第六章 微生物的生态
微生物的多样性及其在生态系统中的作用
微生物的多样性及其在生态系统中的作用微生物是地球上最为广泛和多样的生物群体之一，包括细菌、真菌、原生动物和病毒等。
它们存在于各种环境中，不仅在生态系统中扮演着重要的角色，还对我们的生活产生着深远的影响。
本文将就微生物的多样性及其在生态系统中的作用进行探讨。
一、微生物的多样性微生物的多样性是指微生物在形态、结构、生态功能和适应性等方面的差异性。
首先来看微生物在形态和结构上的多样性。
微生物的形态和结构具有极大的多样性，细菌既有棒状、球状、螺旋状等形态，真菌则具有丝状、球状等形态。
此外，微生物还可以形成多种结构，如细菌的荚膜、孢子、细胞壁等。
微生物的多样性不仅仅表现在形态和结构上，更重要的是生态功能的多样性。
二、微生物在生态系统中的作用1. 微生物的生物地球化学循环作用微生物在生态系统中扮演着不可替代的角色，尤其是在生物地球化学循环中的作用。
首先，微生物在碳循环中发挥着重要作用。
它们通过光合作用和呼吸作用参与到碳循环中，从而维持着生态系统的稳定。
其次，微生物在氮循环中也发挥了关键作用。
微生物通过氮的固定、硝化、反硝化等过程，促使氮元素在生态系统中的有效循环，为植物提供可利用的氮源。
此外，微生物还参与到磷、硫、铁等元素的循环中，维持着生态系统的稳定和平衡。
2. 微生物的土壤改良作用微生物在土壤中起着非常重要的作用，可以改良土壤质地，提高土壤肥力。
首先，微生物可以分解有机质，使其转化为植物可吸收的氮、磷、钾等养分，为植物的生长提供养分支持。
其次，微生物通过产生胶结物质，改善土壤结构，增加土壤的团聚性和保水性。
此外，微生物还可以抑制土壤病原菌的生长，保护植物免受病害的侵害。
3. 微生物的生物降解作用微生物具有强大的分解能力，可以降解有机废弃物和污染物，减少环境污染。
微生物通过酶的作用，将有机废弃物和污染物降解为无毒或低毒物质，使其在环境中的危害得到降低。
微生物的生物降解作用在废水处理、土壤修复等领域起到了重要作用。
第六章微生物生长
微生物的生长与环境条件
目的要求： 1、微生物生长量的测定方式。 2、细菌纯培养生长曲线各个时期的主要特点。 3、物理因子，化学药物对微生物生长的影响。 重 点：
细菌纯培养生长曲线。 难 点：
如何利用细菌纯培养生长曲线的对数生长期来 计算细菌的代时和代数。
第一节 微生物的个体与群体生长和繁殖
利用选择培养基法
适用于分离某些生理类型较特殊 的微生物
三. 微生物生长的测定方法
评价培养条件、营养物质
微
等对微生物生长的影响；
生
物
评价不同的抗菌物质对微生物
生
产生抑制(或杀死)作用的效果；
长
客观地反映微生物生长的规律。
（一） 细胞数量的测定
1. 细胞总数的测定
(1) 显微镜直接计数法： 计数板法（如：血球计数板法、细胞计数板） 改进：用染色剂可区别死活细胞，如酵母用美蓝， 细菌用吖叮橙（紫外光）
3. 连续培养优缺点
1) 优点：
高效：简化了操作; 自控：便于各种仪表进行自动控制; 产品质量稳定; 节约大量动力、人力、水和蒸汽。
3. 连续培养优缺点
2) 缺点：
菌种易于退化； 易于遭到杂菌污染； 营养物利用率低于单批培养。 连续发酵，一般只能维持数月~ 1年。
二第. 获一得节 纯测培定养生的长繁方殖法的方法
在中等浓度下，增加养料浓度只提高最大收获量。
在高等浓度下，增加养料浓度不能对菌体生长速度和 最大收获量起促进作用。
（二）二次生长
当培养液中同时存在两种均能被微生物所利用的主 要营养物质时，微生物将首先利用其中较易利用的营 养物质开始生长。当较易利用的营养物质被消耗完， 进入稳定期后，微生物经过短暂的适应，开始利用第 二种营养物质，再次开始新的对数生长，并进入新的 稳定期，表现为二阶式的双峰生长曲线，称为二次生 长曲线（diauxic growth curve）.
