东北大学考研微生物生态.ppt

第八章微生物生态，第一节生态系统1生态系统是在一定时间和空间内，生物(包括动物、植物和微生物的个体、人口、群落)及其栖息地(包括光、水、土壤、空气和其他生物因素)由能量流、物质循环组成的一个自然体(驻军营)英国植物学家丹斯林(1935年)指出，在一定的空间内，生物成分和非生物通过物质循环和能量流相互作用，相互依存，构成一个生态功能单位，称为生态系统。生态系统的范围，2个生态系统成分，无机有机化合物气候因素生产者消费者分解者，6个主要成分(4个基本成分)，生产者：磁性消费者：主要吃营养生物，主要吃植食动物(1级)、肉食动物(2-4级)、杂食动物、寄生动物等其他生物。分解者：从属营养生物将复杂的有机物分解成细菌、真菌、放线菌、动物等简单的无机物。非生物成分，生物成分(生物群落)，三大功能群，三生态系统的结构，空间结构：有明显的三维空间结构。由于光照、温度、水分的差异，生物群落在空间上有明显的垂直分布(树、灌木、草本植物)和水平分布(冷源、寒带、温带、亚热带、热带)；内陆干旱草原，中生代湿润植物，海洋水生植物)。时间结构：植物群落全年的外观变化。营养结构，食物链(C.Elton，1927)食物链和食物网络概念的意义生态系统的营养结构，能量流和物流的关系，食物链，食物链和营养等级：食物链是生态系统中不同的生物食物链的每个环节称为营养阶层或营养等级，是食物链的一个环节中所有生物种类的总和。食物链的类型：根据食物链的起点，可分为两类：目和腐烂的食物链、牧食食物链(grazingfoodchain)，它们是以绿色植物、食草动物、各级食肉动物等活的动植物为起点的食物链。寄生食物链可以看作是一种特殊的捕食-食物链类型。腐烂的食物链：也称为碎片食物链，始于死去的有机体或腐烂的碎屑。食品网食品网(foodweb):生态系统中的食物链几乎不统一，经常成为交叉链，形成复杂的网络结构，即食品网。一个食物链的例子“螳螂捕蝉，鹳在后”，螳螂捕蝉，鹳在后！哈！哈！植物汁、蝉(第一消费者)、螳螂(第二消费者)、鹳(第三消费者)、老鹰(第四消费者) (第四级食肉动物)、第四生态系统的功能生物生产：植物等自生生物通过光合作用产生太阳光、能量流：生产者消费者分解者，单向物质循环：生物环境，双向。信息传递：包括营养信息、化学信息、物理信息和行动信息，构成信息网络。、不同波长的能量、食物链中的能量流、长食物链中的能量流、物质循环碳循环、物质循环磷循环、物质循环氮循环、植物吸收矿物质、生态系统中的信息传递、光、声音、颜色等物理信息的各种传递、理性、物种间识别、威胁、警告等信息生物的酶、维生素、生长素、抗生素、激素等是化学信息(黄鼠狼有恶臭的腺散发恶臭，防止敌人狩猎，也有助于进食)。同种或其他物种之间有行动信息(猎豹和猫科动物还要以尿液为标记)。5生态系统的稳定性，生态平衡：生态系统通过开发和调节达到稳定状态，在结构、功能、能量输入和输出上表现为稳定，因此在发生外来干扰的情况下，平衡将被破坏。但是，只要这种干扰不超过一定的限度，生态系统仍然可以通过自我调节恢复原来的状态。生态系统稳定性包含两个含义：一方面，系统保持现状的能力，即抗干扰能力(抵抗阻力)。另一方面，也有系统受到扰动后返回该状态的倾向，即扰动后的弹性(抗弹性)。生态系统稳定性机制：生态系统具有自我调节的能力，自然生态系统可以看作是控制论，负反馈调节在维持生态系统稳定性方面起着重要作用。生态系统继承：环境变化改变生物群落的现象。