w第八章微生物生态
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八章微生物的生态
第八章 微生物的生态
第一节 微生物在自然界中的分布与 菌种资源的开发
第二节 微生物与生物环境间的关系 第三节 微生物与自然界物质循环 第四节 微生物与环境保护
第一节 微生物在自然界中的分布 与菌种资源的开发
本节内容： 微生物在自然界的分布 菌种资源的开发
一、微生物在自然界中的分布
(一)土壤中的微生物 （二）水中的微生物 （三）空气中的微生物 （四）工农业产品上的微生物 （五）极端环境中的微生物
3.农产品上的微生物
❖ 主要菌种：以青霉属、曲霉属、镰孢霉属（Fusarium）等 的一些种为主。
❖ 真菌毒素：目前已知的五万多种真菌中，至少有两百多个种 能产生一百多种真菌毒素，其中有14种致癌，两种是剧毒致 癌剂，其一为黄曲霉毒素（aflatoxin），另一种是由某些 镰孢菌产生的单端孢烯族毒素T2。凡是被霉菌严重污染的 粮食一般都含有多种真菌毒素，因此，“防癌必先防霉”。
❖ 繁殖及后果：通常因水体环境中的营养等条件不能满足其 生长繁殖的要求，加上周围其它微生物的竞争和拮抗关系， 一般难以长期生存，但由于水体的流动，也会造成病原菌 的传播甚至疾病的流行。
（2）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。
变化情况：正常菌群是相对的、可变的、有条件的。
机体防御机能减弱时，一部分正常菌群会成为病原微生物； 正常菌群在非正常部位时也可引起疾病； 由于外界因素的影响，破坏了各种微生物之间的相互制约
关系，正常菌群也会引起疾病（菌群失调症）。
2、其它生物体
❖ 无菌动物（germ-free animal）：体内外检查不到任何正 常菌群的动物
❖ 主要真菌毒素：黄曲霉毒素、赭曲霉素、杂色曲霉素、岛青 霉素、黄天精、环氯素、展青霉素、桔青霉素、皱褶青霉素、 黄绿青霉素、青霉酸、圆弧青霉素、偶氮酸、单端孢烯族毒 素、二氢雪腐镰刀菌烯酮和T2毒素等。
第一节 微生物在自然界中的分布与 菌种资源的开发
第二节 微生物与生物环境间的关系 第三节 微生物与自然界物质循环 第四节 微生物与环境保护
第一节 微生物在自然界中的分布 与菌种资源的开发
本节内容： 微生物在自然界的分布 菌种资源的开发
一、微生物在自然界中的分布
(一)土壤中的微生物 （二）水中的微生物 （三）空气中的微生物 （四）工农业产品上的微生物 （五）极端环境中的微生物
3.农产品上的微生物
❖ 主要菌种：以青霉属、曲霉属、镰孢霉属（Fusarium）等 的一些种为主。
❖ 真菌毒素：目前已知的五万多种真菌中，至少有两百多个种 能产生一百多种真菌毒素，其中有14种致癌，两种是剧毒致 癌剂，其一为黄曲霉毒素（aflatoxin），另一种是由某些 镰孢菌产生的单端孢烯族毒素T2。凡是被霉菌严重污染的 粮食一般都含有多种真菌毒素，因此，“防癌必先防霉”。
❖ 繁殖及后果：通常因水体环境中的营养等条件不能满足其 生长繁殖的要求，加上周围其它微生物的竞争和拮抗关系， 一般难以长期生存，但由于水体的流动，也会造成病原菌 的传播甚至疾病的流行。
（2）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。
变化情况：正常菌群是相对的、可变的、有条件的。
机体防御机能减弱时，一部分正常菌群会成为病原微生物； 正常菌群在非正常部位时也可引起疾病； 由于外界因素的影响，破坏了各种微生物之间的相互制约
关系，正常菌群也会引起疾病（菌群失调症）。
2、其它生物体
❖ 无菌动物（germ-free animal）：体内外检查不到任何正 常菌群的动物
❖ 主要真菌毒素：黄曲霉毒素、赭曲霉素、杂色曲霉素、岛青 霉素、黄天精、环氯素、展青霉素、桔青霉素、皱褶青霉素、 黄绿青霉素、青霉酸、圆弧青霉素、偶氮酸、单端孢烯族毒 素、二氢雪腐镰刀菌烯酮和T2毒素等。
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