微生物群落的组成和生态学特征
微生物群落的组成和生态学特征微生物群落是指以微生物为主体的生物群落，包括各类细菌、真菌、古菌、病毒和其他微生物。
微生物群落广泛存在于土壤、水体、气体、动植物体内以及人类肠道等各种环境中，起着极其重要的生态功能。
本文将从微生物群落的组成和生态学特征两个方面来介绍微生物群落。
一、微生物群落的组成微生物群落是由各种不同的微生物组成而成的，其中以细菌为主要成分，其次是真菌和古菌等。
在微生物群落中，数量众多的微生物群体可被分为优势菌和亚优势菌两类。
优势菌是指在某一特定环境中占据明显优势的微生物种群，其种群密度较高，或其在该环境中的代谢活动量较大。
优势菌的出现和生长通常由环境和物理化学因素决定，如温度、PH值、营养物质、光照等条件。
在同一环境下，不同优势菌的种类和数量总是不同的，这与微生物种群之间的相互作用、竞争、共生关系等因素密切相关。
亚优势菌是指相对于优势菌而言数量较少的微生物群落。
这些微生物通常无法独立支撑自身生长，并通过与优势菌之间的共生关系获得生存条件。
有些亚优势菌甚至是食零落、寄生或共生的，并且在群落中起着非常重要的作用，如在生产中参与葡萄酒的发酵和品质的调节等等。
二、微生物群落的生态学特征1. 群落组成的稳定性微生物群落存在较高的组成稳定性，这与群落之间存在着复杂的相互关系、共生关系和竞争关系有关。
当环境发生变化时，比如温度、光照强度、营养物质等的改变可能导致各种因素之间的平衡被打破，进而改变微生物群落的组成，这就会对生态系统的功能产生不利影响。
2. 群落的个体多样性和物种多样性群落的个体多样性和物种多样性是微生物群落的一个重要特征。
个体多样性指在每个富含微生物的生态系统中存在多种不同类型的微生物。
物种多样性指微生物群落中拥有大量的不同菌种、古菌和真菌等，此外还有二倍体、多倍体和辅助生殖单元等不同的生殖拟态。
群落内的个体多样性和物种多样性通过复杂的协同作用使得群落的功能和稳定性得以维持。
3. 共生关系微生物群落内部不同的生态关系对其功能和稳定性具有很大的影响，而其中最显著的一个生态关系是共生关系。
第六章 微生物生态学的研究方法ppt课件
4.数学模型法
研究微生物生态学过程中惯用的方法，是以感官 观察为基础，经过一些实验将搜集的资料加以分析和 解释，并进一步归纳、假设和推理。在这过程中，其 结果大多数是描述性的，数据基本是孤立的。将数学 研究应用于微生物生态学研究中，以统计数据和建立 生态模型来定量描述微生物生态学问题。
首先在实验室中建立人工的经过简化的环境。
• 目前已经进行测序的核酸序列数目很有限， 这样对某些生态系统中存在的微生物和核 酸序列就不可能进行全面的了解，必须对 各种生物的16SrRNA和23SrRNA进行测序和 研究，才能设计足够的探针来监测高度可 变的目标样品中的所有微生物。
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图8-1 核酸探针和杂交技术的基本过程（池振明，2005）
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2.培养法
➢培养微生物的方法是很多的，一般来说对所采集的样品应 进行适当的稀释，以便每一个平板上只能生长有一定数目的 微生物菌落。 ➢其最大优点便是可以计算自然样品中的活微生物数目，并 可以辨认真菌、放线菌和细菌。 ➢其缺点是造成计算误差的因素很多。比如： A.自然中的许多微生物细胞成群粘接在一起，用普通的方法 很难把它们分开，这样形成的菌落可能是由许多个细胞增殖 而来的，而不是由单个细胞形成的菌落.
