微生物生态学(课堂PPT)
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微生物生态_PPT课件
Mineral Soils: the weathering of rock,Organic Soils: Sedimentation in bogs and marshes Soils are microbial habitats, water availability limits microbial activity
•土壤微生物分布特点： •垂直分布：土壤表面菌少，耕作层菌多，深层菌少。
如土壤3～5cm以下至20cm最多。但各菌群分布规律不同： 藻类在表层数mm处较多，真菌在10 cm处较多； 原生动 物在15 cm处较多。
•水平分布：有机物丰富微生物多。微生物类型取决于 各种土壤中的碳源。
Terrestrial（陆地的）Environments
•关于海洋真菌
• 海洋真菌生长在各种基质上，从树木到沉积物，泥浆，土壤， 沙子，海藻，珊瑚，软体动物的钙化软骨，红树林的烂叶子，潮 间带的植物和活的动物，再到甲壳类的内脏里。
• 海洋真菌数量 Kohlmeyer ：Mangrose真菌从42种(源自979)发展到200种（1997）
• 海洋药物
从海洋微生物提取的天然产物有不饱和脂肪酸 ；多 聚糖； 抗生素； 药物生物素等。
•寄 生
• 寄生：小型生物（寄生物） 生活在另一种较大型生物 （寄主或宿主）的体内或体 表。小生物从寄主细胞中取 得营养生长繁殖，但寄主细 胞受到损害甚至被杀死。
• 如细菌 —— 噬菌体
• 木霉寄生在蘑菇属上，从而 减少栽培蘑菇的产量。
•捕 食
• 捕食：一种较大型的 生物直接捕捉、吞食 另一种小型生物以满 足其营养需要的相互 关系。
微生物对污染物的抗性，转化与降解，以及微生物对 环境的污染。 • 微生物在生物地球化学循环中的作用。 • 微生物生态模型
•土壤微生物分布特点： •垂直分布：土壤表面菌少，耕作层菌多，深层菌少。
如土壤3～5cm以下至20cm最多。但各菌群分布规律不同： 藻类在表层数mm处较多，真菌在10 cm处较多； 原生动 物在15 cm处较多。
•水平分布：有机物丰富微生物多。微生物类型取决于 各种土壤中的碳源。
Terrestrial（陆地的）Environments
•关于海洋真菌
• 海洋真菌生长在各种基质上，从树木到沉积物，泥浆，土壤， 沙子，海藻，珊瑚，软体动物的钙化软骨，红树林的烂叶子，潮 间带的植物和活的动物，再到甲壳类的内脏里。
• 海洋真菌数量 Kohlmeyer ：Mangrose真菌从42种(源自979)发展到200种（1997）
• 海洋药物
从海洋微生物提取的天然产物有不饱和脂肪酸 ；多 聚糖； 抗生素； 药物生物素等。
•寄 生
• 寄生：小型生物（寄生物） 生活在另一种较大型生物 （寄主或宿主）的体内或体 表。小生物从寄主细胞中取 得营养生长繁殖，但寄主细 胞受到损害甚至被杀死。
• 如细菌 —— 噬菌体
• 木霉寄生在蘑菇属上，从而 减少栽培蘑菇的产量。
•捕 食
• 捕食：一种较大型的 生物直接捕捉、吞食 另一种小型生物以满 足其营养需要的相互 关系。
微生物对污染物的抗性，转化与降解，以及微生物对 环境的污染。 • 微生物在生物地球化学循环中的作用。 • 微生物生态模型
微生物生态学ppt课件
嗜热菌 嗜冷菌 嗜酸菌 嗜碱菌 嗜盐菌 嗜压菌 抗辐射的微生物
1. 嗜热微生物（嗜热菌） 嗜热微生物主要为嗜热细菌。可分为5类：
耐热菌：最高生长温度45 ~ 55 oC，最低<30 oC； 兼性嗜热菌：最高生长温度50 ~ 65 oC，最低<30 oC； 专性嗜热菌：最适生长温度65 ~ 70 oC，最低42 oC； 极端嗜热菌：最高生长温度>70 oC，最适>65 oC，最低
随着人畜排泄物或病体污物而进入水体的动植物致病 菌，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。
