八年級英語下冊-Unit-4-He-said-I-was-hardworking-Reading課件

第八章微生物的生態(tài)1a第八章微生物的生態(tài)1aMicrobiology

自然界中的微生物微生物在生態(tài)系統(tǒng)中的作用人體微生物及病源微生物的傳播微生物與環(huán)境保護內(nèi)容提要2aMicrobiology自然界中的微生物內(nèi)容生態(tài)學ecology

是一門研究生命系統(tǒng)與其環(huán)境系統(tǒng)間相互規(guī)律的科學。生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)系統(tǒng)=“生物群落+環(huán)境因素”功能單位生物合成、能量轉(zhuǎn)換、物質(zhì)循環(huán)、信息傳遞、3a生態(tài)學ecology生態(tài)系統(tǒng)3a微生物生態(tài)研究處于環(huán)境中的微生物和與微生物相聯(lián)系的物理、化學和生物等環(huán)境條件,以及它們之間的相互關系的一門分支科學。

研究微生物生態(tài)的意義:

發(fā)掘豐富的菌種資源，推動進化、分類的研究，開發(fā)應用微生物制劑，生態(tài)農(nóng)業(yè)、生物能源、生態(tài)平衡、智治理環(huán)境污染4a微生物生態(tài)4a第一節(jié)自然界中的微生物

一.土壤中的微生物1.土壤是微生物活動的主要天然場所水分、營養(yǎng)狀態(tài)、pH、滲透壓、氧分壓、溫度；5a第一節(jié)自然界中的微生物

一.土壤中的微生物1.土壤是微生Microbiology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、為微生物提供有機物無機鹽微量元素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3、滿足了微生物對水分的要求6aMicrobiology土壤是微生物良好的生活場所1、為微2.土壤中微生物的分布和數(shù)量

分布和數(shù)量108–109個細菌/克肥沃土，106–107個/克貧瘠土，以每畝半尺深耕作層土壤重30萬計,細菌活重約100－450斤。放線菌幾萬-幾百萬，多分布在有機物較豐富的堿性土壤中。真菌(幾千－幾十萬個)/每克土壤，由于菌體粗大，其生物量不低于細菌，放線菌，為0.6mg／g土壤，菌絲最長可達４０米。如酵母在果園土壤里含量幾十萬個／g土壤。藻類（５萬個／克土），原生動物（３萬個／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物碎片為食，對其它幾類微生物的數(shù)量起調(diào)節(jié)作用。數(shù)量分布：

細菌＞放線菌＞真菌＞藻類＞原生動物7a2.土壤中微生物的分布和數(shù)量7a影響因數(shù)有機物含量（水平）、濕度、pH、土壤類型、深度、施肥、季節(jié)；例如：不同土壤中的微生物的數(shù)量施肥對土壤中微生物數(shù)量的影響不同深度的土壤中所含的微生物的數(shù)量8a影響因數(shù)例如：8a我國主要土類中的微生物數(shù)(萬/g干土)9a我國主要土類中的微生物數(shù)(萬/g干土)9a土著性微生物區(qū)系(Microbialautoflora)是指那些對新鮮有機物不很敏感的微生物類群，如格蘭氏陽性球菌類、色桿菌、芽孢桿菌、節(jié)桿菌、分枝桿菌、放線菌、青霉、曲霉、叢霉等常年維持在某一數(shù)量水平，即使隨有機物的進入、溫度和濕度變化而變化，其變幅也小10a土著性微生物區(qū)系(Microbialautoflora)發(fā)酵性微生物區(qū)系(Fermentativemicrobialflora)

是指對新鮮有機物很為敏感在有新鮮有機物進入時可爆發(fā)性地旺盛發(fā)育，而在新鮮有機物消失后又很快消退的微生物類群。如格蘭氏陰性無芽孢桿菌、酵母菌、芽孢桿菌、鏈霉菌、根霉、曲霉、木霉、鐮刀霉等有新鮮有機物時發(fā)酵性微生物區(qū)系占優(yōu)勢。衰退后，土著性微生物區(qū)系重占優(yōu)勢11a發(fā)酵性微生物區(qū)系(FermentativemicrobiaMicrobiology微生物的水域環(huán)境水中無機鹽水中有機物ＰＨ值溫度光線二、水生生境的微生物淡水中的微生物海水中的微生物溶解氧水壓12aMicrobiology微生物的水域環(huán)境水中無機鹽水中1.水中微生物的來源水中土著微生物；來自與空氣、土壤、污水、有機物垃圾、死的動植物和糞便等中的微生物。大氣水——來自于空氣中的微生物地面水聚積水——江河湖泊、池塘、水庫等地下水13a1.水中微生物的來源13a2、不同水體微生物種類（1）淡水型水體的微生物清水型水生微生物、腐生型水生微生物沿岸區(qū)或淺水區(qū)、深水區(qū)、湖底區(qū)（2）海水型水生微生物3、水體的自凈作用

