08第八章 微生物的生态
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第8章微生物的生态(简)
VBNC
Pathogenicity opportunism Metabolic functions
VBNC 细菌特点：
• VBNC是细菌处于不良环境条件下产生的一种特殊 的生存方式和休眠状态。
• VBNC细菌不能在常规培养条件下生长繁殖，但仍 然具有代谢活性，但如果给予合适条件又能够恢 复生长繁殖。
六、未培养的微生物
未培养微生物（uncultured microorganisms）
利用分子生物学技术能够检测到，但目前采用微生物纯培养分离、 培养方法还未获得纯培养的微生物。包括可获得纯培养，但在环 境因子的胁迫下不能生长、处于休眠状态下的微生物。
The great plate count anomaly -Does culturing reflect natural conditions?
• 海水中的微生物 藻类、G- 需氧细菌 、兼性厌氧菌。
特点： 嗜盐、嗜冷、嗜压。
江河水中的微生物
1）数量和种类与接触的土壤密切相关； 2）主要吸附在悬浮于水中的有机物及水底； 3）多能运动，有些具有异常形态（如柄细菌）； 4）靠近城市或城市下游水中的微生物多，并且 有很多对健康不利的细菌，不宜作饮用水源。
➢ 发达国家每年约有三分之一 的人受食源性疾病危害
(WHO, 2002)
微生物是食品安全的主要危害因子
① 1988年 上海，贝类，甲肝 ② 1989年 新疆，戊肝 ③ 1996年 欧洲，牛肉，疯牛病 ④ 1996年 日本，奶制品，O157 ⑤ 1997年 中国香港，禽流感 ⑥ 2000年 法国，熟制肉类，李斯特菌 ⑦ 2000年 日本，乳品，金黄色葡萄球菌 ⑧ 2000年 英国、法国， 口蹄疫 ⑨ 2004年 南亚、东南亚、中国，禽流感
周德庆第三版《微生物学》第八章部分名词解释及思考题答案
第八章微生物的生态名词解释1、微生物生态学：微生物生态学是生态学的一个分支，它研究对象是微生物生态系统的结构及其与周围生物及非生物环境系统间相互作用的规律。
29、正常菌群：生活在健康动物各部位，数量大、种类较稳定且一般是有益无害的微生物，称为正常菌群。
30、宏基因组：出生后才驻入人体，尤其是肠道内1000 种左右的正常菌群——共生微生物群的总基因组，即宏基因组。
31、微生态学：以微生物学和实验动物学为基础，研究正常微生物菌群与其宿主的相互关系及其作用机制的新兴边缘学科。
32、微生态系统：在特定的空间和时间范围内，由个体20〜200卩m不同种类组成的生物群与其环境组成的整体。
34、微生态失调：正常的微生物群之间和正常微生物群与宿主之间的微生态平衡，在外环境影响下，由生理性组合转变为病理性组合状态。
35、条件致病菌：条件致病菌又称为机会致病菌，在某种特定条件下可致病的细菌，称为条件致病菌。
条件致病菌是人体的正常菌群，当其集聚部位改变、机体抵抗力降低或菌群失调时则可致病，如变形杆菌。
37、微生态制剂：用于提高人类、畜禽宿主或植物寄主的健康水平的人工培养菌群及其代谢产物，或促进宿主或寄主体内正常菌群生长的物质制剂之总称。
可调整宿主体内的微生态失调，保持微生态平衡。
38、益生菌剂：通常是指一类分离自正常菌群，以高含量活菌为主体，一般以口服或粘膜途径投入，有助于改善宿主特定部位微生态平衡并兼有若干其他有益生理活性的生物制剂。
39、益生元（双歧分子）：专指一类人类不能消化吸收的低聚糖类食物成分，通过选择性的刺激一种或几种细菌的生长与活性而对寄主产生有益的影响，从而改善寄主健康的物质。
41、悉生生物：凡已人为地接种上某种或某些已知纯种微生物的无菌动物或植物，即已知其上所含微生物群的大生物称为悉生生物。
52、混菌培养（混合培养）：混菌培养又叫混合培养，也称混合发酵，是在深入研究微生物纯培养基础上的人工“微生物生态工程” ，指将两种或多种微生物混合在一起培养，以获得更好效果的培养方法。
《微生物学教学课件》第八章微生物的生态
共生关系的实例
地衣、动物肠道菌群等。
竞争关系和捕食关系
• 竞争关系：是指两种或多种微生物共同争夺有限的食物、空间、氧气等资源，导致其中一种或多种微生物的生长和繁殖受到抑制的关系。例 如，在培养基中加入两种或多种细菌时，由于营养物质和空间的限制，其中一种细菌会抑制另一种细菌的生长。
竞争关系和捕食关系
农药使用
农药的使用可以杀死或抑制某些有害微生物，但也可能对 有益微生物产生不良影响，导致土壤微生物群落失衡。
灌溉
灌溉可以影响土壤湿度和盐分，从而影响土壤中微生物的 生存和活动。
工业活动对微生物生态的影响
废水处理
