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1、第六章 微生物的生态,Chapter 6 Microbial Ecology,生态学(Ecology)：研究生物系统与其环境条件间相互作用规律性的科学。微生物生态学(Microbiological Ecology)：研究微生物群体（微生物区系或正常菌群）与其周围的生物和非生物环境条件相互作用关系的科学。,研究微生物生态的意义,.研究微生物的生态的分布规律，有助于开发丰富的菌种资源，防止有害微生物的活动.研究微生物间及其与它种生物间的相互关系，有助于发展新的微生物农药、微生物肥料以及积极防治人和动、植物病虫害，也有利于发展食品混菌发酵、序列发酵和生态农业.研究微生物在自然界物质循环中的作用，有利
2、于阐明地球进化和生物进化的原因，也可促进探矿、冶金、保护环境、提高土壤肥力以及开发生物能等各项生产事业的发展,第一节微生物在自然环境中的分布,为什么土壤是微生物的“大本营”？,1、为微生物提供了良好的源、源、能源。,2、为微生物提供有机物、无机盐、微量元素。,4、土壤值范围5.58.5之间。,5、温度、季节与昼夜温差不大。,6、土壤颗粒空隙间充满着空气和水分。,7、适宜的渗透压。,3、满足了微生物对水分的要求。,一.土壤中的微生物,细菌,生物量：单位体积内活细胞的重量。,每克肥土可含亿个细菌。,以每亩半尺深耕作层土壤重30万计，细菌活重约100450斤。,放线菌,多分布在有机物较丰富的碱性土壤
3、中。,(几万-几百万)/克土壤,土壤中放线菌数量仅次于细菌,由于菌体大，其生物量与细菌接近。,真菌,真菌主要分布在接近地面的土层中，以丝状体和孢子体形式存在于土壤中，(几千几十万个)/每克土壤。,由于菌体粗大，其生物量不低于细菌，放线菌，为0.6mgg土壤，菌丝最长可达40米。如酵母在果园土壤里含量几十万个g土壤。,藻类和原生动物,藻 类（万个克土）原生动物（万个克土）,纤毛虫，鞭毛虫、肉足虫等为主，它们以其它微生物和有机物碎片为食，对其它几类微生物的数量起调节作用。,微生物在土壤中的分布的影响因素,土壤深度对微生物分布的影响,有机物含量对微生物分布的影响,碳源对微生物分布的影响,酸碱度影响微
4、生物分布,土壤中微生物的数量：按种类递减细菌放线菌霉菌酵母菌藻类原生动物耕作土壤中，细菌湿重约90 225kg；以土壤有机质含量为2%计算，则所含细菌干重约为土壤有机质的1%左右。土壤微生物的代谢活动，可改变土壤的理化性质，进行物质转化，因此，土壤微生物是构成土壤肥力的重要因素。若按生物量计算则各种微生物的生物量基本相当。,微生物的水域环境,水中无机盐,水中有机物,值,温度,光线,二、水体中的微生物,淡水中的微生物,海水中的微生物,淡水中的微生物,细菌总数不得超过：100个/毫升,饮用水消毒常用方法：,大肠菌群指数不得超过：3个/升,我国相关法规对饮用水微生物指标的规定：,加入液态氯或次氯酸盐
5、,海水中的微生物,平均含盐量：3.5%，密度大、渗透压高、冰点低。微生物组成：多数为革兰氏阴性菌、多嗜盐、河口处有耐盐菌；形态：多有鞭毛，常见多形性、可变为球形、弧形、丝状及螺旋状，个体小；生理：兼性厌氧，生长慢，能在低营养下生活，常产色素，分解蛋白质能力强，解糖能力低，多嗜冷，对热敏感；分布：不均匀，与水深成反比，010米少；1050米呈上升变化；50米以下数量减少；海底沉积物上多；常见菌种：假单孢菌、弧菌、螺菌、无色杆菌、黄杆菌,清水型水生微生物,洁净湖泊和水库，微生物数量少(10-103/ml)，以化能自养型和光能自养型微生物为主，部分腐生细菌，如色杆菌、无色杆菌和微球菌等；霉菌中如水霉
