微生物學(xué)課件9

1、第九章第九章 微生物的生態(tài)微生物的生態(tài)Cncnc-micro1 1 1 1 微生物在生態(tài)系統(tǒng)中的作用生態(tài)環(huán)境中的微生物人體微生物及病源微生物的傳播微生物與環(huán)境保護(hù)內(nèi)容提要微生物在生態(tài)系統(tǒng)中的作用微生物在生態(tài)系統(tǒng)中的角色微生物與生物地球化學(xué)循環(huán)Cncnc-micro微生物在生態(tài)系統(tǒng)中的角色Cncnc-micro微生物是有機(jī)物的主要分解者微生物是物質(zhì)循環(huán)中的重要成員微生物是生態(tài)系統(tǒng)中的初級(jí)生產(chǎn)者微生物是物質(zhì)和能量的貯存者微生物是地球生物演化中的先鋒種類微生物與生物地球化學(xué)循環(huán)Cncnc-micro碳循環(huán)氮循環(huán)硫循環(huán)其他元素的微生物轉(zhuǎn)化磷循環(huán)鐵循環(huán)Cncnc-microNoImage碳循環(huán)碳在生物圈

2、中的總體循環(huán)微生物在碳循環(huán)中的作用降解作用呼吸作用發(fā)酵作用甲烷形成光合作用CO2+H2OCO2+CH2O醇有機(jī)酸 CO2+H2CH4光合作用發(fā)酵作用呼吸作用化石燃料碳在生物圈中的總體循環(huán)Cncnc-microNoImage氮素循自然界中的氮素循環(huán)微生物在氮素循環(huán)中的作用生物體有機(jī)酸NO3-NH4+NO2-NON2O大氣N2同化作用氨化作用硝化作用硝化作用反硝化作用生物固氮同化作用還原作用氮循環(huán)Cncnc-microNoImage微生物在氮循環(huán)中的作用固氮氨化作用硝化作用硝酸鹽還原和反硝化作用硫循環(huán)生物體有機(jī)硫SO42-H2S原素S硫酸鹽還原脫硫作用硫氧化作用硫氧化作用同化作用異化性硫酸鹽還原C

3、ncnc-microNoImage微生物在硫素循環(huán)中的作用硫的氧化硫酸鹽還原有機(jī)硫化物的礦化（硫化氫釋放）Cncnc-microNoImage其他元素的微生物轉(zhuǎn)化有機(jī)質(zhì)的分解作用無要離子的固定或同化作用無機(jī)離子和化合物的氧化作用氧化態(tài)還原態(tài)的還原作用Cncnc-microNoImage陸生生境的微生物水生生境的微生物大氣生境的微生物工農(nóng)業(yè)產(chǎn)品中的微生物生態(tài)環(huán)境中的微生物極端環(huán)境下的微生物生物體內(nèi)外的正常菌群微生物與生物環(huán)境間的關(guān)系Cncnc-microNoImage微生物與生物環(huán)境間的關(guān)系互生 共生竟?fàn)?寄生 捕食 中立生活、偏利作用、偏害作用 Cncnc-microNoImage互生 兩種生

4、物可以獨(dú)立生活。也可以形成松散的聯(lián)合，對(duì)一方有利，或雙方都有利微生物間的互生關(guān)系微生物與高等植物之間的互生關(guān)系微生物與人及動(dòng)物間的互生關(guān)系Cncnc-microNoImage微生物間的互生關(guān)系 固氮菌纖維素分解菌 固氮碳源Cncnc-microNoImage微生物與高等植物之間的互生關(guān)系 根際微生物與高等植物為微生物提供所需的營養(yǎng)物質(zhì)植物發(fā)達(dá)的根系改善了土壤結(jié)構(gòu)，水分和空氣 了解情況 條件，有利于微生物的生長。Cncnc-microNoImage微生物與人及動(dòng)物間的互生關(guān)系 人及動(dòng)物與其正常菌群即是互生關(guān)系某些種類微生物在數(shù)量極少的情況下對(duì)人及動(dòng)物物體是有益的。一般不會(huì)致病。Cncnc-mic