较深的湖或淡水等生境中，因光线、溶氧和温度等 的差异，微生物呈明显的垂直分布带： 沿岸区（浅水区）：蓝细菌、藻类和好氧微生物； 深水区：厌氧光合细菌和一些兼性厌氧菌； 湖底区：严重缺氧，只有一些厌氧菌生长。
对饮用水来说，更重要的指标是其中微生物的种 类。因此，在饮用水的微生物学检验中，不仅要检查
其总菌数，还要检查其中所含的病原菌数。
由于水中病原菌的含量总是较少，难以直接找到，
但只要通过检查水样中的指示菌——E．coli数即可
知道该水源被粪便污染程度，从而间接推测其他病
原菌存在的概率。检验E．coli可用以前介绍过的伊
集到处在同温层和大气中层的微生物，其中包括两种细菌
和四种真菌，（藤黄分枝杆菌），（蝇卷霉），（黑曲
霉），（点青霉），后来，又从85km的高空找到了微生 物。这是目前所知道的生物圈的上限。
为防止空气中的杂菌对微生物培养物或发酵罐内 的纯种培养物的污染，可用棉花、纱布（8层以上）、 石棉滤板、活性炭或超细玻璃纤维过滤纸进行空气过
微生物在空气传播的距离是无限的，因而其分布 是世界性的。
《微生物生态》课件
营养级是指生物在食物链中所处的位置。生产者位于食物链的起点，是第一营养级；植食动物位于生产者的上方 ，是第二营养级；肉食动物位于植食动物的上方，是第三营养级。在微生物生态系统中，也存在类似的营养级关 系，如自养型微生物通常位于食物链的起点，而异养型微生物则位于其后。
微生物种群的相互作用和生态平衡
微生物种群的相互作用
03
微生物与环境
微生物对环境的影响和作用
分解有机物
微生物通过分解有机物，将有机 物转化为无机物，为其他生物提 供能量和营养。
转化能量
微生物在生态系统中担任生产者 和分解者的角色，通过光合作用 和化能作用转化能量。
促进物质循环
微生物参与碳、氮、磷等重要元 素的循环，对维持生态系统平衡 起着重要作用。
通过显微镜观察微生物的形态 、大小、数量等特征，了解微
生物的种类和分布情况。
培养基分离培养
利用不同种类的培养基，分离 培养不同类型的微生物，进行 纯培养和鉴定。
生理生化实验
通过生理生化实验测定微生物 的生理生化特征，了解微生物 的代谢和生长特性。
生态学实验
通过观察和研究微生物在自然 环境中的生长、繁殖、代谢和 相互关系，了解微生物的生态
感谢观看
微生物资源的开发和利用现状
微生物资源的应用领域
包括生物医药、农业、环保、工业等领域，为人类的生产和生活提供了重要的支持和保障。
微生物资源的开发利用现状
随着科技的不断进步，人类对微生物资源的开发和利用越来越深入，已经从传统的发酵工业扩展到了 基因工程、酶工程、细胞工程等领域。
微生物资源的保护和可持续利用
3
碳循环
微生物在碳循环中起到关键作用，通过分解有机 物释放二氧化碳到大气中，参与全球气候变化。
微生物种群的相互作用和生态平衡
微生物种群的相互作用
03
微生物与环境
微生物对环境的影响和作用
分解有机物
微生物通过分解有机物，将有机 物转化为无机物，为其他生物提 供能量和营养。
转化能量
微生物在生态系统中担任生产者 和分解者的角色，通过光合作用 和化能作用转化能量。
促进物质循环
微生物参与碳、氮、磷等重要元 素的循环，对维持生态系统平衡 起着重要作用。
通过显微镜观察微生物的形态 、大小、数量等特征，了解微
生物的种类和分布情况。
培养基分离培养
利用不同种类的培养基，分离 培养不同类型的微生物，进行 纯培养和鉴定。
生理生化实验
通过生理生化实验测定微生物 的生理生化特征，了解微生物 的代谢和生长特性。
生态学实验
通过观察和研究微生物在自然 环境中的生长、繁殖、代谢和 相互关系，了解微生物的生态
感谢观看
微生物资源的开发和利用现状
微生物资源的应用领域
包括生物医药、农业、环保、工业等领域，为人类的生产和生活提供了重要的支持和保障。
微生物资源的开发利用现状
随着科技的不断进步，人类对微生物资源的开发和利用越来越深入，已经从传统的发酵工业扩展到了 基因工程、酶工程、细胞工程等领域。
微生物资源的保护和可持续利用
3
碳循环
微生物在碳循环中起到关键作用，通过分解有机 物释放二氧化碳到大气中，参与全球气候变化。
《微生物生态学》课件
微生物生态学的发展历程
早期探索
