第八章微生物生態(tài)

陸地環(huán)境中的微生物群落第八章微生物生態(tài)本文檔共97頁(yè)；當(dāng)前第1頁(yè)；編輯于星期三\12點(diǎn)59分分子水平亞細(xì)胞水平細(xì)胞水平種群水平群落水平整體水平生態(tài)系統(tǒng)生物圈本文檔共97頁(yè)；當(dāng)前第2頁(yè)；編輯于星期三\12點(diǎn)59分生命科學(xué)研究的對(duì)象和范圍，由小到大，由微觀到宏觀，可以區(qū)分為若干層次,其中種群水平群落水平生態(tài)系統(tǒng)生物圈屬生態(tài)學(xué)研究范疇本文檔共97頁(yè)；當(dāng)前第3頁(yè)；編輯于星期三\12點(diǎn)59分生態(tài)系統(tǒng)：在一定的空間內(nèi)生物的成分和非生物的成分通過(guò)物質(zhì)循環(huán)和

能量流動(dòng)互相作用、互相依存而構(gòu)成的一個(gè)生態(tài)學(xué)功能單位。本文檔共97頁(yè)；當(dāng)前第4頁(yè)；編輯于星期三\12點(diǎn)59分微生物生態(tài)學(xué)：研究微生物與其周?chē)锖头巧锃h(huán)境之間相互關(guān)系。生態(tài)學(xué)：研究生物有機(jī)體與其棲居環(huán)境間相互關(guān)系的科學(xué)。它包括生物對(duì)環(huán)境的改變和環(huán)境對(duì)生物的影響等。

各種環(huán)境中的微生物的種類(lèi)、分布；

微生物和其它生物的關(guān)系；微生物與物質(zhì)循環(huán)；

微生物與環(huán)境保護(hù)本文檔共97頁(yè)；當(dāng)前第5頁(yè)；編輯于星期三\12點(diǎn)59分1.土壤中的微生物土壤是固體無(wú)機(jī)物(巖石和礦物質(zhì))、有機(jī)物、水、空氣和生物組成的復(fù)合物，是微生物的合適生境。土壤微生物種類(lèi)多、數(shù)量多、代謝潛力巨大，是主要的微生物源，是微生物的大本營(yíng)。第一節(jié)微生物在自然界中的分布與菌種資源開(kāi)發(fā)一、微生物在自然界中的分布本文檔共97頁(yè)；當(dāng)前第6頁(yè)；編輯于星期三\12點(diǎn)59分1.土壤環(huán)境條件（1）土壤是微生物的天然培養(yǎng)基（2）土壤的保水性，使微生物生長(zhǎng)有充分的水供應(yīng)（3）土壤顆粒間的空隙，保持了良好的通氣條件（4）土壤的pH為3.5～10.5，是大多微生物的最適pH（5）土壤中溫度變化不大，冬天具保溫性本文檔共97頁(yè)；當(dāng)前第7頁(yè)；編輯于星期三\12點(diǎn)59分2.土壤中微生物的種類(lèi)與數(shù)量細(xì)菌70％～90％2.5億／g土放線菌5％～30％70萬(wàn)／g土霉菌3％～20％40萬(wàn)／g土藻類(lèi)1％～2％5萬(wàn)／g土原生動(dòng)物0.5％～1％3萬(wàn)／g土本文檔共97頁(yè)；當(dāng)前第8頁(yè)；編輯于星期三\12點(diǎn)59分每克土壤的含菌量約有10倍系列的遞減規(guī)律：細(xì)菌（～108）放線菌（～107，孢子）霉菌（～106，孢子）酵母菌（～105）藻類(lèi)（～104）原生動(dòng)物（～103）本文檔共97頁(yè)；當(dāng)前第9頁(yè)；編輯于星期三\12點(diǎn)59分1）土壤微生物的數(shù)量和分布主要受到營(yíng)養(yǎng)物、含水量、氧、溫度、pH等因子的影響，并隨土壤類(lèi)型的不同而有很大變化。2）土壤微生物的數(shù)量和分布受季節(jié)影響；3）微生物的數(shù)量也與于土層的深度有關(guān)，一般土壤表層微生物最多，隨著土層的加深，微生物的數(shù)量逐步減少。本文檔共97頁(yè)；當(dāng)前第10頁(yè)；編輯于星期三\12點(diǎn)59分西澳州海灘上有3.5億年前留下的墊藻巖本文檔共97頁(yè)；當(dāng)前第11頁(yè)；編輯于星期三\12點(diǎn)59分墊藻巖中的原核生物本文檔共97頁(yè)；當(dāng)前第12頁(yè)；編輯于星期三\12點(diǎn)59分20世紀(jì)80年代，美國(guó)能源部-----地下科學(xué)計(jì)劃（DeepSubsurtaceProgram）地下的微生物在陸地可達(dá)4公里深（每下降1公里溫度上升20℃），在海底則可深達(dá)7公里（每下降1公里溫度上升15℃）。目前已知微生物的最高生長(zhǎng)溫度：113℃（海底火山口）目前的采樣深度：2.8公里本文檔共97頁(yè)；當(dāng)前第13頁(yè)；編輯于星期三\12點(diǎn)59分（二）水體中的微生物數(shù)量和種類(lèi)與接觸的土壤有密切關(guān)系；分布上更多的是吸附在懸浮在水中的有機(jī)物上及水底；多能運(yùn)動(dòng)，有些具有很異常的形態(tài)；靠近城市或城市下游水中的微生物多，并且有很多對(duì)健康不利的細(xì)菌，因此不宜作為飲用水源；水體自身存在自我凈化作用：致病菌一般對(duì)營(yíng)養(yǎng)要求苛刻，在一般的水中只能存活2-3天；水表微生物會(huì)受輻射等作用而被殺滅；本文檔共97頁(yè)；當(dāng)前第14頁(yè)；編輯于星期三\12點(diǎn)59分1.不同水體中的微生物種類(lèi)（1）淡水型水體的微生物（2）海水型水體的微生物清水型水生微生物腐敗型水生微生物本文檔共97頁(yè)；當(dāng)前第15頁(yè)；編輯于星期三\12點(diǎn)59分①天然生長(zhǎng)于水中的，主要是化能自養(yǎng)和光能自養(yǎng)微生物。（清水型水生微生物）②來(lái)自土壤、塵埃。③來(lái)自下水道的污水、廢物和排泄物。（腐敗型水生微生物）水中微生物的主要來(lái)源本文檔共97頁(yè)；當(dāng)前第16頁(yè)；編輯于星期三\12點(diǎn)59分淡水型水體的微生物清水型水生微生物腐敗型水生微生物有機(jī)物含量低含有大量外來(lái)有機(jī)物化能自養(yǎng)微生物光能自養(yǎng)微生物腸道桿菌

