9 海洋微生物在海洋生态系统中的作用PPT课件
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混合层中，细菌通过氨化作用产生的氨态氮是再生生产力的重要 物质基础。
除细菌外，海洋真菌和放线菌也是蛋白质及其含氮衍生物的重要 分解者。海洋病毒的裂解作用对为含氮有机物的再生提供重要的 物质基础。
（3）、硝化作用
反应分两步，只有少数几种自养细菌可进行硝化作用。 没有一种细菌完成两步反应。
氨氧化细菌、亚硝化细菌：将氨氧化成亚硝酸， 亚硝酸氧化细菌、硝化细菌：将亚硝酸氧化成硝酸。 硝化杆菌、亚硝化螺菌、亚硝化球菌、亚硝化单胞菌
盛 除了严格需氧的硝化菌外，氨的氧化也能在无氧条件下
进行，称为无氧的氨氧化 除自养硝化细菌外，还有一些异养细菌、真菌和放线菌
能将铵盐和有机氮化物氧化成亚硝酸和硝酸。
（2）硝化作用的农业和环境意义
提供氮素营养 水华、赤潮 高铁血浓蛋白症 “量赤可硝水繁潮也酸花殖或形盐”使红成含或水潮“体花(量r水出e,过d从华现高t而”颜id使的色e(sw海植)a,:t并水物e在r变出海青b得现l洋贮o浑红o中过m浊色),:,某或程藻许些褐中类多甲色在(藻主藻。类反要类团硝是大块化微量漂藻繁细浮殖)菌在的也水大
海洋微生物 在海洋生态系统中的作用
海洋微生物既是水体中的分解者，又是重要的生产 者，以其多样化的代谢活动参与海洋中物质转化和分解 过程。
海洋雪(marine snow):细菌分泌的黏液状符合物细菌、 微型植食者和无生命的有机颗粒聚集成有机碎屑。即为 生态上具有重要意义的海洋雪。
微生物食物环（微食物环，microbial loop）：指从溶 解性有机物到微型生物的能流过程。是食物链的重要补 充，海洋细菌是微食物环的关键环节。使已经离开事物 链的不能利用的溶解性的有机质转化为颗粒有机物，使 之有可能重新回到食物链网中。是Azam于1983年提出 的。
海域较为强烈。 具有反硝化功能的细菌主要是假单胞菌。
三、微生物与生物地球化学循环
物质循环即生物地球化学循环(biogeochemical cycle)，它是 物质在生物与非生物之间反复交换和运转的过程，包括化学 元素的有机质化和有机物质的无机质化。
（一）碳素生物循环（自学） （二）氮素生物循环
可以存在于海洋中。 在海洋沉积物中，在大陆架和近岸海域的海水中，硝
化作用明显，
（4）、吸收作用 吸收水体中的各种可溶性氮素化合物。吸收氨氮
和硝酸盐
（5）、硝酸盐还原和反硝化作用。 指硝酸盐转化为气态氮化合物。多发生在pH为中丰富，溶解氧浓度低的内湾和河口
（1）蛋白质的氨化 （2）尿素和尿酸的氨化 （3）几丁质的降解和氨化
3.硝化作用
将氨氧化成硝酸盐的过程 （1）硝化细菌及其对氨的氧化
硝化作用是由两群化能自养细菌进行的，先是亚硝酸单 胞菌将氨氧化为亚硝酸，然后硝酸杆菌再将亚硝酸氧化 为硝酸，这两群细菌统称为硝化细菌
硝化细菌是严格好养的化能无机营养微生物 通气良好的中性和微酸性旱地土壤中，硝化作用十分旺
4、海洋放线菌和海洋真菌
产生各种酶类是有机物质的有效分解者。促进无 机营养物的再生。为植食性动物提供营养，
海洋真菌，特别是海洋沉积物中的真菌菌丝和酵 母菌体是海洋原生动物、底栖动物的饵料来源。
二、在海洋生态系统物质循环中的作用
1、在海洋碳循环中的作用 海洋微生物既是生产者，又是消费者，参与有机
的营养价值，并减少碎屑的体积，有利于浮游动物的摄食。 海洋动物消化道内的海洋细菌分解动物吞食却不能消化的有机物
质，分解产生的物质供动物利用。 海洋细菌分解产生的无机物直接或间接为海洋植物提供营养。
2、海洋微生物是生产者
自养微生物是重要的初级生产者。在超微型浮游生物类群对初级 生产力的贡献中，蓝细菌占有很大的比重。
DOC和POC
第一营养级，初级生产者：浮游植物（自养）
第二营养级，初级消费者：植食者
第三营养级，次级消费者：直接或间接以植食者为 食。
一、在海洋生态系统能流中的作用