《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。
环境微生物学课件第八章微生物生态分析
8.2 土壤微生物生态
土壤生物修复
特点和优点：
• 不破坏植物生长所需要的土壤环境，土壤的物理、化学、生物性质保持不 变甚至优于原有的性质； • 污染物降解完全； • 处理形式多样，可就地处理，操作相对简单； • 处理成本低； • 应用广泛，可处理各种不同的有机污染物。
8.2 土壤微生物生态 土壤生物修复
环境条件
能源：太阳辐射 生物代谢产物 媒质：水、大气、土壤 基质：砂、岩石、泥土 其它环境条件：温度、pH、湿度等
8.1 生态系统 生态系统的组成
简化的陆地生态系统
简化的池塘生态系统
8.1 生态系统
生态系统的结构
空间结构：生态系统的空间异质性。 时间结构：不断发展演化。 营养结构：主要表现在营养级、食物链和食 物网上的物质循环与能量流动 。
反馈（feedback）：当生态系统中某一成分发生变化的时候，它必然会 引起其他成分出现一系列的相应变化，这些变化最终又反过来影响最初发生 变化的那种成分，这个过程就叫反馈 。 负反馈（nagative feedback）：抑制和减弱最初发生变化的那种成分 所发生的变化，从而维持平衡或稳定。 正反馈（positive feedback）：加速最初发生变化的成分所发生的变 化，常常使生态系统远离平衡状态或稳态。
8.1 生态系统
生态平衡（Eco－equilibrium）
生态阈限：生态系统对来自自然界或ຫໍສະໝຸດ 类施加干扰的最大限度的调 节能力。
生态平衡失调 （生态系统破坏）：结构变化，功能变化。 自然因素：自然界发生的异常变化或自然界本来就存在的对人类和生物 的有害因素。 人为因素：人类对自然资源的不合理利用、工农业发展带来和环境污染 等问题。
第八章 微生物生态
第八章 微生物生态(li)ppt课件
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（五）极端环境下的微生物 嗜极菌：依赖于极端环境才能正常生 长繁殖的微生物。 嗜热、嗜冷、嗜酸、嗜碱、嗜盐、嗜 压、嗜辐射微生物。
嗜热菌的类型：
兼性嗜热菌 耐热菌
超嗜热菌 极端嗜热菌 专性嗜热菌
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研究意义： (1)开发利用新的微生物资源，包括特异性的基因资源； (2)为微生物生理、遗传和分类乃至生命科学及相关学科 许多领域，如：功能基因组学、生物电子器材等的研究提 供新的课题和材料； (3)为生物进化、生命起源的研究提供新的材料。
地衣的代谢：地衣中的真菌和藻类已形成特殊形态的整体了，在生
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3、根际微生物和附生微生物 根际微生物：生活在植物根系周围土壤中的微生物， 为正常菌群，多为G- 细菌 附生微生物：生活在植物地上部分表面的微生物
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二：菌种资源的开发
采集菌样 富集培养 纯种分离 性能测定
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第二节 微生物与生物环境之间的关系
一、互生
定义：两种生物可以独立生活。也可以形成相互的联合，对一方有 利，或双方都有利。
微生物源。
3
一般来说，在每克耕作层土壤中，各种微 生物含量之比大体有一个10倍系列的递 减规律： 细菌108＞放线菌孢子数107＞霉菌106＞ 酵母菌105＞藻类104＞原生动物103
据测定：一亩耕作层土壤中，约有霉菌 150Kg，细菌75Kg，原生动物15 Kg，藻 类7.5 Kg，酵母菌7.5 Kg。
产生叶酸
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二、共生