5、roNoImage共生兩種微生物緊密生活在一起，彼此依賴，相互為對(duì)方創(chuàng)造有利條件，有的達(dá)到了難以分離的程度。生理上相互分工，組織上形成了新的結(jié)構(gòu)，彼此分離各自就不能很好地生活。微生物間的共生微生物與植物共生體菌根微生物與動(dòng)物共生Cncnc-microNoImage微生物間的共生組成：真菌（子囊菌，擔(dān)子菌）單細(xì)胞藻類（綠藻，藍(lán)發(fā) 藻）共生組成一種植物體，地衣結(jié)構(gòu)：有些種地衣真菌無規(guī)律地纏繞藻類細(xì)胞，另一些 上下班種地衣真菌與藻類形成一定層排列。當(dāng)?shù)匾路敝?了解情時(shí)，表面生出珠狀粉芽。其中含有少量藻細(xì)胞和民工 真菌絲，粉芽脫離母體。生理：地衣中的真菌和藻類已形成特殊形態(tài)的整體了，地區(qū) 在生理上相互

6、依存，真菌營異養(yǎng)生活，藻類制造 上 養(yǎng)料，真菌提供水分、無機(jī)鹽供藻類光合作用。微生物與植物共生體菌根根毛根瘤菌侵入線已侵入的 根瘤菌根瘤根瘤的形成過程Cncnc-microNoImage微生物與動(dòng)物共生微生物和昆蟲的共生瘤胃共生發(fā)光細(xì)菌和海洋魚類共生牛羊等反芻動(dòng)物，草是主要飼料，但它們本身沒有分解纖維素的能力，而是靠瘤胃微生物幫助分解，使纖維素變成能被牛羊吸收的糖類。 Cncnc-microNoImage竟?fàn)幘範(fàn)?一種微生物生命活動(dòng)中，通過產(chǎn)生某些代謝產(chǎn)物或改變環(huán)境條件，能抑制其它微生物的生長繁殖，或毒害殺死其它微生物的現(xiàn)象。Cncnc-microNoImage寄生寄生 一種生物能侵入另一種生

7、物體內(nèi)吸取自己所需要的營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)行生長繁殖，在一定的條件下對(duì)后者造成損害或死亡的現(xiàn)象叫寄生。微生物間的寄生關(guān)系微生物對(duì)植物的寄生微生物對(duì)人與動(dòng)物的寄生Cncnc-microNoImage微生物間的寄生關(guān)系細(xì)菌間：一種細(xì)菌可以寄生在另一種細(xì)菌體內(nèi) 奪戰(zhàn) 如食菌蛭弧菌能寄生在大腸桿菌等許發(fā) 多-菌體內(nèi)。真菌間：一種真菌寄生在另一種真菌間較普遍 真菌間的寄生寄生物先分泌毒素，引起寄主活力衰退，然后再纏繞致死Cncnc-microNoImage有些寄生真菌不分泌毒素，由菌絲將寄主的菌絲緊緊地纏繞起來，再由接觸部位侵入寄主菌絲內(nèi)吸收營養(yǎng)使之死亡。還有些寄生真菌將菌絲或吸器伸到寄主真菌絲內(nèi)或寄生菌絲與寄主

8、菌絲接觸，溶解寄主細(xì)胞膜，吸取其營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)行生長繁殖。微生物對(duì)植物的寄生微生物對(duì)植物的寄生微生物對(duì)植物的寄生很普遍，這是植物發(fā)生病害的重要原因。能引起植物病害的微生物稱為植物病原微生物植物或染病微生物發(fā)病后，出現(xiàn)變色，組織壞死，萎蔫和畸形等癥狀。能引起植物病害的有真菌、細(xì)菌、病毒等。植物病害以真菌病害為主，占。細(xì)菌性植物病害占。Cncnc-microNoImage已發(fā)現(xiàn)的植物病毒共有多種，病毒都只能通過傷口侵入植物活細(xì)胞和組織中,通過輸導(dǎo)組織擴(kuò)散到主植株。病株植物可通過嫁接，土壤，昆蟲傳播等各種途徑傳播。 病毒性植物傳染病： 植物病毒病害類型(從外觀可分為三種)花葉型：受害植株葉片顏色深淺不一