1、海洋细菌是有机物质的分解者 分解植食性动物不能直接食用的部分海洋植物。 参与海洋雪的形成，在增加自身的生物量的同时，提高了海洋雪
1.氮素循环的途径 2.氨化作用 3.硝化作用 4.反硝化作用 5.生物固氮作用
（三）物质循环与土壤肥力
（二）氮素生物循环
1.氮素循环的途径
固氮作用 （原核微生 物的固氮， 原核微生物 与植物共生 固氮
氨化作用 （微生物的分 解作用）
2.氨化作用
含氮有机物质通过各类微生物分解转化为氨，称 为氨化作用（ammonification）
3、海洋病毒
海洋病毒可作为营养被异养鞭毛虫摄食。 海洋病毒可感染裂解细菌、蓝细菌、及真核藻类，
直接影响海岸以内感初级生产力和次级生产力。 裂解的的内含物进入DOC库，病毒颗粒及溶出物粗
机了有机碎屑的形成。 病毒作为海洋生态系统生物种群结构、生物量和生
产力的重要调节因素，使系统内物质循环和能量流 动更加多样化。
海洋细菌具有光合作用能力。即海洋光合细菌
海洋化能自养细菌在氧化无机物的过程中获得能量，并进行有机 物的初级生产，在特殊的生态系统中占主要地位。
海洋异养浮游细菌可将光合作用过程中释放出来的低浓度的溶解 性有机碳DOC同化为数量巨大，营养丰富的有机颗粒POC，进而传 递给原生动物、后生动物，由此形成以异养浮游细菌为基础的摄 食关系，即微生物环。
蓝细菌是水环境中的重要固氮菌，每年固氮的速率为22Kg/hm2， 比土壤中高1-2个数量级。异形胞在固氮中具有重要的作用。光 系统2和光系统1，二糖和谷氨酰胺
没有发现根瘤菌
（2）、氨化作用：在微生物或酶的作用下，产生氨气。 海洋微生物中的异养细菌可液化明胶，也能够消化鱼蛋白、蛋白
胨多肽、氨基酸、含硫蛋白和分解尿素等有机物。
碳生产、消费、传递、沉降和分解等所有过程， 对海洋生态系统的碳循环具有独特的作用
见海洋生物学P27。
2、在海洋氮循环中的作用
氮元素存在的形式与转化：氨和胺盐，亚硝酸盐、硝酸盐、有 机氮化合物和气态氮5类。
（1）、生物固氮 自生固氮和共生固氮，陆地/海洋=3/2，约3.6*107吨。固氮微
生物主要包括厌氧细菌、光合细菌、固氮菌和蓝细菌。固氮微 生物在营养盐缺乏的海区的有机物的生产中占有重要的地位。
除细菌外，海洋真菌和放线菌也是蛋白质及其含氮衍生物的重要 分解者。海洋病毒的裂解作用对为含氮有机物的再生提供重要的 物质基础。
（3）、硝化作用
反应分两步，只有少数几种自养细菌可进行硝化作用。 没有一种细菌完成两步反应。
氨氧化细菌、亚硝化细菌：将氨氧化成亚硝酸， 亚硝酸氧化细菌、硝化细菌：将亚硝酸氧化成硝酸。 硝化杆菌、亚硝化螺菌、亚硝化球菌、亚硝化单胞菌
盛 除了严格需氧的硝化菌外，氨的氧化也能在无氧条件下
进行，称为无氧的氨氧化 除自养硝化细菌外，还有一些异养细菌、真菌和放线菌
能将铵盐和有机氮化物氧化成亚硝酸和硝酸。
（2）硝化作用的农业和环境意义
提供氮素营养 水华、赤潮 高铁血浓蛋白症 “量赤可硝水繁潮也酸花殖或形盐”使红成含或水潮“体花(量r水出e,过d从华现高t而”颜id使的色e(sw海植)a,:t并水物e在r变出海青b得现l洋贮o浑红o中过m浊色),:,某或程藻许些褐中类多甲色在(藻主藻。类反要类团硝是大块化微量漂藻繁细浮殖)菌在的也水大
海洋微生物 在海洋生态系统中的作用
海洋微生物既是水体中的分解者，又是重要的生产 者，以其多样化的代谢活动参与海洋中物质转化和分解 过程。
海洋雪(marine snow):细菌分泌的黏液状符合物细菌、 微型植食者和无生命的有机颗粒聚集成有机碎屑。即为 生态上具有重要意义的海洋雪。
微生物食物环（微食物环，microbial loop）：指从溶 解性有机物到微型生物的能流过程。是食物链的重要补 充，海洋细菌是微食物环的关键环节。使已经离开事物 链的不能利用的溶解性的有机质转化为颗粒有机物，使 之有可能重新回到食物链网中。是Azam于1983年提出 的。
海域较为强烈。 具有反硝化功能的细菌主要是假单胞菌。
三、微生物与生物地球化学循环
物质循环即生物地球化学循环(biogeochemical cycle)，它是 物质在生物与非生物之间反复交换和运转的过程，包括化学 元素的有机质化和有机物质的无机质化。