芽孢桿菌

弧菌

螺菌

原生動(dòng)物等本文檔共97頁(yè)；當(dāng)前第17頁(yè)；編輯于星期三\12點(diǎn)59分（2）

海水型水體的微生物

海洋是地球上最大的水體，咸水占地球總水量的97.5％。海水中有機(jī)質(zhì)少；溫度低，一般在5℃以下；鹽濃度高，一般含鹽量為3％左右。海水的特點(diǎn)本文檔共97頁(yè)；當(dāng)前第18頁(yè)；編輯于星期三\12點(diǎn)59分海水中的土著微生物種類(lèi)主要是藻類(lèi)、細(xì)菌中

Bacillus（芽孢桿菌屬）、Pseudomonas（假單胞菌）、Vibrio（弧菌屬）、發(fā)光細(xì)菌等。本文檔共97頁(yè)；當(dāng)前第19頁(yè)；編輯于星期三\12點(diǎn)59分海洋微生物的分布水平方向：離陸地越遠(yuǎn)，微生物種類(lèi)和數(shù)量就越少。例如，港口海水中微生物數(shù)量可達(dá)10萬(wàn)／mL，遠(yuǎn)海只有10～250／mL。本文檔共97頁(yè)；當(dāng)前第20頁(yè)；編輯于星期三\12點(diǎn)59分2.水體的自?xún)糇饔茫╯elfcleaning）

在自然水體尤其是快速流動(dòng)、氧氣充足的水體中，存在著對(duì)有機(jī)或無(wú)機(jī)污染物的自?xún)糇饔?。物理學(xué)化學(xué)生物學(xué)生物化學(xué)共同作用主要作用本文檔共97頁(yè)；當(dāng)前第21頁(yè)；編輯于星期三\12點(diǎn)59分3.飲用水的微生物學(xué)標(biāo)準(zhǔn)良好的飲用水，細(xì)菌含量應(yīng)＜100個(gè)／mL，當(dāng)超過(guò)＞500個(gè)／mL時(shí)，就不宜作飲用水。

飲用水的微生物種類(lèi)主要采用以E.coli為代表的大腸菌群數(shù)為指標(biāo)。本文檔共97頁(yè)；當(dāng)前第22頁(yè)；編輯于星期三\12點(diǎn)59分自來(lái)水中細(xì)菌總數(shù)≤100個(gè)／mL；（37℃，培養(yǎng)24h）我國(guó)衛(wèi)生部門(mén)規(guī)定的飲用水標(biāo)準(zhǔn)：大腸菌群數(shù)≤3個(gè)／L（37℃，培養(yǎng)48h）

本文檔共97頁(yè)；當(dāng)前第23頁(yè)；編輯于星期三\12點(diǎn)59分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水中的病原微生物會(huì)對(duì)水質(zhì)產(chǎn)生重要影響本文檔共97頁(yè)；當(dāng)前第24頁(yè)；編輯于星期三\12點(diǎn)59分（三）空氣中的微生物來(lái)源于土壤、水體及人類(lèi)的生產(chǎn)、生活活動(dòng)；種類(lèi)主要為真菌和細(xì)菌，一般與其所在環(huán)境的微生物種類(lèi)有關(guān)；數(shù)量取決于塵埃數(shù)量；停留時(shí)間和塵埃大小、空氣流速、濕度、光照等因素有關(guān)；與人類(lèi)的關(guān)系：傳播疾病、造成食品等的污染本文檔共97頁(yè)；當(dāng)前第25頁(yè)；編輯于星期三\12點(diǎn)59分(三)空氣中的微生物

