第八章微生物与生物环境间的关系
微生物的生长与环境条件
18
分离处于相同生长阶段的同步细胞 方法： 1. 机械分离法
过滤法、区带离心法、膜洗脱子细胞法 2. 诱导法
温度法、养料法、其他方法 3. 解除抑制法
大量稀释，解除抑制剂对细胞合成的抑制
19
3. 连续培养（continuous-flow culture）
指数期，输入培养液，移去培养物，无限期延长指 数生长期
第八章 微生物的生长 与环境条件
（Microbial Growth and the Environment）
1
内容
• 微生物的生长和测定方法*＃ • 环境条件对微生物生长的影响* • 微生物细胞的分化
2
第一节 微生物的生长和测定方法*＃
3
一. 微生物生长的定义 微生物的生长（Growth）：在合适的外界环
境条件下，微生物个体或群体中主要化学 组分的平衡增长。 生长的外部表现：个体数量的增加和群体生 物量（biomass）的增长。
4
二. 微生物生长的测定方法
1. 总数测定（total count）
1）显微镜直接计数法 原理：计数室内细胞数 / 计数室体积 2）比浊法 原理：菌悬液中的细胞浓度与光密度（OD）成正比
什么方法？ 3. 比较杀菌、消毒、防腐和化学治疗的异同，并举
例说明。
41
21
第二节 环境条件对微生物生长的 影响
22
一. 温度
微生物生长的温度范围-12℃～100℃以上。 不同微生物对温度的具体要求不同 生长繁殖具有最低、最高、最适温度 最适温度不一定是代谢的最适温度
23
一）微生物生长的温度类型
微生物类型
低温 型
中温 型
微生物与环境的关系
微生物与环境的关系
• 当今世界，对保护环境，促进社会经济与环境的协调发展，
•
• •
• • •
实施可持续发展战略已达成共识，而搞好环境保护是实施可 持续发展的关键。保护环境涉及范围广，主要是消除污染和 保护生态环境，微生物在这两方面都有重要作用。 微生物不仅自然界物质循环过程中担当分解者的重要角色维 持生物圈的动态平衡，同时也是去除环境污染物的生力军。 微生物的作用 微生物种类和代谢途径的多样性，可以使各种有 机物得以 降解 其高效性可以使有机污染物在较短的时间内降解 其变异性可处理难降解的污染物 基因工程技术的发展：聚合酶链式反应（PCR技术）对常规 方法难以克隆的基因进行克隆，对降解联苯和多氯联苯的 bphC基因的克隆、可治理米糠油事件
• 高产微生物油脂菌种的选育及应用食品安全 • 该项目选育出国内油脂含量高达55%以上的菌种，采用液体发酵
和固体发酵两种工艺技术，培养条件粗放，提取采用自溶、酸水 解和有机溶剂萃取综合工艺，因此，油脂提取率高达48%，微生 物油脂种的不饱和脂肪酸的含量为56%以上。该项目开创了食用 和工业用油脂来源的新途径。微生物油脂不仅是人类理想的保健 食品，也是良好的饲料添加剂。该项目不论是菌种的含油率，还 是油脂的提取率均高于国外技术指标。该项目填补了国内微生物 油脂的空白，居国内领先水平。该项目研制的对虾蛋鸡的饲料填 加剂和脑黄金酱油等新产品，经初步应用已获得了明显的经济效 益和社会效益，应用前景非常好。 • 多不饱和脂肪酸具有促进大脑发育、防治儿童智力低下、老年痴 呆；防治心血管疾病、肿瘤和糖尿病，延缓衰老，提高中、老年 人的性欲等方面，均具有特殊的疗效。同时，粗制品做为微生物 饲料添加剂加入饲料中，可明显提高畜禽的消化吸收率，防病治 病，改善肉类和蛋的品质等。因此，该产品在生化药物、保健品 和饲料方面需求量是很大的。