定义：两种微生物共居一起，相互分工合作，相依为命，
彼此得利。
特点：在生理上相互分工，互换代谢活动的产物； 在组织上形成了新的结构，一旦彼此分离，各自就不能很 好地生活。
22
（一）微生物间的共生 典型的例子是地衣。 地衣组成：真菌（子囊菌，担子菌）、单细胞藻类（绿藻，蓝藻） 地衣的结构：形成有固定形态的叶状结构，真菌无规则地缠绕藻类 细胞，或二者组成一定的层次排列。
《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
第八章 微生物生态(共97张PPT)
两种强致癌剂：
① 由Aspergillus flavus（黄曲霉）部分菌株 产生的黄曲霉毒素（aflatoxin，AFT）；
② 由Fusarium spp.（一些镰孢菌）产生的
单端孢烯族毒素（trichothecene）T2。
（五）极端环境下的微生物
在自然界中，存在着一些依赖高温、低温、高酸 、高碱、高盐、高压或高辐射强度等极端环境才能 正常生长繁殖的微生物，称为嗜极菌或极端微生物 。
共同作用
物理学 化学 生物学
生物化学 主要作用
3. 饮用水的微生物学标准
良好的饮用水，细菌含量应＜100个／mL，
当超过＞500个／mL时，就不宜作饮用水。
饮用水的微生物种类主要采用以为代表的大 肠菌群数为指标。
我国卫生部门规定的饮用水标准：
自来水中细菌总数 ≤ 100个／mL；
（37℃，培养24 h）
或分泌物质为营养的微生物，主要为叶面微生物。
二、菌种资源的开发
生产菌体物质
生产酶类
生产初生代谢产物、次生代谢产物 或生物合成产物
第二节 微生物与生物环境间的相互作用
关系名称
互惠共生 协同作用 竞争关系 寄生关系 拮抗作用 捕食关系 偏利关系 中性关系
表5-1 微生物种群间相互作用的关系
作用结果
种群甲
② 下雨、下雪
③ 季节、气候
一种生物生活在另一种生物体内，从中摄取营养物质而进行生长和繁殖，并且在一定条件下使后者受到损害或被杀死，这种关系称为寄生
3. 降低空气中微生物数量的方法 关系。
两者需要相同的生长条件，进而相互损害 地球上大部分元素都以不同的循环速率参与生物地球循环。 维生素、氨基酸等营养物对人体作出贡献； 第二节 微生物与生物环境间的相互作用
① 由Aspergillus flavus（黄曲霉）部分菌株 产生的黄曲霉毒素（aflatoxin，AFT）；
② 由Fusarium spp.（一些镰孢菌）产生的
单端孢烯族毒素（trichothecene）T2。
（五）极端环境下的微生物
在自然界中，存在着一些依赖高温、低温、高酸 、高碱、高盐、高压或高辐射强度等极端环境才能 正常生长繁殖的微生物，称为嗜极菌或极端微生物 。
共同作用
物理学 化学 生物学
生物化学 主要作用
3. 饮用水的微生物学标准
良好的饮用水，细菌含量应＜100个／mL，
当超过＞500个／mL时，就不宜作饮用水。
饮用水的微生物种类主要采用以为代表的大 肠菌群数为指标。
我国卫生部门规定的饮用水标准：
自来水中细菌总数 ≤ 100个／mL；
（37℃，培养24 h）
或分泌物质为营养的微生物，主要为叶面微生物。
二、菌种资源的开发
生产菌体物质
生产酶类
生产初生代谢产物、次生代谢产物 或生物合成产物
第二节 微生物与生物环境间的相互作用
关系名称
互惠共生 协同作用 竞争关系 寄生关系 拮抗作用 捕食关系 偏利关系 中性关系
表5-1 微生物种群间相互作用的关系
作用结果
种群甲
② 下雨、下雪
③ 季节、气候
一种生物生活在另一种生物体内，从中摄取营养物质而进行生长和繁殖，并且在一定条件下使后者受到损害或被杀死，这种关系称为寄生
3. 降低空气中微生物数量的方法 关系。
两者需要相同的生长条件，进而相互损害 地球上大部分元素都以不同的循环速率参与生物地球循环。 维生素、氨基酸等营养物对人体作出贡献； 第二节 微生物与生物环境间的相互作用
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② 对外界环境压力具有抵抗性和修补能力。