在自然水體存在對有機或無機污染物的自凈作用。生物學和生物化學的作用。14a2、不同水體微生物種類（1）淡水型水體的微生物14a4.由水傳染的疾病及其檢驗的依據(jù)由水傳染的疾病痢疾、霍亂、傷寒、腸道傳染病。檢驗直接檢驗致病菌；大腸桿菌；

大腸菌群一群以大腸桿菌為主的需氧及兼性厭氧的革染氏陰性無芽孢桿菌,能在48小時內(nèi)發(fā)酵乳糖產(chǎn)酸產(chǎn)氣。主要包括大腸埃希氏菌、檸檬酸細菌、腸桿菌、克雷伯氏菌。15a4.由水傳染的疾病及其檢驗的依據(jù)由水傳染的疾病大腸菌群15發(fā)酵工業(yè)用水的微生物指標我國飲用水的標準：細菌總數(shù)＜100個/ml(CFU)

大腸桿菌數(shù)＜3個/L水中細菌的定量測定：

采樣測定飲用水消毒常用方法：加入液態(tài)氯或次氯酸鹽16a發(fā)酵工業(yè)用水的微生物指標16aMicrobiology微生物在空氣中只能短時間停留，就要落地，大部分死亡，包括一些人體病原菌，三.空氣中的微生物但結(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。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。

空氣中的微生物是動、植物病害的傳播、發(fā)酵工業(yè)中的污染及工農(nóng)業(yè)產(chǎn)品的霉變的重要根源。

空氣中的微生物的數(shù)量是大氣污染程度的標志之一17aMicrobiology微生物在空氣中只能短時間停留，就要落

1.空氣中的微生物的來源及分布

來源土壤塵埃、水面吹起的小水滴、人和動物體表面的干燥脫落物、呼吸道的排泄物分布

空氣中無固定的微生物種類和數(shù)量。

不同地區(qū)空氣中的細菌數(shù)18a

1.空氣中的微生物的來源及分布

來源分布18a2.空氣中微生物含量的測定柯赫氏沉降法

將營養(yǎng)瓊脂平板在距地面一定高度處打開皿蓋暴露一定時間,加蓋后進行培養(yǎng)。5分鐘內(nèi)在100cm2

表面上沉落的微生物的數(shù)量等于10m3空氣中微生物的數(shù)量。接種法(改良皮氏砂濾法)P493

將一定量的空氣通過一定體積的無菌生理鹽水,使空氣中的微生物接種于水中，然后對此水進行細菌計數(shù)。19a2.空氣中微生物含量的測定柯赫氏沉降法接種法19a3.發(fā)酵工業(yè)用氣的要求

好氧發(fā)酵必須通入無菌空氣。無菌空氣的制備一般采用高空采氣，采用過濾除菌法，制備無菌空氣。20a3.發(fā)酵工業(yè)用氣的要求好氧發(fā)酵必須通入無菌空氣。20aMicrobiology四、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21aMicrobiology四、工農(nóng)業(yè)產(chǎn)品中的微生物糧油食品中的Microbiology鮮肉：假單胞桿菌,大腸桿菌,球菌,腸球菌蛋類：環(huán)境中細菌、霉菌可進入蛋殼使蛋變臭菜果：細菌、真菌、病毒、酵母菌魚：水體中的微生物類群（一）糧油食品中的微生物22aMicrobiology（一）糧油食品中的微生物22aMicrobiology罐頭食品是人仍然用來長期保存食品的一種方法，主要通過密封加熱殺死微生物，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)。23aMicrobiology罐頭食品是人仍然用來長期保存食品的一Microbiology防止糧食污染霉變的辦法是所貯糧食含水量低于８％造成低溫缺氧環(huán)境（密閉）使用防霉化學藥劑24aMicrobiology防止糧食污染霉變的辦法Microbiology（二）工業(yè)材料上的微生物

腐蝕木材：擔子菌類、多孔目、多孔菌、層孔菌腐蝕金屬：鐵細菌、Ｓ細菌腐蝕紡織品：細菌、霉菌25aMicrobiology（二）工業(yè)材料上的微生物25aMicrobiology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?；蚯枰一?工業(yè)材料)26aMicrobiology防腐方法用防菌物隔離：瀝青涂管道用殺Microbiology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27aMicrobiology五、極端環(huán)境下的微生物嗜熱菌嗜冷菌嗜Microbiology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，植物體內(nèi)共生、內(nèi)生、寄生等的微生物動物體表：為動物體正常菌群，28aMicrobiology生物體內(nèi)外的正常菌群