空氣中缺乏營(yíng)養(yǎng)和水分，不適于微生物的生存，但仍存在種類(lèi)和數(shù)量不固定的微生物。本文檔共97頁(yè)；當(dāng)前第26頁(yè)；編輯于星期三\12點(diǎn)59分土壤飛起的塵埃水面吹起的水珠人和動(dòng)物體表干燥的脫落物呼吸道排出的廢物1.空氣中微生物的主要來(lái)源本文檔共97頁(yè)；當(dāng)前第27頁(yè)；編輯于星期三\12點(diǎn)59分2.影響空氣中微生物分布的因素①人口密度，車(chē)輛多少②下雨、下雪③季節(jié)、氣候本文檔共97頁(yè)；當(dāng)前第28頁(yè)；編輯于星期三\12點(diǎn)59分3.降低空氣中微生物數(shù)量的方法①減少菌源、塵埃源②空氣過(guò)濾③滅菌（如UV照射，甲醛熏蒸）本文檔共97頁(yè)；當(dāng)前第29頁(yè)；編輯于星期三\12點(diǎn)59分（四）工農(nóng)業(yè)產(chǎn)品上的微生物工業(yè)產(chǎn)品的霉腐食品上的微生物農(nóng)產(chǎn)品上的微生物本文檔共97頁(yè)；當(dāng)前第30頁(yè)；編輯于星期三\12點(diǎn)59分1.工業(yè)產(chǎn)品的霉腐

大量工業(yè)品都是用動(dòng)植物產(chǎn)品作原料來(lái)制造的，例如各種纖維制品、木制品、革制品、橡膠制品、油漆、卷煙和化妝品等，其上常常有大量的、種類(lèi)各異的微生物分布著。

本文檔共97頁(yè)；當(dāng)前第31頁(yè)；編輯于星期三\12點(diǎn)59分

各種材料和工農(nóng)業(yè)產(chǎn)品因受氣候、物理、化學(xué)或生物因素的作用而發(fā)生變質(zhì)、破壞的現(xiàn)象，稱(chēng)為材料劣化。材料劣化（materialdeterioration）本文檔共97頁(yè)；當(dāng)前第32頁(yè)；編輯于星期三\12點(diǎn)59分（1）霉變（mildew，mouldness）（2）腐朽（decay）（3）腐爛（或腐敗，putrefaction，rot）（4）腐蝕（corrosion）（5）變質(zhì)（deterioration）材料劣化包括：本文檔共97頁(yè)；當(dāng)前第33頁(yè)；編輯于星期三\12點(diǎn)59分2.食品上的微生物很多微生物在食品上生長(zhǎng)后會(huì)產(chǎn)生對(duì)人有害的毒素：肉毒毒素、黃曲霉素等不利影響：由于微生物的生長(zhǎng)繁殖而腐爛、變質(zhì)，不能再食用或使用；病原微生物進(jìn)入人體的重要途徑，引起傳染性疾??；本文檔共97頁(yè)；當(dāng)前第34頁(yè)；編輯于星期三\12點(diǎn)59分防止食品霉腐的方法：①在加工、制造和包裝過(guò)程中注意清潔衛(wèi)生；②添加少量無(wú)害的防腐劑；③控制保藏條件，采用低溫、干燥、密封

（用除氧劑或充以CO2、N2氣體）等措施。本文檔共97頁(yè)；當(dāng)前第35頁(yè)；編輯于星期三\12點(diǎn)59分3.農(nóng)產(chǎn)品上的微生物Aspergillus（曲霉屬）Penicillium（青霉屬）Fusarium（鐮孢霉屬）引發(fā)霉腐的種類(lèi)其中有些可產(chǎn)生致癌的真菌毒素（mycotoxin）本文檔共97頁(yè)；當(dāng)前第36頁(yè)；編輯于星期三\12點(diǎn)59分各種糧食和飼料上的主要霉菌本文檔共97頁(yè)；當(dāng)前第37頁(yè)；編輯于星期三\12點(diǎn)59分在目前已知的約9萬(wàn)種真菌中，有200多個(gè)種可產(chǎn)生100余種真菌毒素（mycotoxin）。其中14種能致癌。

①由Aspergillusflavus（黃曲霉）部分菌株產(chǎn)生的黃曲霉毒素（aflatoxin，AFT）；②由Fusariumspp.（一些鐮孢菌）產(chǎn)生的單端孢烯族毒素（trichothecene）T2。兩種強(qiáng)致癌劑：

本文檔共97頁(yè)；當(dāng)前第38頁(yè)；編輯于星期三\12點(diǎn)59分（五）極端環(huán)境下的微生物

在自然界中，存在著一些依賴(lài)高溫、低溫、高酸、高堿、高鹽、高壓或高輻射強(qiáng)度等極端環(huán)境才能正常生長(zhǎng)繁殖的微生物，稱(chēng)為嗜極菌或極端微生物。本文檔共97頁(yè)；當(dāng)前第39頁(yè)；編輯于星期三\12點(diǎn)59分1.嗜熱微生物（thermophiles）2.嗜冷微生物（psychrophiles）3.嗜酸微生物（acidophiles）4.嗜堿微生物（basophiles或alkalophiles）5.嗜鹽微生物（halophiles）6.嗜壓微生物（barophiles）7.抗輻射微生物極端環(huán)境下的微生物：自學(xué)本文檔共97頁(yè)；當(dāng)前第40頁(yè)；編輯于星期三\12點(diǎn)59分（六）生物體內(nèi)外的正常菌群人體的正常菌群無(wú)菌動(dòng)物與悉生生物3.根際微生物和附生微生物本文檔共97頁(yè)；當(dāng)前第41頁(yè)；編輯于星期三\12點(diǎn)59分人體內(nèi)外部1.人體的正常菌群（normalflora）種類(lèi)繁多數(shù)量驚人（104）正常菌群：生活在健康動(dòng)物各部位、數(shù)量大、種類(lèi)較穩(wěn)定、一般能發(fā)揮有益作用的微生物種群。本文檔共97頁(yè)；當(dāng)前第42頁(yè)；編輯于星期三\12點(diǎn)59分微生態(tài)學(xué)（microecology）