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③ 是外界环境因子出现周期性循环时， 微生物生态系统的特性也会出现周期性表 现。
一般来说，一个成熟的微生物生态群落， 其稳定性与高度的种多样性有密切关系。
种间多样性水平 3）、适应性
适应和演替
微生物种群演替现象。
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2. 微生物之间的相互关系 1）、互生关系 (alternation) 一个生态系统中的两个微生物群体共栖时，
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组成：真菌（子囊菌，担子菌）和蓝细菌 （绿藻，蓝藻）共生组成共生体系。
结构：有些种地衣真菌无规律地缠绕藻类 细胞，另一些地衣真菌与藻类形成一定层 排列。
生理：地衣中的真菌和藻类已形成特殊形 态的整体，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。
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③寄生关系 (Parasitism)
一种微生物通过直接接触或代谢接触，使另 一种微生物寄主受害乃至个体死亡，而自身 得益并赖以生存，这种关系称为寄生关系
外寄生 (ectoparastism) 内寄生(endoparastism) ④捕食关系 (Predation) 捕食关系是指一种微生物以另一种微生物为
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6
3 生态平衡
生态平衡是生物与环境之间形成的相对协 调稳定的状态。
生态系统在三个方面保持相对平衡:生产者、 消费者和分解者按一定量比关系结合，物 质循环和能量流动协调畅通，系统的输入 和输出在数量上接近相等。
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雨林开荒
在过去十年间，巴西亚马逊雨林遭到的破坏大 大增加，农民和伐木者的滥砍乱伐每年毁掉了上 万平方公里雨林。
3）、 对抗关系
微生物之间的对抗关系表现为竞争、拮抗、 寄生和捕食。
①竞争关系 (Competition) 在一个微环境中，微生物竞争同一营养，
强者生存弱者死亡，这种关系叫竞争关系。
硫酸盐还原细菌和产甲烷细菌 PGPR（植物促长细菌）和一些有害微生物
竞争铁素营养
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②拮抗现象 (Antogonism)
根据微生物生态学原理，可利用微生物环境的 保护作用来修复被污染的环境。因此微生物生态学 （微生物的生活环境）的意义巨大 。
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2
第一节 生态系统
一.生物圈与生态系统 1. 生物圈(biosphere) 生物圈是地球 表面进行生命 活动的有机圈 层。
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2.生态系统(ecosystem) 1) 定义 生物群落与其生存环境组成的整体系统。 2) 组成 生物群落：环境条件： 3) 结构 生态系统具有明显的三维空间结构
种群 是指具有相似特性和生活在一定空间 内的同种个体群，种群是组成群落的基本 组分。
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1、生态系统中微生物群落的特点
1）、微环境（microenvironment）
—般来说，每一个特定的生态环境，都有 一个与之相适宜而区别于其它生态环境的 微生物生态系统。
2）、稳定性
① 保持自身生存的能力和保持整个生态系 统集体性状完整性的能力.