工业废水可能含有大量的有毒物 质和重金属，对水体中的微生物 产生毒害作用。废水处理过程中，
种群内的微生物通过竞争、共生、寄生等关系相互 影响，形成一定的种群结构，维持种群的稳定。
种群内的微生物会受到环境因素的影响，如营养物 质、温度、湿度等，这些因素会影响微生物的生长 、繁殖和代谢。
微生物群落生态
微生物群落生态是指一定时间 和空间内，多种微生物个体组 成的集合体，这些微生物之间 相互作用、相互影响，形成一 定的群落结构。
生物修复
利用有益微生物对受损环 境进行修复，提高环境质 量。
生态恢复
通过恢复受损生态系统中 微生物群落的平衡，实现 生态系统的恢复和稳定。
微生物生态学在生物能源和生物医药领域的应用
生物能源
利用微生物发酵或厌氧消化技术，生产生物燃料，如乙醇、沼气 等，替代化石燃料。
生物医药
通过研究微生物与人体之间的相互作用，开发新型药物和治疗手 段，为人类健康事业做出贡献。
100%
转化物质
微生物参与多种物质的转化，如 氮、硫、磷等元素的循环，对维 持地球生物圈的稳定具有重要作 用。
地衣、动物肠道菌群等。
竞争关系和捕食关系
• 竞争关系：是指两种或多种微生物共同争夺有限的食物、空间、氧气等资源，导致其中一种或多种微生物的生长和繁殖受到抑制的关系。例 如，在培养基中加入两种或多种细菌时，由于营养物质和空间的限制，其中一种细菌会抑制另一种细菌的生长。
竞争关系和捕食关系
农药使用
农药的使用可以杀死或抑制某些有害微生物，但也可能对 有益微生物产生不良影响，导致土壤微生物群落失衡。
灌溉
灌溉可以影响土壤湿度和盐分，从而影响土壤中微生物的 生存和活动。
工业活动对微生物生态的影响
废水处理
工业废水可能含有大量的有毒物 质和重金属，对水体中的微生物 产生毒害作用。废水处理过程中，
种群内的微生物通过竞争、共生、寄生等关系相互 影响，形成一定的种群结构，维持种群的稳定。
种群内的微生物会受到环境因素的影响，如营养物 质、温度、湿度等，这些因素会影响微生物的生长 、繁殖和代谢。
微生物群落生态
微生物群落生态是指一定时间 和空间内，多种微生物个体组 成的集合体，这些微生物之间 相互作用、相互影响，形成一 定的群落结构。
生物修复
利用有益微生物对受损环 境进行修复，提高环境质 量。
生态恢复
通过恢复受损生态系统中 微生物群落的平衡，实现 生态系统的恢复和稳定。
微生物生态学在生物能源和生物医药领域的应用
生物能源
利用微生物发酵或厌氧消化技术，生产生物燃料，如乙醇、沼气 等，替代化石燃料。
生物医药
通过研究微生物与人体之间的相互作用，开发新型药物和治疗手 段，为人类健康事业做出贡献。
100%
转化物质
微生物参与多种物质的转化，如 氮、硫、磷等元素的循环，对维 持地球生物圈的稳定具有重要作 用。
环境微生物学(08微生物生态)教学教材
从个体到种群，除了出现统计学上的特征如:出生率、死亡 率、年龄结构、性比等外，还出现了如空间布局、种群行 为、遗传变异和生态对策等新的特征。
一般说来，自然种群具有三方面的特征：（1）空间特征 ，即种群具有一定的分布区域和分布形式；（2）数量特 征，每单位面积（或空间）上的个体数量（即密度）将 随时间而发生变动；（3）遗传特征，种群具有一定的基 因组成，即系一个基因库，以区别于其他物种，但基因 组成同样是处于变动之中的。
了空气不是微生物生长繁殖的场所。
二、空气微生物的种类、数量和分布
空气中的微生物来源于： 土壤（飞扬的尘土把微生物带至空中）； 水体（水面吹起的小水滴）； 人和动物（皮肤脱落物、呼吸道等）
空气中的微生物只是短暂停留，是可变的，没有固定类群。
在空气中存活的微生物，主要是有芽孢的细菌、有孢子的 霉菌、放线菌及各种胞囊。
第二节 土壤微生物生态
一、土壤的生态条件
1. 营养 土壤内有大量的有机和无机物质（动植物的残体、分泌 物、排泄物等） 2. pH 3. 5～8.5，多为5.5～8.5；适合于大多数微生物的生长 繁殖。 3． 透压 土壤内通常为0.3～0.6MPa，而在微生物（细菌）体内， G+为2.0～2.5 MPa，G-为0.5～0.6 Mpa。所以，土壤是 等 或低 溶液，有利于微生物吸收水份和营养。
这是一个美丽的
3. 生态系统的分类
由于生态系统可以小到一滴水，大到生物圈，所以分类有 多种。 根据生存环境分：如水体生态系统和陆地生态系统。各自 还可进一步细分，例如淡水生态系统和海水生态系统。根 据动态和静态可将淡水生态系统分为河流生态系统和湖泊 生态系统。
根据生物群落分：有动物生态系统、植物生态系统及微生 物生态系统，在这些生态系统内又可根据生存环境或生物 群落进一步细分。