8.2 微生物与生物环境间的关系(互生、寄生和拮抗)
寄生—（一）微生物间的寄生
小型细菌寄生在大型细菌中的独特寄生现象 例：蛭弧菌可以寄生在G-细菌中
Bdellovibrio
寄生—（二）微生物与植物间的寄生
微生物寄生于植物的例子极其普遍，各种植物病原体都是寄生物。
白粉菌属（Erysiphe）
霜霉属（Peronospora）
寄 专性寄生物（obligate parasite）
生
程
度 兼性寄生物（facultative parasite）
寄生—（三）微生物与动物间的寄生
寄生于动物的微生物即为动物病原微生物，种类 极多，包括各种病毒、细菌、真菌和原生动物等。
研
人体和高等动物的病原微生物
究
方
向
昆虫的病原微生物
微生物 杀虫剂 或生物 农药
不利甲，不利乙
（6） 不利甲，损乙
（7） （8） （9）
损甲，不利乙 损甲，利乙 损甲，损乙
甲乙 ＋＋ ＋－ ＋O O＋
OO
O－ －＋ －O －－
类型 共生、互利共栖 寄生、捕食、拮抗 互生、偏利共栖
例同（3）
中性共栖
偏害共栖 例同（6） 例同（2） 竞争共栖
微生物与生物环境间的关系—互生
两种可单独生活的生物，当它们在一起 时，通过各自的代谢活动而有利于对方，或
细菌杀虫剂 真菌杀虫剂 病毒杀虫剂
微生物与生物环境间的关系—拮抗
拮抗又称抗生（antagonism），指由某种生
物所产生的特定代谢产物可抑制他种生物的生长发育 甚至杀死它们的一种相互关系。
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微生物与生物环境间的关系—拮抗
8.1 微生物与生物环境间的关系(共生)
根瘤菌与豆科植物间的共生——形成根瘤共生体
豆科植物
刺激根瘤菌生长，提供 保护和稳定的生长条件
氮素养料
根瘤菌
豆科植物
根瘤
根瘤菌
共生—（二）微生物与植物间的共生 根瘤的形成过程
共生—（二）微生物与植物间的共生 菌根菌与植物
丛 枝 状 菌 根
外 生 菌 根
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微生物学
第八章 微生物生态
微生物与生物环境间的关系
生物间的相互关系既多样又复杂。
微生物间、微生物与他种生物间的5种典型关系 一、互生 二、共生 三、寄生 四、拮抗 五、捕食
微生物与生物环境间的关系—共生
共生（symbiosis）指两种生物共居在
一起，相互分工合作、相依为命，甚至达到
难分难解、合二为一、极其紧密的一种相互
细胞内共生性细菌为宿主提供B族维生素 等成分或促进它们大量繁殖。
共生—（三）微生物与动物间的共生 2. 瘤胃微生物与反刍动物的共生
反刍动物 （反刍胃）
纤维素、无机盐、水分、温度 pH、良好的搅拌、无氧环境
纤维素
提供生长繁殖的环境 提供所必需的养料
微
瘤胃微 生
物
生物
发
酵
有机酸 菌体蛋白
感谢聆听！
关系。
“双赢”
（一）微生物间的共生 （二）微生物与植物间的共生 （三）微生物与动物间的共生
共生—(一）微生物间的共生
1g 土壤
100万种 微生物
Dr. Gaines
<1%
可培养！
>99%
不可培养！
大多数微生物不能离开其它微生物单独生存！
微生物-微生物的生态环境
微生物间的共生
地衣
藻类和真菌的共生体 （微生物间典型的互惠共生形式）
微生物与植物间的共生 根瘤菌与植物间的共生