早在17世纪，微生物学家就开始研究微生物的形态和分类。随后，随着培养技术和显微技术的发展，人们对微生物的 认识逐渐深入。
学科建立
20世纪中叶，随着分子生物学和遗传学的发展，微生物生态学逐渐成为一门独立的学科。研究者开始关注微生物在 生态系统中的作用和功能。
现代发展
近年来，随着高通量测序技术的快速发展，微生物生态学研究进入了一个新的时代。人们可以更深入地 揭示微生物群落的组成和功能，以及它们与环境之间的相互作用关系。
互利共生
01
两种微生物相互依存，彼此提供必要的生存条件和营养物质，
共同生长繁殖。
偏利共生
02
一种微生物因共生而受益，而另一种微生物既不受益也不受害
。
寄生关系
03
一种微生物寄生于另一种微生物体内或体表，从寄主身上获取
营养，并对寄主造成一定的损害。
寄生关系
内寄生
一种微生物寄生于另一种 微生物体内，如病毒、细 菌和原生动物等。
在极地、高山等低温环境中，存在着 一些能够在低温下生存和繁殖的微生 物，如冰川细菌等。这些微生物具有 适应低温环境的特殊代谢机制和生物 化学特性。
在高盐环境下，如盐湖、盐碱地等， 存在着一些能够在高盐浓度下生存和 繁殖的微生物，如嗜盐菌等。这些微 生物具有适应高盐环境的特殊结构和 代谢机制。
生物体内环境中的微生物
生态意义
微生物在物质循环中的重要作用使得 生态系统中的各种元素得以循环利用 ，维持了生态平衡和地球上生物圈的 稳定。
微生物生态学在实践中的应
06
用
在环境保护中的应用
污水处理
微生物通过分解有机物，将污水 中的有害物质转化为无害物质， 达到净化水质的目的。
《微生物生态》PPT课件
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9.3.3 寄生关系
所谓寄生，一般指一种小型生物生活在另 一种较大型生物的体内或体表，从中取得营养 和进行生长繁殖，同时使后者蒙受损害甚至被 杀死的现象。前者称为寄生物，后者称为寄主。 有些寄生物一旦离开寄主就不能生长繁殖，这 类寄生物称为专性寄生物，有些寄生物在脱离 寄主以后营腐生生活，这些寄生物称为兼性寄 生物。
65℃、最低生长温度高于40℃。 ⑤超嗜热菌 最适生长温度在80～110℃，最低生长温度在
55℃左右。
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(2)嗜冷微生物
在地球的南北极地区、冰窖、终年积雪的高 山、深海和冻土地区，以及保藏食品的低温环境 中生活着一些嗜冷微生物。它们能在较低的温度 下生长。
嗜冷微生物可以分为专性和兼性两类，专性 嗜冷菌适应在低于20℃以下的环境中生活，高于 20℃即死亡，可以在0℃或低于0℃条件下生长； 兼性嗜冷菌生长的温度范同较宽。最高温度达到 30 ℃时还能生活。
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(1)空气中微生物的来源
空气中的微生物主要来源于带有微生 物或微生物孢子的土壤尘埃、水面吹起的 扬沫(小水滴)、人和动物体表干燥脱落物、 呼吸道的排泄物等，这些细菌都可飘散到 空气中。
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(2)空气中微生物种类和数量
空气中微生物主要为真菌和细菌。真菌中的 霉菌和酵母菌几乎到处都有。空气中微生物的数 量决定于空气中的尘埃总量。还受到温度和湿度 的影响。
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按耐热程度的不同可将嗜热微生物分为五个不同类群。 ①耐热菌 最高生长温度在45～55℃之间，低于30℃也能
生长。 ②兼性嗜热菌 最高生长温度在55～65℃之间，也能在低
微生物生态PPT课件
集中分布于土壤表层和土壤颗粒表面。
典型花园土壤不同深度处 的微生物菌落数（每克土壤）
深度/cm 3～8
20～25 35～40 65～75 135～
145
细菌
570000 11000 1400
放线菌
245000 49000 5000 ——
真菌 119000 50000 14000
