微生物生態(tài)課件

微生物生態(tài)幾個基本概念生態(tài)學(xué)（ecology）：一門研究生態(tài)系統(tǒng)與其環(huán)境系統(tǒng)間相互作用規(guī)律的科學(xué)。微生物生態(tài)學(xué)：研究微生物群體與其周圍生物和非生物環(huán)境條件間相互作用的規(guī)律。生物圈：地球上的所有生物。生態(tài)系統(tǒng)：生物群落與其無機環(huán)境相結(jié)合、相作用、相調(diào)控而成的動態(tài)系統(tǒng)。群落：同一環(huán)境中兩個以上種群由于生活繁殖上的連鎖而構(gòu)成相依賴、相制約的生物集團。種群：生活在同一環(huán)境中的同種個體組成的能繁殖集團。與同種別地的種群有隔離、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“大本營”水中微生物：數(shù)量僅次于土壤空氣中微生物工農(nóng)業(yè)產(chǎn)品上的微生物：黃曲霉毒素極端環(huán)境下的微生物生物體內(nèi)外的正常菌群水中微生物清水型水生微生物腐敗型水生微生物海洋微生物水體的自凈作用：“流水不腐”飲用水的微生物標(biāo)準(zhǔn)DeepSeaMicrobiologyDeepseamicroorganismsmuststand:Lowtemperature(100m,2-3oC);Highpressure(1atmevery10m);LownutrientlevelsWateratdepthsgreaterthan1000misrelativelybiologicallyinactiveandhascometobeknownasthe“deepsea”.Microbialecologyofintestine

inanimalsHindgutoftermites（白蟻）AcetogenesisMethanogenesisRumen（瘤胃）DegradationofcellulosebybacteriaandprotozoatoglucoseFermentationofglucosetovolatile（揮發(fā)性的）fattyacids(VFAs),CO2

andCH4Highconcentrationofbacteria-sourceofproteinsMicrobialecologyofplantsLichens（地衣）AsymbiosisofafungusandanalgaGrowonrockSensitivetoairpollutionMycorrhizae（菌根）AsymbiosisbetweenplantrootandfungusNutrientabsorptionbyplantsandorganicmattersupplytofungiPlantdiversitydeterminedbymicrobialdiversity生物體內(nèi)外的正常菌群正常菌群正常菌群失調(diào)條件致病菌內(nèi)源感染無菌動物悉生生物根際微生物附生微生物二、微生物之間的相互關(guān)系互生共生寄生捕食拮抗競爭互生互生：兩種可以單獨生活的生物，當(dāng)它們生活在一起時，通過各自的代謝活動而有利于對方，或偏利于一方的一種生活方式，這是一種“可分可合，合比分好”的相互關(guān)系。如：好氧性自生固氮菌纖維素分解菌

分解纖維素有機酸提供N源共生共生：兩種生物共居在一起，相互分工協(xié)作、相依為命、甚至達到難分難解、合二為一的一種相互關(guān)系。根瘤菌----豆科植物菌根菌----植物地衣：是真菌中子囊菌綱或擔(dān)子菌綱的某些種類與藻類中的單細胞綠藻或藍細菌共生在一起形成的植物體。寄生寄生：一種小型生物（寄生物）生活在另一種較大型生物（寄主或宿主）的體內(nèi)或體表，從中取得營養(yǎng)和進行生長繁殖，從而使后者蒙受損害甚至被殺死的現(xiàn)象。如：細菌——噬菌體捕食捕食：一種較大型的生物直接捕捉、吞食另一種小型生物以滿足其營養(yǎng)需要的相互關(guān)系。如：原生動物吞食細菌和藻類拮抗拮抗：指由某種生物所產(chǎn)生的某種代謝產(chǎn)物可抑制它種生物的生長發(fā)育甚至殺死它們的一種相互關(guān)系。非特異性拮抗如：乳酸菌和醋酸菌在發(fā)酵過程中，不斷降低pH，結(jié)果絕大多數(shù)不耐酸的微生物就不能生存而趨向死亡。特異性拮抗如：一種微生物（抗生菌）在其生命活動過程中，能夠產(chǎn)生某種或某類特殊的代謝產(chǎn)物（抗生素），具有選擇性地抑制或殺死一定種類的微生物（敏感菌）。競爭競爭：當(dāng)兩種生物對某種環(huán)境因子有相同的需求時所發(fā)生的關(guān)系。如：兩種硅藻混合培養(yǎng)時，它們的混合培養(yǎng)生長率與分別單獨培養(yǎng)的相同，但每種硅藻所達到的最高密度都會因為另一種藻的存在而降低，這是它們對共需的、有限的營養(yǎng)物進行競爭吸收的結(jié)果。三、微生物在自然界物質(zhì)循環(huán)中的作用碳素循環(huán)氮素循環(huán)硫素循環(huán)磷的循環(huán)鐵的循環(huán)四、微生物冶金

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

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

barotolerant（耐壓菌）andbarophilicbacteria（嗜壓菌）HindgutoftermitesProtozoaandmethanogensRootNoduleBacteria（根瘤菌）andSymbiosiswithlegumes（豆科植物）地衣Lichenconsistingoftwoorganisms:afungusandanalga:Algaeorcyanobacteriagrowphototrophicallyandprovidenutrientforthefungus,whichoffersafirmanchorandinorganicnutrientforthealgae.CarboncycleNitrogencycleSulfurcycle磷的循環(huán)Biogeochemicalcycles:ironBacterialironreductionandoxidationFe2++1/4O2+2OH-1+1/2H2OFe(OH)3FerrousironoxidationatacidpH:Thiobacillusferrooxidans,aniron-oxidizingbacterium,isstrictacidophile,asmallnumberofcellscanberesponsibleforprecipitatingalargeamountofiron.Roleofiron-oxidizingbacteriaintheoxidationofthemineralpyritePyrite（黃鐵礦-

FeS2）

oxidationOneofthemostcommonformsofironandsulfurinnatureispyrite(FeS2),inminingoperation,aslowchemic