人（一）植物根系、根際與根際微生物區(qū)系植物根系和根際土壤微生物的根土比根際微生物類群影響根際土壤微生物區(qū)系的因素植物根第與根際微生物共存形式根際微生物對植物的有益影響根際微生物對植物的不利或有害影響六、微生物與植物的相互關系29a（一）植物根系、根際與根際微生物區(qū)系六、微生物與植物的相互關1、植物根系和根際土壤根際土壤是在植物根系影響下的特殊生態(tài)環(huán)境。根際土壤由于受植物根系的強烈影響而具有自己的特點:由于根系和微生物呼吸產(chǎn)生CO2，因此離根面越近，CO2濃度越高；根際土壤中的氧氣濃度依植物不同而異；由于植物地上部的需要和蒸騰作用，根系吸收水分而在根際土壤中形成一個水勢梯度；植物根系大量的脫落物和分泌物進入根際土壤，因而根際土壤內(nèi)的營養(yǎng)物質(zhì)較之根外土壤大為豐富。30a1、植物根系和根際土壤30a2、微生物的根土比定義：是指單位根際土壤中的微生物(R)數(shù)量與鄰近的非根際土壤中微生物(S)數(shù)量之比。該概念用以反映某種土壤中根際環(huán)境對土壤微生物的影響，即根際效應。R/S=每g根際土壤中的微生物數(shù)量/每g非根際土壤中的微生物數(shù)量不同的微生物類群在同一植物根系的根土比不同，這表明根系對于各種微生物具有明顯的根際效應。31a2、微生物的根土比31a3、根際微生物類群根際微生物中細菌是數(shù)量最多的類群，可達(106～108個)/cm3。由于根系分泌物的選擇作用，根際細菌群體中要求簡單氨基酸類物質(zhì)為營養(yǎng)的細菌占有很高比例。G－的無芽孢桿菌占絕對優(yōu)勢，但隨植物年齡的增長，G－桿菌減少而棒形桿菌逐漸增多，大多數(shù)芽孢桿菌和G+球菌受到抑制。32a3、根際微生物類群32a4、影響根際土壤微生物區(qū)系的因素植物類型、發(fā)育時期和長勢；土壤類型；土壤處理：如無機肥、有機肥、石灰、殺蟲劑、殺菌劑、灌溉等耕作措施；葉面處理：如在葉面施用各種化學藥品；環(huán)境因素：如光、土壤溫度、土壤水分、土壤空氣和揮發(fā)物、土壤pH值等。33a4、影響根際土壤微生物區(qū)系的因素33a5、植物根系與根際微生物共存形式豆科與相應的根瘤細菌共生，形成特殊結(jié)構(gòu)的根瘤；木本非豆科植物與弗蘭克氏菌的共生；外生菌根；內(nèi)生菌根；植物根系與藻類共生；根際系統(tǒng)；根—病原菌復合體。34a5、植物根系與根際微生物共存形式34a6、根際微生物對植物的有益影響根際微生物可以改善植物的營養(yǎng)源；根際微生物產(chǎn)生生長調(diào)節(jié)物質(zhì)影響植物生長；根際微生物可分泌抗生素類物質(zhì)，有助于植物抗土著性病原菌的侵染；根際細菌能產(chǎn)生鐵載體；改變植物形態(tài)等，促進根系具有更大的營養(yǎng)吸收能力。35a6、根際微生物對植物的有益影響35a7、根際微生物對植物的不利或有害影響許多根際微生物通過侵染、寄生或其他方式對植物可以造成不利甚至有害的影響，這些微生物稱為病原菌或致病菌。致病菌影響植物的幾種途徑：通過干擾植物生長物質(zhì)和營養(yǎng)的傳送產(chǎn)生一些可抑制根在土層中持續(xù)生長的代謝產(chǎn)物寄生菌導致寄主植物細胞的腐解

與植物競爭有效的營養(yǎng)物質(zhì)