• 微生物生态学研究中采用的分子生物学方法主要 有核酸探针技术、PCR扩增技术、rRNA序列同源性 分析方法、梯度凝胶电泳方法等。
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一、核酸探针杂交技术
• 核酸杂交技术快速，能灵敏地探测出环境微生物中 特殊的核酸序列，并且用光密度测定法可直接比较 核酸杂交所得到的阳性条带或斑点就能得出定量的 结果，从而反映出相关微生物的存在及功能。
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3.生理生化法
同位素示踪法。我们知道一个微生物群体的大 小，那么通过测定H3标记的胸腺嘧啶组入微生 物群体DNA中的速率便可以估计微生物的代时。
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
第四版环境工程微生物学后练习题全解
环境工程微生物学第三版_周群英课后习题目录第一篇微生物学基础 (1)第一章非细胞结构的超微生物——病毒 (1)第二章原核微生物 (3)第三章真核微生物 (6)第四章微生物的生理 (8)第五章微生物的生长繁殖与生存因子 (12)第六章微生物的遗传和变异 (16)第二篇微生物生态 (20)第一章微生物生态 (20)第二章微生物在环境物质循环中的作用 (22)第三章水环境污染控制与治理的生态工程及微生物学原理 (26)第四章污、废水深度处理和微污染源水预处理中的微生物学原理 (28)第五章有机固体废弃物与废气的微生物处理及其微生物群落 (31)第六章微生物学新技术在环境工程中的应用 (34)第一篇微生物学基础第一章非细胞结构的超微生物——病毒1 病毒是一类什么样的微生物？它有什么特点？答：病毒没有合成蛋白质的机构——核糖体，也没有合成细胞物质和繁殖所必备的酶系统，不具独立的代谢能力，必须专性寄宿在活的敏感宿主细胞内，依靠宿主细胞合成病毒的化学组成和繁殖新个体。
其特点是：病毒在活的敏感宿主细胞内是具有生命的超微生物，然而，在宿主体外却呈现不具生命特征的大分子物质，但仍保留感染宿主的潜在能力，一旦重新进入活的宿主细胞内又具有生命特征，重新感染新宿主。
2病毒的分类依据是什么？分为哪几类病毒？答：依据是：病毒是根据病毒的宿主、所致疾病、核酸的类型、病毒粒子的大小、病毒的结构、有或无被膜等进行分类的。
根据转性宿主分类：有动物病毒、植物病毒、细菌病毒（噬菌体）、放线菌病毒（噬放线菌体）、藻类病毒（噬藻体）、真菌病毒（噬真菌体）。
按核酸分类：有DNA病毒和RNA病毒。
3病毒具有什么样的化学组成和结构？答：病毒的化学组成有蛋白质和核酸。
还含有脂质和多糖。
整个病毒体分两部分：蛋白质衣壳和核酸内芯，两者构成核衣壳。
蛋白质衣壳是由一定数量的衣壳粒按一定的排列组合构成的病毒外壳。
核酸内芯有两种：核糖核酸（RNA）和脱氧核糖核酸（DNA）。
第四版环境工程微生物学课后习题答案(周群英)
环境工程微生物学课后习题答案（周群英第四版）目录环境工程微生物学................................................................................... 错误!未定义书签。
绪论 (2)1、何谓原核微生物？它包括哪些微生物？ (2)2、何谓真核微生物？它包括哪些微生物？ (2)3、微生物是如何分类的？ (2)6、写出大肠埃希氏杆菌和桔草芽孢杆菌的拉丁文全称。
(2)7、微生物有哪些特点？ (2)第一章病毒 (2)第二章原核微生物 (7)1、细菌有哪几种形态？各举一种细菌为代表。
(7)2、细菌有哪些一般结构和特殊结构？它们各有哪些生理功能？ (7)3、荚膜、粘液层、菌胶团和衣鞘 (7)第三章真核微生物 (12)第四章微生物的生理 (15)第五章微生物的生长繁殖与生存因子 (20)第六章微生物的遗传与变异 (28)第七章微生物的生态 (35)第八章微生物在环境物质循环中的作用 (40)第九章水环境污染控制与治理的生态工程及微生物学原理 (44)第十章有机固体废物与废弃的微生物处理及微生物群落 (48)第十一章有机固体废物与废气的微生物处理及其微生物群落 (54)1，何谓堆肥法，堆肥化和堆肥？ (54)2，叙述好氧堆肥的机理。
