高職版環(huán)境微生物第四章微生物生態(tài)

高職版環(huán)境微生物第四章微生物生態(tài)2024/1/42學(xué)習(xí)目標(biāo)1、了解微生物在環(huán)境介質(zhì)中的分布；

2、掌握互生、共生、寄生、拮抗、捕食等微生物之間的相互關(guān)系；

3、了解微生物在碳素、氮素及其他元素循環(huán)中的作用；2024/1/43

微生物生態(tài)學(xué)(microbiologicalecology):

研究微生物在自然環(huán)境中的行為和活性。2024/1/44人體體表及體內(nèi)存在大量的微生物：皮膚表面：平均10萬個(gè)細(xì)菌/平方厘米；口腔：細(xì)菌種類超過500種；腸道：微生物總量達(dá)100萬億，每克動物糞便的細(xì)菌總數(shù)約為：1000億個(gè)；

微生物無處不在，無孔不入！

細(xì)菌數(shù)億/g土壤，土壤中的細(xì)菌總重量估計(jì)為：10034×1012噸；每張紙幣帶細(xì)菌約：900萬個(gè)；每個(gè)噴嚏的飛沫含4500-150000個(gè)細(xì)菌，重感冒患者為8500萬；2024/1/45第一節(jié)生態(tài)環(huán)境中的微生物第二節(jié)微生物與環(huán)境間的相互關(guān)系第三節(jié)微生物在自然界物質(zhì)循環(huán)中的作用2024/1/46一、水生生境的微生物包括淡水中的微生物、海水中的微生物水域環(huán)境：水中無機(jī)鹽、水中有機(jī)物、pＨ值、溫度、光線第一節(jié)生態(tài)環(huán)境中的微生物2024/1/471、淡水中的微生物

我國相關(guān)法規(guī)對飲用水微生物指標(biāo)的規(guī)定：細(xì)菌總數(shù)不得超過：100個(gè)/毫升大腸菌群指數(shù)不得超過：3個(gè)/升提問：飲用水消毒常用方法有哪些？2024/1/48（1）清水型水生微生物潔凈湖泊和水庫，微生物數(shù)量少(10-103/ml)，以化能自養(yǎng)型和光能自養(yǎng)型微生物為主；部分腐生細(xì)菌，如色桿菌、無色桿菌和微球菌等；單細(xì)胞和絲狀的藻類和一些原生動物常在水面生長，數(shù)量較少。以上微生物種類可以認(rèn)為是水中的“土著”菌群。2024/1/49（2）腐敗型水生微生物如：流經(jīng)城市的河水、港口附近的海水、滯留的池水、陰溝水；流入了大量的人畜排泄物、生活污物和工業(yè)廢水等，有機(jī)物含量大增。微生物數(shù)量和類群：大量外來的腐生細(xì)菌，使腐敗型水生微生物尤其是細(xì)菌和原生動物大量繁殖，每毫升污水的微生物含量達(dá)到107~108個(gè)；類群：革蘭氏陰性無芽孢桿菌，纖毛蟲類、鞭毛蟲類和根足蟲類等原生動物，還有一些隨人畜排泄物和病體污物進(jìn)入水體的動植物致病菌。繁殖及后果：通常因水體環(huán)境中的營養(yǎng)等條件不能滿足其生長繁殖的要求，加上周圍其它微生物的競爭和拮抗關(guān)系，一般難以長期生存，但由于水體的流動，也會造成病原菌的傳播甚至疾病的流行。2024/1/410通過糞便、污水進(jìn)入水體的病原微生物（病原體）2024/1/4鮑氏志賀菌傷寒沙門菌變形桿菌大腸埃希菌四種腸道桿菌電鏡圖防治原則：增強(qiáng)機(jī)體免疫力，防止內(nèi)源性感染加強(qiáng)飲食衛(wèi)生和水源管理治療選擇慶大霉素、氟哌酸等2024/1/413（3）水的自凈作用