某些病原菌可在相應的植物根際得到加富，助長病害的發(fā)生和嚴重程度

36a7、根際微生物對植物的不利或有害影響36a根際微生物的種類：多數(shù)為G-細菌，如假單胞菌屬，土壤桿菌屬，無色桿菌屬，節(jié)桿菌屬等37a根際微生物的種類：37a（二）植物體表和葉面微生物植物莖桿體表、葉面和果實，由于可提供非常適宜的棲息環(huán)境和營養(yǎng)條件，因而有大量有機異養(yǎng)型或光合型的細菌、真菌尤其是酵母菌、地衣和某些藻類存在，這些稱為附生性微生物。其中直接以葉面作棲息生境的稱為葉面微生物。鮮液表面一般含106個/g細菌。葉面微生物可促進植物發(fā)育、提高種子品質(zhì)，引起植物腐爛或致病，作為制作泡菜、酸菜、青貯、果酒的接種劑38a（二）植物體表和葉面微生物38a七、微生物與動物之間的關系

根據(jù)微生物與動物之間的得益利害關系可以大致分為三種類型：一是微生物在動物上得以生存的同時，也有益于動物的互惠互利關系二是微生物在動物上得以生存的同時，導致動物病害的致病關系。三是微生物與動物都無明顯影響的關系。39a七、微生物與動物之間的關系根據(jù)微生物與1、微生物與動物的互惠互利關系動物腸道微生物區(qū)系——動物腸道為微生物提供了良好的生存空間、動物腸道分泌某些酶類有助于微生物對某些營養(yǎng)物的獲得；微生物分解各種食物有利于動物的營養(yǎng)吸收微生物與動物之間形成免疫關系，防止疾病微生物產(chǎn)生某些生長刺激素促進動物生長，或抗生素抑制動物病原菌40a1、微生物與動物的互惠互利關系40a正常菌群：生活在健康動物各部位、數(shù)量大、種類較穩(wěn)定、一般能發(fā)揮有益作用的微生物種群。微生態(tài)關系：正常菌群之間，正常菌群與其宿主之間及正常菌群與周圍其它因子之間，存在的種種密切關系。人體有五大微生態(tài)系統(tǒng)，消化道、呼吸道、泌尿生殖道、口腔、皮膚微生態(tài)平衡41a正常菌群：41a正常菌群失調(diào)條件致病菌，是正常菌群成員，如脆弱擬桿菌（腹膜炎），條件變化，引起內(nèi)源感染。微生物生態(tài)制劑（益生菌）：是依據(jù)微生態(tài)學理論而制成的含有有益菌的活菌制劑，功能在于維持宿主的微生態(tài)平衡、調(diào)整宿主的微生態(tài)失調(diào)并兼有其他保健功能。無菌動物與悉生生物：無菌動物：凡在其體內(nèi)外不存在任何正常菌群的動物。悉生生物：凡已人為地接種上某種或某些已知純種微生物的無菌動物或植物。42a正常菌群失調(diào)42a2、微生物導致動物病害的致病關系導致動物各種疾病艾滋病SARS禽流感病毒潰瘍發(fā)炎結(jié)核肺炎等等43a2、微生物導致動物病害的致病關系43a3、微生物與動物都無明顯影響的關系動物腸道微生物區(qū)系中的大多數(shù)微生物動物表皮微生物區(qū)系等等44a3、微生物與動物都無明顯影響的關系44a第二節(jié).微生物與生物環(huán)境的關系生物間的相互關系有利關系中性關系有害關系

45a第二節(jié).微生物與生物環(huán)境的關系生物間的相互關系45aMicrobiology微生物與生物環(huán)境間的關系互生

共生竟爭寄生

捕食

中立生活、偏利作用、偏害作用46aMicrobiology微生物與生物環(huán)境間的關系互生共生竟Microbiology互生兩種生物可以獨立生活，也可以形成松散的聯(lián)合，對一方有利，或雙方都有利可分可合，合比分好微生物間的互生關系微生物與高等植物間的互生關系微生物與人及動物間的互生關系47aMicrobiology互生兩種生物可以獨立生活，也可以形Microbiology微生物間的互生關系固氮菌纖維素分解菌固氮碳源混菌培養(yǎng)或混合發(fā)酵或混合培養(yǎng)48aMicrobiology微生物間的互生關系固氮菌纖維素分解二步法生產(chǎn)維生素C混菌發(fā)酵利用氧化葡糖酸桿菌和條紋假單胞菌或其它細菌巨大芽孢桿菌等的協(xié)同參與才完成。49a二步法生產(chǎn)維生素C混菌發(fā)酵利用氧化葡糖酸桿菌和條紋假單胞菌或Microbiology微生物與高等植物之間的互生關系

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)達的根系改善了土壤結(jié)構(gòu)，水分和空氣條件，有利于微生物的生長。微生物為植物根提供養(yǎng)分、生長促進物質(zhì)、維持根際環(huán)境的平衡。50aMicrobiology微生物與高等植物之間的互生關系Microbiology微生物與人及動物間的互生關系

