微生物的生态课件

第十一章微生物的生态微生物在生态系统中的作用

生态环境中的微生物

人体微生物及病原微生物的传播微生物与环境保护一、微生物在生态系统中的作用微生物在生态系统中的角色微生物与生物地球化学循环（一）微生物在生态系统中的角色微微生物是有机物的主要分解者微生物是物质循环中的重要成员微生物是生态系统中的初级生产者微生物是物质和能量的贮存者微生物是地球生物演化中的先锋种类CO2+H2OCH2O醇有机酸CO2+H2CH4光合作用发酵作用呼吸作用化石燃料碳在生物圈中的总体循环生物体有机酸NO3-NH4+NO2-NON2O大气N2同化作用氨化作用硝化作用硝化作用反硝化作用生物固氮同化作用还原作用氮循环硫循环生物体有机硫SO42-H2SS硫酸盐还原脱硫作用硫氧化作用硫氧化作用同化作用异化性硫酸盐还原（一）微生物与生物环境间的关系中立生活偏利作用偏害作用共生竞争寄生捕食种群的相互作用

中立生活：两种群之间在一起彼此没有影响或仅存无关紧要的影响。偏利作用：一种种群因另一种种群的存在或生命活动而得利，而后者没有从前者受益或受害。种群的相互作用

偏害作用：一种种群阻碍另一种种群的生长，而对第一种种群无影响。协同作用：相互作用的两种种群相互有利，二者之间是一种非专性的松散联合。组成：真菌（子囊菌，担子菌）单细胞藻类（绿藻，蓝藻）共生组成一种植物体，地衣生理：地衣中的真菌和藻类已形成特殊形态的整体了，在生理上相互依存，真菌营异养生活，藻类制造养料，真菌提供水分、无机盐供藻类光合作用。微生物间的共生根毛根瘤菌侵入线已侵入的根瘤菌根瘤根瘤的形成过程微生物与植物共生体：根瘤瘤胃共生发光细菌和海洋鱼类共生牛羊等反刍动物，草是主要饲料，但它们本身没有分解纤维素的能力，而是靠瘤胃微生物帮助分解，使纤维素变成能被牛羊吸收的糖类。微生物与动物共生体寄生

一种生物能侵入另一种生物体内吸取自己所需要的营养物质进行生长繁殖，在一定的条件下对后者造成损害或死亡的现象叫寄生。真菌间的寄生寄生物先分泌毒素，引起寄主活力衰退，然后再缠绕致死有些寄生真菌不分泌毒素，由菌丝将寄主的菌丝紧紧地缠绕起来，再由接触部位侵入寄主菌丝内吸收营养使之死亡。还有些寄生真菌将菌丝或吸器伸到寄主菌丝内或寄生菌丝与寄主菌丝接触，溶解寄主细胞膜，吸取其营养物质进行生长繁殖。已发现的植物病毒共有350多种，病毒都只能通过伤口侵入植物活细胞和组织中,通过输导组织扩散到整个植株。病株植物可通过嫁接，土壤，昆虫传播等各种途径传播。病毒性植物传染病：植物病毒病害类型(从外观可分为三种)花叶型：黄化型：受害植株叶片呈黄绿或黄色，如蚕豆病毒病，桃萎蔫黄病等。卷叶、缩叶、萎缩、丛生、矮化等各种畸型，如马铃薯卷叶病，桃小果病等。微生物对人与动物的寄生微生物在人体和动物体内寄生引起人与动物的传染病常见的畜禽传染：炭疽病，口蹄疫，猪瘟，鸡瘟病等病原微生物寄生在有益的动植物体内会给人们造成经济损失，寄生有害的动物体内，则对人类是有益的，可以加以利用。捕食原生动物以水体和土壤中的细菌，放线菌，真菌的孢子及单细胞藻类为食，这种关系即为捕食关系。捕食：一种种群被另一种种群完全吞食，捕食者种群从被食者种群得到营养，而对被食者种群产生不利影响。

微生物在土壤中分布的影响因素土壤深度对微生物分布的影响有机物含量对微生物分布的影响碳源对微生物分布的影响酸碱度影响微生物分布（三）水生生境的微生物沿岸带、浅水区：光合藻类和好氧微生物。深水区：光线少、溶氧低。紫色和绿色硫细菌及其它兼性厌氧菌。湖底区：大量厌氧微生物。甲烷菌、芽孢杆菌等。空气干燥，不利于微生物生命活动，不是微生物生长繁殖的场所，但却飘浮着相当数量的微生物，来自地面、动植物、尘土。（四）大气生境的微生物城市街道，医院、畜舍等公共场所空气中含量高，森林，海洋、高纬度地带的空气中微生物含量很少微生物在空气中只能短时间停留，就要落地，大部分死亡，包括一些人体病原菌，大气生境的微生物但结核、白喉，炭疽等杆菌和肺炎双球菌、葡萄球菌、流感病毒、脊髓灰质炎病毒抗性比较强。能传染疾病。微生物在空气传播的距离是无限的，因而其分布是世界性的。空气中的微生物的数量是大气污染程度的标志之一（五）极端环境下的微生物嗜热菌嗜冷菌嗜酸菌嗜碱菌嗜盐菌嗜压菌抗辐射的微生物（六）工农业产品中的微生物粮油食品中的微生物工业材料上的微生物防止生物霉腐的方法用物理或化学的方法杀死或去除物品上的一切微生物。把食品和其它材料保存于微生物不能进行代谢活动或代谢水平极低的环境条件下。如低温、盐渍等。通过加工或加入对人无害的添加剂来抑制微生物的活动或降低食品和材料的微生物可利用性。最常用的是苯甲酸、山梨酸等。鲜肉：假单胞杆菌,大肠杆菌,球菌,肠球菌蛋类：环境中细菌、霉菌可进入蛋壳使蛋变臭菜果：细菌、真菌、病毒、酵母菌鱼类：水体中的微生物类群（七）粮油食品中的微生物罐头食品是人仍然用来长期保存食品的一种方法，主要通过密封如热杀死微生物，即可长期保存，但有些耐热的芽孢杆菌，芽孢梭菌能形成芽孢，引起罐头变质。（胖听）食品中的微生物（八）工业材料上的微生物

