第二章微生物基礎(chǔ)

安排時間周次內(nèi)容學(xué)生講演ppt的內(nèi)容09.213簡介、結(jié)構(gòu)、染色、營養(yǎng)、生長曲線9.284生態(tài)、物質(zhì)循環(huán)、生存因子生存因子（包括不利因素），2節(jié)課10.126微生物生理生化10.197脫氮除磷原理及工藝脫氮除磷的常見工藝及比較，2節(jié)課10.268人工濕地、填埋、水源11.029赤潮控制微生物學(xué)專題11.0910淡水富營養(yǎng)化與藍藻專題藍藻的研究進展，3節(jié)課11.1611土壤與環(huán)境微生物研究方法專題111.2312土壤與環(huán)境微生物研究方法專題212.3013土壤微生物生態(tài)工程專題12.0714AMF專題112.1415AMF專題2AMF應(yīng)用的進展，3節(jié)課12.2118考查4個小組，每組15-20min1微生物生態(tài)23一、生態(tài)系統(tǒng)概念

生態(tài)系統(tǒng)(ecosystem)是在一定時間和空間范圍內(nèi)，由生物與它們的生境（光、水、土壤、空氣和其它生物因子）通過能量流動和物質(zhì)循環(huán)所組成的一個自然體。

生態(tài)系統(tǒng)=生物群落+環(huán)境條件

生態(tài)系統(tǒng)是生態(tài)學(xué)的功能單位之一（個體、種群、群落和生態(tài)系統(tǒng)）。

3生態(tài)系統(tǒng)組成4生態(tài)系統(tǒng)環(huán)境條件生物群落能源：太陽輻射生物代謝產(chǎn)物：CO2、O2、H2O、無機鹽媒質(zhì)：水、大氣、土壤基質(zhì)：砂、巖石泥土其他環(huán)境條件：溫度、pH生產(chǎn)者：植物群落、藻類等消費者：動物群落分解者：異養(yǎng)微生物、原生動物及微型后生動物4生態(tài)平衡生態(tài)平衡是指生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)和能量輸入輸出在較長的時間內(nèi)趨于相等，生態(tài)系統(tǒng)的組成、結(jié)構(gòu)和功能長期處于穩(wěn)定狀態(tài)，即使有外來干擾，生態(tài)系統(tǒng)能通過自行調(diào)節(jié)能力恢復(fù)到原來的穩(wěn)定狀態(tài)。生態(tài)系統(tǒng)在一定的時間和空間內(nèi)，保持相對穩(wěn)定的狀態(tài)，并能對外來干擾進行自我調(diào)節(jié)。生態(tài)閾值：生態(tài)系統(tǒng)對來自自然界或人類施加干擾的最大限度的調(diào)節(jié)能力。5生態(tài)系統(tǒng)的功能生物生產(chǎn)能量流動物質(zhì)循環(huán)信息傳遞67能量流動物質(zhì)循環(huán)過程方向特點單向（太陽能化學(xué)能熱能）逐級遞減生產(chǎn)者初級消費者次級三級非生物環(huán)境生產(chǎn)者消費者分解者循環(huán)流動收支平衡太陽能光合作用生產(chǎn)者轉(zhuǎn)移

各級消費者分解者非生物環(huán)境呼吸呼吸呼吸遺體7物質(zhì)循環(huán)的特點不滅的循環(huán)庫和流通率在受人類干擾以前一般是處于一種穩(wěn)定的平衡狀態(tài)。元素和難分解的化合物常發(fā)生生物積累、生物濃縮和生物放大現(xiàn)象8物質(zhì)循環(huán)水：物質(zhì)循環(huán)的核心氧：氧化和還原（植物、微生物）碳：CO2是碳循環(huán)的核心氮：氨化、硝化、反硝化、固氮硫：有機硫、無機硫、元素硫磷：有機磷、無機磷、膦PH39物質(zhì)循環(huán)與微生物水：循環(huán)過程和微生物關(guān)系不太緊密氧：異養(yǎng)微生物的氧化，藻類等微生物還原碳：異養(yǎng)微生物分解、自養(yǎng)微生物固碳氮：氨化菌、（亞）硝化細(xì)菌、反硝化細(xì)菌、固氮菌硫：有機硫、無機硫、元素硫（硫化、硫磺細(xì)菌）磷：有機磷、無機磷、膦PH310物質(zhì)循環(huán)中一些典型的微生物碳循環(huán)過程中：異養(yǎng)微生物絕大多數(shù)細(xì)菌、全部真菌，如酵母菌自養(yǎng)微生物：藻類順便釋放O211物質(zhì)循環(huán)中一些典型的微生物氮循環(huán)過程中：亞硝化細(xì)菌和硝化細(xì)菌，兩者為化能自養(yǎng)菌，G－，專性好氧，要求中性、弱堿性環(huán)境，以CO2為唯一碳源，最適溫度25～30℃。12物質(zhì)循環(huán)中一些典型的微生物固氮微生物：細(xì)菌（根瘤菌、固氮菌等）和藍藻豆科作物的共生固氮占全球生物固氮總量的40%左右自生固氮自生固氮微生物可以在環(huán)境中自由生活，能獨立進行固氮作用，如拜氏菌屬、光合細(xì)菌等。共生固氮共生固氮微生物只有在與其它生物緊密生活在一起的情況下，才能固氮或才能有效地固氮。固氮效率高。如根瘤菌。聯(lián)合固氮固氮微生物僅存在于植物的根際，并不侵入根毛生成根瘤，固氮效率較高。如雀稗固氮菌。1314固氮微生物紅萍是一種水生蕨類植物，葉腔中有固氮藍藻共生，其生長快，固氮率高，每公頃萍體產(chǎn)量可達22500~30000kg，含純氮75kg左右。我國目前在農(nóng)業(yè)上利用有大豆、花生、蠶豆、綠豆、豇豆、扁豆等，以及各種豆科牧草和豆科綠肥，包括紫云英、苕子、箭舌豌豆、紫苜蓿、三葉草、草木樨等。與根瘤菌共生的非豆科植物有榿木屬、楊梅屬、木麻黃屬、馬桑屬)、銀杏屬、胡頹子屬等的一些種類。

15物質(zhì)循環(huán)中一些典型的微生物硫循環(huán)過程中的微生物：好養(yǎng)：貝日阿托氏菌屬、發(fā)硫菌、硫桿菌；厭氧：綠菌屬、脫硫弧菌屬、脫硫單胞菌屬、著色菌屬、不產(chǎn)氧光合細(xì)菌，還有嗜熱古菌和藍細(xì)菌。16物質(zhì)循環(huán)中一些典型的微生物

硫化作用——在有氧條件下，通過硫細(xì)菌的作用將還原態(tài)無機硫化物（硫化氫）氧化為硫酸的過程，硫化細(xì)菌和硫磺細(xì)菌參與硫化作用。硫化細(xì)菌。歸屬硫桿菌屬，G－，從氧化硫化氫、元素硫、硫代硫酸鹽等中獲得能量，產(chǎn)生硫硫磺細(xì)菌。指將硫化氫氧化為硫，并將硫粒積累在細(xì)胞內(nèi)的細(xì)菌。包括絲狀硫磺細(xì)菌和光能自養(yǎng)硫細(xì)菌。17