人及動物與其正常菌群即是互生關系某些種類微生物在數(shù)量極少的情況下對人及動物物體是有益的。一般不會致病。51aMicrobiology微生物與人及動物間的互生關系Microbiology共生兩種微生物緊密生活在一起，彼此依賴，相互為對方創(chuàng)造有利條件，有的達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－菌根微生物與動物共生52aMicrobiology共生兩種微生物緊密生活在一起，彼此依Microbiology微生物間的共生組成：真菌（子囊菌，擔子菌）單細胞藻類（綠藻，藍

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)律地纏繞藻類細胞，另一些種地衣真菌與藻類形成一定層排列。當?shù)匾路敝硶r，表面生出珠狀粉芽。其中含有少量藻細胞和真菌絲，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，在生理上相互依存，真菌營異養(yǎng)生活，藻類制造養(yǎng)料，真菌提供水分、無機鹽供藻類光合作用。53aMicrobiology微生物間的共生組成：真菌（子囊菌，擔共生symbiosis

特點

難分難解，合二為一例如：地衣A葉狀地衣和B殼狀地衣營養(yǎng)體縱剖面54a共生symbiosis例如：地衣A葉狀地衣和B殼狀微生物與植物共生體－根瘤根毛根瘤菌侵入線已侵入的根瘤菌根瘤根瘤的形成過程55a微生物與植物共生體－根瘤根毛根瘤菌侵入線已侵入的根瘤根瘤的形與豆科植物共生固氮的根瘤菌

根瘤菌(Rhizobia)和豆科植物的共生固氮作用是一種最具有實際經(jīng)濟意義的生物固氮類型。在土壤氮素平衡和培肥土壤中具有重大農(nóng)業(yè)實踐意義。根瘤菌的形態(tài)特征：在培養(yǎng)條件下：桿狀，革蘭氏陰性，可運動，具粘液層，乳白色，不形成芽孢。老齡細胞體中由于積聚聚β-羥基丁酸顆粒，而使細胞染色不均勻。在根瘤內(nèi)：逐漸膨大或分叉，成為梨形，棒槌形，T形或Y形，染色后呈明顯的環(huán)節(jié)狀。在根瘤內(nèi)的這些特殊形態(tài)的根瘤菌稱為類菌體。56a與豆科植物共生固氮的根瘤菌56a菌根是植物與真菌的共生體，多數(shù)植物有菌根。菌根具有改善植物營養(yǎng)、調(diào)節(jié)植物代謝和增強植物抗病能力等功能。有的植物無菌根不能存活。有兩類：外生菌根（菌套、哈蒂氏網(wǎng)）內(nèi)生菌根：6種，重要的是叢枝狀菌根（AM）微生物與植物共生體－菌根57a菌根是植物與真菌的共生體，多數(shù)植物有菌根。微生物與植物共生體Microbiology微生物與動物共生微生物和昆蟲的共生：白蟻、蟑螂與細菌、原生動物共生瘤胃共生發(fā)光細菌和海洋魚類共生：存在于魚的囊狀器官，起配偶識別、看物體、聚集信號、誘惑食物牛羊等反芻動物，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、提供菌體蛋白。反芻動物為微生物提供纖維素、無機鹽、水分、合適的溫度和pH，及良好的攪拌和無氧環(huán)境。58aMicrobiology微生物與動物共生微生物和昆蟲的共生：Microbiology竟爭

一種微生物生命活動中，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。如：活性污泥中，在溶解氧或營養(yǎng)成為限制因子時，菌膠團細菌與絲狀細菌的關系。59aMicrobiology竟爭一種微生物生命活動中，通過產(chǎn)生Microbiology寄生

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。損人利己微生物間的寄生關系微生物對植物的寄生微生物對人與動物的寄生60aMicrobiology寄生一種生物能侵入另一種生物體內(nèi)吸Microbiology微生物間的寄生關系細菌間：一種細菌可以寄生在另一種細菌體內(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（食用菌與綠色木霉）細菌與噬菌體61aMicrobiology微生物間的寄生關系細菌間：一種細菌可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Microbiology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，溶解寄主細胞膜，吸取其營養(yǎng)物質(zhì)進行生長繁殖。62a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、細菌、病毒等。植物病害以真菌病害為主，占９５％。細菌性植物病害占３％。已發(fā)現(xiàn)的植物病毒共有３５０多種63a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)生病害獵食原生動物以水體和土壤中的細菌，放線菌，真菌的孢子及單細胞藻類為食，這種關系即為獵食關系。捕食性真菌如Arthrobotrysoligospora少孢節(jié)叢孢菌捕食土壤線蟲。Microbiology64a獵食原生動物以水體和土壤中的細菌，放線菌，真菌的孢子及單細胞拮抗antagonism又稱抗生兩種微生物生活在一起時，其中一種微生物產(chǎn)生某種特殊的代謝產(chǎn)物或改變環(huán)境條件，從而抑制甚至殺死另一種微生物。例如