腐蚀木材：担子菌类(多孔菌、层孔菌)腐蚀金属：铁细菌、Ｓ细菌腐蚀纺织品：细菌、霉菌防腐方法工业材料

使之具抗菌性能如把棉花纤维素分子乙酰化或氰乙基化用防菌物隔离：沥青涂管用杀菌剂处理材料：纸浆中加入五氯酚，有机汞改变材料分子结构：使之具抗菌性能如把棉花纤维素分子乙酰化或氰乙基化生物体内外的正常菌群

人体:正常微生物区系

植物体表：分泌物可被微生物利用动物体表：为动物体正常菌群三、人体微生物及病原微生物的传播口腔微生物温度稳定水分充足高低不平的表面营养丰富唾液提供微生物生长因子，也含有抗微生物物质。好氧的大环境和厌氧的微生境并存。胃肠道微生物人和胃肠道微生物存在着对双方都有利的共生关系。微生物合成的维生素、蛋白质，产生的能源可以为人吸收利用，低水平的肠道区系将会导致叶酸和维生素Ｋ的缺乏。胃肠道微生物能侵染胃的微生物有细菌、病毒、酵母、寄生虫等。幽门螺杆菌可能与人类Ｂ型胃炎、消化性溃疡及胃癌等有着密切的关系。病原微生物的传播通过水体传播通过土壤传播通过空气传播四、微生物与环境保护环境中的主要污染物微生物对污染物的降解与转化污染物的微生物的处理－污水处理BOD5BOD5：即“五日生化需氧量”。它是一种表示水中有机物含量的间接指标，一般指在20℃下，1L污水中所含的有机物（主要是有机碳源），在进行微生物氧化时，５日内所消耗的分子氧的毫克数。CODCOD：使用强氧化剂使1L污水中的有机物质迅速进行化学氧化时所消耗氧的毫克数，或称化学需氧量。环境中的主要污染物有毒有机物无毒有机物有毒有机物无毒无机物有毒无机物具体危害有四种表现急性危害造血障碍畸形致癌外：皮肤内：内脏大：器官小：血细胞铅是对人体有害的金属蔬菜空气→消化道→呼吸道→骨髓血红素合成酶→造血系统→贫血铅→微生物对污染物的降解与转化微生物对无毒有机物的降解微生物对有毒有机物的降解微生物对重金属的转化生物降解（biodegradation）：是微生物对物质（特别是环境污染物）的分解作用。降解性质粒污染物的生物降解反应和其他生物反应本质上都是酶促反应，降解过程中大部分降解酶是由染色体编码的，但其中有些酶，特别是降解难降解化合物的酶类是由质粒控制的。这类质粒被称为降解质粒。微生物对有毒有机物的降解农药石油

洗涤剂多氯联苯氰和腈农药微生物作用被氧化被脱卤被还原被脱烃ClClClClClClCl大肠杆菌等脱卤作用2002.11.19巴哈马籍油轮“威望号”在西班牙发生断裂沉没导致燃料油泄漏。这艘船共装有7.7万吨燃料油。动物保护者在为鸟清洗身上的油污微生物对重金属的转化微生物不能降解重金属，微生物作用于重金属主要是改变金属在环境中的存在状态从而改变它们的毒性。Hg的微生物转化无机汞（Hg2+）的甲基化无机汞（Hg2+）还原成HgO甲基汞还原成HgO污染物的微生物处理－污水处理污水污水处理中的特殊微生物污水生物处理原理污水生物处理类型污水当进入水体的外来污染物质数量，超过了水体的自净能力，并达到破坏水体原有用途的程度，即为水污染。污水处理按程度可分为：一级处理：预处理，过滤除去粗固体。二级处理：常规处理，主要去除可溶性的有机物。三级处理：高级处理，主要是除氮、磷和其它无机物。依处理过程中氧的的状况好氧处理系统：活性污泥法、生物膜法。厌氧处理系统：沼气发酵。固体废弃物处理与资源化技术堆肥化处理生态工程处理方法：植物生态系统废纤维糖化技术：酶水解废纤维饲料化：生产单细胞蛋白污染环境的生物修复生物修复：是微生物催化降解有机污染物，转化其他污染物从而消除污染的一个受控或自发进行的过程。石油污染、有毒有害难降解的有机污染物。生物修复的方法接种微生物添加微生物营养盐提供电子受体：好氧环境提供氧，厌氧环境的降解提供硝酸盐。提供共代谢底物提高生物可利用性：利用表面活性剂等来提高污染物质溶解度。添加生物降解促进剂。H2O2污水处理中的特殊微生物针对性强筛选难种类多体内有能水解污染物的酶国