生态系统分类：自然生态系统和人工生态系统。与生态系统相关的名词：个体、人口、社区、生物圈。生态平衡：生态系统的组成、结构和功能处于长期稳定的状态。第二节细菌的分布种类多，繁殖快，适应环境，所以细菌广泛分布在大自然中，水、土壤、空气、食物、人和动物的身体表面，以及与外界相通的共同道路上，存在着各种细菌和其他微生物。在自然中对物质循环起重要作用对人类有益，但引起疾病的只有少数。第一，细菌在自然中的分布，(a)土壤中的细菌土壤包含很多微生物，肥料土壤中的每克土壤包含数亿或数十亿个微生物。土壤中的细菌自然来自生活在土壤中的滋养菌和腐烂寄生生物，以及动物粪便和它的尸体一起进入土壤的细菌。它们大部分存在于离地面10到20厘米深的土壤中。土壤层越深，细菌的数量越少，暴露在土壤层表面的细菌阳光照射干燥，对生存不利，因此细菌的数量越少。土壤中的微生物以细菌为主，接着是放线菌，然后是真菌，钩端螺旋体等。土壤中的大多数微生物对人类有益，它们参与自然的物质循环，分解动物的尸体和粪便；固定大气中的氮，提供植物利用。土壤可以分离出很多生产抗生素的微生物。“土著”植物：节细菌和诺卡氏微生物被称为“土著”植物，在土壤中相对稳定，不受土壤中迁移、植物残留数量的影响。土壤自我净化：土壤具有对其中有一定负载的有机物或有机污染物进行吸附和生物降解的能力，是通过各种物理、生化过程自动分解污染物，使土壤恢复到原来水平的净化过程。土壤是如何被污染的？土壤的生物修复进展如何？土壤污染的原因：污染、废水农田灌溉；污染、废水土地处理；固体废物填埋，堆积泄漏；地下储油罐的泄漏和农药喷洒。主要污染物有农药、石油烃、氨、重金属等。土壤污染的坏结果：有毒物质残留太多，堆积在土壤中，改变土壤的物理和化学性质，打结泥板，净化盐分。毒害植物和微生物，破坏土壤生态平衡。有毒物质的富集，富集，与食物链一起移动，危害人类。病原体微生物通过多种途径流入水体，人体，引起疾病。土壤生物修复、土壤生物修复的定义；土壤生物修复工作阶段；土壤生物修复技术的关键；土壤生物修复项目；土壤生物修复工程的三种形式；(b)空气中的细菌，空气中微生物分布的种类和数量因环境而异。空气中的微生物来自人类和动物呼吸系统的泡沫和地面飞扬的灰尘。细菌在空气中营养不足，温度不合适，不能繁殖，经常因阳光和干燥而被破坏。只有抵抗力强的细菌和真菌或细菌孢子才能长期存在。室外空气中常见豆芽、色素生产细菌、真菌孢子等。室内空气中的微生物比室外空气多，尤其是人口密度高的公共场所、医院病房、门诊等，容易被带菌者或患者污染。空气、头屑、痰、脓、大便等微生物会严重污染空气。表1其他场所上方的微生物数量(1/m3空气)、表2空气卫生标准(1/m3空气)、空气微生物检测方法、1、固体方法：1)碟形军法；(2)冲击法：狭缝取样器2，液体法：将含有菌的空气通过一定量的无菌水，取一定量的细菌液到平板、培养、计数。(3)水里的细菌和水，也是细菌在土壤、灰尘、污水、人类和动物的排泄物、垃圾等方面的自然环境。水中微生物的种类和数量因水源而异。一般地下水比地下水中的细菌多，容易被病原体污染。在自然界中，水源不断受到污染，但经常起到自我净化的作用。阳光和紫外线能杀死地表水中的细菌。水中的初级生物可以吞噬细菌。藻类和噬菌体可以抑制某些细菌的生长。另外，水中的微生物经常和一些颗粒一起沉入水中污泥，大大减少水中的细菌。3)伤寒、痢疾杆菌、霍乱弧菌、钩端螺旋体等细菌主要来自人和动物的排泄物和污