根瘤菌与豆科植物间的共生——形成根瘤共生体
微生物与植物间的共生
根瘤菌与植物间的共生
根瘤菌固定大气中的气态氮为植物提供氮素养料； 豆科植物的根的分泌物能刺激根瘤菌的生长，同时，还为根 瘤菌提供保护和稳定的生长条件。
微生物的生态
相关概念
微生物生态： 微生物间，微生物与其他生物间以
及微生物与自然环境间的各种相互关系。
任务1 自 然 界 中 的 微 生 物
结合微生物的特点，了解不同环境中微生物分布的基本特 点及与其人类生活的关系
任务2 微 生 物 与 生 物 环 境 间 的 关 系
掌握生物之间相互关系的特点（一些典型例子的原理）
空气中的微生物
LECTURE
水中的微生物
02
水中的微生物
水中的微生物主要来源来自于：
水体中固有的微生物， 土壤的微生物， 生产和生活中的微生物， 空气的微生物。
水中的微生物
一、淡水中微生物
1、数量和种类与接触的土壤有密切关系 2、分布更多的是吸附在水中的动植物上及水底 3、多数能运动，有些具有很异常的形态 4、水体自身存在自我净化作用
微生物间的寄生
噬菌体——细菌
微生物与植物间的寄生
各种各样的致病菌多是行寄生生活
微生物与动物间的寄生
LECTURE
拮
抗
04
拮抗
某种生物产生的代谢产物可抑制它种生物的生 长发育甚至将后者杀死。
拮抗
1）微生物间的“化学战术”——
抗生菌产生能抑制其它生物生长发育的抗生素
拮抗
微生物与生物环境间的关系
微生物与生物环境间的关系1. 内容自然界中微生物极少单独存在，总是较多种群聚集在一起，当微生物的不同种类或微生物与其他生物出现在一个限定的空间内，它们之间互为环境，相互影响，既有相互依赖又有相互排斥，表现出相互间复杂的关系：互生、共生、寄生、拮抗、捕食2. 练习一、填空1．植物叶面常附生有许多细菌如__________细菌，因而在用这些植物叶类作酸菜或青贮饲料时可以不再__________答案：乳酸，人工接种2. 真菌与植物根系之间可形成菌根，根据真菌的生长性状，可以分为__________和__________，VA菌根属于__________。
答案：内生菌根，外生菌根，内生菌根二、选择题1. 植物根际土壤中微生物的种类不仅受土壤类型的影响，而且受下列因素的影响：（）A.植物种类。
B.土壤其他生物。
C.种植时间。
D.播种方式。
答案：A2.多种微生物生存于营养丰富条件良好的同一环境时，会竞争：（）A.营养物质。
B.水。
C.空气。
D.空间。
答案：D3. 微生物之间的寄生关系具有：（）A.随意性。
B.可代替性。
C.高度专一性。
D.适应性。
答案：C4. 纤维分解菌与自生固氮菌之间由于前者为后者提供碳源，后者为前者提供氮源而构成了：（）A.偏利共栖关系。
B.互利共栖关系。
C.共生关系。
D.寄生关系。
答案：B三、简答题1. 举例阐述微生物之间的专一性拮抗关系和非专一性拮抗关系。
答案：一种微生物的生命活动和代谢产物可以抑制另一种微生物的生命活动，甚至杀死另一种微生物的现象称之为微生物之间的拮抗关系。
而根据拮抗关系中的专一性，可以分为专一性拮抗关系和非专一性拮抗关系。
例如在酸菜制作和青贮饲料过程中，乳酸菌发酵后产生乳酸，使环境pH下降，这样使得其他不耐酸的微生物受到抑制，这种拮抗关系没有特异的针对性，凡是不耐酸的微生物都会受到抑制，称为非专一性拮抗关系。