一般说来，自然种群具有三方面的特征：（1）空间特征 ，即种群具有一定的分布区域和分布形式；（2）数量特 征，每单位面积（或空间）上的个体数量（即密度）将 随时间而发生变动；（3）遗传特征，种群具有一定的基 因组成，即系一个基因库，以区别于其他物种，但基因 组成同样是处于变动之中的。
了空气不是微生物生长繁殖的场所。
二、空气微生物的种类、数量和分布
空气中的微生物来源于： 土壤（飞扬的尘土把微生物带至空中）； 水体（水面吹起的小水滴）； 人和动物（皮肤脱落物、呼吸道等）
空气中的微生物只是短暂停留，是可变的，没有固定类群。
在空气中存活的微生物，主要是有芽孢的细菌、有孢子的 霉菌、放线菌及各种胞囊。
第二节 土壤微生物生态
一、土壤的生态条件
1. 营养 土壤内有大量的有机和无机物质（动植物的残体、分泌 物、排泄物等） 2. pH 3. 5～8.5，多为5.5～8.5；适合于大多数微生物的生长 繁殖。 3． 透压 土壤内通常为0.3～0.6MPa，而在微生物（细菌）体内， G+为2.0～2.5 MPa，G-为0.5～0.6 Mpa。所以，土壤是 等 或低 溶液，有利于微生物吸收水份和营养。
这是一个美丽的
3. 生态系统的分类
由于生态系统可以小到一滴水，大到生物圈，所以分类有 多种。 根据生存环境分：如水体生态系统和陆地生态系统。各自 还可进一步细分，例如淡水生态系统和海水生态系统。根 据动态和静态可将淡水生态系统分为河流生态系统和湖泊 生态系统。
根据生物群落分：有动物生态系统、植物生态系统及微生 物生态系统，在这些生态系统内又可根据生存环境或生物 群落进一步细分。
微生物的生态
微生物的生态微生物是指体型微小、仅能通过显微镜观察到的生物群体，包括细菌、真菌、原生动物和病毒等。
它们广泛存在于地球上的各个生态系统中，并且在生态系统的稳定性、能量循环和物质转化等方面发挥着重要作用。
本文将从微生物与环境的相互关系、微生物的功能及其在生态系统中的作用等方面进行论述。
微生物与环境的相互关系微生物与环境之间存在着密切的相互关系。
首先，微生物可以适应各种不同的环境，从极寒的南极冰川到炎热的沙漠都能找到它们的踪影。
其次，微生物可以通过代谢产物对环境进行改变，例如细菌通过合成酶分解有机物质转化为无机物质，真菌通过分解木质纤维将其转化为有机物质，这些都对环境有着显著的影响。
最后，环境中的物理化学因素如温度、pH值、光照等也会对微生物的生存和分布产生影响。
微生物的功能与作用微生物在生态系统中扮演着重要的角色，具有多种功能和作用。
首先，微生物是生态系统中的分解者，能够降解有机物，如植物残渣、死亡生物体等，将其分解为无机物，为其他生物提供养分。
其次，微生物是生态系统中的固氮菌，能够将大气中的氮气转化为植物可利用的氨态氮，为植物的生长提供必需的养分。
此外，微生物还参与了生态系统中的氮循环、碳循环和硫循环等关键过程，在物质转化和能量流动中起到重要的媒介作用。
微生物的生态功能微生物的生态功能多种多样，具体可分为以下几个方面。
1. 氮循环氮循环是生态系统中一个关键的物质循环过程，涉及到氮的转化和转运。
微生物在氮循环中发挥着关键作用，包括氮固定、氨化、硝化、反硝化等过程。
通过这些过程，微生物能够将大气中的氮气转化为植物可利用的氮化合物，同时也参与了氮化合物的还原和氧化反应。
2. 碳循环碳循环是生态系统中的另一个重要物质循环过程，微生物在其中也扮演着重要的角色。
微生物通过分解有机物质，将其转化为无机碳，进而参与到CO2的释放和吸收过程中。
同时，微生物还能够通过嗜热菌的存在，降解石油类化合物，减少其对生态系统的污染。
第八章_微生物的生态——微生物学(周德庆主编)
1）大肠菌群指的是具有某些特性的一组与粪便污染有关的 细菌，即：需氧及兼性厌氧、在37℃能分解乳糖产酸产气的 革兰氏阴性无芽胞杆菌。
2）大肠菌群细菌多存在于温血动物粪便、人类经常活动的 场所以及有粪便污染的地方，人、畜粪便对外界环境的污染 是大肠菌群在自然界存在的主要原因。
3）大肠菌群是作为粪便污染指标菌提出来的，主要是以该 菌群的检出情况来表示食品中有否粪便污染。粪便内除一般 正常细菌外，同时也会有一些肠道致病菌存在（如沙门氏菌 、志贺氏菌等），因而食品中有粪便污染，则可以推测该食 品中存在着肠道致病菌污染的可能性，潜伏着食物中毒和流 行病的威胁，必须看作对人体健康具有潜在的危险性。 （2）检测方法 1）细菌总数是指1ml水样在普通琼脂培养基中37℃经24hr培 养后，所生长的菌落数。细菌数越多，有机物含量越高。 2）大肠菌群数的测定：用滤膜培养法在选择性和鉴别性培 养基（EMB培养基）上进行，在EMB培养基上呈现紫色且 有绿色金属闪光的菌落。
