取其營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)行生長(zhǎng)繁殖。Cncnc-micro44 它是麥角菌科真菌冬蟲夏草.寄生在幼蟲蛾科昆蟲幼蟲上的子座及幼蟲尸體的復(fù)合體。冬蟲夏草菌侵入幼蟲體內(nèi)，吸收幼蟲體內(nèi)的物質(zhì)作為生存的營(yíng)養(yǎng)條件，并在幼蟲體內(nèi)不斷繁殖，致使幼蟲體內(nèi)充滿菌絲，在來年的57月天氣轉(zhuǎn)暖時(shí)，自幼蟲

13、頭部長(zhǎng)出黃或淺褐色的菌座，生長(zhǎng)后冒出地面呈草梗狀，就形成我們平時(shí)見到的冬蟲夏草。因此，雖然兼有蟲和草的外形，卻非蟲非草，45微生物對(duì)植物的寄生微生物對(duì)植物的寄生很普遍，這是植物發(fā)生病害的重要原因。能引起植物病害的微生物稱為植物病原微生物植物或染病微生物發(fā)病后，出現(xiàn)變色，組織壞死，萎蔫和畸形等癥狀。植物病害以真菌病害為主，占95。細(xì)菌性植物病害占3。46微生物對(duì)人與動(dòng)物的寄生微生物在人體和動(dòng)物體內(nèi)寄生引起人與動(dòng)物的傳染病常見的畜禽傳染：炭疽病，口蹄疫，豬瘟，雞瘟病等病原微生物寄生在有益的動(dòng)植物體內(nèi)會(huì)給人們?cè)斐山?jīng)濟(jì)損失，寄生有害在動(dòng)物體內(nèi)，則對(duì)人類是有益的，可以加以利用。47定義：一種較大型的生物

14、直接捕捉、吞食另一種小型生物以滿足其營(yíng)養(yǎng)需要的相互關(guān)系。微生物間的捕食關(guān)系原生動(dòng)物吞食細(xì)菌和藻類的現(xiàn)象。真菌捕食線蟲和其它原生動(dòng)物的現(xiàn)象捕食現(xiàn)象的利用生物防治獵食4849微生物在生態(tài)系統(tǒng)中的作用微生物在生態(tài)系統(tǒng)中的角色微生物與生物地球化學(xué)循環(huán)Cncnc-micro50自然界的物質(zhì)處于由無機(jī)物轉(zhuǎn)化成有機(jī)物，再由有機(jī)物轉(zhuǎn)化成無機(jī)物的往復(fù)循環(huán)之中。無機(jī)物有機(jī)物合成作用分解作用生產(chǎn)者：從無機(jī)物合成有機(jī)物，如植物、微生物消費(fèi)者：利用有機(jī)物進(jìn)行生活，如動(dòng)物分解者：分解有機(jī)物成無機(jī)物，如微生物51微生物在生態(tài)系統(tǒng)中的角色Cncnc-micro微生物是有機(jī)物的主要分解者微生物是物質(zhì)循環(huán)中的重要成員微生物是生態(tài)

15、系統(tǒng)中的初級(jí)生產(chǎn)者微生物是物質(zhì)和能量的貯存者微生物是地球生物演化中的先鋒種類52第四節(jié) 微生物與環(huán)境保護(hù) 生物圈內(nèi)的各種物質(zhì)，都是處于不斷地合成，分解和轉(zhuǎn)化的動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)之中。 違背了自然界的生態(tài)平衡規(guī)律，生活廢棄物和工業(yè)生產(chǎn)所形成的“三廢”及農(nóng)藥殘留物等，大量排入環(huán)境中，這些物質(zhì)超過了環(huán)境所能耐受的容納量，就破壞了自然界的生態(tài)平衡，其結(jié)果造成環(huán)境污染。53一、水體的污染水資源污染日益嚴(yán)重5455太湖藍(lán)藻爆發(fā) 2007年5月29日開始，江蘇無錫市民家里的自來水就開始發(fā)臭，不是單純的漂白粉味道，而是類似于陰井蓋下淤泥的臭味，5月30日，臭味更甚！洗手完手上一股臭味。沒法漱口，煮出來的飯更是沒法入