参与堆肥发酵的微生物有哪些？ (54)3，好氧堆肥的运行条件有哪些？ (55)4，好氧堆肥法有几种工艺？简述各个工艺的过程。
(55)第十二章微生物学新技术在环境工程中的应用 (60)1. 酶制剂剂型有几种？ (60)2. 何谓固定化酶和固定化微生物？ (60)3. 酶和酶菌体固定化方法有哪几种？各用什么载体？ (60)4. 固定化酶和固定化微生物有什么优点？存在什么问题？ (60)5. 生物膜是固定化微生物吗？为什么？ (60)6. 何谓表面活性剂？生物表面活性剂有哪几类？ (60)7. 絮凝剂有几类？微生物絮凝剂在污水生物处理中起什么作用？ (60)8. 叙述污水处理中微生物絮凝剂的作用原理？ (60)9. 微生物制剂有哪些用途？ (60)10. 有几种产氢微生物？它们是如何产氢的？ (61)11. 请叙述微生物产氢电池的工作原理。
第6章-微生物的代谢
新陈代谢 = 分解代谢 + 合成代谢 分解代谢：指复杂的有机物分子通过分解代谢酶系 的催化，产生简单分子、腺苷三磷酸（ATP）形式 的能量和还原力的作用。
合成代谢：指在合成代谢酶系的催化下，由简单小 分子、ATP形式的能量和还原力一起合成复杂的大 分子的过程。
合成代谢按产物在机体中作用不同分： 初级代谢： 提供能量、前体、结构物质等生命活动所 必须的代谢物的代谢类型；产物：氨基酸、核苷酸等。 次级代谢： 在一定生长阶段出现非生命活动所必需的代 谢类型；产物：抗生素、色素、激素、生物碱等。
•反应步骤简单，产能效率低.
• 此途径可与EMP途径、HMP途径和TCA循环相连接， 可互相协调以满足微生物对能量、还原力和不同中间 代谢物的需要。好氧时与TCA循环相连，厌氧时进行 乙醇发酵.
相关的发酵生产：细菌酒精发酵
葡萄糖三条降解途径在不同微生物中的分布
菌名 酿酒酵母 产朊假丝酵母 灰色链霉菌 产黄青霉 大肠杆菌 铜绿假单胞菌 嗜糖假单胞菌 枯草杆菌 氧化葡萄糖杆菌 真养产碱菌 运动发酵单胞菌 藤黄八叠球菌
氧被消耗而造成局部的厌氧环境
硝酸盐还原细菌进行厌氧呼吸
土壤中植物能利用的氮 （硝酸盐NO3-）还原成 氮气而消失，从而降低 了土壤的肥力。
松土，排除过多的水分， 保证土壤中有良好的通 气条件。
反硝化作用在氮素循环中的重要作用
硝酸盐是一种容易溶解于水的物质， 通常通过水从土壤流入水域中。如果 没有反硝化作用，硝酸盐将在水中积 累，会导致水质变坏与地球上氮素循 环的中断。
2、 HMP途径 (戊糖磷酸途径)
（Hexose Monophophate Pathway）
葡萄糖经转化成6磷酸葡萄糖酸后， 在6-磷酸葡萄糖酸 脱氢酶的催化下， 裂解成5-磷酸戊糖 和CO2。
微生物的分布
类 群
上限温度(℃)
真核微生物
原生动物 藻类 真菌
56 55-60 60-62
原核微生物盐
盐细菌 光合细菌 无机化能细菌 异养细菌
70-73 70-73 >90 >90
高盐环境中的微生物
高盐环境--盐湖、盐池和盐腌制的食品等是常见的高盐环境。通常把能在含盐量高于１５％的环境中生长的微生物称为极端嗜盐菌，常见的种类有盐球菌属
土壤中微生物的分布受地理区域、环境条件和土壤深浅等因素的影响。一般
01
肥沃泥土中微生物多；每克肥土中通常含有几亿至几十亿个微生物，贫瘠土壤每克也有几百万至几千万个微生物。
02
表层和深层含菌量较少，在距离地面10-20cm的土层中含菌量最多，在4-5m的深土层中几乎呈无菌状态；
03
随季节的变化微生物的数量也有所改变。
（二）呼吸道的微生物
（一）体表的微生物
动物的体表由于与外界环境密切接触，常附着有各种各样的微生物，如细菌、放线菌和霉菌等。
胚胎期和新分娩的幼畜，其消化道是无菌的。在出生后数小时的幼畜消化道中即能发现微生物。不同部位的细菌种类和数量差异很大。
口腔 细菌较多，有葡萄球菌、链球菌、乳杆菌、棒状杆菌、螺旋体等；
互生关系
01
共生关系
02
竞争关系
03
寄生关系
04
拮抗作用
05
第三节 正常微生物的生态关系
概念：两种生物都可以单独生活，当生活在一起时，比单独生活的好，但二者不形成共生组织(生命整体)的关系。
如：人体肠道中正常菌群与人的互生
互生关系
概念：指两种生物在一起生活，互相提供必要的生活条件，彼此依赖，形成一个在形态上具有共同结构，而在生理上却相互分工，互换生命活动产物的生存关系。如将二者分开，各自都生活不好。
食品微生物学---第6章 环境因素对微生物的影响