旨在從細(xì)胞和分子水平上研究微觀層次上的生態(tài)學(xué)規(guī)律，其任務(wù)為：①研究正常菌群的本質(zhì)及其與宿主間

的相互關(guān)系；②闡明微生態(tài)平衡與失調(diào)的機(jī)制；③指導(dǎo)微生態(tài)制劑的研制，以用于調(diào)整人體的微生態(tài)平衡。本文檔共97頁(yè)；當(dāng)前第43頁(yè)；編輯于星期三\12點(diǎn)59分人體的五大微生態(tài)系統(tǒng)腸胃道呼吸道泌尿生殖道口腔皮膚本文檔共97頁(yè)；當(dāng)前第44頁(yè)；編輯于星期三\12點(diǎn)59分互生關(guān)系（正常菌群）寄生關(guān)系（條件致病菌）人體腸道正常菌群與宿主間的關(guān)系：微生態(tài)平衡相對(duì)的可變的有條件的本文檔共97頁(yè)；當(dāng)前第45頁(yè)；編輯于星期三\12點(diǎn)59分互生關(guān)系（正常菌群）寄生關(guān)系（條件致病菌）人體腸道正常菌群與宿主間的關(guān)系：微生態(tài)平衡相對(duì)的可變的有條件的本文檔共97頁(yè)；當(dāng)前第46頁(yè)；編輯于星期三\12點(diǎn)59分條件致病菌（opportunistpathogen）微生態(tài)制劑（microecologics）

益生菌劑（probiotics）凍干菌粉活菌膠囊微膠囊口服液本文檔共97頁(yè)；當(dāng)前第47頁(yè)；編輯于星期三\12點(diǎn)59分2.無(wú)菌動(dòng)物與悉生生物無(wú)菌動(dòng)物（germ-freeanimal）：

體內(nèi)外檢查不到任何正常菌群的動(dòng)物。悉生生物（gnotobiota）：

已經(jīng)人為接種某已知純種微生物

的無(wú)菌動(dòng)物。悉生生物學(xué)（gnotobiology）或悉生學(xué)（gnotobiotics）：研究悉生生物的學(xué)科。本文檔共97頁(yè)；當(dāng)前第48頁(yè)；編輯于星期三\12點(diǎn)59分3.根際微生物和附生微生物根際微生物（rhizospheremicroorganisms）：

又稱(chēng)根圈微生物;生活在根系鄰近土壤，依賴(lài)根系的分泌物、外滲物和脫落細(xì)胞而生長(zhǎng)，一般對(duì)植物發(fā)揮有益作用的正常菌群。附生微生物（epibioticmicrobe）：指生活在植物體表面，主要借其外滲物質(zhì)或分泌物質(zhì)為營(yíng)養(yǎng)的微生物，主要為葉面微生物。本文檔共97頁(yè)；當(dāng)前第49頁(yè)；編輯于星期三\12點(diǎn)59分二、菌種資源的開(kāi)發(fā)

生產(chǎn)菌體物質(zhì)生產(chǎn)酶類(lèi)生產(chǎn)初生代謝產(chǎn)物、次生代謝產(chǎn)物或生物合成產(chǎn)物本文檔共97頁(yè)；當(dāng)前第50頁(yè)；編輯于星期三\12點(diǎn)59分第二節(jié)微生物與生物環(huán)境間的相互作用表5-1微生物種群間相互作用的關(guān)系關(guān)系名稱(chēng)作用結(jié)果作用特點(diǎn)種群甲種群乙互惠共生增加增加種群相互有利，為專(zhuān)性的緊密結(jié)合協(xié)同作用增加增加種群相互有利，為非專(zhuān)性的松散聯(lián)合競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系減少減少兩者需要相同的生長(zhǎng)條件，進(jìn)而相互損害寄生關(guān)系增加減少甲生活于乙體內(nèi)，危害乙生長(zhǎng)拮抗作用無(wú)影響減少甲抑制乙生長(zhǎng)捕食關(guān)系增加減少甲以乙為食偏利關(guān)系增加無(wú)影響利甲但不損乙中性關(guān)系無(wú)影響無(wú)影響兩者均不受影響或無(wú)緊要影響微生物生態(tài)的研究特點(diǎn)：以微生物群體，即種群作為主要研究單位。本文檔共97頁(yè)；當(dāng)前第51頁(yè)；編輯于星期三\12點(diǎn)59分第二節(jié)微生物與生物環(huán)境間的相互作用一、互生兩種可單獨(dú)生活的生物，在共同生活時(shí)，通過(guò)各自的代謝活動(dòng)而有利于雙方，或偏利于一方的生活方式，稱(chēng)為互生。“可分可合，合比分好”的相互關(guān)系。

纖維素分解細(xì)菌固氮菌本文檔共97頁(yè)；當(dāng)前第52頁(yè)；編輯于星期三\12點(diǎn)59分金黃色葡萄球菌的生長(zhǎng)為本來(lái)在平板上不能生長(zhǎng)的嗜血流感菌提供生長(zhǎng)因子，后者在其菌苔周?chē)纬尚l(wèi)星菌落。本文檔共97頁(yè)；當(dāng)前第53頁(yè)；編輯于星期三\12點(diǎn)59分人體腸道正常菌群互生關(guān)系（正常情況）寄生關(guān)系（某些特殊條件下）人腸道內(nèi)的菌群：60-400種不同的微生物，占糞便干重1/3的是細(xì)菌，其中厭氧菌占了絕大多數(shù)。正常菌群通過(guò)腸道獲取營(yíng)養(yǎng)；