污水中的微生物在污水環(huán)境中大量繁殖，能逐漸把水中的有機(jī)物分解成簡單的無機(jī)物，同時(shí)它們的數(shù)量隨之減少，污水也就逐步凈化變清。水源的飲用價(jià)值：良好的飲用水細(xì)菌含量應(yīng)在100個(gè)/ml以下，當(dāng)超過500個(gè)/ml時(shí)，即不適合作為飲用水。一般用培養(yǎng)的大腸菌群數(shù)作為是否含有病原菌的指標(biāo)。自然水體尤其是快速流動的水中，存在著對有機(jī)或無機(jī)污染物的自凈作用。其原因是多方面的，有稀釋、沉降、吸附等物理作用，更重要的是各種生物學(xué)和生物化學(xué)作用，這種作用稱為水的自凈作用。流水不腐！2024/1/4142、海水中的微生物

平均含鹽量：3.5%，密度大、滲透壓高、冰點(diǎn)低。微生物組成：多數(shù)為革蘭氏陰性菌、多嗜鹽、河口處有耐鹽菌；

形態(tài)：多有鞭毛，常見多形性、可變?yōu)榍蛐巍⒒⌒?、絲狀及螺旋狀，個(gè)體?。?/p>

生理：兼性厭氧，生長慢，能在低營養(yǎng)下生活，常產(chǎn)色素，分解蛋白質(zhì)能力強(qiáng)，解糖能力低，多嗜冷，對熱敏感；

分布：不均勻，與水深成反比，0~10米——少；10~50米——呈上升變化；50米以下數(shù)量減少；海底沉積物中——多；

常見菌種：假單孢菌、弧菌、螺菌、無色桿菌、黃桿菌2024/1/415

納米比亞硫珍珠狀菌--世界上已知最大的細(xì)菌2024/1/416二、空氣中的微生物不同條件下1M3空氣的含菌量2024/1/417

空氣干燥，不利于微生物生命活動，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、動植物、塵土。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?？諝庵械奈⑸锏臄?shù)量是大氣污染程度的標(biāo)志之一2024/1/418空氣中的主要病原菌及其引起的疾病2024/1/42024/1/4傳染性非典型肺炎2024/1/421

大多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。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。2024/1/422三、土壤中的微生物

每克土壤的含菌量大體上有一個(gè)十倍系列的遞減規(guī)律：細(xì)菌（～108）＞放線菌（～107）＞霉菌（～106）＞酵母菌（～105）＞藻類（～104）＞原生動物（～103）

2024/1/423（一）土壤是微生物良好的生活場所

1、為微生物提供了良好的Ｃ源、Ｎ源、能源。2、為微生物提供有機(jī)物、無機(jī)鹽、微量元素。3、滿足了微生物對水分的要求。4、土壤pＨ值范圍5.5－8.5之間。5、溫度、季節(jié)與晝夜溫差不大。6、土壤顆?？障堕g充滿著空氣和水分。7、適宜的滲透壓。2024/1/424

1、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２５億個(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100－450斤。2、放線菌土壤中放線菌數(shù)量僅次于細(xì)菌(幾萬-幾百萬)/克土壤，多分布在有機(jī)物較豐富的堿性土壤中，由于菌體大，其生物量與細(xì)菌接近。2024/1/425

3、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0.6mg／g土壤，菌絲最長可達(dá)40米。如酵母在果園土壤里含量幾十萬個(gè)／g土壤。4、藻類（3~4萬個(gè)／克土）5、原生動物（1~３萬個(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，對其它幾類微生物的數(shù)量起調(diào)節(jié)作用。2024/1/426（二）微生物在土壤中分布的影響因素

1、土壤深度對微生物分布的影響

2、有機(jī)物含量對微生物分布的影響

3、碳源對微生物分布的影響

4、酸堿度影響微生物分布2024/1/427

以耕作土壤有機(jī)質(zhì)含量為2%計(jì)算，則所含細(xì)菌干重約為土壤有機(jī)質(zhì)的1%左右。土壤微生物的代謝活動，可改變土壤的理化性質(zhì)，進(jìn)行物質(zhì)轉(zhuǎn)化，因此，土壤微生物是構(gòu)成土壤肥力的重要因素。2024/1/428四、工農(nóng)業(yè)產(chǎn)品上的微生物1、糧油食品中的微生物鮮肉：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

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)。2024/1/4292、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、硫細(xì)菌腐蝕紡織品：細(xì)菌、霉菌防腐方法：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。2024/1/430五、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2024/1/431第二節(jié)微生物與環(huán)境間的相互關(guān)系