6000
3000
藻类 25000 5：研究与环境系统间的
相互关系的科学。 生态学研究的基本对象——： 生物群落与其生存环境组成的整体系统 1.微生物是生态系统的重要成员； 2. 生态系统中的生物成分按其作用
的 3.不同，可划分为三大类群：生产者、
作为分解者分解系统中的有机物，对
生态系统乃至整个生物圈的能量流动、物质 循环有着独特的、不可替代的作用。
在光线、氧气充足的沿岸带、浅水 区分布着大量光合藻类和好氧微生物， 如假单胞菌、噬纤维菌、柄细菌、生丝 微菌等。
深水区光线少、溶解氧低，可见紫 色和绿色硫细菌及其他兼性厌氧菌。
湖底区则分布着大量厌氧微生物， 主要有脱硫弧菌、甲烷菌、芽孢杆菌、 梭菌等。
3. 空气中的微生物 空气不适合微生物的生长繁殖，因
溶解在土壤水中的有机和无机组分 可被微生物所利用，因此土壤具有微生 物生长繁殖所必需的营养物质，并具备 微生物生命活动的条件，是微生物的 “天然培养基”。
土壤微生物种类齐全、数量多、代 谢潜力巨大，是人类最丰富的“菌种资 源库”。
土壤微生物的数量和分布主要受到营养 物、含水量、氧、温度、pH等因子的影响，
应用微生物生态学原理消灭或抑制 有害微生物的代谢活动，是防止食品、 材料腐败变质的重要方法。 控制微生物，防止生物霉腐的常用方法：
典型花园土壤不同深度处 的微生物菌落数（每克土壤）
深度/cm 3～8
20～25 35～40 65～75 135～
145
细菌
570000 11000 1400
放线菌
245000 49000 5000 ——
真菌 119000 50000 14000
6000
3000
藻类 25000 5：研究与环境系统间的
相互关系的科学。 生态学研究的基本对象——： 生物群落与其生存环境组成的整体系统 1.微生物是生态系统的重要成员； 2. 生态系统中的生物成分按其作用
的 3.不同，可划分为三大类群：生产者、
作为分解者分解系统中的有机物，对
生态系统乃至整个生物圈的能量流动、物质 循环有着独特的、不可替代的作用。
在光线、氧气充足的沿岸带、浅水 区分布着大量光合藻类和好氧微生物， 如假单胞菌、噬纤维菌、柄细菌、生丝 微菌等。
深水区光线少、溶解氧低，可见紫 色和绿色硫细菌及其他兼性厌氧菌。
湖底区则分布着大量厌氧微生物， 主要有脱硫弧菌、甲烷菌、芽孢杆菌、 梭菌等。
3. 空气中的微生物 空气不适合微生物的生长繁殖，因
溶解在土壤水中的有机和无机组分 可被微生物所利用，因此土壤具有微生 物生长繁殖所必需的营养物质，并具备 微生物生命活动的条件，是微生物的 “天然培养基”。
土壤微生物种类齐全、数量多、代 谢潜力巨大，是人类最丰富的“菌种资 源库”。
土壤微生物的数量和分布主要受到营养 物、含水量、氧、温度、pH等因子的影响，
应用微生物生态学原理消灭或抑制 有害微生物的代谢活动，是防止食品、 材料腐败变质的重要方法。 控制微生物，防止生物霉腐的常用方法：
微生物生态学ppt
3、同样，趋化性能通过寻求更有利的Байду номын сангаас源来确定相对优势，利用高浓度 的劣质资源或低浓度的首选资源建立最优觅食模型。虽然微生物趋化性的 分子机制已被很好的理解，但作为一个理论框架，无疑会提高其在生态环 境中的理解。
4、生态博弈论的最新应用 显著影响我们对积极的相互作用，如微生物间的合作的理解。在任何
一个个体合作的系统中都可能有潜在的缺陷，这可能会导致多个行为策略 的共存。可以很容易地探索在微生物种群中使用的“游戏”理论模型，来 理解和预测进化论的某些结果。
依赖于生长和扩散。在微生物生态学中的许多紧迫的问题需要考虑的空间 和时间尺度。
空间尺度（分布格局）
1、意义：空间格局的作用生态学中被 广泛认可。许多系统，如支离破碎的 栖息地和分散的人口，在一个不确定 的空间内研究是不能进行的。
2、方法：距离-衰减关系。遗传/群 落组成相似性与空间距离呈负相关
SAR模式，即物种丰富度-区域面积斜率，描述物种数量随取样面积增加 而变化的规律。S = c × AZ
物种多样性和物种丰富度
1、物种丰富度是指一个群落中物种数目的多少； 2、物种多样性是物种丰富度和物种均匀度的综合指标。