另外象放线菌或其他微生物在生命活动中可以产生某种抗生素，这种抗生素只抑制或杀死某些（或某种）微生物，如青霉素只杀死革兰氏阳性细菌和部分革兰氏阴性细菌，即不同种类与结构的抗生素选择性地抑制某种微生物。
环境微生物学(08微生物生态)教学教材
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。
第八章微生物在环境物质循环中的作用详解演示文稿
7) 反硝化作用（脱氮作用）：兼性厌氧 的硝酸盐还原细菌将硝酸盐还原为氮气 的过程。
反硝化作用一般只发生在厌氧条件下 少数异养和化能自养微生物可进行反硝
化作用。
第四十五页，共70页。
8）亚硝酸氨化作用：亚硝酸通过异化 性还原可以经羟氨而转变成氨，这就叫 亚硝酸氨化作用。
造纸和人造纤维废水含有大量木质素。 分解木质素的微生物：担子菌纲中的一
些种，厚孢毛霉，松栓霉，假单胞菌中 的个别种。
第二十七页，共70页。
七、烃类物质的转化
石油中含有烷烃（30%）、环烷烃（46%） 及芳香烃（28%）。
第二十八页，共70页。
石油的微生物降解
1、降解机理
A. 链烷烃的微生物降解
第四十二页，共70页。
4)氨化作用：即含氮有机物经微生物
分解产生氨的作用。
5)铵盐同化作用：由所有绿色植物和 许多微生物进行的以铵盐为营养，合 成氨基酸、蛋白质、核酸和其他含氮 有机物的作用。
第四十三页，共70页。
6)异化性硝酸盐还原作用：指硝酸离子 作为呼吸链的末端电子受体从而被还原 为亚硝酸的反应。（硝酸盐呼吸，厌氧 呼吸）
常见的是能转化环己烷为环己酮的微生 物不能内酯化和开环
而能将环己酮内酯化和开环的微生物却不 能转化环己烷为环己酮。
可见微生物之间的互生关系和共代谢在 环烷烃的生物降解中起着重要的作用。
第三十二页，共70页。
以环己烷为例
OH
+O2 +2H
－2H
－H2O
O +O2 +2H
－H2O
O
OH
-2H HOOC-（CH2）4-COOH
参与硫化作用的微生物
微生物与环境之间的关系
微生物与环境之间的关系微生物是生物界中最小的一类生物，它们的体积一般在1微米之内。
尽管微生物体积很小，但它们在生态系统中的作用不可小觑。
微生物可以在自然界中扮演许多重要的角色，影响着生态系统的稳定性、生物多样性和生态平衡。
本文将从微生物在环境中的作用、微生物与环境变化之间的相互关系、微生物在环境中的应用等方面，深入探讨微生物与环境之间的关系。
微生物对环境的影响微生物在自然界中可以扮演许多角色。
其中最重要的是分解营养物质、维持土壤生态系统、参与生态土壤修复等等。
1.分解营养物质微生物对生态系统的影响最直接的表现就是它们能够分解有机物为无机物。
这是环境中物质循环的核心过程。
在这个过程中，一些物质比如碳、氮、磷等会从有机形式向无机形式转化，同时释放出能量。
这些无机物质可以被植物吸收，通过植物链再向上转移给更高级的消费者。
2.维持土壤生态系统微生物是土壤生态系统的重要组成部分，它们可以分解营养物质，矿化有机质，促进植物的生长和繁殖。
在这个过程中，微生物会分解掉有机材料，同时释放出氮、磷等元素，提高了土壤的肥力。
同时微生物也能够分解土壤中的农药、重金属等有害化学物质，防止污染物的积累。
3.参与生态土壤修复生态土壤修复是近年来环保界研究的热点，微生物在该过程中扮演了非常重要的角色。
微生物能够分解掉土壤中的油污、化学污染物等有害物质，这有助于恢复土壤的生命力，并保护外部环境的安全。
同时微生物能够分解豆制品等富含蛋白质的化学物质，转化成土壤能够利用的营养物质，促进了土壤的更新和生态修复。