由于一种微生物类群生长时所产生的某些代谢 产物，抑制甚至毒害了同一生境中的另外微生 物类群的生存，而其本身却不受影响或危害， 这种现象称之为拮抗现象。
一是由于一类微生物的代谢活动改变了环境条 件而使改变了的环境条件不适宜于其他微生物 类群的生长和代谢。
二是一类微生物产生某些能抑制、甚至杀死其 他微生物类群的代谢产物。
世界上50%的野生动植物、40%的氧气来自这里。
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工业采矿
无论在发达国家还是发展中国家，工业采矿都是经济的驱
动力之一，但人类为此付出的环境代价也异常巨大。开采矿
后土质松软，可能导致生态系统的平衡被扰乱，矿区很难再
恢复。比如，印度奥里萨邦苏金达谷堆积了印度95%的亚铁
矿，导致那里成为世界上污染编最辑pp严t 重的地区。
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4) 功能
生态系统是自然界的基本功能单元，其功 能主要表现在生物生产，能量流，物质循 环和信息传递。
根据生物在生态系统物质循环中的作用， 可分为三个功能群：生产者、消费者和分 解者。 p213
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微生物在生态系统中的作用
① 微生物是有机物的主要分解者 ② 微生物是物质循环中的重要成员 ③ 微生物是生态系统中的初级生产者 ④ 微生物是物质和能量的贮存者 ⑤ 微生物是地球生物演化中的先锋种类
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地衣能抗不良环境，是土壤形成的先锋生 物，对空气污染尤是SO2甚为敏感，可以 作为某地域大气污染程度的指示生物。
② 原生动物与藻类
原生动物草履虫与藻类的共生是又一种普 遍存在的共生现象。
③ 原生动物体与产甲烷细菌
甲烷产生菌与原生动物共生的生理学基础 是氢的代谢
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可能一个群体得益而另一个群体并无影响； 或互为有利的现象形成的关系叫共栖关系。
偏利共栖关系
互利共栖关系
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14
2）、共生关系 (Symbiosis)
两种微生物在有机联系的共生条件下，彼此 都获益的关系为共生关系。
① 藻或蓝细菌与真菌
由某些藻或蓝细菌与真菌组成的地衣 (lichen)是微生物之间典型的共生体，形成 特定的结构，能象一种生物那样繁衍生息， 并发展具备了独立的分类地位和系统。
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全球气候异常
澳大利亚，南极区域，帝企鹅在浮冰上漂流。据
美国宇航局航测显示，南极东部冰盖每年消融
570亿吨，帝企鹅生存区域快速削减
温室气体过量排放导致全球气候异常，已对
地球生态造成直接破坏。
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二、微生物群落
群落 群落是生态系统中最高生物学单位， 是指生活在一定区域或生境里的各种生物 种群所组成的集体。
第八章 微生物生活的环境
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1
研究微生物生态学的意义何在 ？
由于微生物参与了和推动着物质和能量的生物 地球化学循环过程，而且在这个过程中参与了不同 的活动过程，表现出不同的活动强度，起着非常重 要的作用，通过研究微生物生态，掌握其活动规律， 便能更好地发挥微生物的作用 。
另外，了解微生物在自然界的分布规律，可为
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③ 是外界环境因子出现周期性循环时， 微生物生态系统的特性也会出现周期性表 现。
一般来说，一个成熟的微生物生态群落， 其稳定性与高度的种多样性有密切关系。
种间多样性水平 3）、适应性
适应和演替
微生物种群演替现象。
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2. 微生物之间的相互关系 1）、互生关系 (alternation) 一个生态系统中的两个微生物群体共栖时，
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组成：真菌（子囊菌，担子菌）和蓝细菌 （绿藻，蓝藻）共生组成共生体系。
结构：有些种地衣真菌无规律地缠绕藻类 细胞，另一些地衣真菌与藻类形成一定层 排列。
生理：地衣中的真菌和藻类已形成特殊形 态的整体，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。
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③寄生关系 (Parasitism)
一种微生物通过直接接触或代谢接触，使另 一种微生物寄主受害乃至个体死亡，而自身 得益并赖以生存，这种关系称为寄生关系
外寄生 (ectoparastism) 内寄生(endoparastism) ④捕食关系 (Predation) 捕食关系是指一种微生物以另一种微生物为
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3 生态平衡
生态平衡是生物与环境之间形成的相对协 调稳定的状态。
生态系统在三个方面保持相对平衡:生产者、 消费者和分解者按一定量比关系结合，物 质循环和能量流动协调畅通，系统的输入 和输出在数量上接近相等。
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雨林开荒
在过去十年间，巴西亚马逊雨林遭到的破坏大 大增加，农民和伐木者的滥砍乱伐每年毁掉了上 万平方公里雨林。
3）、 对抗关系
微生物之间的对抗关系表现为竞争、拮抗、 寄生和捕食。
①竞争关系 (Competition) 在一个微环境中，微生物竞争同一营养，
强者生存弱者死亡，这种关系叫竞争关系。
硫酸盐还原细菌和产甲烷细菌 PGPR（植物促长细菌）和一些有害微生物
竞争铁素营养
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②拮抗现象 (Antogonism)
根据微生物生态学原理，可利用微生物环境的 保护作用来修复被污染的环境。因此微生物生态学 （微生物的生活环境）的意义巨大 。
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第一节 生态系统
一.生物圈与生态系统 1. 生物圈(biosphere) 生物圈是地球 表面进行生命 活动的有机圈 层。
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2.生态系统(ecosystem) 1) 定义 生物群落与其生存环境组成的整体系统。 2) 组成 生物群落：环境条件： 3) 结构 生态系统具有明显的三维空间结构
种群 是指具有相似特性和生活在一定空间 内的同种个体群，种群是组成群落的基本 组分。
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1、生态系统中微生物群落的特点
1）、微环境（microenvironment）
—般来说，每一个特定的生态环境，都有 一个与之相适宜而区别于其它生态环境的 微生物生态系统。
2）、稳定性
① 保持自身生存的能力和保持整个生态系 统集体性状完整性的能力.