通過(guò)排阻、抑制外來(lái)致病菌；提供許多人體所必不可少的維生素、氨基酸等營(yíng)養(yǎng)物對(duì)人體作出貢獻(xiàn)；本文檔共97頁(yè)；當(dāng)前第54頁(yè)；編輯于星期三\12點(diǎn)59分環(huán)境條件改變或著生部位改變：正常菌群致病菌濫用抗生素；人身體虛弱抵抗力下降；吃了不潔凈的食物；腸道中的正常菌群，大腸桿菌，一旦進(jìn)入泌尿系統(tǒng)，引起尿路感染。人體表面的正常菌群，一旦它們進(jìn)入傷口也會(huì)引起感染。條件致病菌：人體的正常微生物菌群一旦進(jìn)入非正常聚居部位，或生態(tài)結(jié)構(gòu)發(fā)生改變而引起人類(lèi)疾病的微生物。本文檔共97頁(yè)；當(dāng)前第55頁(yè)；編輯于星期三\12點(diǎn)59分可以通過(guò)口服某些活的微生物制劑來(lái)治療由于正常菌群失調(diào)而導(dǎo)致的腹瀉，例如，含蠟狀芽孢桿菌（Bcereus）的“促菌生”，含地衣芽孢桿菌的“整腸生”等，它們都是通過(guò)芽孢桿菌的生長(zhǎng)，為腸道重新創(chuàng)造良好的厭氧環(huán)境，促使腸道內(nèi)正常的厭氧菌的生長(zhǎng)繁殖，這類(lèi)活微生物制劑又稱(chēng)微生態(tài)制劑。微生態(tài)制劑一般用于恢復(fù)腸道內(nèi)的正常生態(tài)環(huán)境，若腸道功能正常，一般不需要服用！本文檔共97頁(yè)；當(dāng)前第56頁(yè)；編輯于星期三\12點(diǎn)59分第二節(jié)微生物與生物環(huán)境間的相互作用二、共生兩種或多種生物共同緊密生活在一起，形成相互依賴(lài)，互相有利的關(guān)系，甚至達(dá)到單獨(dú)者難以生存，這種生存方式稱(chēng)為共生。據(jù)微生物共生對(duì)象的不同，將微生物的共生分為三種類(lèi)型。(一)微生物間的共生(二)微生物與植物間的共生(三)微生物與動(dòng)物間的共生

本文檔共97頁(yè)；當(dāng)前第57頁(yè)；編輯于星期三\12點(diǎn)59分地衣-----藻類(lèi)和真菌的共生體形成有固定形態(tài)的葉狀結(jié)構(gòu)：真菌無(wú)規(guī)則地纏繞藻類(lèi)細(xì)胞，或二者組成一定的層次排列。地衣繁殖時(shí)，在表面上生出球狀粉芽，粉芽中含有少量的藻類(lèi)細(xì)胞和真菌菌絲，粉芽脫離母體散布到適宜的環(huán)境中，發(fā)育成新的地衣結(jié)構(gòu)上的共生：生理上的共生：共生菌從基質(zhì)中吸收水分和無(wú)機(jī)養(yǎng)料；共生藻進(jìn)行光合作用，合成有機(jī)物；使地衣能在十分貧瘠的環(huán)境中生存。本文檔共97頁(yè)；當(dāng)前第58頁(yè)；編輯于星期三\12點(diǎn)59分本文檔共97頁(yè)；當(dāng)前第59頁(yè)；編輯于星期三\12點(diǎn)59分微生物和植物間的共生關(guān)系根瘤菌與豆科植物間的共生------形成根瘤共生體根瘤菌固定大氣中的氣態(tài)氮為植物提供氮素養(yǎng)料；豆科植物的根的分泌物能刺激根瘤菌的生長(zhǎng)，同時(shí)，還為根瘤菌提供保護(hù)和穩(wěn)定的生長(zhǎng)條件。本文檔共97頁(yè)；當(dāng)前第60頁(yè)；編輯于星期三\12點(diǎn)59分本文檔共97頁(yè)；當(dāng)前第61頁(yè)；編輯于星期三\12點(diǎn)59分微生物與動(dòng)物的共生關(guān)系（1）與昆蟲(chóng)的共生關(guān)系

外共生：例如白蟻與其腸道內(nèi)的微生物之間的共生食木質(zhì)的白蟻?zhàn)陨聿⒉荒芊纸馄谕侠w維素，必須依賴(lài)腸道中共生的原生動(dòng)物和細(xì)菌通過(guò)厭氧發(fā)酵過(guò)程來(lái)分解纖維素。

內(nèi)共生：昆蟲(chóng)與其細(xì)胞內(nèi)的共生性細(xì)菌這些細(xì)胞內(nèi)的共生性細(xì)菌能為宿主提供B族維生素，使昆蟲(chóng)能以缺乏維生素的植物為生。本文檔共97頁(yè)；當(dāng)前第62頁(yè)；編輯于星期三\12點(diǎn)59分2.與反芻動(dòng)物的共生關(guān)系

反芻動(dòng)物，如牛、羊、駱駝、長(zhǎng)頸鹿等以植物的纖維素為主要食物，它們?cè)诹鑫钢薪?jīng)微生物發(fā)酵變成有機(jī)酸和菌體蛋白再供動(dòng)物吸收利用。