3）条件致病菌和内源感染 由于外界条件变化能引起疾病的正常菌群称为条 件致病菌；由条件致病菌引起的感染称为内源感染。 4) 如何治疗肠道微生态失调？ 微生态制剂： 根据微生态学理论而制成的含有有益菌的活菌制 剂，功能在于改善肠道菌群、治疗急、慢性肠炎以及 其他保健功能。 益生菌剂： 一类分离自正常菌群，以高含量活菌为主体，通 过口腹或粘膜途径摄入，有助于改善宿主特定部位微 生态平衡并有若干其他有益生理活性的生物制剂。
(2)分布： 广泛分布于两极地区、冰窖、高山、深海和土壤等的 低温环境中。 (3) 嗜冷微生物在低温环境下能生长繁殖的原因 细胞膜内含有大量的不饱和脂肪酸，且其 含量会随温 度的降低而增加，从而保证了膜在低温下的流动性，有利 于营养物质的吸收和代谢产物的分泌，因此能在低温条件 下进行生命活动。 (4)嗜冷微生物的应用： 低温酶制剂；低温食品腐败
微生物的生态
粪便、遗体残骸 分解作用（呼吸作用）
消费者 （如动物和人）
有机质
CO2
碳元素的含量：占生物体干重的
49%
碳的存在形式：
在无机环境中： CO2、碳酸盐 在生物群落中： 有机物
碳从无机环境进入生物群落的途径： 绿色植物的光合作用
生物的呼吸作用
碳从生物群落返回无机环境的途径：微生物的分解作用
煤、石油等燃料的燃 烧
❖ 可通过前苏联奥梅梁斯基公式换算出浮游 细菌数。
❖ 奥氏认为：5 min内落在面积100cm2营养 琼脂平板上的细菌数和10L空气中所含的 细菌数相同。
❖ 奥氏公式：C =
100 A
×
5 t
× 1000
10
×N
式中：C—空气细菌数； A——捕集面积，cm2 ； t ——暴露时间，min； N——菌落数，个。
苯
酚 氧化酶
萘
菲
+ O2
蒽
酶
邻苯二酚
酮基己二酸
+ O2 +2H
琥珀酸 乙酰辅酶 A
三羧酸循环 CO2 + H2O
❖ 2.3.2 农业固体废弃物污染
（1）糖类污染物 • 提问：哪些会成为土壤污染物？ • 难溶的多糖，且当一些难溶解的多糖数量较大时才会
使自净时间大大增加，从而对环境造成污染。这类多 糖主要是纤维素、半纤维素、果胶质、木质素、淀粉。
霉。
（3）半纤维素的转化
❖ 存在于植物细胞壁的杂多糖。造纸废水和人造纤维废水 中含半纤维素。
❖ 分解过程
聚糖酶
半纤维素
单糖 + 糖醛酸
H2O 物
TCA循环 CO2 + H2O
各种发酵产
第八章微生物生态-PowerPoint演示文稿
高BOD5的污水进入污水处理装置后，其中的自 然微生物区系在好氧条件下，根据其中营养物质或 有毒物质的情况，在客观上造成一个选择性的培养 条件，随时间推移，发生微生物区系的群落演替， 使水中有机物不断被降解、氧化、分解、转化或吸 附沉降，进而达到净化的目的。
污水处理中的几个常用名词
BOD5（生物耗氧量） COD（化学需氧量） TOD（总需氧量） DO（溶氧量） SS（悬浮物含量） TOC（总有机碳含量）
（三）水体微生物
1、不同水体中的微生物种类
淡水型水体微生物 清水型微生物：化能自养、光能自养微生物 腐败型微生物：肠道杆菌、芽孢杆菌、弧菌
淡水生境：湖泊与水库 沿岸区：蓝细菌、光合藻类和好氧微生物 深水区：严重缺氧
海水型水体微生物—海洋微生物学
海水的理化特征：含盐量3% 海水微生物：2-4%，2.5-3.5% 海水微生物比淡水微生物更耐渗透压 藻类 Bacilus Pseudomonas Vibrio 发光细菌
正常条件下，正常菌群与人体保持的十分和 谐的平衡状态，菌群内部各微生物之间相互 制约，维持稳定有序的关系 人体肠道中有60-400种微生物，数百万亿。
肠道菌群对人体的作用
有益作用 有害作用
某些正常菌群当条件变化会变成病原微生物，引 起疾病，称为条件致病菌，由其引起的感染称之 为内源感染 条件致病菌 正常菌群的微生物，当机体防御性降低，生存部 位改变或因数量剧增等而引起疾病者
环境污染 指土壤或水体等生态系统的结构、功能受到 外来有害因素的影响或破坏失去了平衡，导 致物质流、能量流无法正常运转的现象
环境问题 三废处理 消除公害 环境保护 可持续发展
水体的污染—富营养化
水体的自净作用 物理作用：沉淀、扩散、稀释 化学作用：氧化 生物学和生物化学作用
污水处理中的几个常用名词
BOD5（生物耗氧量） COD（化学需氧量） TOD（总需氧量） DO（溶氧量） SS（悬浮物含量） TOC（总有机碳含量）
（三）水体微生物
1、不同水体中的微生物种类
淡水型水体微生物 清水型微生物：化能自养、光能自养微生物 腐败型微生物：肠道杆菌、芽孢杆菌、弧菌
淡水生境：湖泊与水库 沿岸区：蓝细菌、光合藻类和好氧微生物 深水区：严重缺氧
海水型水体微生物—海洋微生物学
海水的理化特征：含盐量3% 海水微生物：2-4%，2.5-3.5% 海水微生物比淡水微生物更耐渗透压 藻类 Bacilus Pseudomonas Vibrio 发光细菌