微生物与环境变化的相互关系微生物与环境之间的相互关系是双向的。
一方面，环境条件的变化可能会对微生物产生影响；另一方面，微生物也可以通过改变环境条件，适应新的生态环境。
在各种因素如气候、物理、化学等极其复杂的环境中，微生物能够保持其代谢能力，表现出极强的适应性，从而对环境的变化产生积极的影响。
1.长期恒定的地质环境微生物在长期恒定的地质环境中发挥了关键作用。
微生物与环境间的相互关系
微生物和昆虫的共生 微生物和反刍动物共生 发光细菌和海洋生物共生
寄生关系
§概念：一种生物依赖另一种活生物获取营养进行生
活，使寄菌之间 ◎ 细菌寄生在真菌体 ◎ 真菌在真菌体内、外寄生 ◎ 人和动物病原微生物、植物病原 微生物、昆虫病原微生物等
真菌寄生真菌 寄生型放线菌
§ 应用：
生产中加大接种量控制少量污染菌繁殖。
2 0 1 7
生活在皮肤上的细菌
什么关系？
幽门螺杆菌
肺炎双球菌
粪肠球菌
可分可合 合比分好
两种可以单独生活的生物共同生活相互获利，或偏利一方。 纤维素
纤维素分解菌
有机酸
固氮菌
氮素物
互生关系
混菌培养与生产实践
• 大肠杆菌和沙雷氏菌混合培养——生产缬氨酸 • 大肠杆菌和谷氨酸棒状杆菌混合培养——生产组氨酸 • 米曲霉和绿色木霉菌（纤维素分解菌）混合培养——提高酱油产 率
捕食关系
§ 概念：一种生物捕食另一种生物为食并消化的
现象。
§ 举例：
水体生态系统食物链：原生动物捕食、 吞食微生物。污水净化。
拮抗关系
§ 特异性拮抗
◎ 微生物产生的特殊次生代谢产物能选择性杀死一种或 少数几种微生物。 ◎ 抗生素：多为放线菌、真菌产生 ◎ 细菌素：细菌产生的蛋白类物质，对同种近缘菌株呈 现狭窄的抑制谱。如大肠杆菌素，大肠杆菌V株产生的对大 肠杆菌Φ株有杀菌作用
共生关系
难分难解 合二为一
§ 概念：两种生物生活在一起不能分离，彼此依赖，
生理上相互分工，组织上形成新的结构。
§ 举例
◎ 真菌与蓝绿藻形成的地衣 光合作用产生有机物
叶状地衣
藻类
吸取水、无机养料
微生物与环境间的关系
引言概述:微生物与环境之间的关系是生态学中一个重要的研究领域。
微生物是地球上最为广泛分布的生物类群，它们可以在各种环境中生存，并对环境产生重要影响。
本文将深入探讨微生物与环境之间的关系的不同方面，包括微生物在环境中的分布、生态功能以及与环境因素的相互关系。
正文内容:1.微生物在不同环境中的分布1.1水环境中的微生物分布a.淡水环境中的微生物群落b.海洋环境中的微生物群落1.2土壤环境中的微生物分布a.土壤微生物的多样性与丰度b.土壤微生物群落结构的因素1.3大气环境中的微生物分布a.大气微生物的来源与变化b.大气微生物与天气因素的关系2.微生物的生态功能2.1微生物的生物转化功能a.微生物的降解作用b.微生物的合成作用2.2微生物的生态保持功能a.微生物对生态系统稳定性的影响b.微生物对环境的修复与保护作用3.微生物与环境因素的相互关系3.1微生物与温度的关系a.微生物的温度适应性b.温度对微生物群落结构的影响3.2微生物与湿度的关系a.微生物的湿度适应性b.湿度对微生物生理代谢的影响3.3微生物与酸碱度的关系a.微生物的酸碱适应性b.酸碱度对微生物多样性的影响4.微生物与环境污染的关系4.1微生物对环境中污染物的降解作用a.微生物降解有机污染物的机制b.微生物在生物处理中的应用4.2微生物对环境污染的响应与适应a.微生物对重金属污染的耐受性b.微生物对化学物质污染的应答机制5.微生物与生态系统的相互作用5.1微生物对生态系统物质循环的影响a.微生物在碳循环中的作用b.微生物在氮循环中的作用5.2微生物对生态系统结构与功能的影响a.微生物对植被群落的调节作用b.微生物对土壤环境的改良效应总结:微生物与环境之间的关系是一个复杂而多样的研究领域。