白质的含量，种类与基质的PH值都会影
响微生物的对热抵抗力。
二、干燥对微生物的影响
在食品微生物学上目前是 采用水活性Water activity 即 Aw 表示食品中可被微生物利 用的水分含量。
Aw ：指在相同温度条件下，密闭容器 内食品的水蒸汽压与纯水蒸汽压之比。 AW = P/P0 P：在一定温度下，基质（食品）水分 所产生的蒸汽压。 P0：在与P相同温度下纯水的蒸汽压。
台式冷冻干燥机 挂瓶型
安瓿瓶
保存中注意事项
冷冻保存的微生物不宜反复冻融。 因为反复冻融会导致细胞质浓缩，电 解质浓度增加，致使细胞质的胶体状 态和pH改变，蛋白质变性细胞ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ亡。 再则细胞壁也易受冰结晶的机械损害 而破裂。致使胞内有机物（核酸、肽 类等）漏出。
（2）低温食品保鲜
A、原理：低温环境，不仅减弱或抑制了 微生物的生命活动，延缓微生物污染食品 后的腐化或腐败过程。同时低温也能抑制 动植物性食品原料中生物体内酶的活性。
3、消毒
disinfection
•用物理、化学或生物学方法杀死物体上 的病原微生物，称之为消毒。
4、无菌 asepsis
•不含活菌的意思。无菌操作是防止微生 物进入机体或其他物品中的操作技术。
5、防腐 antisepsis •指防止或抑制微生物生长繁殖的方法。
所用的防腐药物称为防腐剂。
6、除菌 •是指液体或空气经过滤作用除去其中所
（3）Z值
是指缩短90%（或减少一个对数周期）热致死 时间所需要升高的温度（℃）数，即为Z值。 例如：132℃时，热致死时间为35分钟，而在140℃， 加热处理只需3.5min就能达同样效果，此时Z值即 为140℃-132℃=8 。
微生物的生态
微生物的生态微生物是指体型微小、仅能通过显微镜观察到的生物群体，包括细菌、真菌、原生动物和病毒等。
它们广泛存在于地球上的各个生态系统中，并且在生态系统的稳定性、能量循环和物质转化等方面发挥着重要作用。
本文将从微生物与环境的相互关系、微生物的功能及其在生态系统中的作用等方面进行论述。
微生物与环境的相互关系微生物与环境之间存在着密切的相互关系。
首先，微生物可以适应各种不同的环境，从极寒的南极冰川到炎热的沙漠都能找到它们的踪影。
其次，微生物可以通过代谢产物对环境进行改变，例如细菌通过合成酶分解有机物质转化为无机物质，真菌通过分解木质纤维将其转化为有机物质，这些都对环境有着显著的影响。
最后，环境中的物理化学因素如温度、pH值、光照等也会对微生物的生存和分布产生影响。
微生物的功能与作用微生物在生态系统中扮演着重要的角色，具有多种功能和作用。
首先，微生物是生态系统中的分解者，能够降解有机物，如植物残渣、死亡生物体等，将其分解为无机物，为其他生物提供养分。
其次，微生物是生态系统中的固氮菌，能够将大气中的氮气转化为植物可利用的氨态氮，为植物的生长提供必需的养分。
此外，微生物还参与了生态系统中的氮循环、碳循环和硫循环等关键过程，在物质转化和能量流动中起到重要的媒介作用。
微生物的生态功能微生物的生态功能多种多样，具体可分为以下几个方面。
1. 氮循环氮循环是生态系统中一个关键的物质循环过程，涉及到氮的转化和转运。
微生物在氮循环中发挥着关键作用，包括氮固定、氨化、硝化、反硝化等过程。
通过这些过程，微生物能够将大气中的氮气转化为植物可利用的氮化合物，同时也参与了氮化合物的还原和氧化反应。
2. 碳循环碳循环是生态系统中的另一个重要物质循环过程，微生物在其中也扮演着重要的角色。
微生物通过分解有机物质，将其转化为无机碳，进而参与到CO2的释放和吸收过程中。
同时，微生物还能够通过嗜热菌的存在，降解石油类化合物，减少其对生态系统的污染。
周德庆微生物学教程第3版微生物的生态课后答案与解析
4.用微生物监测环境污染（1）用肠道菌群的数屋作为水体质量的指标。
（2）用“艾姆氏试验法”（Ames test）检测水体的污染状况和食品、饮料、药物屮是否含有“三致”毒物。
（3）利用生物发光监测环境污染。
发光细菌是一类G、长有极生鞭毛的杆菌或弧菌，兼性厌氧，在有氧条件下能发出波长为475〜5O5nm的荧光。
①在发光细菌中，单个或较稀的细胞群不发荧光，只有当细胞达到一定浓度尤其是形成菌落或菌苔时才会发光。