正常条件下，正常菌群与人体保持的十分和 谐的平衡状态，菌群内部各微生物之间相互 制约，维持稳定有序的关系 人体肠道中有60-400种微生物，数百万亿。
肠道菌群对人体的作用
有益作用 有害作用
某些正常菌群当条件变化会变成病原微生物，引 起疾病，称为条件致病菌，由其引起的感染称之 为内源感染 条件致病菌 正常菌群的微生物，当机体防御性降低，生存部 位改变或因数量剧增等而引起疾病者
环境污染 指土壤或水体等生态系统的结构、功能受到 外来有害因素的影响或破坏失去了平衡，导 致物质流、能量流无法正常运转的现象
环境问题 三废处理 消除公害 环境保护 可持续发展
水体的污染—富营养化
水体的自净作用 物理作用：沉淀、扩散、稀释 化学作用：氧化 生物学和生物化学作用
《微生物学教学课件》第八章微生物的生态
•2、嗜冷微生物（南北极 -60－0℃）细胞膜
中不饱和脂肪酸含量高，世代周期长
•3、嗜酸菌：只能在pH 4以下生存，属于化能
自养菌，如硫细菌，被广泛应用于微生物冶金、 生物脱硫。
4、嗜碱菌：专性生活在pH10-11的碱性条件
下，多为古老的细菌。嗜碱性微生物产生大量的 碱性酶，包括蛋白酶、淀粉酶、果胶酶、纤维素 酶等，广泛应用于洗涤剂和其他用途。
一 微生物在物质循环中的地位
生物进化中，分为单极生态系统、双极生态系统、 三极生态系统 单极生态系统：厌氧的异养生物利用海洋中的有机 物，主要为分解作用。 双极生态系统：蓝细菌――放氧型光合作用；自养 与异养共存； 三极生态系统：真核植物、蓝细菌――生产者和动 物——消费者（自养）及细菌、真菌所构成的分解 者。
二 碳素循环
微生物的作用就是把有机物中的碳元素尽快矿化和 释放，从而使生物界处于一种良好的碳平衡环境。 90 ％的二氧化碳是靠微生物的分解作用而形成的。 复杂的有机化合物（纤维素、半纤维素、淀粉、果 胶等）由土壤中的一些特殊的微生物来分解。 如：真菌——木质素； 真菌、放线菌、细菌及原生动物——纤维素； 真菌、放线菌——半纤维素
3、硝酸盐同化作用：NO3-－→NH＋4－→氨基酸－ →蛋白 4、氨化作用：有机物中的氮（蛋白质、尿素）－ →NH3 5 、铵盐同化作用： NH ＋ 4 －→氨基酸、蛋白及其 他 6、异化性硝酸盐还原作用：NO3-作为呼吸链的末 端受体，从而被还原为NO2-
•7、反硝化作用（脱氮作用） NO3-→NO2-→N2 （使土壤中的氮元素损失） 定义：由硝酸盐还原成NO2–并进一步还原成N2的 过程（广义）。狭义的反硝化作用仅指由亚硝酸还 原成N2的过程。 条件：厌氧（淹水的土壤或死水塘中） 8、亚硝酸氨化作用 NO2-－→羟胺→NH3
教学课件第八章微生物生态
附生微生物：生活在植物体表面，借其外渗物质或分 泌物质为营养的微生物，如叶面微生物、浆果表面微 生物
土壤环境
在自然界，土壤是微生物生活的最适宜环境
❖土壤中的动植物遗体是异养型微生物最好的碳氮能源 ❖土壤矿质成分中，可为微生物提供S、P、Fe、Mg、
Ca、B、Mo、Zn、Mn等无机元素
❖土壤的酸碱度接近中性 ❖土壤的渗透压与微生物细胞的渗透压相近 ❖土壤的含气量（7~8%）可保证好氧微生物的生长
生物体内外的正常菌群
人体的正常微生物区系 根际微生物与附生微生物
人体的正常微生物区系
正常菌群：生活在健康动物各部位，数量大、种类较 稳定且一般是有益无害的微生物。正常菌群是一个相 对的概念，当机体防御能力降低时（如皮肤大面积烧 伤），一部分正常菌群会变成病原微生物
人体正常菌群的存在部位：人体皮肤、黏膜、与外界 相通的腔道如：口腔、鼻咽腔、消化道、泌尿生殖道。
空气中的微生物
空气干燥，无营养，紫外线照射强烈，因此空气不是 微生物生存的环境。
空气中微生物的数量决定于所处环境和飞扬尘埃量。 空气中的微生物种类，主要是真菌和细菌。
极端环境中的微生物
高（低）温环境中的微生物 高盐环境中的微生物 高压环境中的微生物
第二节 微生物与自然界中的物质循环
地下水因经过深厚的土层过滤，几乎大部分微生物被 阻留在土壤中
海水微生物的分布和种类
海水中的微生物除来源于河水、雨水及污水等环境中 临时种类外，绝大多数是嗜盐菌，并耐高渗透压。
水体中微生物的数量主要与有机质含量有关。 微生物在海水中的垂直分布一般规律为：表层主要是
好氧性异养菌，低层水体中，主要是厌氧腐生及硫酸 还原菌，两层之间紫硫菌较多。在0~10米深的海水中， 菌数较少，藻类和原生动物占较大比例，10~50米的 海水中，菌数逐渐增加，50米以下，菌数逐渐减少， 200米以下，菌数更少，在海底沉积物上，存在大量的 微生物
土壤环境
在自然界，土壤是微生物生活的最适宜环境
❖土壤中的动植物遗体是异养型微生物最好的碳氮能源 ❖土壤矿质成分中，可为微生物提供S、P、Fe、Mg、
Ca、B、Mo、Zn、Mn等无机元素