泡菜制作過程中，乳酸細菌產(chǎn)生乳酸，抑制其它腐敗菌的生長。青霉菌和細菌65a拮抗antagonism又稱抗生例如65

第四節(jié)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循環(huán)Microbiology66a第四節(jié)微生物在生態(tài)系統(tǒng)中微生物在生態(tài)系統(tǒng)中的角色Microbiology微生物是有機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67a微生物在生態(tài)系統(tǒng)中的角色Microbiology微生物是有機物質(zhì)生物循環(huán)物質(zhì)生物循環(huán)可以歸結(jié)為化學元素的生物固定（吸收至生物體內(nèi)，用于組成各種細胞物質(zhì)）和生物釋放（生物體分解，釋放各種細胞組分，其中的有機物質(zhì)最終轉(zhuǎn)化為無機物質(zhì)）這兩個相互對立的轉(zhuǎn)化過程。碳素是有機物質(zhì)的骨架，在物質(zhì)生物循環(huán)中起著十分獨特的核心作用。

68a物質(zhì)生物循環(huán)68a微生物在物質(zhì)循環(huán)中的作用生物的合成作用大大超過分解作用，其生命活動的凈結(jié)果是在自然界中積累生物物質(zhì)，即生物固定了各種化學元素。動物和有機營養(yǎng)型微生物則以植物和微生物為食，從中獲得生活所需的能量和組成機體的物質(zhì)成分。其生命活動的凈結(jié)果是導致積累于自然界中的生物物質(zhì)的分解和消失，即生物釋放各種化學元素。在生物物質(zhì)的釋放中，微生物所分解的物質(zhì)種群、數(shù)量和程度都遠遠超過其他生物。它們是自然界物質(zhì)生物循環(huán)的主要推動者。微生物在元素的生物地球化學循環(huán)中主要推動著有機物的分解過程，無機離子的生物同化過程即生物固定過程，無機離子和化合物的氧化過程和各種氧化態(tài)元素的還原過程。

69a微生物在物質(zhì)循環(huán)中的作用69a微生物與生物地球化學循環(huán)Microbiology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)70a微生物與生物地球化學循環(huán)Microbiology碳循環(huán)氮循環(huán)Microbiology碳循環(huán)碳在生物圈中的總體循環(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71aMicrobiology碳循環(huán)碳在生物圈中的總體循環(huán)微生物在CO2+H2OO2+CH2O醇有機酸

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)有氧無氧72aCO2+H2OO2+CH2O醇有機酸CH4光合作用發(fā)酵作用呼Microbiology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73aMicrobiology氮素循自然界中的氮素循環(huán)微生物在氮素生物體有機氮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)74a生物體有機氮NO3-NH4+NO2-NON2O大氣同化作用氨氮素在自然界中的循環(huán)中微生物的作用（一）N2的生物固定——大氣中的N2通過某些原核微生物的固氮作用合成為化合態(tài)氮。化合態(tài)氮的生物同化——化合態(tài)氮可進一步被植物和微生物的同化作用轉(zhuǎn)化為有機氮。75a氮素在自然界中的循環(huán)中75a(二)氨化作用

Ammonification定義：是指含氮有機物經(jīng)微生物分解產(chǎn)生氨的過程。這個過程又稱為有機氮的礦化作用。

76a(二)氨化作用

Ammonific（三）硝化作用1、氨的好氧氧化硝化作用過程

硝化作用(nitrification)是指氨在通氣條件下，氧化形成硝酸的微生物學過程。硝化作用分為二個階段：第一階段為銨氧化成亞硝酸，稱為亞硝化作用；第二個階段為亞硝酸氧化成硝酸，稱為硝化作用。

77a（三）硝化作用77a2、氨的厭氧氧化（anammox）上一世紀90年代初期，荷蘭Delft工業(yè)大學Mulder等人在處理含氮廢水時發(fā)現(xiàn)，氨在厭氧條件下也可被氧化為N2而脫氮，因而提出了氨厭氧氧化(anaerobicammoniaoxidation，簡為anmmox)這一概念。繼后不少研究者對此進行了深入研究，提出了氨厭氧氧化過程中，氨作為電子供體，而亞硝酸、硝酸鹽則可作為電子受體，并認為N2O也可作為電子受體，N2為末端產(chǎn)物外，以NO2-為電子受體時還有少量硝酸鹽生成，但無其他中間產(chǎn)物可檢測到。是厭氧氨氧化菌首先將NO2-轉(zhuǎn)化程NH2OH，再以NH2OH為電子受體將NH4+氧化成N2H4，N2H4進一步轉(zhuǎn)化成N2，并為NO2-還原成NH2OH提供電子。其反應式如下：NH4++NO2-N2+2H2O