测量多样性和物种丰富度--群落构建与演化
关于微生物群落生态的许多关键问题需要对物种丰富度可靠的估计。
微生物生态的克隆库是 如此之小（103），微生 物的群落如此（1015）， 所以样本的分布不能像 群落那样被绘制
生态学的空间属性是指生态系 统具有一定的地理空间分布范畴， 包括其经纬度和气候带、自然地理 带属性及相邻生态系统的关系位置；
生态学又同时具有时间属性， 指生态系统在其动态（进化、演替、 生长发育等）过程中的时间尺度。
进化分支图可以显示时间 和类群间的进化时间
-微生物生态(共36张PPT)可编辑全文
微生物类群 细菌 真菌 放线菌 藻类
原生动物
菌数(cfu/g) 108 105
105 - 106 104 - 105
104
生物量﹡ (g/m3） 160 200 160 32 38
﹡单位体积内活细胞的重量
8
（二）水体中的微生物
水体中含有机物、无机物、O2、毒物以及光照、 pH、温度、水压、流速、渗透压和生物群体等的
3）耐压：在深海或超深海的超高水压只有少数耐压菌才可 生长，少数微生物甚至可在600个大气压下生长。如水活 微球菌和浮游植物弧菌等。
10
2、淡水型水体的微生物
江、河、湖和水库等，根据其中有机物含量的多少及其与 微生物的关系还可分为两类。
（1）清水型水生微生物
在深层水、洁净的湖泊、山泉水中，因有机物含量低，故微生物数
至杀死它们的一种相互 嗜热微生物（嗜热菌）
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。 葡萄球菌、厌氧芽胞梭菌、无芽胞厌氧菌、念珠
关系。 表皮葡萄球菌、类白喉杆菌、
典型例子：抗生素（抗菌素）、乳酸。 生态系统(ecosystem) 在一定的空间内生物的成分和非生物的成分通过物质循环和能量流动互相作用、互相依存而构成的一个生态学功能 单位。 霉菌中水霉属和绵霉属的一些种可生长于腐烂的有机残体上。
1、为微生物提供了良好的营养。 2、土壤覆盖阻挡了紫外线对微生物的杀伤。 3、满足了微生物对水分的要求。 4、土壤pＨ值范围－之间。 5、温度、季节与昼夜温差不大。 6、土壤颗粒空隙间充满着空气和水分。 7、适宜的渗透压。
6
土壤具备了各种微生物生长发育所需要的营养、 水分、空气、酸碱度、渗透压和温度等条件，所 以土壤是微生物生活的良好环境。
第六章微生物生态学原理ppt课件
12.5 微生物引起食品腐败的类型
三、 乳及乳制品的腐败变质 2、鲜乳的变质过程 P171 ① 抑制期（混合菌群期） ② 乳链球菌期 ③ 乳杆菌期 ④ 真菌期 ⑤ 腐败期（胨化期）
12.5 微生物引起食品腐败的类型
三、 乳及乳制品的腐败变质 2、鲜乳的变质过程 P172
12.5 微生物引起食品腐败的类型
第三节 食品腐败菌群及腐败类型
三、鱼肉的腐败变质
1、鱼类中的微生物
存在于鱼类中的微生物主要有：假单孢菌属、无色杆菌属 、黄杆菌属、不动杆菌属、拉氏杆菌属和弧菌属。淡水鱼中 还有产碱杆菌、气单孢杆菌和短杆菌属、芽孢杆菌、大肠杆 菌、棒状杆菌等。
2、鱼类腐败的特点 一般情况下，鱼类比肉类更易腐败，因为
第二节 食品中形成的微生物生态系
二、 食品中微生物的消长情况。
加工前 加工中 加工后
第二节 食品中形成的微生物生态系
三、种群关系和群落演替 P166 表6－1
偏利 互生 拮抗或偏害
食品腐败变质 或 食品发酵过程种存在种群演替现象。
第二节 食品中形成的微生物生态 系
三、种群关系和群落演替 P166 表6－1
食品腐败变质 或 食品发酵过程种存在 种群演替现象。
第一节 微生物生态学的基本概念
4、 环境梯度和耐受限度 P161 食品组成和结构往往具有不均一性。
第一节 微生物生态学的基本概念
4、 环境梯度和耐受限度 P161
人体中的正常菌群
人 体 中 的 正 常 菌 群
P165
人体中的微生物
① 皮肤表面的微生物菌群 总数1012个 在特定条件下一些体表微生物会带来疾病。
实际计出的细菌总数只是一些能在营养琼 脂上生长、好氧性的嗜中温细菌的活菌总数， 但它们作为细菌总数己得到公认.