復(fù)習(xí)提問：什么叫生態(tài)學(xué)？微生物生態(tài)學(xué)主要涉及哪些內(nèi)容？生態(tài)學(xué)：是一門研究生物系統(tǒng)與其環(huán)境條件間相互作用規(guī)律性的科學(xué)。微生物生態(tài)學(xué)：是研究微生物群體——微生物區(qū)系或正常菌群與周圍的生物和非生物環(huán)境條件相互作用關(guān)系的科學(xué)。2024/1/432第二節(jié)微生物與環(huán)境間的相互關(guān)系一、互生關(guān)系二、共生關(guān)系三、寄生關(guān)系四、拮抗關(guān)系五、捕食關(guān)系2024/1/433

一、互生關(guān)系：

兩種生物可以獨(dú)立生活。也可以形成松散的聯(lián)合，對一方有利，或雙方都有利。（一）微生物間的互生（抗生素耐藥菌群）（二）人體腸道中正常菌群與人的互生（三）互生現(xiàn)象與發(fā)酵工業(yè)中的混菌培養(yǎng)2024/1/42024/1/42024/1/436二、共生關(guān)系彼此依賴，相互為對方創(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。舉例：

微生物間的共生——地衣微生物與植物共生——菌根微生物與動物共生——反芻動物與瘤胃菌2024/1/437微生物間的共生-地衣組成：真菌(子囊菌，擔(dān)子菌)+單細(xì)胞藻類(綠藻，藍(lán)藻)共生組成一種植物體。結(jié)構(gòu)：真菌無規(guī)律地纏繞藻類細(xì)胞，真菌與藻類形成層狀排列。生理：相互依存，真菌異養(yǎng)生活，藻類自養(yǎng)生活（制造養(yǎng)料）；真菌提供水分、無機(jī)鹽供藻類光合作用。2024/1/42024/1/439微生物與植物共生—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2024/1/4據(jù)估測，一畝苜蓿年均可積累40斤氮肥，相當(dāng)于200斤硫銨。并可增加土壤中的腐殖質(zhì)。2024/1/42024/1/442唾液纖維質(zhì)飼料自然菌源瘤胃內(nèi)微生物大量繁殖CO2，CH4，H2等大量菌體在皺胃中消化排泄物牛奶牛肉有機(jī)酸，乙醇瘤胃吸收從口中嘔氣奶牛的瘤胃微生物代謝關(guān)系示意圖微生物與動物共生2024/1/443

三、寄生關(guān)系一種生物能侵入另一種生物體內(nèi)吸取自己所需要的營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)行生長繁殖，在一定的條件下對后者造成損害或死亡的現(xiàn)象叫寄生。（一）微生物間的寄生關(guān)系（二）微生物對植物的寄生（三）微生物對人與動物的寄生2024/1/444（一）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)，如食菌蛭弧菌能寄生在大腸桿菌等許多Ｇ-菌體內(nèi)。真菌間：一種真菌寄生在另一種真菌間較普遍。寄生物先分泌毒素，引起寄主活力衰退，然后再纏繞致死。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。2024/1/445（二）微生物對植物的寄生

微生物對植物的寄生很普遍，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95%；細(xì)菌性植物病害占3％。2024/1/446（三）微生物對人與動物的寄生微生物在人體和動物體內(nèi)寄生引起人與動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植物體內(nèi)會給人們造成經(jīng)濟(jì)損失，寄生有害在動物體內(nèi)，則對人類是有益的，可以加以利用。2024/1/447四、拮抗關(guān)系

指一種微生物在其生命過程中，產(chǎn)生某種代謝產(chǎn)物或改變其他條件，從而抑制了其他微生物的生長繁殖，甚至殺死其他微生物的現(xiàn)象。想一想：現(xiàn)實(shí)應(yīng)用？AB微生物之間的拮抗現(xiàn)象（圖A是一種芽孢桿菌產(chǎn)生的細(xì)菌素對茄子黃萎病菌的拮抗作用；圖B是五株放線菌的菌絲瓊脂塊對黃瓜枯萎病菌的拮抗作用）

2024/1/448五、捕食關(guān)系食真菌線蟲撲食真菌的實(shí)物照片

原生動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。提問：有何實(shí)際應(yīng)用？2024/1/449第三節(jié)微生物在自然界物質(zhì)循環(huán)中的作用一、碳素循環(huán)二、氮素循環(huán)三、磷的循環(huán)2024/1/450

一、碳素循環(huán)CO2+H2