微生物在不同环境中的分布、生态功能以及与环境因素的相互关系对于理解生态系统的稳定性和可持续发展具有重要意义。
进一步的研究将有助于发掘微生物的潜力，提高环境保护和生态恢复的效率，并促进可持续的发展。
食品微生物学智慧树知到答案章节测试2023年西北大学
第一章测试1.微生物分类学是研究微生物分类的科学，主要涉及分类、命名和鉴定。
A:错B:对答案:B2.根据林奈双命名法，Bacillus subtilis表示A:第一个词是种名，第二个词是属名B:一个种名C:第一个词是属名，第二个词是种名D:第一个词是属名，第二个词是种的加词答案:C3.酵母菌细胞壁的4种成分中，赋予其机械强度的主要成分是A:几丁质B:葡聚糖C:蛋白质D:甘露聚糖答案:B4.霉菌营养菌丝特化形成的结构包括A:子囊果B:假根C:孢子头D:吸器答案:BD5.形态学特征在以下几类微生物中的哪一类分类鉴定中显得更加重要A:霉菌B:酵母菌C:病毒D:细菌答案:A6.以下几种鉴定方法中，不属于现代分类鉴定方法A:核酸探针B:全细胞成分分析C:DNA多态性分析D:API鉴定系统答案:D7.菌毛由管状蛋白质丝构成，是其体长的20~30倍。
A:对B:错答案:B8.特殊结构指的是某些细菌在生长的特定阶段所形成的结构，例如（）。
A:糖被B:鞭毛C:内含物D:芽孢答案:ABD9.包膜是病毒的必须结构。
A:对B:错答案:B10.只含有蛋白质不含有核酸的病毒是（）。
A:阮病毒B:真病毒C:拟病毒D:类病毒答案:A第二章测试1.肉毒杆菌是典型的厌氧微生物。
A:错B:对答案:B2.培养酵母菌的常用温度是？A:36℃B:32℃C:28℃D:22℃答案:C3.微生物营养类型有哪几种？A:光能异养型B:化能自养型C:光能自养型D:化能异养型答案:ABCD4.细胞的促进扩散运输需要消耗能量。
A:错B:对答案:A5.主动运输需要依赖细胞膜上的嵌入蛋白，如Na+泵。
A:对B:错答案:A6.配制固体培养基加琼脂量是？A:3%B:1%C:4%D:2%答案:D7.常用的细菌培养基有肉汤培养基和琼脂培养基。
A:对B:错答案:A8.酵母菌通常使用以下哪种培养基培养？A:麦芽糖琼脂培养基B:牛肉膏蛋白胨培养基C:查氏合成培养基D:高氏一号合成培养基答案:B9.培养基按成分分为以下哪几种？A:半合成培养基B:天然培养基C:合成培养基D:基础培养基答案:ABC第三章测试1.以下哪种方法属化疗：（）A:75%乙醇B:磺胺药C:苯甲酸D:碘酒答案:B2.在发酵工业中，调节发酵液pH的措施正确的是：（）A:过酸时，降低通气量B:过酸时，适当降低氮源C:过碱时，增加通气量D:过碱时，加适当碳源答案:D3.以下属于耐酸微生物的是：（）A:乳酸杆菌B:链霉菌C:硫杆菌属D:硝化细菌答案:A4.从对分子氧的要求来分，微生物可分为哪几种类型。
微生物与环境间的关系
光合作用
蓝绿藻和紫色光合菌等微生物能 够利用阳光将二氧化碳和水转化 为葡萄糖和氧气。
促进养分循环
氮循环
固氮微生物能够将空气中的氮气转化为可被 植物吸收的氨态氮，促进氮元素的循环利用 。