78a78a（四）同化型硝酸鹽還原作用其一是植物和微生物將硝酸鹽吸收至體內(nèi)后，將它們還原成銨，然后參與合成細胞的含氮組分，這個過程稱為同化型硝酸鹽還原作用(assimilatorynitratereduction)。（五）異化型硝酸鹽還原作用將形成NO3-還原為NO2-。這個過程叫做異化型硝酸鹽還原作用(dissimilatorynitratereduction)。79a（四）同化型硝酸鹽還原作用79a（六）反硝化作用（脫氮作用）反硝化作用是某些微生物在無氧或微氧條件下將NO3-或NO2-作為最終電子受體進行厭氧呼吸代謝，從中取得能量，硝酸鹽還原生成N2O，最終生成N2的過程稱為反硝化作用或脫氮作用。需要具有反硝化微生物，適合的電子供體如含碳化合物、還原型硫化物和氫等，無氧環(huán)境條件和含氮氧化物。在反硝化過程中，電子從“還原性”的電子供體物質(zhì)通過一系列電子載體傳遞給一個氧化性更高的氮氧化物。當電子傳遞給某幾個氮氧化物時，能量被電子轉(zhuǎn)移磷酸化作用形成ATP。其終產(chǎn)物則因不同的作用菌而有所不同。80a（六）反硝化作用（脫氮作用）80a（2）參與反硝化作用的微生物

具有反硝化作用的微生物在自然界普遍存在。Ingraham(1981)指出有71屬菌能進行反硝化作用，它們在土壤中很豐富，占細菌群落的40％~65%，細菌數(shù)高達108個/g土。到目前為止，尚未發(fā)現(xiàn)細菌以外的其它生命形式能夠進行反硝化作用。一般反硝化作用均以NO3-為最終電子受體，但產(chǎn)堿桿菌(Alcaligenes)和黃桿菌(Flavobacterium)以及奈氏菌(Neisseria)的一些種不能還原NO3-，而卻可從NO2-開始還原。81a（2）參與反硝化作用的微生物81a（七）銨鹽同化作用形成氨基酸（八）亞硝酸氨化作用指亞硝酸經(jīng)異化性還原經(jīng)羥氨轉(zhuǎn)變成氨的過程。82a（七）銨鹽同化作用82a硫循環(huán)生物體有機硫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還原83a硫循環(huán)生物體SO42-H2S原素S硫酸鹽還原脫硫作用硫氧化作（一）含硫有機物的脫硫作用其分解的一般過程為：含硫蛋白質(zhì)含硫氨基酸NH3+H2S+有機酸（二）硫化作用某些微生物可將S、H2S、FeS2、S2O32-和S4O62-等還原態(tài)無機硫化物氧化生成硫酸，這一過程稱為硫化作用。凡能將還原態(tài)硫化物氧化為氧化態(tài)硫化合物的細菌稱為硫化細菌。具有硫化作用的細菌種類較多，主要可分為化能自養(yǎng)型細菌類、厭氧光合自養(yǎng)細菌類和極端嗜酸嗜熱的古菌類三類。84a（一）含硫有機物的脫硫作用其分解的一般過程為：含硫(三)、反硫化作用在厭氧條件下元素硫和硫酸鹽等含氧硫化合物可被某些厭氧細菌還原生成為H2S，這一過程稱為異化型元素硫還原作用和硫酸鹽還原作用，也稱反硫化作用，這類細菌稱為硫酸鹽還原細菌或反硫化細菌。硫酸鹽還原細菌是一類嚴格厭氧的具有各種形態(tài)特征的細菌，也有少數(shù)古菌，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)27個屬細菌中的一些種具有還原硫酸鹽的能力。共同生理特征是能將元素硫或硫酸鹽還原生成H2S?？梢愿鞣N有機物或H2作為電子供體，以元素硫或硫酸鹽作電子受體。大多數(shù)營有機營養(yǎng)型，有機酸特別是乳酸、丙酮酸等、糖類、芳香族化合物等都可被用作碳源和能源。少數(shù)營無機營養(yǎng)型，可以H2為電子供體，此時部分電子流向硫酸鹽，部分電子流向二氧化碳合成活性乙酸在轉(zhuǎn)換成細胞碳。脫硫作用的化學反應式如下：

