25 微生物的生态2.ppt

1、第九章微生物的生态，本章内容，第一节自然中微生物的第二节微生物生态学研究方法第三节微生物活性测定方法第四节微生物在自然物质周期中的作用第五节微生物与环境管理第六节微生物与环境管理第七节瘤胃微生物生态系统第八节甲烷生产与互营养与互生境，第五节微生物之间的关系，有利关系：一种生物的生长与代谢对另一种生物生长的有利影响或互惠；“鳄鱼”(共生，相互作用)，有害关系：一种生物的生长对另一种生物的生长有害，或徐璐有害；损人利己(拮抗、寄生、捕食者)、中性关系：两种生物生活在一起时，对彼此的生长和代谢没有明显的有利或有害影响。也就是说，“无利可图”(种间共生)，微生物与其他生物的关系(5种):1。交换器：可

2、分离，分数好；共生：艰难的分离，合并成一个；寄生：大零食，内部攻击；拮抗作用：产生毒物，伤害对方。5.捕食：吃住，用力欺负人。一种、互生、独立生活的两种生物，徐璐生活时通过各自的代谢作用徐璐有利，或部分有利于任何一方的生活方式。“歌舞伎，比分好”，1。微生物之间的相互关系，纤维素分解细菌，固氮菌，(1)土壤中的纤维素分解细菌分解纤维素，形成有机酸，固氮菌就是生长的能源和碳源物质；(2)固氮作用下，除了满足自己的需要外，纤维素分解菌的氮源还可以在土壤中分泌，有机酸对纤维素分解细菌的抑制作用消除了。土壤中的氨化细菌将有机氮化合物转化为硝化细菌生长的能量物质NH4，硝化细菌利用硝化细菌生长的能量物质

3、、氨化细菌、硝化细菌、硝化细菌、微生物之间的相互关系原理，混合培养或混合发酵的成功例子是“两阶段发酵生产维生素c”。利用glucooligosaccords和Pserdomonas striata进行反应发酵，可以将L-sor vin糖转化为2-酮体系-L-九龙酸。如果只使用以前的细菌，不但生长不好，而且产酸能力弱。仅使用后一种细菌时，完全不产酸。第二，共生，两种生物生活在一起，相互分工，相互依存，甚至生理上形成特定的分工，从组织和形态生成新结构的特殊共生体。互惠共生：两者都受益，便利共生：一方受益，另一方不受伤害，地衣：藻类(绿藻或蓝细菌)和真菌(子囊细菌)的共生体，真菌有规律地缠绕藻细胞，

4、形成坚实的联合体。(真菌为鸟类提供稳定的生长基质，免受风雨侵蚀；为了防止鸟类干燥，促进水的吸收。提供了苔藓类分解生成岩石分解所需的无机盐)，地衣繁殖时表面产生球形粉末芽，粉末芽中含有少量的藻细胞和真菌菌丝体，粉末芽脱离母体，分布在适当的环境中，发育成新的苔藓类，结构共生：真菌：代谢产生的有机酸分解岩石，从基质中吸收水分和无机养分。藻类(绿藻或蓝细菌):通过光合作用合成有机化合物；苔藓类可以在非常贫瘠的环境中生存。微生物与植物的共生，根瘤菌与豆科植物的共生，微生物与动物的共生关系，2)与反刍动物的共生关系，1)与昆虫的共生关系，外部共生：白蚁与其肠道微生物的共生，内部共生：昆虫与其细胞内的共生细

5、菌，3寄生、宿主或宿主、微生物之间的寄生、噬菌体、细菌、真菌、真菌、细菌原生动物、4、拮抗作用，以及某些生物产生的代斯产物，可以抑制该物种的生长和发展，微生物之间的“化学战术”，抗菌产生抑制其他生物生长和发育的抗生素；抑制微生物间的生长，由于特定微生物生长的不同条件的变化，抑制该物种的生长，5，捕食者，一个群体被另一个群体完全吞噬，捕食者群体从被捕食者群体中获得营养，对被捕食者群体不利。初级动物吞食细菌和鸟类。黏液霉菌吞噬细菌和其他微生物。真菌捕食线虫等原生动物。Zoopagales是在长期的自然进化中形成的专业化结构，专业化的菌丝体形成了巧妙的网，捕捉小原生或无脊椎动物，捕获物死后，菌丝体会