9、，出現(xiàn)斑駁，如煙草花葉病毒，馬鈴薯花葉病毒等所引起病害都是花葉型。黃化型：受害植株葉片呈黃綠或黃色，如蠶豆病毒病，桃萎蔫黃病等卷葉、縮葉、萎縮、叢生、矮化等各種畸型，如馬鈴薯卷葉病，桃小果病等。Cncnc-microNoImage植物病害的防治選育抗病品種，提高抗病能改良栽培技術(shù)及栽培環(huán)境條件，以有利植物生長發(fā)育，不利病原微生物生長（升汞浸種）Cncnc-microNoImage微生物對(duì)人與動(dòng)物的寄生微生物在人體和動(dòng)物體內(nèi)寄生引起人與動(dòng)物的傳染病常見的畜禽傳染：炭疽病，口蹄疫，豬瘟，雞瘟病等病原微生物寄生在有益的動(dòng)植物體內(nèi)會(huì)給人們?cè)斐山?jīng)濟(jì)損失，寄生有害在動(dòng)物體內(nèi)，則對(duì)人類是有益的，可以加以利用

10、。獵食原生動(dòng)物以水體和土壤中的細(xì)菌，放線菌，真菌的孢子及單細(xì)胞藻類為食，這種關(guān)系即為獵食關(guān)系。Cncnc-microNoImageCncnc-microNoImage陸生生境的微生物土壤是微生物良好的生活場所 土壤中的微生物細(xì)菌 放線菌 真菌 藻類 和 原生動(dòng)物微生物在土壤中的分布的影響因素Cncnc-microNoImage土壤是微生物良好的生活場所 1、為微生物提供了良好的 源、源、能源2、為微生物提供有機(jī)物 無機(jī)鹽 微量元素4、土壤值范圍5.58.5之間5、溫度 季節(jié)與晝夜溫差不大6、土壤顆粒空隙間充滿著空氣和水分7、適宜的滲透壓3、滿足了微生物對(duì)水分的要求 Cncnc-microNoI

11、mage細(xì)菌 生物量：單位體積內(nèi)活細(xì)胞的重量 每克肥土可含億個(gè)細(xì)菌以每畝半尺深耕作層土壤重30萬計(jì), 細(xì)菌活重約100450斤 Cncnc-microNoImage放線菌多分布在有機(jī)物較豐富的堿性土壤中（幾萬幾百萬）克土壤 土壤中放線菌數(shù)量僅次于細(xì)菌由于菌體大，其生物量與細(xì)菌接近Cncnc-microNoImage真菌 真菌主要分布在接近地面的土層中 以絲狀體和孢子體形式存在于土壤中 (幾千幾十萬個(gè))/每克土壤，由于菌體粗大，其生物量不低于細(xì)菌，放線菌，為0.6mgg土壤，菌絲最長可達(dá)米。如酵母在果園土壤里含量幾十萬個(gè)g土壤。Cncnc-microNoImage藻類和原生動(dòng)物藻 類 （萬個(gè)克土

12、）原生動(dòng)物 （萬個(gè)克土）纖毛蟲，鞭毛蟲、肉足蟲等為主，它們以其它微生物和有機(jī)物碎片為食，對(duì)其它幾類微生物的數(shù)量起調(diào)節(jié)作用。Cncnc-microNoImage微生物在土壤中的分布的影響因素土壤深度對(duì)微生物分布的影響有機(jī)物含量對(duì)微生物分布的影響碳源對(duì)微生物分布的影響酸堿度影響微生物分布Cncnc-microNoImage微生物的水域環(huán)境水中無機(jī)鹽 水中有機(jī)物值溫度光線水生生境的微生物淡水中的微生物海水中的微生物Cncnc-microNoImage淡水中的微生物細(xì)菌總數(shù)不得超過 ：100個(gè)/毫升 飲用水消毒常用方法：加入液態(tài)氯或次氯酸鹽大腸菌群指數(shù)不得超過 ：3個(gè)/升 我國相關(guān)法規(guī)對(duì)飲用水微生物指

13、標(biāo)的規(guī)定Cncnc-microNoImage空氣干燥，不利于微生物生命活動(dòng)不是微生物生長繁殖的場所但卻飄浮著相當(dāng)數(shù)量的微生物，來自地面、動(dòng)植物、塵土。大氣生境的微生物城市街道，醫(yī)院、畜舍等公共場所空氣中含量高，森林，海洋、高緯度地帶的空氣中微生物含量很少Cncnc-microNoImage微生物在空氣中只能短時(shí)間停留，就要落地，大部分死亡，包括一些人體病原菌，大氣生境的微生物但結(jié)核、白喉 ，炭疽等桿菌和肺炎雙球菌、葡萄球菌、流或病毒、脊髓灰質(zhì)炎病毒抗性比較強(qiáng)。能傳染疾病。微生物在空氣傳播的距離是無限的，因而其分布是世界性的。 空氣中的微生物的數(shù)量是大氣污染程度的標(biāo)志之一Cncnc-microN