瘤胃也為里面居住的微生物提供了必要的營(yíng)養(yǎng)和生長(zhǎng)條件----食物和嚴(yán)格的厭氧環(huán)境本文檔共97頁(yè)；當(dāng)前第63頁(yè)；編輯于星期三\12點(diǎn)59分第二節(jié)微生物與生物環(huán)境間的相互作用三、拮抗一種生物在生命活動(dòng)過(guò)程中，產(chǎn)生某種代謝產(chǎn)物或改變其它條件，從而抑制其它生物的繁殖，甚至毒害或殺死其它生物的現(xiàn)象，稱(chēng)為拮抗關(guān)系。根據(jù)拮抗作用的選擇性，拮抗關(guān)系可分為非特異性拮抗關(guān)系和特異性拮抗關(guān)系兩大類(lèi)：

微生物間的“化學(xué)戰(zhàn)術(shù)”抗生菌產(chǎn)生能抑制其它生物生長(zhǎng)發(fā)育的抗生素；微生物間的生長(zhǎng)抑制因某種微生物的生長(zhǎng)而引起的其它條件的改變，從而抑制它種生物的生長(zhǎng)本文檔共97頁(yè)；當(dāng)前第64頁(yè)；編輯于星期三\12點(diǎn)59分第二節(jié)微生物與生物環(huán)境間的相互作用四、寄生一種生物生活在另一種生物體內(nèi)，從中攝取營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)而進(jìn)行生長(zhǎng)和繁殖，并且在一定條件下使后者受到損害或被殺死，這種關(guān)系稱(chēng)為寄生關(guān)系。營(yíng)寄生生活的生物稱(chēng)為寄生物，被寄生的生物稱(chēng)為寄主或宿主。本文檔共97頁(yè)；當(dāng)前第65頁(yè)；編輯于星期三\12點(diǎn)59分1、微生物間的寄生噬菌體—細(xì)菌蛭弧菌—細(xì)菌真菌—真菌真菌、細(xì)菌—原生動(dòng)物本文檔共97頁(yè)；當(dāng)前第66頁(yè)；編輯于星期三\12點(diǎn)59分2、微生物與動(dòng)植物間的寄生關(guān)系各種各樣的致病菌多是行寄生生活擇生生物，或稱(chēng)為悉生生物或定菌生物（Gnotobiote）：-------------整個(gè)個(gè)體不攜帶或只攜帶已知微生物的生物干擾因素少，操作易控制，既可進(jìn)行定性分析，也可進(jìn)行定量分析，實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確、可靠，對(duì)于了解微生物與宿主之間復(fù)雜的關(guān)系及其機(jī)理具有十分重要的作用。用于科學(xué)研究：本文檔共97頁(yè)；當(dāng)前第67頁(yè)；編輯于星期三\12點(diǎn)59分第二節(jié)微生物與生物環(huán)境間的相互作用五、捕食捕食又稱(chēng)獵食，是指一種生物以其它生物為食的關(guān)系。前者稱(chēng)為捕食者，后者稱(chēng)為被食者。

捕蟲(chóng)菌目在長(zhǎng)期的自然進(jìn)化中形成的特化結(jié)構(gòu)，特化菌絲構(gòu)成巧妙的網(wǎng)，可以捕捉小型原生動(dòng)物或無(wú)脊椎動(dòng)物，捕獲物死后，菌絲伸入體內(nèi)吸收營(yíng)養(yǎng)。本文檔共97頁(yè)；當(dāng)前第68頁(yè)；編輯于星期三\12點(diǎn)59分二、微生物與生物地球化學(xué)循環(huán)生物圈生物地球化學(xué)循環(huán)本文檔共97頁(yè)；當(dāng)前第69頁(yè)；編輯于星期三\12點(diǎn)59分第三節(jié)、微生物與生物地球化學(xué)循環(huán)地球上大部分元素都以不同的循環(huán)速率參與生物地球循環(huán)。生命物質(zhì)的主要組成元素(C、H、O、N、P、S)循環(huán)很快，微量元素(Mg、K、Na、鹵族元素)和痕量元素(Al、B、Co、Cr、Cu、Mo、Ni、Se、V、Zn)則循環(huán)較慢。屬于微量和痕量元素的Fe、Mn、Ca和Si例外。C、N、P、S的循環(huán)受兩個(gè)主要生物過(guò)程控制。一是光合生物對(duì)無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)物的同化，二是后來(lái)進(jìn)行的異養(yǎng)生物的礦化。微生物在有機(jī)物的礦化中起決定性作用，地球上90％以上有機(jī)物的礦化都由細(xì)菌和真菌完成。本文檔共97頁(yè)；當(dāng)前第70頁(yè)；編輯于星期三\12點(diǎn)59分1.碳素循環(huán)

圖5-1碳素的生物地球化學(xué)循環(huán)

本文檔共97頁(yè)；當(dāng)前第71頁(yè)；編輯于星期三\12點(diǎn)59分1.碳素循環(huán)

微生物在碳素循環(huán)中的作用有以下幾個(gè)方面：(1)同化CO2(2)分解有機(jī)碳主要依靠異養(yǎng)型微生物的作用。本文檔共97頁(yè)；當(dāng)前第72頁(yè)；編輯于星期三\12點(diǎn)59分2.氮素循環(huán)

圖5-2氮素的生物地球化學(xué)循環(huán)本文檔共97頁(yè)；當(dāng)前第73頁(yè)；編輯于星期三\12點(diǎn)59分2.氮素循環(huán)