6、延伸到身体内部吸收养分。第6节微生物和环境保护，物理化学法生物法(高效、低成本、简单、方便)污水处理阶段：第一处理(物理法：用筛子去除大物件)第二处理(生物法：可以将处理的水排放到自然水)第三处理(物理化学过程：沉淀、过滤、处理)污水处理的微生物学原理：微生物的催化作用和代斯活性、好氧或厌氧分解以及废水中污染物的转化。一系列微生物之间的协同作用(混合培养)。废气(CO2，NH3，H2S，CH4，H2，CO)微生物粉层高bo D5污水(包括SO42-，NO3-，PO43-等) (充足的氧气供应)废物(。我国规定：一级水10毫克/L，鱼无法生存。大邱(chemical oxygen demand)

7、，“化学需氧量”(chemical oxygen demand):容易表示水中有机物含量的间接指标。1L表示使用强力氧化剂快速化学氧化污水中的有机物时消耗的氧气(使用常用氧化剂：KMnO4或K2Cr2O7测定的CODcr)。(为了便于现场指导，可以在短时间内测量)，溶解氧(DO)的溶解氧量是指溶于水的分子氧的浓度，是评价水质优劣的重要指标。天然水的DO值一般为510mg/L，我国对地面水质的合理标准为4mg/L。总氧需求是指污水中可氧化的物质在高温下以稳定的氧化物燃烧时所需的氧气量。共代斯(co-metabolism)是指，某些合成化学物质不能直接被微生物分解，必须添加一些有机物作为初级能量才

8、能分解的现象。顽固物质：一些难以被微生物分解的化合物，以共代斯的方式也很难分解。2 .从能源角度分类：节能氧化池喷灌床好氧处理推流式曝气活性污泥工艺完全混合曝气能量耗散生物转盘生物膜法塔式过滤器厌氧处理生产力类型：厌氧消化法(即沼气发酵)，(1)使用活性污泥工艺(“曝气法”)含有好氧微生物的活性污泥，在通风条件下净化污水activated sludge(活性污泥):是指细菌、原生动物和其他微生物群体聚集在一起，在污水处理中具有强大的吸附、有机物和分解毒液的能力的凝固块。活性污泥中的细菌占9095%，包括一般体内的燕麦杆菌、假单胞菌、无色菌、黄色细菌、抗菌菌等，对生活污水的BOD5去除率达95%

9、，净化过程中有生化作用，污水中的有机物被微生物分解两种效果。物理吸附、化学分解等作用；(2)生物膜法，生物膜基本上等于活性污泥中的微生物。细菌胶是活性污泥和生物膜的主体。生物转盘由连接到同一水平轴的一组磁盘组成。每个圆盘的下半部分侵入水槽，上半部分暴露在空气中，整个转盘由马达缓慢驱动。转盘不断旋转，污水中的有机物被生物膜中的微生物吸附、氧化、分解。7节瘤胃微生物生态系统1，瘤胃微生物发酵吃掉食草动物后，纤维素分解细菌和原生动物分解成纤维素二糖，最终分解成葡萄糖，葡萄糖通过微生物发酵产生乙酸、丙酸、丁酸、CO2、CH4，小分子有机酸通过瘤胃壁进入血液，进一步氧化，为动物的生命活动提供能量来源瘤胃

10、微生物不仅为反刍动物提供能量源，还提供氨基酸和维生素，这些都是动物必需的营养素。2，瘤胃细菌，3，瘤胃原生动物和真菌的作用瘤胃固有原生动物群落(约106/ml)不是瘤胃发酵所需的生物种群，但在捕食瘤胃细菌和调节瘤胃细菌密度方面发挥了重要作用。原生动物还参与纤维素和淀粉的分解及葡萄糖发酵，制造细菌发酵等有机酸。瘤胃细菌是一种严格的厌氧真菌群，参与瘤胃细菌的密度调节、纤维素的发酵过程及木质素、半纤维素、果胶等其他植物多糖的分解。第四，瘤胃生态系统的动态瘤胃生态系统的主要特征是恒星。每个反刍动物的瘤胃细菌的主要个体数相同，但根据不同的食谱略有不同，因此每个个体数的比例也略有变化。产生的挥发性脂肪酸的