❖土壤的酸碱度接近中性 ❖土壤的渗透压与微生物细胞的渗透压相近 ❖土壤的含气量（7~8%）可保证好氧微生物的生长
生物体内外的正常菌群
人体的正常微生物区系 根际微生物与附生微生物
人体的正常微生物区系
正常菌群：生活在健康动物各部位，数量大、种类较 稳定且一般是有益无害的微生物。正常菌群是一个相 对的概念，当机体防御能力降低时（如皮肤大面积烧 伤），一部分正常菌群会变成病原微生物
人体正常菌群的存在部位：人体皮肤、黏膜、与外界 相通的腔道如：口腔、鼻咽腔、消化道、泌尿生殖道。
空气中的微生物
空气干燥，无营养，紫外线照射强烈，因此空气不是 微生物生存的环境。
空气中微生物的数量决定于所处环境和飞扬尘埃量。 空气中的微生物种类，主要是真菌和细菌。
极端环境中的微生物
高（低）温环境中的微生物 高盐环境中的微生物 高压环境中的微生物
第二节 微生物与自然界中的物质循环
地下水因经过深厚的土层过滤，几乎大部分微生物被 阻留在土壤中
海水微生物的分布和种类
海水中的微生物除来源于河水、雨水及污水等环境中 临时种类外，绝大多数是嗜盐菌，并耐高渗透压。
水体中微生物的数量主要与有机质含量有关。 微生物在海水中的垂直分布一般规律为：表层主要是
好氧性异养菌，低层水体中，主要是厌氧腐生及硫酸 还原菌，两层之间紫硫菌较多。在0~10米深的海水中， 菌数较少，藻类和原生动物占较大比例，10~50米的 海水中，菌数逐渐增加，50米以下，菌数逐渐减少， 200米以下，菌数更少，在海底沉积物上，存在大量的 微生物
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霉菌
10-4 10-5
平均（cfu/克）
35
36
37
38
3. 土壤的卫生微生物学检测
细菌总数的测定 大肠菌群值的测定 产气荚膜杆菌的测定 嗜热菌的测定 芽孢菌和非芽孢菌的比值测定
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三、水体中的微生物
自然界江河湖海等各种淡水与咸水水域中都生存着相应的微生物。 水域中微生物的种类和数量与水域的有机物、无机物的种类和含量， 光照、酸碱度、渗透压、温度、含氧量和有毒物质的含量有密切关系。
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滨海盐土 江苏连云港466
2. 土壤微生物的分离与计数
1）.培养基的制备:向高氏一号培养基中加入 10%酚溶液，10滴/100ml培养基；土豆 蔗糖固体培养基中加入链霉素，30μg/ml； 三种培养基各置备9个平板，标记。每个平 板上加入0.2ml相应的土样稀释液。
牛肉膏蛋白胨：（10-6） 10-7 ，10-8各2个； 高氏一号：（10-4）10-5，10-6，各2个； 土豆蔗糖： 10-3，10-4（10-5），各2个；
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自然界中存在许多自然和人工的高温环境
•正在喷发的火山（1000℃）、流出的火山岩浆（在 500℃以上）、在这些火山周围的土壤和水 •深海中地热区 •沸腾的温泉（93℃～109℃）、非沸腾的温泉 •受太阳光直接辐射的物体表面（60℃～70℃） •工业和家庭热水器具和工业排出的冷却水 •堆肥等
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根据微生物对水生环境中的营养要求，将其分为三类：贫 营养细菌（1~15mgC/L）、兼性贫营养细菌（指一些在 富营养培养基中经反复培养后也能适应并生长的贫营养细 菌）、富营养细菌（10gC/L） 贫营养指数（O.I）：某水样中贫营养细菌占总菌数的百 分比
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腐败型水生微生物：
类型：流经城市的河水、港口附近的海水、滞留 的池水、阴沟水 环境情况：流入了大量的人畜排泄物、生活污物 和工业废水等，有机物含量大增
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微生物数量和类群：
数量：大量外来的腐生细菌，使腐败型水生微 生物尤其是细菌和原生动物大量繁殖，每毫升 污水的微生物含量达到107~108个。 类群：
革兰氏阴性无芽孢杆菌，如Proteus、E. coli、 Enterobacter aerogenes和Alcaligenes 等，各种Bacillus、Vibrio和Spirillum等的一 些种纤毛虫类、鞭毛虫类和根足虫类等原生 动物还有一些随人畜排泄物和病体污物进入 水体的动植物致病菌