（1）存在形式：分為有機(jī)態(tài)氮、無(wú)機(jī)態(tài)氮和氣態(tài)氮(N2)。（2）6種氮化合物(主要有銨鹽、硝酸鹽、亞硝酸鹽、有機(jī)氮化物、N2O和分子態(tài)氮)的轉(zhuǎn)化反應(yīng)組成該循環(huán)，包括固氮作用、同化作用、氨化(脫氨)作用、硝化作用、反硝化作用和硝酸鹽還原。實(shí)際上它們大多是氧化還原反應(yīng)。微生物在氮素循環(huán)中起著不可替代的作用。本文檔共97頁(yè)；當(dāng)前第74頁(yè)；編輯于星期三\12點(diǎn)59分(2)硝化作用硝化作用是在好氧條件下經(jīng)硝化細(xì)菌作用將氨氧化成硝酸鹽的過(guò)程。其中硝酸鹽又可參與反硝化作用。硝化作用分兩個(gè)階段進(jìn)行。第一個(gè)階段是由亞硝化細(xì)菌將氨氧化成亞硝酸鹽；第二個(gè)階段是硝化細(xì)菌將亞硝酸鹽進(jìn)一步氧化為硝酸鹽。

2.氮素循環(huán)

本文檔共97頁(yè)；當(dāng)前第75頁(yè)；編輯于星期三\12點(diǎn)59分(3)氨化作用氨化作用是指有機(jī)氮化合物(蛋白質(zhì)、尿素、核酸等)轉(zhuǎn)化成氨的過(guò)程。微生物、動(dòng)物和植物都具有氨化能力，可以發(fā)生在好氧和厭氧環(huán)境中。將氨化能力強(qiáng)的微生物稱(chēng)為氨化微生物。主要有多種芽孢桿菌、熒光假單胞菌、普通變形桿菌等。2.氮素循環(huán)

本文檔共97頁(yè)；當(dāng)前第76頁(yè)；編輯于星期三\12點(diǎn)59分(4)硝酸鹽還原作用包括異化硝酸鹽還原和同化硝酸鹽還原。同化硝酸鹽還原是硝酸鹽被還原成亞硝酸鹽和氨，氨被同化成氨基酸的過(guò)程。在此被還原的氮化物成為微生物的氮源。異化硝酸鹽還原是在無(wú)氧條件下微生物進(jìn)行的硝酸鹽呼吸，即以NO3—或NO2—代替O2作為電子受體進(jìn)行的呼吸代謝。具有異化硝酸鹽還原能力的微生物多數(shù)是異養(yǎng)菌，少數(shù)是自養(yǎng)菌，它們均是兼性厭氧菌。2.氮素循環(huán)

本文檔共97頁(yè)；當(dāng)前第77頁(yè)；編輯于星期三\12點(diǎn)59分(5)反硝化作用（脫氨作用）指在厭氧條件下反硝化細(xì)菌以無(wú)機(jī)鹽作為無(wú)氧呼吸的受氫體，將硝酸鹽還原成氣態(tài)氮化物(N2O、N2、NO或NH3)的過(guò)程。大量的N2O、N2釋放到大氣中去，其中N2O的釋放可破壞臭氧層。一些化能異養(yǎng)型微生物和化能自養(yǎng)型微生物可進(jìn)行反硝化作用，如脫氮假單胞菌、脫氮硫桿菌和地衣芽孢桿菌等。反硝化作用的效應(yīng)是造成土壤中氮的損失嚴(yán)重，從而降低氮肥效率。

2.氮素循環(huán)

本文檔共97頁(yè)；當(dāng)前第78頁(yè)；編輯于星期三\12點(diǎn)59分3.硫素循環(huán)

生物圈中含有豐富的硫，以單體硫、硫化氫、硫酸鹽和有機(jī)硫的形式存在。生物地球化學(xué)循環(huán)包括還原態(tài)無(wú)機(jī)硫化物的氧化，異化硫酸鹽還原，硫化氫的釋放(脫硫作用)，同化硫酸鹽還原。硫素的生物地球化學(xué)循環(huán)如圖5-3所示。微生物參與硫素循環(huán)的各個(gè)過(guò)程，并在其中起重要作用。本文檔共97頁(yè)；當(dāng)前第79頁(yè)；編輯于星期三\12點(diǎn)59分第一節(jié)微生物在生態(tài)系統(tǒng)中的作用二、微生物與生物地球化學(xué)循環(huán)4.磷素循環(huán)

磷的生物地球化學(xué)循環(huán)包括以下三種基本過(guò)程：(1)有機(jī)磷轉(zhuǎn)化成溶解性無(wú)機(jī)磷(2)不溶性無(wú)機(jī)磷的可溶化(3)可溶性無(wú)機(jī)磷的有機(jī)化

5．鐵素循環(huán)

