大學微生物復(fù)習微生物生態(tài)系

2024/11/71第八章微生物生態(tài)系

2024/11/72自然界中微生物生態(tài)在一定在生態(tài)體系中，發(fā)育著不同特征性的微生物類群和數(shù)量，并在物質(zhì)轉(zhuǎn)化和能量轉(zhuǎn)化中，呈現(xiàn)出各自不同的活動過程和活動強度2024/11/73微生物生態(tài)學

研究處于環(huán)境中的微生物，和與微生物生命活動相關(guān)的物理、化學和生物等環(huán)境條件，以及它們之間的相互關(guān)系的科學2024/11/74第一節(jié)

自然環(huán)境中的微生物2024/11/75一、土壤中的微生物1、土壤是微生物生長的良好基地豐富的碳源和氮源大量而全面的礦質(zhì)元素適宜的含水量不同的通氣狀況適宜的溫度范圍，變幅小而緩慢適宜的pH2024/11/762、土壤中的微生物數(shù)量和分布土壤中微生物數(shù)量與分布，由于土壤不同而有很大差異每克肥沃土壤可有幾億至幾十億個微生物。貧瘠土壤僅有幾百萬至幾千萬個微生物土壤微生物中其數(shù)量及活動強度:

細菌>放線菌>真菌>藻類>原生動物2024/11/77（1）土壤中的細菌

土壤中的細菌占土壤微生物的70~90%。其生物量可占土壤重量的1/10000左右，土壤有機質(zhì)的1%左右。數(shù)量大、個體小，與土壤接觸的表面積特大，是土壤中最大的生命活動面，最活躍的生物因素.有各種不同的微生物生理群，進行不同的代謝，是自然界氮、碳和硫元素轉(zhuǎn)化的參與者。2024/11/78土壤中細菌生理類群和作用固氮菌——好氧，能轉(zhuǎn)化氮氣成氨根瘤菌——好氧，與植物共生，轉(zhuǎn)化氮氣成氨氨化細菌——分解蛋白質(zhì)等含氮有機物并生成氨硝化細菌——好氧的自養(yǎng)微生物，氧化氨為亞硝酸或硝酸鹽反硝化細菌——異養(yǎng)微生物，在厭氧的條件下還原硝酸鹽為氮2024/11/79土壤中細菌生理類群和作用2024/11/710土壤中細菌生理類群和作用硫酸鹽還原細菌——異養(yǎng)微生物，在厭氧的條件下還原硫酸鹽成硫化氫硫氧化細菌——自養(yǎng)微生物，在好氧的條件下氧化各種還原態(tài)的硫化物為硫酸。纖維分解細菌——能分解植物莖桿的纖維素產(chǎn)甲烷細菌——厭氧微生物，能還原二氧化碳或分解甲基化合物為甲烷2024/11/711土壤中細菌生理類群和作用2024/11/712（2）土壤放線菌數(shù)量和生物量土壤中放線菌的數(shù)量僅次于細菌。占土壤微生物總數(shù)的5—30%，放線菌總生物量與細菌的總生物量相當。分布由于多數(shù)放線菌為好氧有機營養(yǎng)型微生物，最佳生長pH為偏堿性，放線菌主要分布于耕作層中。作用為有機營養(yǎng)型微生物，在土壤中主要參預(yù)各種有機物的分解。2024/11/713（3）土壤真菌數(shù)量和生物量

1g土壤中可含幾萬至幾十萬個真菌。土壤真菌的生物量與細菌和放線菌相當。土壤中酵母菌每g土壤在幾個至幾千個。分布為好氧性微生物，一般分布于土壤表層。且較耐酸，在pH5.0左右的土壤中占有較高的比例。作用為有機營養(yǎng)型微生物在土壤中主要參預(yù)各種有機物（特別是木質(zhì)素）的分解。在森林的土壤中分布較多。2024/11/714（4）土壤藻類數(shù)量土壤中藻類的數(shù)量遠較其他微生物類群為少，在土壤微生物總量中不足1%。分布為光合型微生物，大多分布在潮濕的土壤表面的土層中。易受陽光和水分的影響。作用能將CO2轉(zhuǎn)化為有機物，可為土壤積累少量的有機物質(zhì)。2024/11/715（5）土壤原生動物數(shù)量每g有幾十至幾十萬個。在富含有機質(zhì)的土壤中含量較高。作用原生動物吞食有機物殘片和土壤中細菌、單細胞藻類、放線菌和真菌的孢子，因此原生動物的生存數(shù)量往往會影響土壤中其他微生物的生物量。2024/11/716