清水型水生微生物：洁净湖泊和水库，微生物数量
少（10~103/ml），以化能自养型和光能自养型微生物 为主，部分腐生细菌，如色杆菌、无色杆菌和微球菌等； 霉菌中如水霉、绵霉等的一些种；以及单细胞和丝状的 藻类和一些原生动物常在水面生长，数量较少。以上微 生物种类可以认为是水中的“土著”菌群。
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第八章 微生物的生态
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生态学：研究生物系统与其所处环境条件之间的相互作用 规律性的科学。
研究内容：微生物群体——微生物区系（microflora）或 正常菌群（normal flora）对其周围生物和非生物环境条 件的相互作用关系。 生态学研究范围：生物圈（biosphere）、生态系统 （ecosystem）、群落（community）、种群 （population）。
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土壤中微生物的含量
土壤中微生物的含量与土壤有机质含量有直接关系。
表层耕作土中含量最高，耕作层厚度20~30cm，地表土受阳光直 接照射，其中微生物含量较低。 采取土样时一般要刮开表土2~3cm后采样。
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土壤中的细菌
自养菌：只需要简单的无机化合物作为养料来维持生命。 如硝化细菌、硫细菌和铁细菌等； 腐生菌：不能利用CO2或碳酸盐作为碳源，主要是分解有 机物获得能量有些可利用无机氮，有些则利用有机氮，如 氨化细菌、尿素细菌、纤维素分解细菌和固氮菌属等； 致病菌：一般在土壤中容易死亡，只有能形成芽孢的细菌 才能长期存在，如炭疽杆菌、破伤风杆菌、肉毒杆菌、产 气荚膜杆菌等。
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2）.土样的稀释：称取土样2g， 放入盛 18ml无菌水并带有玻璃珠的三角瓶中，置 摇床振荡5min使土壤均匀分散成为土壤悬 液（10-2） ，静置3-5分钟。用1ml的无菌 吸头从中吸取1ml土壤悬液，注入事先分装 有9ml无菌水的试管中，吹吸3次，振荡均 匀（10-3）。然后同样方法，配置成稀释 度为10-4，10-5，10-6 ，10-7 ，10-8的土 壤溶液；
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土壤微生物的分布 土壤微生物的分布与土壤的结构、有机物和 无机物的成分、含水量及土壤理化特性不 同而有差异。此外，与施肥、耕作方法、 气象条件、植被覆盖等也有密切关系。
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我国各主要土壤的含菌量(万/克干土)
土类 地点 棕壤 辽宁沈阳 黄棕壤 江苏南京 红壤 浙江杭州 砖红壤 广东徐闻 细菌 1,284 1,406 1,103 507 放线菌 612 39 271 123 39 真菌 13 36 6 4 11 暗棕壤 黑龙江呼玛 2,327
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生
理：兼性厌氧，生长慢，能在低营养下生活,常产色素， 分解蛋白质能力强，解糖能力低，多嗜冷，对热敏感； 分 布：不均匀，与水深成反比， 0~10米——少 10~50米——呈上升变化 50米以下数量减少 海底沉积物上——多 常见菌种：假单孢菌、弧菌、螺菌、无色杆菌、黄杆菌、硅 藻
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淡水
各种水系：
淡水
水
海水
地下水：无色杆菌、黄杆菌、革兰氏阳性杆菌、微球菌、 诺卡氏菌 溪水：营养少、主要是革兰氏阴性无芽孢杆菌、 生丝微菌 河水：出现假单孢菌、芽孢杆菌、大肠杆菌、 弧菌、螺菌、硫细菌、微球菌、八叠球菌、 地表水 诺卡氏菌、链球菌、螺旋体等 生活污水：荧光、绿脓、变形、枯草、阴 污水 沟、大肠、粪链球菌、病毒和噬菌体 生产污水：与所含污物有关
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（四）极端自然环境中的微生物
嗜热菌 嗜冷菌 嗜酸菌 嗜碱菌 嗜盐菌
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研究极端环境中微生物的意义