磷循环
微生物可以将土壤中的难溶性磷转化为植物可吸收 的磷酸盐，促进磷元素的循环利用。
硫循环
微生物参与硫元素的循环，将硫酸盐还原为 硫化物，同时将硫化物氧化为硫酸盐。
微生物气溶胶
通过特定的微生物代谢过程产生具有杀菌和净化 空气作用的生物气溶胶，可以有效改善室内空气 质量。
05
微生物与环境变化的相互作用
全球气候变化对微生物的影响
温度变化
全球气候变暖导致部分地区温度升高，影响微生物的生长、繁殖 和代谢。
湿度变化
气候变化引起的降水模式改变和蒸发量变化，影响微生物的水分 需求和生存环境。
02
微生物对环境的影响
土壤微生物
土壤微生物通过分解有机物质，释放养分，促进 植物生长。
土壤微生物有助于维持土壤结构，防止土壤侵蚀 。
土壤微生物在土壤碳循环中起到关键作用，影响 全球气候变化。
水体微生物
水体微生物可以净化水质，通 过分解有机物减少水体污染。
水体微生物影响水生生态平 衡，是水生生物食物链的重
促进物质循环
02
微生物的分解作用使得有机物得以循环利用，维持生态系统的
物质平衡。
净化环境
03
微生物的分解作用能够减少有机物的积累，降低环境污染，净
化环境。
转化能源
化能自养微生物
一些微生物可以通过氧化无机物 获得能量，如硝化细菌通过氧化 氨和亚硝酸盐获取能量。
厌氧呼吸
在缺氧条件下，一些微生物进行 厌氧呼吸，将有机物转化为甲烷 和二氧化碳等气体。
第八章微生物生态-PowerPoint演示文稿
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
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纤维素分解菌
提供固氮时的营养
分解纤维素 有机酸
（二）人体肠道中正常菌群与人的互生
人体肠道正常菌群与宿主间的关系：
互生关系（正常情况）
寄生关系（某些特殊条件下）
人肠道内的菌群：
60-400种不同的微生物，占粪便干重1/3的是细菌， 其中厌氧菌占了绝大多数。
正常菌群通过肠道获取营养； 通过排阻、抑制外来致病菌； 提供许多人体所必不可少的维生素、氨基酸等营 养物对人体作出贡献；
五、捕食
捕食又称猎食（predatism，predation）一般指一种
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。
在微生物间的捕食关系主要是原生动物吞食细菌和 藻类，它是水体生态系统中食物链的基本环节，在污水 净化中也有重要作用。
二、共生
共生（symbiosis）是指两种生物共居在一起，
相互分工合作、相依为命，甚至达到难分难解、合 二为一的极其紧密的一种相互关系。
（一）微生物间的共生
最典型例子是菌藻共生或菌菌共生的地衣（lichen）。
菌藻共生 菌菌共生
子囊菌（真菌） 真菌
绿藻 蓝细菌
光合作用
提供有机营养
绿藻或蓝细菌
真菌
提供所必需的矿质养料 有机酸
分解岩石中的某些成分
（二）微生物与植物间的共生间的共生 ------形成根瘤共生体
根瘤菌固定大气中的气态氮为植物提供 氮素养料；
豆科植物的根的分泌物能刺激根瘤菌的生长， 同时，还为根瘤菌提供保护和稳定的生长条件。
（二）微生物与植物间的寄生
微生物寄生于植物的例子是极其普遍的， 各种植物病原体都是寄生物。
专性寄生物（obligate parasite）
凡必须从活的植物细胞或组织中获取 其所需营养物才能生存者。