②细菌发光的强度受环境中氧浓度、毒物种类及苴含慣等的影响，只要用灵敏的光电测定仪器就可方便地检测试样的污染程度或毒物的毒性强弱。
8.2课后习题详解1.为什么说十•壤是人类最丰富的菌种资源库？如何从屮筛选所需要的菌种？答：（1）土壤是人类最丰富的菌种资源库的原因：①为微生物提供了良好的C源、N源、能源；②为微生物提供了有机物、无机盐、微童元素；③满足了微生物对水分的要求；④土壤pH值范围5.5〜8.5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。
（2）从土壤中筛选所需菌种的一般步骤：采集菌样T富集培养―纯种分离T性能测定。
①采集菌样：从适合的环境采集菌样，然后再按一定的方法分离、纯化。
②富集培养：设仅适合待分离微生物旺盛生长的特定环境条件，使其群落中的数呈大大增加，从而分离出所需微生物。
③纯种分离：接种前婆对培养基进行灭菌处理。
在整个微牛物的分离和培养中，-定要注意在无菌条件下进行。
纯化微生物培养的接种方法包括稀释涂布平板法、划线平板法等。
④性能测定。
2.试讨论空气、灰尘、微生物和微生物学间的相互关系。
答：空气、灰尘、微生物和微生物学间的相互关系如下：（1）空々中并不含微生物生长繁殖所需要的营养物质、充足的水分和其他条件，且口光中还有有害的紫外线的照射，因此不是微生物良好的生存场所。
然而，空气中还是含有一定数量的微生物。
这是由于土壤、人和动植物体等物体上不断以微粒、尘埃等形式飘逸到空气中而造成的。
《微生物的生态》PPT课件
a
3
微生物生态 研究处于环境中的微生物和与微生物
相联系的物理、化学和生物等环境条件,以 及它们之间的相互关系的一门分支科学。
研究微生物生态的意义: 发掘丰富的菌种资源，推动进化、分
类的研究，开发应用微生物制剂，生态农 业、生物能源、生态平衡、智治理环境污 染
a
4
第一节 自然界中的微生物 一.土壤中的微生物
a
10
发酵性微生物区系(Fermentative microbial
flora)
是指对新鲜有机物很为敏感在有新鲜有机物 进入时可爆发性地旺盛发育，而在新鲜有机物 消失后又很快消退的微生物类群。如格兰氏阴 性无芽孢杆菌、酵母菌、芽孢杆菌、链霉菌、 根霉、曲霉、木霉、镰刀霉等
有新鲜有机物时发酵性微生物区系占优势。 衰退后，土著性微生物区系重占优势
采样 测定
饮用水消毒常用方法：加入液态氯或 次氯酸盐
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16
三. 空气中的微生物
微生物在空气中只能短时间停留，就要落地， 大部分死亡，包括一些人体病原菌， 但结核、白喉 ，炭疽等杆菌和肺炎双球菌、
葡萄球菌、流或病毒、脊髓灰质炎病毒抗性 比较强。能传染疾病。
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。
万个／克土），纤毛虫，鞭毛虫、肉足虫等为主，
它们以其它微生物和有机物碎片为食，对其它几类
微生物的数量起调节作用。
数量分布：
细菌＞放线菌＞真菌＞藻类＞原生动物
a
7
影响因数
例如：
有机物含量（水平）、 湿度、pH、土壤类型、 深度、施肥、季节；
不同土壤中的微生物的 数量
施肥对土壤中微生物数 量的影响
不同深度的土壤中所含 的微生物的数量
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六、工农业产品中的微生物
微生物常常引起工业产品发生霉变（由霉菌引起的）、腐烂
（由细菌、酵母菌引起的，使物体变软、发臭性的劣化）、腐 朽（主要由酶降解有机质使其劣化的现象。如担子菌腐朽木 材）、腐蚀（由碳酸盐还原菌、铁细菌、硫细菌引起金属的劣 化）和变质（产品质量下降）等。引起各种农业产品，如粮食、
坐
坐站起 走 爬楼梯 运动
50万
100~250万 500~1000万 1000万
细菌
腋窝
鼻内分泌物
唾液 粪便 皮肤表面 皮屑 皮肤更替 粒子脱落
约100万/g
约10亿/g 710亿/g 约1.75m2 约5d一次 71000万/d
1500~3000万
人体所散发的粒子数
生命科学与工程学院
人体所带的细菌和皮屑数
20℃下，1升污水中所含的有机物（主要是有机碳源），在进行 微生物氧化时，5日内所消耗的分子氧的毫克数；COD为化学