研究其强而稳定的特殊结构、机能和遗传基因以及应答因子 ，对阐明物种起源、生物进化具有重要意义。
研究其生理生化特性，可用于量度地球上生命生存的理化极
限，对探索宇宙星球上的生物有参考价值； 可探索出新的生理途径，生产新酶和新的生物制剂，使用于 特殊环境条件，如煤脱硫、冶炼金属、处理有毒废水、高压深 油井探矿、纤维素高温发酵酒精等。
磷质石灰土 西沙群岛2,229
黑土 黑龙江哈尔滨 2,111 黑钙土 黑龙江安达 1,074 棕钙土 宁夏宁武140 草甸土 黑龙江亚沟 7,863 嵝土 陕西武功 白浆土 吉林皎河 951 1,598
1,105
1,024 319 11 29 1,032 55 41
15
19 2 4 23 4 3 0.4
空气评价 清洁空气 污染空气 夏天评价 〈500 〉2500 冬天评价 〈4500 〉7000
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二、土壤中的微生物
土壤中的环境条件：营养、水分、空气、酸碱度、渗透压 和温度条件都适于微生物的生活，是微生物的大本营、也 是人类最丰富的“菌种资源库”。
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1. 土壤中微生物的数量：按种类递减
细菌（～108）＞放线菌（～107）＞霉菌（～106）＞酵母菌 （～105）＞藻类（～104）＞原生动物（～103） 每亩耕作土壤中，细菌湿重约90-225kg；以土壤有机质含量 为2%计算，则所含细菌干重约为土壤有机质的1%左右。 土壤微生物的代谢活动，可改变土壤的理化性质，进行物质 转化，因此，土壤微生物是构成土壤肥力的重要因素。
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• 由下式计算菌落形成单位：
每个稀释度三次重复 的菌落的平均数 稀释释倍 5 cfu/克= 土壤克数
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• 实验结果与讨论：
• 1.土壤样品中细菌、放线菌、霉菌的菌落形成单位（cfu）
细菌
稀释度 各重复 1 的菌落 2 数
cfu/克
10-5 10-6 10-7 10-4
放线菌
10-5 10-6 10-3
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用一支新的无菌吸头，分别由各浓度土壤稀释液 中各吸取200ul，对号较均匀地放入已标记好 稀释度的牛肉蛋白胨培养基平板上，用无菌玻 璃涂棒涂匀。
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3）.培养： 牛肉蛋白胨平板倒置于37℃，48hr 高氏一号，倒置于30℃，5-7天； 土豆蔗糖，倒置于30℃，3-5天；
4）.菌落计数： 培养结束后，根据不同类群的微生 物的菌落特征，分别在不同的培养基平板上统计 相关类群的微生物菌落，每种培养基上只记一种 微生物的菌落。
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第一节
微生物在自然界中的生态分布
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撞击法检测空气中微生物数量
培养前
培养后
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撞击法检测空气中微生物数量
Байду номын сангаас
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空气中细菌总数是每m3空气中各细菌的 总数，一般认为超过500-1000个/m3以 上时，作为空气污染的指标
环境质量评价方法指南中住房空气卫生评价标准
嗜中温微生物（mesophilies）
13～45℃下能生长的微生物
嗜酸菌
最适生长pH值在1.0-2.5之间的微生物。
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嗜碱菌
最适生长在pH值8.0以上，通常生长在9.0-10.0之间 的微生物。
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嗜盐菌
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第二节 微生物个体的生态条件
在稳态条件下，生物所能利用的物质量达到 最低限度，会对生物生长发育起限制作用。