某森林土壤中的微生物微生物類群生物量干重（kg/10km2）細菌36.9放線菌0.2真菌454.0原生動物1.0蚯蚓類12.0其他生物23.02024/11/7173、土壤微生物區(qū)系在某一特定環(huán)境和生態(tài)條件下的土壤中所存在的微生物的況態(tài)。包括微生物的種類、數(shù)量以及參與物質(zhì)循環(huán)的代謝活動強度。根據(jù)土壤微生物各類群在土壤中的發(fā)育特點，可以分為土著性區(qū)系和發(fā)酵性區(qū)系兩類。2024/11/718土壤微生物區(qū)系類型土著性微生物區(qū)系(Microbialautoflora)

是指那些對對新鮮有機物不很敏感的微生物類群。常年維持在某一數(shù)量水平，即使有機物的進入、溫度和濕度變化，其變幅也小2024/11/719土壤微生物區(qū)系類型發(fā)酵性微生物區(qū)系(Fermentativemicrobialflora)

是指對新鮮有機物很為敏感在有新鮮有機物進入時可爆發(fā)性地旺盛發(fā)育，而在新鮮有機物消失后又很快消退的微生物類群。有新鮮有機物時發(fā)酵性微生物區(qū)系占優(yōu)勢。衰退后，土著性微生物區(qū)系重占優(yōu)勢2024/11/720二、水體中的微生物地球上主要水體的種類海洋——97%的水冰川和兩極——2%湖泊——0.009%河流——0.00009%地下水——少量2024/11/7211、清水型水生微生物生長在含有機物不豐富的清水中的化能自養(yǎng)型或光能自養(yǎng)型的微生物。化能或光能無面營養(yǎng)型，僅從水域中吸取無機物或少量有機物作營養(yǎng)發(fā)育量一般不大2024/11/7222、腐生型水生微生物利用進入水體的廢物廢水為作為營養(yǎng)的微生物?；苡袡C營養(yǎng)型，利用腐敗的有機殘體、動物和人類排泄物，生活污水和工業(yè)有機廢物廢水發(fā)育量大2024/11/723三、空氣中的微生物

空氣不具備微生物生長所必需的營養(yǎng)物質(zhì)和生活條件，因此空氣并不是微生物生長繁殖的良好場所。但空氣仍存在有細菌、病毒、放線菌、真菌、藻類、原生動物等各類微生物。它們來源于被風吹起的地面塵土和水面小水滴以及人、動物體表的干燥脫落物、呼吸道分泌物和排泄物等等。2024/11/724空氣中微生物的地域分布地區(qū)空氣含菌婁(個/m3)畜舍宿舍城市街道公園海面上北極1000000～20000002000050002001～20～12024/11/725四、極端環(huán)境中的微生物一般生物難以生存而只有某些特殊生物或特殊微生物才能生存的環(huán)境稱為極端環(huán)境。高溫環(huán)境，低溫環(huán)境、高酸環(huán)境、高堿環(huán)境、高壓環(huán)境、高鹽環(huán)境等，還有高鹵環(huán)境、高輻射環(huán)境和厭氧環(huán)境等。能在極端環(huán)境中生存的微生物稱為極端環(huán)境微生物。2024/11/7261、高溫環(huán)境中的微生物自然界的高溫環(huán)境：溫泉，海底火山口微生物的耐高溫能力：古細菌>真細菌>真核生物。2024/11/727高溫環(huán)境中的微生物極端嗜熱菌，最適65～70℃，最低在40℃以上，最高在70℃以上兼性嗜熱菌，最高為50～60℃，但在室溫下仍有生長與繁殖能力耐熱細菌，最高為45～50℃，在室溫中生長較兼性嗜熱細菌好。2024/11/728各類微生物群的生長上限溫度(℃)

類群上限溫度

類群上限溫度真核微生物原核微生物

原生動物56

藍細菌70~73

藻類55~60

光合細菌70~73

真菌60~62

無機化能細菌>90

異養(yǎng)細菌>902024/11/729嗜熱菌耐熱原因：（1）細胞膜化學組分的特異（2）代謝速率高（3）酶蛋白熱穩(wěn)定性高（4）有一類特殊的DNA結(jié)合蛋白，能穩(wěn)定DNA的雙鏈結(jié)構(gòu)。2024/11/7302、高鹽環(huán)境中微生物