兼性寄生物（facultative parasite）
除寄生生活外，还可生活在死植物上 或人工配制的培养基中。
（三）微生物与动物间的共生
1. 微生物与昆虫的共生 2. 瘤胃微生物与反刍微生物的共生
1. 与昆虫的共生关系
外共生：例如白蚁与其肠道内的微生物之间的共生
食木质的白蚁自身并不能分解期望上纤维素，必须依赖肠道 中共生的原生动物和细菌通过厌氧发酵过程来分解纤维素。
内共生：昆虫与其细胞内的共生性细菌
例同（3）
中性共栖
偏害共栖 例同（6） 例同（2） 竞争共栖
一、互生
两种可单独生活的生物，当它们在一起时，通 过各自的代谢活动而有利于对方，或偏利于一方的
一种的生活方式，称为互生（metabiosis）。
“可分可合，合比分好”
（一）微生物间的互生
土壤微生物中，互生关系十分普遍。
提供氮素营养物
好氧性自生固氮菌
第二节 微生物与生 物环境间的关系
序号
特点
（1）
既利甲又利乙
（2）
利甲而损乙
（3）
利甲而不损乙
（4）
不损甲而利乙
既不损甲也不损乙， （5） 既不利甲也不利乙
（6）
不利甲而损乙
（7）
损甲而不利乙
（8）
损甲而利乙
（9）
既损甲又损乙
AB ＋＋ ＋－ ＋O O＋
OO
O－ －＋ －O －－
类型 共生、互利共栖 寄生、捕食、拮抗 互生、偏利共栖
（三）微生物与动物间的寄生
寄生于动物的微生物即为动物病原微生物，种
类极多，包括各种病毒、细菌、真菌和原生动物等。
两个主要 研究方向
人体和高等动物的病原微生物 昆虫的病原微生物
四、拮抗
拮抗又称抗生（antagonism），指由某种
生物所产生的特定代谢产物可抑制他种生物的生 长发育甚至杀死它们的一种相互关系。
环境条件改变或着生部位改变：
正常菌群
致病菌
滥用抗生素； 人身体虚弱抵抗力下降； 吃了不洁净的食物；
条件致病菌：人体的正常微生物菌群一旦转移或
大量繁殖而引起人类疾病的微生物。
可以通过口服某些活的微生物制剂来治疗由于正常菌群 失调而导致的腹泻，例如，含蜡状芽孢杆菌（B. cereus）的 “促菌生”，含地衣芽孢杆菌的“整肠生”等，它们都是通 过芽孢杆菌的生长，为肠道重新创造良好的厌氧环境，促使
肠道内正常的厌氧菌的生长繁殖，这类活微生物制剂又称微 生态制剂。
（三）互生现象与发酵工业中的混菌培养
混菌培养又称混合培养（mixed cultivation）或 混合发酵（mixed fermentation）这是在深入研究微生 物纯培养（pure culture）基础上的人工“微生物生 态工程”。
在另一种较大型生物的体内（包括细胞内）或体表， 从中夺取营养并进行生长繁殖，同时使后者蒙受损 害甚至被杀死的一种相互关系。
寄生物（parasite）
小型生物
宿主或寄主（host） 较大型生物
（一）微生物间的寄生
微生物间的寄生关系主要是噬菌体与其宿主菌 间的关系。1962年，H. Stolp等人发现了小型细菌 寄生在大型细菌中的独特寄生现象，从而引起了学 术界的巨大兴趣。
这些细胞内的共生性细菌能为宿主提供B族维生素，使昆虫 能以缺乏维生素的植物为生。
2. 与反刍动物的共生关系
反刍动物，如牛、羊、骆驼、长颈鹿等以植物的纤维素 为主要食物，它们在瘤胃中经微生物发酵变成有机酸和菌 体蛋白再供动物吸收利用。
瘤胃也为里面居住的微生物提供了必要的营养和生长条件
三、寄生
寄生（parasitism）一般指一种小型生物生活