6、、绵霉等的一些种；以及单细胞和丝状的藻类和一些原生动物常在水面生长，数量较少。以上微生物种类可以认为是水中的“土著”菌群。根据微生物对水生环境中的营养要求，将其分为三类：贫营养细菌（1-15mgC/L）、兼性贫营养细菌（指一些在富营养培养基中经反复培养后也能适应并生长的贫营养细菌）、富营养细菌（10gC/L）,类型及环境情况：流经城市的河水、港口附近的海水、滞留的池水、阴沟水；流入了大量的人畜排泄物、生活污物和工业废水等，有机物含量大增。微生物数量和类群：数量：大量外来的腐生细菌，使腐败型水生微生物尤其是细菌和原生动物大量繁殖，每毫升污水的微生物含量达到107108个；类群：革兰氏阴性无芽孢杆
7、菌，纤毛虫类、鞭毛虫类和根足虫类等原生动物，还有一些随人畜排泄物和病体污物进入水体的动植物致病菌繁殖及后果：通常因水体环境中的营养等条件不能满足其生长繁殖的要求，加上周围其它微生物的竞争和拮抗关系，一般难以长期生存，但由于水体的流动，也会造成病原菌的传播甚至疾病的流行。,腐败型水生微生物,水的自净作用,污水中的微生物在污水环境中大量繁殖，逐渐把水中的有机物分解成简单的无机物，同时它们的数量随之减少，污水也就逐步净化变清。水源的饮用价值：良好的饮用水细菌含量应在100个/ml以下，当超过500个/ml时，即不适合作为饮用水。更重要的是水中的微生物种类，一般用大肠菌群数作为是否含有病原菌的指标。在
8、自然水体尤其是快速流动的水中，存在着对有机或无机污染物的自净作用。其原因是多方面的，有稀释、沉降、吸附等物理作用，更重要的是各种生物学和生物化学作用，这种作用称为水的自净作用。是流水不腐的原因。,空气干燥，不利于微生物生命活动，不是微生物生长繁殖的场所但却飘浮着相当数量的微生物，来自地面、动植物、尘土。,三、空气中的微生物,城市街道、医院、畜舍等公共场所空气中含量高；森林、海洋、高纬度地带的空气中微生物含量很少。,微生物在空气中只能短时间停留，就要落地，大部分死亡，包括一些人体病原菌。,但结核、白喉，炭疽等杆菌和肺炎双球菌、葡萄球菌、流感病毒、脊髓灰质炎病毒抗性比较强。能传染疾病。,微生物在空
9、气传播的距离是无限的，因而其分布是世界性的。,空气中的微生物的数量是大气污染程度的标志之一,四.食品中的微生物,大米灰绿曲霉，白曲霉，黄曲霉，赭曲霉，桔青霉，圆弧青霉，常见青霉 面粉黄曲霉，谢瓦曲霉，青霉，毛霉 小麦曲霉，青霉，芽枝霉，链格孢霉，葡萄孢霉，镰孢霉，长蠕孢霉，茎点霉，木霉，拟青霉 小麦粉白曲霉，桔青霉，圆弧青霉，芽枝霉，葡萄孢霉，茎点霉，头孢霉 玉米粉灰绿曲霉，纯绿青霉，圆弧青霉，镰孢霉 玉米面葡萄曲霉，黄曲霉，青霉 大豆粉黄曲霉，杂色曲霉，青霉 花生黄曲霉，灰绿曲霉，溜曲霉，桔青霉，绳状青霉，根霉，镰孢霉，粘霉，茎点霉 调味料灰绿曲霉，白曲霉，黑曲霉，青霉,微生物引起的劣化种类