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微生物间的寄生关系
细菌间：一种细菌可以寄生在另一种细菌体内，如 食菌蛭弧菌能寄生在大肠杆菌等许多Ｇ-菌体内。
✓分解尿素的细菌：Sporosarcina ureae（脲芽孢八叠球 菌）和Bacillus pasteurii（巴氏芽孢杆菌）。
✓分解几丁质的细菌：Bacterium chitinophilum（嗜几 丁杆菌）等。
✓意义：含氮有机物必须经过微生物降解才能被植物
利用。
10
反硝化作用
✓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
发光细菌和海洋鱼类共生
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竟争
一种微生物生命活动中，通 过产生某些代谢产物或改变 环境条件，能抑制其它微生 物的生长繁殖，或毒害杀死 其它微生物的现象。
23ห้องสมุดไป่ตู้
寄生
一种生物能侵入另一种生物体内吸取自己所 需要的营养物质进行生长繁殖，在一定的条 件下对后者造成损害或死亡的现象叫寄生。
微生物间的寄生关系 微生物对植物的寄生 微生物对人与动物的寄生
•过程：两阶段——（1）由亚硝化细菌参与，铵→ 亚硝酸；（2）由硝化细菌参与，亚硝酸→硝酸。
•意义：是自然界氮素循环中不可缺少的一环，对农 业无益。
9
氨化作用（ammonnification）
✓定义：含氮有机物经微生物的分解产生氨的作用。
✓含氮有机物的种类：蛋白质、尿素、尿酸、几丁质 等。
✓分解蛋白质的微生物种类：Proteus vulgaris（普通变 形杆菌），Bacillus megaterium（巨大芽孢杆菌）， Clostridium putrificum（腐败梭菌）。
微生物在生态系统中的角色
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行者
4
碳循环
碳在生物圈中的总体循环
微生物在碳循环中的作用
降解作用 呼吸作用 发酵作用 甲烷形成 光合作用
5
碳在生物圈中的总体循环
光合作用
发酵作用
CH4
CO2+H2O
CO2+CH2O
醇有机酸 CO2+H2
呼吸作用
化石燃料
6
氮循环
自然界中的氮素循环
微生物在氮素循环中的作用
固氮 氨化作用 硝化作用 硝酸盐还原和反硝化作用
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自然界中的 氮素循环
生物体有机酸
NO3-
大气
N2 生物固氮
反
N2O
硝 化
NO 作 用
✓意义：土壤中氮元素流失的重要原因之一。水稻
田中施用化学氮肥，有效利用率只有25%左右。
另外可以利用水生性反硝化细菌去除污水中的硝
酸盐。
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硫循环
生物体 有机硫
SO42-
H2S
原素S
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微生物在硫素循环中的作用
硫的氧化 硫酸盐还原 有机硫化物的矿化（硫化氢释放）
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其他元素的微生物转化
有机质的分解作用 无机离子的固定或同化作用 无机离子和化合物的氧化作用 氧化态还原态的还原作用
第八章微生物生态学
1
第八章微生物生态学 第一节微生物在生态系统中的作用
第二节生态环境中的微生物
第三节人体微生物及病原微生物的传播
第四节微生物与环境保护
2
第一节、微生物在生态系统中的作用
微生物在生态系统中的角色 微生物与生物地球化学循环
碳循环 氮循环 硫循环 磷循环 铁循环 其他元素的微生物转化
3
根际微生物与高等植物：高等植物为微生物提 供所需的营养物质，植物发达的根系改善了土 壤结构，水分和空气条件，有利于微生物的生 长。
微生物与人及动物间的互生关系
某些种类微生物在数量极少的情况下对人及动 物物体是有益的。一般不会致病。
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共生
两种微生物紧密生活在一起，彼此依赖，相互 为对方创造有利条件，有的达到了难以分离的 程度。生理上相互分工，组织上形成了新的结 构，彼此分离各自就不能很好地生活。
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第二节、生态环境中的微生物
微生物群落 陆生生境的微生物 水生生境的微生物 大气生境的微生物 极端环境下的微生物 生物体内外的正常菌群 工农业产品上的微生物及生物性酶 腐的控制
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一、微生物群落
种群：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部分。
群落：一定区域内或一定生境中各种微生物
还原成N2的过程。
✓条件：厌氧（淹水的土壤或死水塘中）。
✓菌种：少数异养和化能自养菌。如：Pseudomonas aeruginosa（铜绿假单胞菌）、Ps. stutzeri（施氏 假单胞菌）、Thiobacillus denitrificans（脱氮硫杆 菌）以及Spirillum（螺菌属）和Moraxella（莫拉 氏菌属）等。