11、性质和比例，瘤胃CO2和CH4的水平在徐璐其他反刍动物中比较固定。瘤胃中微生物的赵寅成变化会导致动物的疾病或死亡，例如牛的饮食突然从纤维饲料变为谷物，在瘤胃中，streptococcus正常从107细胞/ml快速增加到1010细胞/ml以上，streptococcus suis由乳酸发酵产生很多乳酸，酸化瘤胃严重的酸中毒会导致动物死亡。为了避免产毒，动物们在一段时间内从饲料逐渐转变为谷物，在饮食中慢慢添加淀粉，选择生产挥发性脂肪酸取代链球菌的淀粉分解者。首先，产生甲烷的环境甲烷的生产细菌是厌氧甲烷生产细菌。自然界中有三种基本环境产生甲烷。第一种是水的沉积物、湿地、冻土、农田、厌氧污水处理消化池

12、等一般水体环境。第二种是动物胃肠系统，特别是反刍动物。第三种是高温地热温泉。第8节甲烷生产和共生体，第2，甲烷生产和微生物的相互营养共生可分为3个阶段，第：阶段主要是细菌属、月形菌属、梭菌属、弧菌、丁酸及一些腐败菌利用细胞外酶，将碳水化合物、蛋白质、脂肪等聚聚合物，从氨基酸、蛋白质、脂肪等第二阶段是生产乙酸的细菌将丙酸盐、丁酸盐、丁二酸盐、乙醇转化为乙酸、CO2、H2。第三阶段，制造甲烷的细菌利用H2还原二氧化碳，产生甲烷，另一种产生甲烷的细菌能将乙酸转化为甲烷。，在甲烷发酵过程中，将有机物转化为甲烷的主要细菌是将低水平脂肪酸转化为乙酸、CO2、H2的二次发酵者生产乙酸细菌。特别是生产氢的脂肪

13、酸氧化细菌，以小分子的脂肪酸或乙醇为能量，但在这些基质存在的纯培养中，生长不好或生长不好，只有与消耗氢的生物(如产甲烷的细菌和维特里乌斯还原细菌)结合才能旺盛地生长，它们依赖与其他细菌的共生关系生长，所以这种生物也称为互营养菌，这种依赖性的本质是H2的种间转移。沼气也称为沼气，是一种混合易燃气体，甲烷和H2、N2、CO2很少。沼气发酵的化学本质是生产甲烷的细菌在厌氧条件下利用H2还原CO2等碳源营养素，产生细胞物质、能量、代斯废物CH4的过程。沼气发酵的三大功能：饲料、能源、肥料、3、沼气发酵和环境保护、沼气发酵的重要性：燃烧放热：利用10%稻草和其他一步利用：秸秆木材：低效肥料(土壤退化)生

14、物质(植物残渣)逐步利用离开茅台，就不会出现茅台酒来源华沙尔酒报告，其核心意义是离开茅台的微生物群落资源，不能生产茅台酒。因此，离开茅台镇的微生物资源自然不能生产茅台镇的质量酱香酒。母体的微生物：经过几十年的研究，329种微生物被分离、鉴定、保存。其中发源地华夏株有134种，酵母59种，真菌98种，放线菌38种。泛光等报道说，1茅台酸发酵过程中，微生物从制造酒累积发酵及发酵过程中的酒油中分离出41种细菌、28种酵母、16种真菌等85种。主要包括Bacillus subtilis、Bacillus licheniformis、Bacillus thuringiensis、Bacillus Clostridium、Bacillus cereus和巨大的Bacillus茅台酒厂技术中心从曲发酵过程中分离出97种微生物。其中细菌40种，酵母18种，真菌35种，放线菌4种。该细菌主要是枯草芽孢杆菌、嗜热杆菌等，酵母主要是酒精酵母、假丝酵母、孢子酵母、汉森酵母、李奇汉森酵母、毕赤酵母等。真菌主要包括热炕Aspergillus、紫色Aspergillus、红曲霉、Byssochlamys nivea、Bysso