由于一种微生物类群生长时所产生的某些代谢 产物，抑制甚至毒害了同一生境中的另外微生 物类群的生存，而其本身却不受影响或危害， 这种现象称之为拮抗现象。
一是由于一类微生物的代谢活动改变了环境条 件而使改变了的环境条件不适宜于其他微生物 类群的生长和代谢。
二是一类微生物产生某些能抑制、甚至杀死其 他微生物类群的代谢产物。
世界上50%的野生动植物、40%的氧气来自这里。
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工业采矿
无论在发达国家还是发展中国家，工业采矿都是经济的驱
动力之一，但人类为此付出的环境代价也异常巨大。开采矿
后土质松软，可能导致生态系统的平衡被扰乱，矿区很难再
恢复。比如，印度奥里萨邦苏金达谷堆积了印度95%的亚铁
矿，导致那里成为世界上污染编最辑pp严t 重的地区。
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4) 功能
生态系统是自然界的基本功能单元，其功 能主要表现在生物生产，能量流，物质循 环和信息传递。
根据生物在生态系统物质循环中的作用， 可分为三个功能群：生产者、消费者和分 解者。 p213
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微生物在生态系统中的作用
① 微生物是有机物的主要分解者 ② 微生物是物质循环中的重要成员 ③ 微生物是生态系统中的初级生产者 ④ 微生物是物质和能量的贮存者 ⑤ 微生物是地球生物演化中的先锋种类
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地衣能抗不良环境，是土壤形成的先锋生 物，对空气污染尤是SO2甚为敏感，可以 作为某地域大气污染程度的指示生物。
② 原生动物与藻类
原生动物草履虫与藻类的共生是又一种普 遍存在的共生现象。
③ 原生动物体与产甲烷细菌
甲烷产生菌与原生动物共生的生理学基础 是氢的代谢
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可能一个群体得益而另一个群体并无影响； 或互为有利的现象形成的关系叫共栖关系。
偏利共栖关系
互利共栖关系
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2）、共生关系 (Symbiosis)
两种微生物在有机联系的共生条件下，彼此 都获益的关系为共生关系。
① 藻或蓝细菌与真菌
由某些藻或蓝细菌与真菌组成的地衣 (lichen)是微生物之间典型的共生体，形成 特定的结构，能象一种生物那样繁衍生息， 并发展具备了独立的分类地位和系统。
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全球气候异常
澳大利亚，南极区域，帝企鹅在浮冰上漂流。据
美国宇航局航测显示，南极东部冰盖每年消融
570亿吨，帝企鹅生存区域快速削减
温室气体过量排放导致全球气候异常，已对
地球生态造成直接破坏。
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二、微生物群落
群落 群落是生态系统中最高生物学单位， 是指生活在一定区域或生境里的各种生物 种群所组成的集体。
第八章 微生物生活的环境
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研究微生物生态学的意义何在 ？
由于微生物参与了和推动着物质和能量的生物 地球化学循环过程，而且在这个过程中参与了不同 的活动过程，表现出不同的活动强度，起着非常重 要的作用，通过研究微生物生态，掌握其活动规律， 便能更好地发挥微生物的作用 。
另外，了解微生物在自然界的分布规律，可为