16、口 56富營(yíng)養(yǎng)化水體中氮、磷等元素含量過高而引起水體表層的藍(lán)細(xì)菌和藻類過度生長(zhǎng)繁殖57環(huán)境中的主要污染物無毒有機(jī)物 有毒有機(jī)物 無毒無機(jī)物 有毒無機(jī)物 二 微生物對(duì)污染物的降解與轉(zhuǎn)化58Cncnc-micro微生物對(duì)污染物的降解與轉(zhuǎn)化生物降解（biodegradation）：是微生物對(duì)物質(zhì)（特別是環(huán)境污染物）的分解作用。 59農(nóng)藥如殺蟲劑、除草劑等化學(xué)成分：有鹵素、磷酸基、氨基、硝基、羥基及其它取代物的簡(jiǎn)單烴骨架（有機(jī)磷、有機(jī)錫、有機(jī)氯等）。危害：生物毒性（急性、慢性、致癌、致畸變）殺蟲劑DDT（二氯二苯三氯乙烷），由于氯代基數(shù)量大，由于DDT不溶于水而易溶于脂肪，因而可在動(dòng)物脂肪組織中堆積6

17、0Cncnc-micro 農(nóng)藥 微生物作用 被氧化 被脫鹵 被還原 被脫烴 ClClClClClClCl大腸桿菌等 脫鹵作用 六六六，可以寫作666，成分是六氯環(huán)己烷61Cncnc-micro微生物對(duì)重金屬的轉(zhuǎn)化 微生物不能降解重金屬，微生物作用于重金屬主要是改變金屬在環(huán)境中的存在狀態(tài)從而改變它們的毒性。 Hg的微生物轉(zhuǎn)化無機(jī)汞（Hg2+）的甲基化無機(jī)汞（Hg2+）還原成HgO甲基汞還原成HgO62日本水俁病事件： 從1949年起，位于日本熊本縣水俁鎮(zhèn)的氮肥公司開始制造氯乙烯和醋酸乙烯。由于制造過程使用含汞的催化劑，大量的汞便隨著未經(jīng)處理的廢水排放到了水俁灣。 1954年，水俁灣開始出現(xiàn)一種病

18、因不明的怪病，叫“水俁病”，患病的是貓和人，癥狀是步態(tài)不穩(wěn)、抽搐、手足變形、神經(jīng)失常、直至死亡。 經(jīng)過近十年的分析，科學(xué)家才確認(rèn)：工廠排放的廢水中的汞是“水俁病”的起因。汞被水生生物食用后在體內(nèi)被轉(zhuǎn)化成甲基汞（CH3HCl），這種物質(zhì)通過魚蝦進(jìn)入人體和動(dòng)物體內(nèi)后，會(huì)侵害腦部和身體的其他部位，引起腦萎縮、小腦平衡系統(tǒng)被破壞等多種危害，毒性極大。63汞的甲基化汞的甲基化是由微生物依靠甲基化輔酶形成的。汞甲基化微生物：細(xì) 菌甲烷菌、匙形梭菌、熒光假單胞菌、大腸埃希氏菌、產(chǎn)氣腸桿菌、巨大芽孢桿菌真 菌粗糙鏈孢霉、黑曲霉、釀酒酵母等。過程如下： 甲基化輔酶 甲基化輔酶 Hg2+ Hg+ -CH3 Hg(

19、CH3) 2 -CH3 -CH3魚類體表粘液中有許多含有甲基化輔酶的微生物，將無機(jī)汞轉(zhuǎn)化為甲基汞，因此甲基汞中毒是由微生物造成的。64微生物與污水處理一級(jí)處理：通過格柵除去粗固體二級(jí)處理：去除可溶性的有機(jī)物三級(jí)處理：除氮磷和其他無機(jī)物65污水格柵除雜氣浮池斜板過濾一級(jí)處理66加氯消毒外排三級(jí)處理（膜、樹脂技術(shù)）回用二級(jí)生物處理67曝氣池活性污泥法-曝氣法是利用含有好氧微生物的活性污泥，由通氣條件下，使污水凈化的生物學(xué)方法 活性污泥是指由菌膠團(tuán)形成菌、原生動(dòng)物、有機(jī)和無機(jī)膠體及懸浮物組成的絮狀體。在污水處理過程中，它具有很強(qiáng)的吸附、氧化和分解有機(jī)物的能力。 沉淀池?cái)U(kuò)散系統(tǒng)污泥回流系統(tǒng)68活性污泥系統(tǒng)組成曝氣池剩余污泥排放系統(tǒng)污泥回流系統(tǒng)沉淀池?cái)U(kuò)散系統(tǒng)生物反應(yīng)器泥水分離供氧，攪拌保持曝氣池微生物濃度排放增殖污泥，保持系統(tǒng)穩(wěn)定69 一組活性污泥圖片（細(xì)菌）菌膠團(tuán)污泥細(xì)碎菌