微生物生态学(课堂PPT)

✓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
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
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
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。
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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
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。
✓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
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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
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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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Leabharlann Baidu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
•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）。
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。
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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。
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。