种群相互松散结合的一种结构和功能单位。
种群的相互作用
中立生活、偏利作用、偏害作用
互生
寄生
共生
捕食
竟争
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互生
两种生物可以独立生活。也可以形成松散的 联合，对一方有利，或双方都有利。
微生物间的互生关系
固氮
固氮菌
纤维素分解菌
碳源
微生物与高等植物之间的互生关系
微生物与人及动物间的互生关系
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微生物与高等植物之间的互生关系
生理：地衣中的真菌和藻类已形成特殊形态的整 体了，在生理上相互依存，真菌异养生活，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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微生物与植物共生体－菌根
根毛
侵入线
已侵入的 根瘤菌
根瘤菌
根瘤的形成过程
根瘤
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微生物与动物共生
微生物和昆虫的共生 瘤胃共生
牛羊等反刍动物，草是主要饲料，但它们本身没 有分解纤维素的能力，而是靠瘤胃微生物帮助分 解，使纤维素变成能被牛羊吸收的糖类。
NO2-
NH4+
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生物固氮：据70年代中期的统计全球生物圈每年生 物固氮达1.7108吨，其中草原3.5 107吨，林地4.0 108吨，海洋3.6 108吨，其它土壤0.6 108吨。根 瘤菌属每年可为每公顷土地固氮达250Kg。
硝化作用（nitrification） •定义：土壤或水体中的氨态氮经化能自养菌的氧化 而成为硝酸态氮的过程。
微生物间的共生 微生物与植物共生体——菌根 微生物与动物共生
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微生物间的共生- 地衣
组成：真菌(子囊菌，担子菌)单细胞藻类(绿藻， 蓝藻)共生组成一种植物体。
结构：有些种地衣真菌无规律地缠绕藻类细胞， 另一些种地衣真菌与藻类形成一定层排列。当地 衣繁殖时，表面生出珠状粉芽。其中含有少量藻 细胞和真菌丝，粉芽脱离母体。
微生物间的寄生关系
细菌间：一种细菌可以寄生在另一种细菌体内，如 食菌蛭弧菌能寄生在大肠杆菌等许多Ｇ-菌体内。
✓分解尿素的细菌：Sporosarcina ureae（脲芽孢八叠球 菌）和Bacillus pasteurii（巴氏芽孢杆菌）。
✓分解几丁质的细菌：Bacterium chitinophilum（嗜几 丁杆菌）等。
✓意义：含氮有机物必须经过微生物降解才能被植物
利用。
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反硝化作用
✓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
发光细菌和海洋鱼类共生
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竟争
一种微生物生命活动中，通 过产生某些代谢产物或改变 环境条件，能抑制其它微生 物的生长繁殖，或毒害杀死 其它微生物的现象。
23ห้องสมุดไป่ตู้
寄生
一种生物能侵入另一种生物体内吸取自己所 需要的营养物质进行生长繁殖，在一定的条 件下对后者造成损害或死亡的现象叫寄生。
微生物间的寄生关系 微生物对植物的寄生 微生物对人与动物的寄生
•过程：两阶段——（1）由亚硝化细菌参与，铵→ 亚硝酸；（2）由硝化细菌参与，亚硝酸→硝酸。
•意义：是自然界氮素循环中不可缺少的一环，对农 业无益。
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氨化作用（ammonnification）
✓定义：含氮有机物经微生物的分解产生氨的作用。
✓含氮有机物的种类：蛋白质、尿素、尿酸、几丁质 等。
✓分解蛋白质的微生物种类：Proteus vulgaris（普通变 形杆菌），Bacillus megaterium（巨大芽孢杆菌）， Clostridium putrificum（腐败梭菌）。
微生物在生态系统中的角色
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行者
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碳循环
碳在生物圈中的总体循环
微生物在碳循环中的作用
降解作用 呼吸作用 发酵作用 甲烷形成 光合作用
5
碳在生物圈中的总体循环
光合作用
发酵作用
CH4
CO2+H2O
CO2+CH2O
醇有机酸 CO2+H2
呼吸作用
化石燃料
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氮循环
自然界中的氮素循环
微生物在氮素循环中的作用
固氮 氨化作用 硝化作用 硝酸盐还原和反硝化作用
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自然界中的 氮素循环
生物体有机酸
NO3-
大气
N2 生物固氮
反
N2O
硝 化
NO 作 用
✓意义：土壤中氮元素流失的重要原因之一。水稻
田中施用化学氮肥，有效利用率只有25%左右。