需氧量，指的是使用强氧化剂使1升污水中的有机物进行化学氧
化时，所消耗氧的毫克数。
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二、微生物处理污水的方法
（一）需氧处理法活性污泥法及生物滤膜法
（二）厌氧处理法沼气发酵
一、微生物处理污水的原理
二、微生物处理污水的方法
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一、微生物处理污水的原理
表示污水中有机物含量的指标有两个，即BOD
（biochemical oxygen demand）和COD（chemical oxygen demand）。BOD为生化需氧量，是一种表示水中有机物含量的
间接指标，常用BOD5，即“五日生化需氧量”来表示，指在
6．嗜压微生物(barophiles)
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第二节 微生物与生物环境间的相互关系
一、互生（metabiosis）
指两种可以单独生活的生物，当它们生活在一起时，通过各自的代谢活动而
有利于对方，或偏利于一方的一种生活方式。
二、共生(symbiosis)
是指两种生物共居在一起，相互协作，相依为命，甚至达到合二为一的一种 相互关系。
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二、水体中的微生物
海水
腐败型水生微生物区系
淡水
清水型微生物区系
我国制订的生活饮用水卫生标准中规定，每100毫升水中大肠 菌群最近似值<3，每毫升水中细菌总数不得超过100cfu。
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三、空气中的微生物
（一）空气中微生物的分布
（二）空气中微生物的来源
1．尘埃 2．飞沫
五、捕食(predatism)
一般指一种较大型的生物的直接捕捉、吞食另一种生物以满足其营养需要的
相互关系。
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第三节 微生物在自然界物质循环中的作用
一、碳素循环 二、氮素循环 三、磷素循环 四、硫素循环
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一、碳素循环
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二、氮素循环
1．氨化作用 2．硝化作用
（1）第一阶段 消化阶段 （2）第二阶段 产酸阶段 （3）第三阶段 产甲烷阶段 产甲烷的主要反应有： ① 4H2+CO2→CH4+2H2O ② CH3COOH→CH4+CO2 ③ 4HCOOH→CH4+3CO2+2H2O ④ 4CH3OH→3CH4+CO2+2H2O ⑤ 2CH3CH2OH+CO2→2CH3COOH+CH4
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颗粒的直径 （μm） ＜1 1~ 2~ 4~ 8~15
颗粒的数量 喷嚏
800000 689000 101000 16000 1600
飞沫直径 （μm） 1 2 5 10 50 100
沉降速度 （英尺/小时） 0.36 1.44 9 36 900 3600
咳嗽
66000 21300 2800 700 38
三、寄生(parasitism)
指一种小型生物生活在另一种较大型生物的体内，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 宿主或寄主。
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四、拮抗(antagonism)
指由某种生物产生的某种代谢产物可抑制他种生物的生长发育甚至杀死它们 一种相互关系。
3．反硝化作用
4．生物固氮作用
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三、磷素循环
1．有机磷化物的分解（解磷作用） 2．不溶性无机磷化物的转化（溶磷作用） 3．磷的微生物固定与磷酸盐还原