（一）碳素生物循环（自学） （二）氮素生物循环
可以存在于海洋中。 在海洋沉积物中，在大陆架和近岸海域的海水中，硝
化作用明显，
（4）、吸收作用 吸收水体中的各种可溶性氮素化合物。吸收氨氮
和硝酸盐
（5）、硝酸盐还原和反硝化作用。 指硝酸盐转化为气态氮化合物。多发生在pH为中丰富，溶解氧浓度低的内湾和河口
（1）蛋白质的氨化 （2）尿素和尿酸的氨化 （3）几丁质的降解和氨化
3.硝化作用
将氨氧化成硝酸盐的过程 （1）硝化细菌及其对氨的氧化
硝化作用是由两群化能自养细菌进行的，先是亚硝酸单 胞菌将氨氧化为亚硝酸，然后硝酸杆菌再将亚硝酸氧化 为硝酸，这两群细菌统称为硝化细菌
硝化细菌是严格好养的化能无机营养微生物 通气良好的中性和微酸性旱地土壤中，硝化作用十分旺
4、海洋放线菌和海洋真菌
产生各种酶类是有机物质的有效分解者。促进无 机营养物的再生。为植食性动物提供营养，
海洋真菌，特别是海洋沉积物中的真菌菌丝和酵 母菌体是海洋原生动物、底栖动物的饵料来源。
二、在海洋生态系统物质循环中的作用
1、在海洋碳循环中的作用 海洋微生物既是生产者，又是消费者，参与有机
的营养价值，并减少碎屑的体积，有利于浮游动物的摄食。 海洋动物消化道内的海洋细菌分解动物吞食却不能消化的有机物
质，分解产生的物质供动物利用。 海洋细菌分解产生的无机物直接或间接为海洋植物提供营养。
2、海洋微生物是生产者
自养微生物是重要的初级生产者。在超微型浮游生物类群对初级 生产力的贡献中，蓝细菌占有很大的比重。
DOC和POC
第一营养级，初级生产者：浮游植物（自养）
第二营养级，初级消费者：植食者
第三营养级，次级消费者：直接或间接以植食者为 食。
一、在海洋生态系统能流中的作用
1、海洋细菌是有机物质的分解者 分解植食性动物不能直接食用的部分海洋植物。 参与海洋雪的形成，在增加自身的生物量的同时，提高了海洋雪
1.氮素循环的途径 2.氨化作用 3.硝化作用 4.反硝化作用 5.生物固氮作用
（三）物质循环与土壤肥力
（二）氮素生物循环
1.氮素循环的途径
固氮作用 （原核微生 物的固氮， 原核微生物 与植物共生 固氮
氨化作用 （微生物的分 解作用）
2.氨化作用
含氮有机物质通过各类微生物分解转化为氨，称 为氨化作用（ammonification）
3、海洋病毒
海洋病毒可作为营养被异养鞭毛虫摄食。 海洋病毒可感染裂解细菌、蓝细菌、及真核藻类，
直接影响海岸以内感初级生产力和次级生产力。 裂解的的内含物进入DOC库，病毒颗粒及溶出物粗
机了有机碎屑的形成。 病毒作为海洋生态系统生物种群结构、生物量和生
产力的重要调节因素，使系统内物质循环和能量流 动更加多样化。
海洋细菌具有光合作用能力。即海洋光合细菌
海洋化能自养细菌在氧化无机物的过程中获得能量，并进行有机 物的初级生产，在特殊的生态系统中占主要地位。
海洋异养浮游细菌可将光合作用过程中释放出来的低浓度的溶解 性有机碳DOC同化为数量巨大，营养丰富的有机颗粒POC，进而传 递给原生动物、后生动物，由此形成以异养浮游细菌为基础的摄 食关系，即微生物环。
蓝细菌是水环境中的重要固氮菌，每年固氮的速率为22Kg/hm2， 比土壤中高1-2个数量级。异形胞在固氮中具有重要的作用。光 系统2和光系统1，二糖和谷氨酰胺
没有发现根瘤菌
（2）、氨化作用：在微生物或酶的作用下，产生氨气。 海洋微生物中的异养细菌可液化明胶，也能够消化鱼蛋白、蛋白
胨多肽、氨基酸、含硫蛋白和分解尿素等有机物。
碳生产、消费、传递、沉降和分解等所有过程， 对海洋生态系统的碳循环具有独特的作用
见海洋生物学P27。
2、在海洋氮循环中的作用
氮元素存在的形式与转化：氨和胺盐，亚硝酸盐、硝酸盐、有 机氮化合物和气态氮5类。
（1）、生物固氮 自生固氮和共生固氮，陆地/海洋=3/2，约3.6*107吨。固氮微
生物主要包括厌氧细菌、光合细菌、固氮菌和蓝细菌。固氮微 生物在营养盐缺乏的海区的有机物的生产中占有重要的地位。