14、oImage工農(nóng)業(yè)產(chǎn)品中的微生物糧油食品中的微生物工業(yè)材料上的微生物Cncnc-microNoImage鮮肉：假單胞桿菌,大腸桿菌,球菌,腸球菌蛋類：環(huán)境中細(xì)菌、霉菌可進(jìn)入蛋殼使蛋變臭菜果：細(xì)菌、真菌、病毒、酵母菌魚 ： 水體中的微生物類群糧油食品中的微生物Cncnc-microNoImage罐頭食品是人仍然用來長期保存食品的一種方法，主要通過密封如熱殺死微生物，即可長期保存，但有些耐熱的芽孢桿菌，芽孢梭菌能形成芽孢，引起罐頭變質(zhì)。Cncnc-microNoImage糧油食品中的微生物 防止糧食污染霉變的辦法是所貯糧食含水量低于造成低溫缺氧環(huán)境（密閉）使用防霉化學(xué)藥劑Cncnc-microNo

15、Image工業(yè)材料上的微生物 腐蝕木材： 擔(dān)子菌類、多孔目、多孔菌、層孔菌 腐蝕金屬：鐵細(xì)菌、細(xì)菌 腐蝕紡織品：細(xì)菌、霉菌Cncnc-microNoImage 防腐方法用防菌物隔離：瀝青涂管道用殺菌劑處理材料： 紙漿中加入五氯酚，有機(jī)汞改變材料分子結(jié)構(gòu)：使之具抗菌性能 如把棉花纖維素分子乙酰化或氰乙基化(工業(yè)材料)Cncnc-microNoImage極端環(huán)境下的微生物嗜熱菌嗜冷菌嗜酸菌嗜堿菌嗜鹽菌嗜壓菌抗輻射的微生物Cncnc-microNoImage生物體內(nèi)外的正常菌群 人 體: 正常微生物區(qū)系 植物體表：分泌物可被微生物利用 動(dòng)物體表：為動(dòng)物體正常菌群Cncnc-microNoImage微

16、生物與環(huán)境保護(hù)環(huán)境中的主要污染物微生物對(duì)污染物的降解與轉(zhuǎn)化污染物的微生物的處理污水處理Cncnc-microNoImage環(huán)境中的主要污染物無毒有機(jī)物 有毒有機(jī)物 無毒無機(jī)物 有毒無機(jī)物 Cncnc-microNoImage具體危害有四種表現(xiàn)急性危害造血障礙畸形致癌外：皮膚內(nèi)：內(nèi)臟大：器官小：血細(xì)胞Cncnc-microNoImage鉛是對(duì)人體有害的金屬蔬菜空氣 消化道 呼吸道 骨髓血紅素合成酶 造血系統(tǒng)貧血鉛 Cncnc-microNoImage微生物對(duì)污染物的降解與轉(zhuǎn)化微生物對(duì)無毒有機(jī)物的降解 微生物對(duì)有毒有機(jī)物的降解 微生物對(duì)重金屬的轉(zhuǎn)化 生物降解（biodegradation）：是微生

17、物對(duì)物質(zhì)（特別是環(huán)境污染物）的分解作用。 Cncnc-microNoImage微生物對(duì)有毒有機(jī)物的降解 農(nóng)藥 石油 洗滌劑 多氯聯(lián)苯 氰和腈 農(nóng)藥 微生物作用 被氧化 被脫鹵 被還原 被脫烴 ClClClClClClCl大腸桿菌等 脫鹵作用 2002.11.19巴哈馬籍油輪“威望號(hào)”在西班牙發(fā)生斷裂沉沒導(dǎo)致燃料油泄漏。這艘船共裝有7.7萬噸燃料油。 動(dòng)物保護(hù)者在為鳥清洗身上的油污 Cncnc-microNoImage微生物對(duì)重金屬的轉(zhuǎn)化 微生物不能降解重金屬，微生物作用于重金屬主要是改變金屬在環(huán)境中的存在狀態(tài)從而改變它們的毒性。 Hg的微生物轉(zhuǎn)化無機(jī)汞（Hg2+）的甲基化無機(jī)汞（Hg2+）還原成HgO甲基汞還原成HgOCncnc-microNoImageNoImage污染物的微生物處理污水處理污水污水處理中的特殊微生物污水生物處理原理污水生物處理類型Cncnc-microNoImage污水當(dāng)進(jìn)入水