微生物參與的鐵循環(huán)包括氧化、還原和螯合作用。具體有三方面作用：(1)鐵的氧化和沉積(2)鐵的還原和溶解(3)鐵的吸收本文檔共97頁(yè)；當(dāng)前第80頁(yè)；編輯于星期三\12點(diǎn)59分自然水體的自?xún)糇饔梦锢硇缘某恋?、擴(kuò)散和稀釋作用化學(xué)性的氧化作用生物學(xué)和生物化學(xué)作用一、水體的污染——富營(yíng)養(yǎng)化第四節(jié)微生物與環(huán)境保護(hù)本文檔共97頁(yè)；當(dāng)前第81頁(yè)；編輯于星期三\12點(diǎn)59分水體的富營(yíng)養(yǎng)化作用的機(jī)理水體大量的有機(jī)物或無(wú)機(jī)物，特別是磷酸鹽和無(wú)機(jī)氮化合物使水的富營(yíng)養(yǎng)化而導(dǎo)致藻類(lèi)等過(guò)量生長(zhǎng)，產(chǎn)生大量的有機(jī)物；異養(yǎng)微生物氧化這些有機(jī)物，耗盡水中的氧，使厭氧菌開(kāi)始大量生長(zhǎng)和代謝分解含硫化合物，產(chǎn)生H2S，從而導(dǎo)致水有難聞的氣味，魚(yú)和好氧微生物大量死亡，水體出現(xiàn)大量沉淀物和異常顏色；引起水體富營(yíng)養(yǎng)化的藻類(lèi)除通過(guò)消耗水中的氧氣危害養(yǎng)殖業(yè)外，很多藻類(lèi)還能產(chǎn)生各種毒素，使動(dòng)物得病或死亡，因此富營(yíng)養(yǎng)化作用致死的魚(yú)等水產(chǎn)品不能食用！本文檔共97頁(yè)；當(dāng)前第82頁(yè)；編輯于星期三\12點(diǎn)59分水華水華（waterbloom）指發(fā)生在淡水水體（池、河、江、湖）中的富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象。水華元兇：藍(lán)細(xì)菌和浮游藻類(lèi)例如，Microcystisspp.（微囊藍(lán)細(xì)菌）

Anabaenaspp.（魚(yú)腥藍(lán)細(xì)菌）

Chlamydomonasspp.（衣藻）水華水體表面的藻類(lèi)富營(yíng)養(yǎng)化的水體本文檔共97頁(yè)；當(dāng)前第83頁(yè)；編輯于星期三\12點(diǎn)59分赤潮

赤潮（redtide）指發(fā)生在河口、港灣或淺海等咸水區(qū)水體的富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象。赤潮元兇：藍(lán)細(xì)菌、藻類(lèi)和原生動(dòng)物例如，Microcystisaeruginosa

（銅綠微囊藍(lán)細(xì)菌）

Noctilucaspp.（夜光蟲(chóng)）甲藻等。赤潮赤潮本文檔共97頁(yè)；當(dāng)前第84頁(yè)；編輯于星期三\12點(diǎn)59分(一)、微生物處理污水的原理多種微生物群體O2分層氣體：CO2,NH3,H2S,CH4,H2,CO等清水：含SO42-,NO3-,PO43-等無(wú)機(jī)離子殘?jiān)簠捬醢l(fā)酵沼氣廢渣（有機(jī)肥）污水（高BOD）基本原理都是利用處理系統(tǒng)中的各種微生物群落的代謝作用，去除污水中的污染物。

二.用微生物治理污染本文檔共97頁(yè)；當(dāng)前第85頁(yè)；編輯于星期三\12點(diǎn)59分BOD值是廢水中可被生物氧化的有機(jī)物含量和氨的含量，它反映了廢水可進(jìn)行生物化學(xué)處理的程度；COD值是采用化學(xué)強(qiáng)氧化劑與廢水中有機(jī)物和氨進(jìn)行反應(yīng)的總量，表明了廢水的污染程度。COD值總是大于BOD值。污水處理中幾個(gè)常用的名詞本文檔共97頁(yè)；當(dāng)前第86頁(yè)；編輯于星期三\12點(diǎn)59分（3）TOD（totaloxygendemand）

總需氧量，指污水中能被氧化的物質(zhì)（主要是有機(jī)物）在高溫下燃燒變成穩(wěn)定氧化物時(shí)所需的氧量。TOD是評(píng)價(jià)某水質(zhì)的綜合指標(biāo)之一。（4）DO（dissolvedoxygen）即溶解氧量，指溶于水體中的分子態(tài)氧，是評(píng)價(jià)水質(zhì)優(yōu)劣的重要指標(biāo)。TOD是評(píng)價(jià)某水質(zhì)的綜合指標(biāo)之一。天然水的DO值一般為5～10mg/L，我國(guó)規(guī)定地面水質(zhì)的合格標(biāo)準(zhǔn)為DO＞4mg/L。本文檔共97頁(yè)；當(dāng)前第87頁(yè)；編輯于星期三\12點(diǎn)59分（5）SS（suspendsolid）

即懸浮物含量，指污水中不溶性固態(tài)物質(zhì)的含量。（6）TOC（totalorganiccarbon）

即總有機(jī)碳含量，指水體內(nèi)所含有機(jī)物中的全部有機(jī)碳的量。本文檔共97頁(yè)；當(dāng)前第88頁(yè)；編輯于星期三\12點(diǎn)59分主要可歸結(jié)為三類(lèi)：物理法、化學(xué)法和生物法。普遍采用生物法或生物法與其他方法結(jié)合。目前在城市生活污水和各種工業(yè)廢水處理中最普遍應(yīng)用的是活性污泥法；而在特殊行業(yè)廢水處理中最常使用的是效率較好的生物膜法。

3.處理污水的方法與裝置本文檔共97頁(yè)；當(dāng)前第89頁(yè)；編輯于星期三\12點(diǎn)59分活性污泥對(duì)生活污水的BOD5(指5日生化需氧量，即在20℃下5晝夜的測(cè)定值)的去除率可達(dá)95%左右。

圖5-5活性污泥法流程示意圖

1．原污水2．初次沉淀池3．曝氣池4．二次沉淀池5．處理后污水6．回流污泥

7．再生池8．生污泥9．剩余污泥10．污泥濃縮池11．脫水設(shè)備或污泥消化池等1.完全混合曝氣法本文檔共97頁(yè)；當(dāng)前第90頁(yè)；編輯于星期三\12點(diǎn)5