第八章微生物生态

Chap11微生物的生态●生态：探讨生物系统与环境条件间相互

作用规律性的科学。●微生物生态学微生物与周围生物和非生物环境相互作

用的科学。

§.1微生物在自然界中的分布与菌种资源的开发一、微生物在自然界中的分布(一)微生物的多样性现有估计细菌4,700130,000真菌69,0001,500,000病毒5,000130,000藻类3,000100,000线虫15,000500,000合计96,7002,363,000

1.在生物体上的微生物

●正常菌群:健康动物身体各部位稳定的微生物类群。●条件致病菌：宿主防御能力下降后，某些正常菌群成为致病菌，称之~。●益生菌剂：用于改善特定位置微生物生态平衡的微生物制剂。人体肠道的微生物分布2．土壤中的微生物1）植物体上微生物●叶瘤菌;病原菌;木腐菌;植物内生真菌

3．水体中微生物

●海洋微生物

海岸带:

浅海带:藻类;光合微生物;化能异养菌;化能自养菌;

深海带：200-6000M

深渊带:嗜特异生境微生物

●贫营养细菌

也称寡营养菌，可在可溶性有机碳1-15mg/L的条件下生长的细菌。●饮用水微生物

大肠菌群:发酵乳糖产酸产气的无芽孢

革兰氏阴性菌，包括大肠杆菌等一些肠道细菌。4.空气中的微生物

●微生物种类和数量

●微生物的采样和计数：

(二)极端环境微生物（嗜极菌）----嗜热菌:Topt>45ºC●极端嗜热菌Topt：70~105ºC●耐热菌Tmax>45ºC，室温可生长----嗜冷菌：0~20ºC，Topt<20ºC----嗜酸菌;嗜碱菌：pH<4；pH>9；pH7不生长●耐酸菌;耐碱菌嗜冷微生物－－雪地藻类超嗜热细菌（来自黄石公园热泉）深海热泉嗜极端环境微生物----嗜盐菌●微生物与盐份的关系类型最适NaCl代表非嗜盐菌＜0.2M多数陆生微生物低度嗜盐菌0.2~0.5M海洋微生物中度嗜盐菌0.5~2.5M副溶血性弧菌极端嗜盐菌2.5~5.2M古细菌极端嗜盐菌引起的生态景观----嗜压菌●嗜压：POPT

>1atm●耐压：POPT

=1atm，>1atm可生长----抗辐射微生物§.2微生物与生物环境间的相互关系一、互生：互利或偏利●固氮微生物----纤维素分解菌●混菌发酵

二、共生：共居•分工协作•相依为命•1．微生物间的共生关系：

●地衣:子囊菌----藻类

2．微生物与植物间的共生关系

●外生菌根:哈蒂网●内生菌根:泡囊—丛枝状菌根（VA菌根）

植物菌根形态（外生菌根）3．微生物与动物间的共生关系

●瘤胃微生物与牛的共生关系三、寄生：

1．微生物间的寄生关系

2．微生物与植物间的寄生关系

●专性寄生：白粉菌、锈菌、植物病毒-植物宿主（活的组织/细胞）

●兼性寄生：以腐生为主,也可营寄生生活。

3．微生物与动物间的寄生关系●病原菌、昆虫寄生M（苏云金杆菌、白僵菌、病毒杀虫剂）、冬虫夏草（真菌）●蛭弧菌●虫草四、拮抗

某种生物产生的代谢产物抑制或杀灭它种生物的相互关系。●拮抗试验:拮抗菌,敏感菌

五、捕食

●真菌捕食线虫和其它原生动物

-----菌网、菌环

▲微生物的抗菌测定方法

§.3微生物在自然界物质循环中的作用

●生物地球化学循环：生物参与的自然界的物质

转化过程。

●细菌、真菌：分解者----参与地球化学循环----应用微生物生态学一、碳素循环二、氮素循环●Dissimilatorynitratereduction:TheprocessinwhichsomebacteriausenitrateaselectronacceptorattheendoftheirelectrontransportchinatoproduceATP.Thenitrateisreducedtonitriteornitrogengas.●Denitrification:ThereductionofnitratetogasProducts,primarilynitrogengas,duringanaeriobicrespiration.三、硫素循环与金属的细菌冶金1．自然界中的硫素循环

2．细菌冶金（细菌沥滤）：利用细菌从矿砂中回收金属的技术。包括溶矿、置换和浸矿剂[Fe2(SO4)3,H2SO4]再生过程。

细菌治矿工地（铜矿生物冶炼）

§.4微生物与环境保护

一.水体的污染

富营养化：水体中N、P含量过高而引起水体表面藻类过度生长的现象。1)有机、无机物的大量排入2)异养微生物的大量繁殖3)藻类过度生长4)溶解氧降低，水生生物死亡5)湖泊沼泽化

二、用微生物处理污水●BOD（生化需氧量）：

在一定条件下，微生物分解水中有机物生化过程所需溶解氧的量，以mg/L表示。

●COD（化学需氧量）：

用K2Cr2O7和KMnO4强氧化剂使水中有机物氧化所需溶解氧的量，以mg/L表示。●污水三级处理及污染指标●污水处理流程图微生物处理污水（好氧）的基本过程：

高BOD5污水

M区系

充分供O2

分层

废气（CO2、NH3、H2S、CH4、H2、CO）清水（SO42-、NO3-、PO43-）

废渣（活性污泥、生物膜等）厌氧处理

沼气废渣（有机肥料）●微生物处理污水的原理----高的吸附能力----强的氧化分解能力----良好的食物链关系----良好的沉淀性能●污水的生化处理方法－－活性污泥法

活性污泥：微生物与悬浮物、胶体等组成的絮状物。

§.5沼气发酵与环境保护●沼气发酵的重要意义：------可再生资源的利用，良性循环的农业生态工程。-----消除环境固体污染物的重要方法。

一、沼气发酵的三个阶段

沼气：混合可燃气体—甲烷、H2、N2、CO2

沼气发酵：产甲烷菌在厌氧的条件下利用H2还原CO2等碳源形成甲烷的过程。

包括三个阶段：