4H2+2H++SO42-S2-+4H2O+2H+C6H12O6+3H2SO46CO2+6H2O+3H2S

85a85a（四）同化性硫酸鹽還原作用硫酸鹽在生物體中還原以巰基形式固定在蛋白質(zhì)的成分中。86a（四）同化性硫酸鹽還原作用86a四、微生物與磷元素的轉(zhuǎn)化

（一）自然界的磷素循環(huán)自然界中磷只是在可溶性磷和不溶性磷（包括無機磷化合物和有機磷化合物）之間的轉(zhuǎn)化和循環(huán)。自然界中可溶性磷的量是很少的，大多數(shù)磷是以不溶性的無機磷存在于礦物、土壤、巖石，也有少量的以有機磷的形式存在于有機殘體中。因此，磷的生物地球化學循環(huán)包括：①有機磷分解即有機磷轉(zhuǎn)化成可溶性的無機磷；②無機磷的有效化即不溶性無機磷轉(zhuǎn)變成可溶性無機磷；

③磷的同化即可溶性無機磷變成有機磷的生物固磷等三個基本過程。

微生物參與了可溶性磷和不溶性磷的相互轉(zhuǎn)化。87a四、微生物與磷元素的轉(zhuǎn)化87a（一）有機磷的微生物分解含磷有機物主要是核酸、卵磷脂和植酸。許多微生物能產(chǎn)生核酸酶、核苷酸酶和核苷酶，將核酸水解成磷酸、核糖、嘌呤或嘧啶。88a88a（二）無機磷的微生物轉(zhuǎn)化可溶性無機磷可直接被植物、微生物利用于生命活動而固定為有機磷。這一部分的數(shù)量是很少的。自然界大多數(shù)的無機磷是存在于巖石中的難溶性和不溶性磷。這些無機磷不能被植物和大多數(shù)的微生物所利用。自然界中，只有少數(shù)微生物如芽孢桿菌屬和假單胞菌屬的一些種可以通過它們的生命活動將難溶性無機磷轉(zhuǎn)化為可溶性狀態(tài)，然后為植物和其它微生物所利用，即可提高土壤中磷的有效性。對于微生物的溶磷機制，提出了不同的假說，主要是認為微生物通過呼吸作用產(chǎn)生的二氧化碳溶于水后形成碳酸、和形成的其他有機酸都可對溶解難溶性的無機磷，還有微生物吸收陽離子時將質(zhì)子交換出來，有利于不溶性磷的溶解。但這些假說都不能單一地很好解釋各種現(xiàn)象。89a（二）無機磷的微生物轉(zhuǎn)化89a微生物與鉀的轉(zhuǎn)化鉀不是生物細胞的結(jié)構(gòu)成分，但具有維持細胞結(jié)構(gòu)、保持細胞的滲透壓、吸收養(yǎng)分和構(gòu)成酶的輔基等生理功能?？扇苄遭洿蠖啻嬖谟谝恍}湖中，土壤中的可溶性鉀含量并不高，而且由于鉀易被以植物秸稈、果實、籽粒等形式帶走，因此必須不斷補充。土壤中不溶性的鉀主要存在于硅鋁酸鹽礦物中，不能被植物吸收利用。國內(nèi)外研究表明某些微生物，如芽孢桿菌、假單胞菌、曲霉、毛霉和青霉等具有釋放礦物中鉀的能力，使無效鉀轉(zhuǎn)化為植物有效鉀。膠質(zhì)芽孢桿菌（B.mucilaginosus）俗稱為“硅酸鹽細菌”，是能以硅鋁酸鉀或長石粉為唯一鉀源良好生長的細菌，同時具有微弱固定氮素的能力，在其生長過程中可轉(zhuǎn)化其中的無效鉀為有效鉀。從釋放鉀的機制來說，相似于不溶性磷的釋放機制解說，但都沒有定論。田間的施用效果同樣呈現(xiàn)不穩(wěn)定性。90a微生物與鉀的轉(zhuǎn)化90aMicrobiology其他元素的微生物轉(zhuǎn)化有機質(zhì)的分解作用無機離子的固定或同化作用無機離子和化合物的氧化作用氧化態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)檫€原態(tài)的還原作用91aMicrobiology其他元素的微生物轉(zhuǎn)化有機質(zhì)的分解作用Microbiology第四節(jié)微生物與環(huán)境保護環(huán)境中的主要污染物微生物對污染物的降解與轉(zhuǎn)化污染物的微生物的處理－污水處理92aMicrobiology第四節(jié)微生物與環(huán)