天然水体中的微生物生境

非细胞形态的微生物
病毒（包 括噬 菌体 ）
水中的生 物
细菌
原核生物
放线菌
蓝细菌（蓝藻）
细胞形态的 微生物 真 菌
酵母菌
霉菌
真核生物
原生动物
后生动物
藻类（除蓝藻 ）
微生物的特点 （一）个体极小，比表面积大 （二）繁殖快、代谢速率快 （三）数量多 （四）适应外界环境能力强；易变异 （五）种类多、分布广、代谢类型多样
缩虫；微型后生动物的腔轮虫、水蚤。
• 微生物在不同的环境中特征是不同的 • 生境：指生物生活的空间和其中全部生态因子的 总和 • 1、浮游生物环境 • 浮游生物：在海洋、湖泊及河川等水域生物钟， 自身完全没有移动能力、或者有也非常弱，因而 不能逆水流而运动，而是浮在水面生活，这类生 物总称为浮游生物。
（三）数量多 因为繁殖速度快，所以数量多 凡有微生物生存的地方，它们通常都拥有巨大的数量。 例如： （1）土壤是微生物的“大本营”，其中细菌数量达数亿个／g， 放线菌孢子达数千万个／g，霉菌孢子达数百万个／g，酵母菌达 数十万个／g; (2) 全世界海洋中微生物的总重量约280亿吨 (3) 人体肠道内菌体总数达100万亿个左右。 (4) 新鲜叶子表面微生物数量达100多万个／g (5) 每张纸币上的细菌数平均多达900万个，大肠杆菌检出率达 87．9％。 (6) 一个喷嚏约含菌4，500—150，000个，感冒患者的一个喷嚏 含细菌多达8，500万个。 一系列的调查数据表明，我们是生活在一个被大量微生物包围着 的环境中，只是因为肉眼不可见而常常“身在菌中不知菌”。
(一)个体极小，比表面积大 光学显微镜的分辨率为0.2um，可以看见大部分微生物的轮 廓 (二)代谢速率快、繁殖快 生物界中，微生物具有最高的繁殖速度。尤其是以二分裂 方式繁殖的细菌，其速度更是惊人。 在适宜的环境条件下，十几分钟至二十分钟就可繁殖一代。 伤寒杆菌在含0.125％的蛋白胨培养基中的代时为800min， 而在含1.0％时仅为40min。大肠杆菌每20-30分钟可以繁殖 一代，一天内可以繁殖72代，培养4-5天，细胞的重量一地 球相仿。 在物种竞争上取得优势，这是生存竞争的保证。
第六章
水环境中的微生物化 学过程
第一节：天然水中微生物生境
了解什么是微生物：
微生物是天然水环境中的初级生产 者，大约占有地球全部生产力的 50%，也是初级消费者，栖息在水 环境中的微生物种类繁多，包括细 菌、病毒、真菌、藻类和其他微生 物等，以他们为主体便构成了一个 水生生态系统的子系统——微生物 生态系统。 微生物生态系统对于天然水环境的 质量控制起到了决定性的作用。 生活中的应用：微生物化学过程与 原理成为水环境污染治理的重要理 论环节。
悬浮在水体中的微生物群落被称为浮游生物
• 这个群落中包括真核生 物、原核生物两类生物 在内的光自养生物统称 为浮游植物，悬浮的异 养细菌群体被称为浮游 植物。悬浮的异养细菌 群体被称为浮游细菌， 原生动物种群组成浮游 动物。这三类生物组成 富有微生物群落。
真菌
细菌
浮游植物
• 食物链中的初级生产者，通过光合作 用固定二氧化碳将其转化成有机物。 在浮游微生物群落中，这种初级生产 是有机碳和能源的主要来源，它可以 被转移到食物链中的其他营养级，浮 游植物生产的有机物按他们的大小分 成颗粒性或溶解性的两类。
浮游植物
捕食 溶解性有机物
排泄和裂解
浮游动物
吸收
二氧化碳
wk.baidu.com矿化
吸收
细菌
捕食
食菌性浮游 动物
捕食
2、底栖生物生境
• 底栖生物生活在江河湖海底部的动植物， 与浮游环境相比，这个区域的特征是微生 物的浓度显著增加。 • 微生物的浓度取决于有机物和氧的可利用 性。在界面去的下部，微生物的数量下降。
底栖生物生境是水环境的一 个重要特征。
• 这个区域内的基本营养物的循 环取决于好氧与厌氧微生物转 化的结合。底栖环境一般能提 供好氧与厌氧微生境的结合条 件。 • 例如，发酵细菌将DOM代谢成 为有机酸和二氧化碳。
水文112班第一组：王涛 陈涛 姚铭伟 毅 周欢 许飞善 高阳 杨鑫垚
曾
多污带
• 靠近排污点下游，河水深暗、浑浊，含大量有机物，BOD 高，呈缺氧或厌氧状态，污染严重。有机物分解产生H2S、 NH3，使河水有异味。 • 水生生物种类极少，以厌氧和兼性厌氧微生物为主，无 鱼类、显花植物等。
• 代表性的指示生物是细菌，且种类多、数量大，每ml水 中可达几亿个，例如硫酸盐还原菌与产甲烷菌等，此外 还有颤蚯蚓、蚊蝇幼虫。
(四)适应外界环境能力强，易变异 提问：为什么微生物较其他生物容易变异呢？ 各种生物自发变异频率一样——十分低保护能 力差、数量大 多数微生物为单细胞，结构简单，整个细胞直接 与环境接触，易受环境因素影响，引起遗传物 质DNA的改变而发生变异； 由于数量庞大，可以在短时间内出现大量变异 后代，当环境变化时，微生物会大量死亡，活下 来的微生物往往会发生结构和生理特性的变异以 适应变化了的环境。
(五) 种类多、分布广、代谢类型多样 种类多 世界生物多样性现状目前地球上究竟有多少物 种还很难准确断定。据不完全统计，被科学上 描述过的物种约140万种，其中脊椎动物4万余 种，昆虫75万种，高等植物25万种，其他为无 脊椎动物真菌和微生物等，还有很多物种没有 被人类发现
污染水体的微生物生态
一、污化系统及其指示生物 污化系统 (也称有机污染系统)是根据水体有机物污染程度的不同，对 水体的一种分类法。当有机污染物排入河流，在其下游河段的自净过 程中，形成一系列污化带。 因各种水生生物需要不同的生存条件，故在各个带中可找到不同的代 表性指示生物，这些指示生物包括细菌、真菌、藻类、原生动物等微 生物，以及轮虫、浮游甲壳动物、鱼类及底栖动物等。 根据指示生物的不同，污化系统中的污化带分为多污带、-中污带、 -中污带和寡污带。
中污带
• 在多污带下游，有机物量略减少，BOD下降，河水依 然灰暗，溶解氧低，水面上可有浮沫和浮泥。生物 种类增加，细菌数减少，但每毫升仍有几千万个。
• 代表性的指示生物举例如下：天蓝喇叭虫、椎尾水 轮虫、栉虾、独缩虫、颤藻、小球藻等。
少污带
• 细菌数量减少，藻类大量繁殖，轮虫、甲壳动物和昆 虫增加，生根的植物、鱼类出现。 • 代表性生物：藻类的水花束丝藻、变异直链硅藻、短 棘盘星藻、舟形藻、梭裸藻 ；原生动物的草履虫、聚