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四、硫素循环
1．含硫有机物的分解 2．硫化作用 3．反硫化作用
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第四节 微生物在污水处理中的作用
第六章 微生物的生态
第一节 微生物在自然界中的分布 第二节 微生物与生物环境间的相互关系 第三节 微生物在自然界物质循环中的作用 第四节 微生物在污水处理中的作用
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第一节 微生物在自然界中的分布
一、土壤中的微生物 二、水体中的微生物 三、空气中的微生物 四、植物体表和体内的微生物 五、动物体表和体内的微生物 六、工农业产品中的微生物 七、极端环境中的微生物
食品等腐败变质。
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七、极端环境中的微生物
通常把在高盐、高碱、高温、低温、高酸、高酸热、高干 旱、高压、高辐射以至高浓度重金属离子和低营养等极端环境 下生存的微生物称为极端环境微生物。 极端环境微生物的常见类型：
1．嗜热微生物（thermophiles） 2．嗜冷微生物(psychrophiles) 3．嗜酸微生物(acidophiles) 4．嗜碱微生物(alkalinophiles) 5．嗜盐微生物(halophiles)
正常果蔬组织内部一般为无菌状态或菌数很少。常分离到的
微生物是一些酵母菌和假单胞菌属的菌。
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五、动物体表和体内的微生物
部位
皮肤 口腔和咽腔
常见的微生物
葡萄球菌、类白喉杆菌、链球菌、芽孢杆菌、分枝杆菌、假丝酵母、非致病 性丙酸杆菌、某些真菌。 葡萄球菌、绿色链球菌、奈氏菌、类白喉菌、肺炎链球菌、乳酸杆菌、梭形 杆菌、放线菌、嗜血杆菌、螺旋体、假丝酵母。
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一、土壤中的微生物
土壤是微生物的天然培养基， 它具备着大多数微生物正常发育所必需的一切条件， 它是自然环境中微生物种类最多、数量最大的场所。 土壤中微生物种类极其繁多 微生物在各层土壤中的分布不是均匀的。 土壤中微生物的组成直接受植物种类、土壤性质、地理条件、有机物和无机 物的种类和含量等的影响。
喷嚏和咳嗽所产生的飞沫滴大小
不同大小飞沫在空气中的沉降速度
1．沉降平板法
2．化学方法
化学药品应具下列特性：
①高度杀菌； ②容易成气溶胶，而且在此状态下保持较长时间；
③在常温常湿下有效；
④在常用浓度时应对人体无毒性、无刺激性； ⑤不具有染色性、褪色性或损害物品。
生命科学萄球菌、嗜血杆菌、链球菌。
葡萄球菌、类白喉杆菌、链球菌、分枝杆菌、拟杆菌、梭形杆菌。 葡萄球菌、乳酸杆菌、链球菌、类白喉杆菌、梭菌、拟杆菌、大肠杆菌、假 丝酵母。
人体各部位常见的正常微生物群
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体态 站
散发粒子数 个/min
10万
名称
部位 手 前额 头发
部位 100~100/cm2 1000~10000/cm2 约100万/cm2 约1~1000万/cm2
胃
小肠 大肠 鼻 外耳道
链球菌、葡萄球菌、乳酸杆菌。
乳酸杆菌、拟杆菌、梭菌、分枝杆菌、肠道球菌、肠杆菌。 拟杆菌、梭形杆菌、梭菌、链球菌、大肠杆菌、葡萄球菌、变形杆菌、肠道 球菌、乳酸杆菌、分枝杆菌、假单胞菌、放线菌。 葡萄球菌、绿色链球菌、奈氏菌、肺炎链球菌。 葡萄球菌、类白喉杆菌、绿脓杆菌、假单胞菌。
（三）空气中微生物的检测
1．沉降平板法 2．液体撞击法
（四）空气的净化与消毒
1．物理方法
2．化学方法
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紫外线照射 过滤除菌
四、植物体表和体内的微生物
植物体表上存在的微生物叫附生微生物。这些微生物可引起
自然发酵，如黄瓜、甘蓝、萝卜等多种蔬菜上附着的乳酸菌可 引起乳酸发酵，附着的的酵母菌可引起酒精发酵。还有引起果 蔬腐败变质的微生物病原菌等。