10、：霉变（mildew，mouldness）：由霉菌引起的劣化腐朽（decay）泛指在好氧条件下微生物酶解有机质使其劣化的现象，常见的如由担子菌引起的木材或木制品的腐朽现象腐烂（或腐败，Putrefection，rot）主要指由细菌或酵母菌引起的使物体变软、发臭性的劣化腐蚀（corrosion）主要指由硫酸盐还原细菌、铁细菌或硫细菌引起的金属材料的侵蚀、破坏性劣化变质（deterioration）指由各种生物或非生物因素引起的工农业产品质量下降的现象,五、人体的正常微生物区系,正常菌群：生活在健康动物各部位，数量大，种类较稳定且一般是有益无害的微生物，称为正常菌群。,正常菌群与人体的关系：一般能
11、维持平衡，菌群内部的各种微生物之间，也是相互制约而维持相对稳定。,变化情况：正常菌群是相对的、可变的、有条件的。,机体防御机能减弱时，一部分正常菌群会成为病原微生物；正常菌群在非正常部位时也可引起疾病；由于外界因素的影响，破坏了各种微生物之间的相互制约关系，正常菌群也会引起疾病（菌群失调症）。,无菌动物与悉生动物：无菌动物：凡在体内外检查不到任何正常菌群的动物称为无菌动物；悉生生物：凡已人为地接种上已知纯种微生物的无菌动物或无菌植物，称为悉生生物,根际微生物和附生微生物,根际微生物：存在于植物根际（根系存在的范围）的微生物由于受到植物根系分泌物（糖类、氨基酸和维生素等）和根系死亡脱落物（碳水化
12、合物）的影响，植物根际的微生物数量较跟际外高，但种类较单一，且在不同的植物根际微生物的种类会发生变化。根际微生物的存在，对植物有益。主要表现在：改善了植物的营养条件；分泌植物生长刺激物质；分泌抗生素类物质；有时根际微生物对植物也会产生有害的影响。附生微生物：生活在植物体表面，借其外渗物质或分泌物质为营养的微生物，如叶面微生物、浆果表面微生物,第二节 微生物间及微生物与其它生物间的相互关系,微生物间的相互关系微生物与高等植物间的关系微生物与人体及动物间的相互关系,微生物间的相互关系,种间共处：两种微生物相互无影响的生活在一起，不表现出明显的有利或有害关系。如乳杆菌和链球菌。互生：微生物间比较松散
13、的联合，在联合中一方或双方都有利。如氨化菌和硝化菌。共生：两种微生物紧密结合在一起形成一种特殊的共生体，在组织和形态上产生了新的结构，在生理上有一定的分工。共生分为互惠共生和偏利共生。如藻类与真菌共生形成的地衣。拮抗：两种微生物生活在一起时，一种微生物产生某种特殊的代谢产物或改变环境条件，从而抑制甚至杀死另一种微生物的现象。,竞争：生活在一起的微生物，为了生长争夺有限的营养或空间，结果使两种微生物的生长均受到抑制。竞争在自然界普遍存在，是推动微生物发展和进化的动力。寄生：一种生物生活在另一种生物体表或体内，从后者的细胞、组织或体液中取得营养，前者称为寄生物，后者称为寄主，寄生物一般对寄主是有害的。如噬菌体与细菌。捕食：一种微生物直接吞食另一种微生物。如原生动物对细菌的捕食，捕食关系在控制种群密度，组成生态系食物链中，具有重要意义。,微生物与高等植物间的相互关系,根际微生物与高等植物间的互生关系微生物与高等植物间的共生关系（根瘤菌与豆科植物形成的共生体、菌根菌与高等植物的共生）微生物在高等植物中的寄生。,微生物与人体及动物间的相互关系,人体正常微生物群落与人体间的互生关系瘤胃微生物与反刍动物间的共生关系微生物与昆虫间的共生关系。如白蚁与其肠内原生动物形成的外共生，微生物与许多昆虫（蚜虫）的内共生。微生物在动物体内的寄生,