另外可以利用水生性反硝化细菌去除污水中的硝
酸盐。
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硫循环
生物体 有机硫
SO42-
H2S
原素S
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微生物在硫素循环中的作用
硫的氧化 硫酸盐还原 有机硫化物的矿化（硫化氢释放）
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其他元素的微生物转化
有机质的分解作用 无机离子的固定或同化作用 无机离子和化合物的氧化作用 氧化态还原态的还原作用
第八章微生物生态学
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第八章微生物生态学 第一节微生物在生态系统中的作用
第二节生态环境中的微生物
第三节人体微生物及病原微生物的传播
第四节微生物与环境保护
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第一节、微生物在生态系统中的作用
微生物在生态系统中的角色 微生物与生物地球化学循环
碳循环 氮循环 硫循环 磷循环 铁循环 其他元素的微生物转化
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根际微生物与高等植物：高等植物为微生物提 供所需的营养物质，植物发达的根系改善了土 壤结构，水分和空气条件，有利于微生物的生 长。
微生物与人及动物间的互生关系
某些种类微生物在数量极少的情况下对人及动 物物体是有益的。一般不会致病。
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共生
两种微生物紧密生活在一起，彼此依赖，相互 为对方创造有利条件，有的达到了难以分离的 程度。生理上相互分工，组织上形成了新的结 构，彼此分离各自就不能很好地生活。
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第二节、生态环境中的微生物
微生物群落 陆生生境的微生物 水生生境的微生物 大气生境的微生物 极端环境下的微生物 生物体内外的正常菌群 工农业产品上的微生物及生物性酶 腐的控制
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一、微生物群落
种群：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部分。
群落：一定区域内或一定生境中各种微生物
还原成N2的过程。
✓条件：厌氧（淹水的土壤或死水塘中）。
✓菌种：少数异养和化能自养菌。如：Pseudomonas aeruginosa（铜绿假单胞菌）、Ps. stutzeri（施氏 假单胞菌）、Thiobacillus denitrificans（脱氮硫杆 菌）以及Spirillum（螺菌属）和Moraxella（莫拉 氏菌属）等。
种群相互松散结合的一种结构和功能单位。
种群的相互作用
中立生活、偏利作用、偏害作用
互生
寄生
共生
捕食
竟争
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互生
两种生物可以独立生活。也可以形成松散的 联合，对一方有利，或双方都有利。
微生物间的互生关系
固氮
固氮菌
纤维素分解菌
碳源
微生物与高等植物之间的互生关系
微生物与人及动物间的互生关系
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微生物与高等植物之间的互生关系
生理：地衣中的真菌和藻类已形成特殊形态的整 体了，在生理上相互依存，真菌异养生活，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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微生物与植物共生体－菌根
根毛
侵入线
已侵入的 根瘤菌
根瘤菌
根瘤的形成过程
根瘤
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微生物与动物共生
微生物和昆虫的共生 瘤胃共生
牛羊等反刍动物，草是主要饲料，但它们本身没 有分解纤维素的能力，而是靠瘤胃微生物帮助分 解，使纤维素变成能被牛羊吸收的糖类。
NO2-
NH4+
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生物固氮：据70年代中期的统计全球生物圈每年生 物固氮达1.7108吨，其中草原3.5 107吨，林地4.0 108吨，海洋3.6 108吨，其它土壤0.6 108吨。根 瘤菌属每年可为每公顷土地固氮达250Kg。
硝化作用（nitrification） •定义：土壤或水体中的氨态氮经化能自养菌的氧化 而成为硝酸态氮的过程。
微生物间的共生 微生物与植物共生体——菌根 微生物与动物共生
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微生物间的共生- 地衣
组成：真菌(子囊菌，担子菌)单细胞藻类(绿藻， 蓝藻)共生组成一种植物体。
结构：有些种地衣真菌无规律地缠绕藻类细胞， 另一些种地衣真菌与藻类形成一定层排列。当地 衣繁殖时，表面生出珠状粉芽。其中含有少量藻 细胞和真菌丝，粉芽脱离母体。