自然界中高鹽環(huán)境主要是鹽湖、死海、鹽場和腌制品。能在這些高鹽環(huán)境中生存繁殖的微生物稱為嗜鹽性微生物。2024/11/731嗜鹽微生物的分類根據(jù)嗜鹽性微生物對鹽濃度的適應(yīng)性和需要性，可以將它們分為不同的嗜鹽類群。嗜鹽微生物最適生長鹽濃度例子非嗜鹽微生物<0.2mol/LNaCl淡水微生物弱嗜鹽微生物0.2～0.5mol/LNaCl大多數(shù)海洋微生物中等嗜鹽微生物0.5～2.5mol/LNaCl某些細菌和藻類

極端嗜鹽微生物2.5～5.2mol/LNaCl鹽桿菌和鹽球菌耐鹽微生物耐受范圍0.2～2.5mol/LNaCl金黃色葡萄球菌、耐鹽酵母等2024/11/732嗜鹽菌的特點嗜鹽菌是一類特殊的古細菌具有對高鹽濃度適應(yīng)性的生理機能。嗜鹽菌中的許多酶必需在高鹽濃度下才顯示活性。嗜鹽菌具有異常的紫膜(含有細菌視紫紅質(zhì))，2024/11/7333、高酸環(huán)境中的微生物自然界的高酸環(huán)境：含硫礦的礦尾水，酸性熱泉。微生物：氧化硫硫桿菌代謝作用：氧化S2-為SO42-2024/11/7344、高堿環(huán)境中的微生物自然界的高堿環(huán)境：堿性溫泉，礦尾水等。微生物：環(huán)狀芽孢桿菌，可在pH高達11.0的環(huán)境中生活。2024/11/7355、高壓環(huán)境中的微生物高壓環(huán)境：海洋深處和深油井內(nèi)等。嗜壓菌的最大特點是生長極為緩慢。2024/11/736第二節(jié)微生物之間的相互關(guān)系2024/11/737一、偏利共棲關(guān)系定義：在一個生態(tài)系統(tǒng)中的兩個微生物群體共棲，一個群體得益而另一個群體無影響。偏利共棲的方式：一個群體的生命活動為另一個群體創(chuàng)造適宜的生長環(huán)境；一個群體為另一個群體提供生長刺激物質(zhì)或是營養(yǎng)基質(zhì)。2024/11/738二、互利共棲關(guān)系定義:兩個微生物群體共棲時互為有利的現(xiàn)象?；ダ绞?互相提供營養(yǎng)物質(zhì)改善生長環(huán)境2024/11/739三、共生關(guān)系(symbiosis)兩個微生物群體形成結(jié)構(gòu)特殊的共生體物，兩者絕對互利，分開后有的甚至難以單獨生活。地衣(Lichens)：由某些藻或藍細菌與真菌組成的共生體。藻或藍細菌：進行光合作用，可為真菌提供有機化合物作碳源和能源，真菌：則為藻或藍細菌不僅提供棲息之處，還可提供礦質(zhì)營養(yǎng)和水分。2024/11/740四、競爭關(guān)系定義：是指一個自然環(huán)境中存在的兩個或多個微生物群體共同依賴于同一營養(yǎng)基質(zhì)或環(huán)境因素時，產(chǎn)生的一方或雙方微生物群體在數(shù)量增殖速率和活性等方面受到限制的現(xiàn)象。這種競爭現(xiàn)象普遍存在，結(jié)果造成了強者生存，弱者淘汰。同時環(huán)境條件的改變，會導(dǎo)致競爭結(jié)果的改變。2024/11/741五、拮抗現(xiàn)象定義：由于一種微生物類群生長時所產(chǎn)生的某些代謝產(chǎn)物，抑制甚至毒害了同生境中的另外微生物類群的生存的現(xiàn)象。這種現(xiàn)象可以分為兩種：由于一類微生物的代謝活動改變了環(huán)境條件而使環(huán)境條件不適宜于其他微生物類群的生長和代謝。一類微生物產(chǎn)生某些能抑制，甚至殺死其他微生物類群的代謝產(chǎn)物。2024/11/742六、寄生關(guān)系定義：指一種微生物通過直接接觸或代謝接觸，使另一種微生物寄主受害乃至個體死亡，而使它看書得益并賴以生存的現(xiàn)象。寄生菌的兩種形式：外寄生內(nèi)寄生。2024/11/743七、捕食關(guān)系定義：指一種微生物以另一種微生物為獵物進行呑食和消化的現(xiàn)象。在自然界中屯典型和最