微生物生态系.ppt

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1、2023/3/24,1,自然界中微生物生态,在一定在生态体系中，发育着不同特征性的微生物类群和数量，并在物质转化和能量转化中，呈现出各自不同的活动过程和活动强度,2023/3/24,2,微 生 物 生 态 学,研究处于环境中的微生物，和与微生物生命活动相关的物理、化学和生物等环境条件，以及它们之间的相互关系的科学,2023/3/24,3,第 一 节,自然环境中的微生物,2023/3/24,4,一、土 壤 中 的 微 生 物,1、土壤是微生物生长的良好基地 丰富的碳源和氮源 大量而全面的矿质元素 适宜的含水量 不同的通气状况 适宜的温度范围，变幅小而缓慢 适宜的pH,2023/3/24,5,2、

2、土壤中的微生物数量和分布,土壤中微生物数量与分布，由于土壤不同而有很大差异每克肥沃土壤可有几亿至几十亿个微生物。贫瘠土壤仅有几百万至几千万个微生物土壤微生物中其数量及活动强度:细菌放线菌真菌藻类原生动物,2023/3/24,6,（1）土 壤 中 的 细 菌,土壤中的细菌占土壤微生物的70 90%。其生物量可占土壤重量的1/10000左右，土壤有机质的1%左右。数量大、个体小，与土壤接触的表面积特大，是土壤中最大的生命活动面，最活跃的生物因素.有各种不同的微生物生理群，进行不同的代谢，是自然界氮、碳和硫元素转化的参与者。,2023/3/24,7,土壤中细菌生理类群和作用,固氮菌好氧，能转化氮气成

3、氨根瘤菌好氧，与植物共生，转化氮气成氨氨化细菌分解蛋白质等含氮有机物并生成氨硝化细菌好氧的自养微生物，氧化氨为亚硝酸或硝酸盐反硝化细菌异养微生物，在厌氧的条件下还原硝酸盐为氮,2023/3/24,8,土壤中细菌生理类群和作用,2023/3/24,9,土壤中细菌生理类群和作用,硫酸盐还原细菌异养微生物，在厌氧的条件下还原硫酸盐成硫化氢硫氧化细菌自养微生物，在好氧的条件下氧化各种还原态的硫化物为硫酸。纤维分解细菌能分解植物茎杆的纤维素产甲烷细菌厌氧微生物，能还原二氧化碳或分解甲基化合物为甲烷,2023/3/24,10,土壤中细菌生理类群和作用,2023/3/24,11,（2）土 壤 放 线 菌,数

4、量和生物量 土壤中放线菌的数量仅次于细菌。占土壤微生物总数的530%，放线菌总生物量与细菌的总生物量相当。分布 由于多数放线菌为好氧有机营养型微生物，最佳生长pH为偏碱性，放线菌主要分布于耕作层中。作用 为有机营养型微生物，在土壤中主要参预各种有机物的分解。,2023/3/24,12,（3）土 壤 真 菌,数量和生物量 1g土壤中可含几万至几十万个真菌。土壤真菌的生物量与细菌和放线菌相当。土壤中酵母菌每g土壤在几个至几千个。分布 为好氧性微生物，一般分布于土壤表层。且较耐酸，在pH5.0左右的土壤中占有较高的比例。作用 为有机营养型微生物在土壤中主要参预各种有机物（特别是木质素）的分解。在森林

5、的土壤中分布较多。,2023/3/24,13,（4）土 壤 藻 类,数量 土壤中藻类的数量远较其他微生物类群为少，在土壤微生物总量中不足1%。分布 为光合型微生物，大多分布在潮湿的土壤表面的土层中。易受阳光和水分的影响。作用 能将CO2转化为有机物，可为土壤积累少量的有机物质。,2023/3/24,14,（5）土 壤 原 生 动 物,数量 每g有几十至几十万个。在富含有机质的土壤中含量较高。作用 原生动物吞食有机物残片和土壤中细菌、单细胞藻类、放线菌和真菌的孢子，因此原生动物的生存数量往往会影响土壤中其他微生物的生物量。,2023/3/24,15,某森林土壤中的微生物,2023/3/24,16

6、,3、土 壤 微 生 物 区 系,在某一特定环境和生态条件下的土壤中所存在的微生物的况态。包括微生物的种类、数量以及参与物质循环的代谢活动强度。根据土壤微生物各类群在土壤中的发育特点，可以分为土著性区系和发酵性区系两类。,2023/3/24,17,土壤微生物区系类型,土著性微生物区系(Microbial autoflora)是指那些对对新鲜有机物不很敏感的微生物类群。常年维持在某一数量水平，即使有机物的进入、温度和湿度变化，其变幅也小,2023/3/24,18,土壤微生物区系类型,发酵性微生物区系(Fermentative microbial flora)是指对新鲜有机物很为敏感在有新鲜有机物

7、进入时可爆发性地旺盛发育，而在新鲜有机物消失后又很快消退的微生物类群。有新鲜有机物时发酵性微生物区系占优势。衰退后，土著性微生物区系重占优势,2023/3/24,19,二、水 体 中 的 微 生 物,地球上主要水体的种类海洋97%的水冰川和两极2%湖泊0.009%河流0.00009%地下水少量,2023/3/24,20,1、清水型水生微生物,生长在含有机物不丰富的清水中的化能自养型或光能自养型的微生物。化能或光能无面营养型，仅从水域中吸取无机物或少量有机物作营养发育量一般不大,2023/3/24,21,2、腐生型水生微生物,利用进入水体的废物废水为作为营养的微生物。化能有机营养型，利用腐败的有

8、机残体、动物和人类排泄物，生活污水和工业有机废物废水发育量大,2023/3/24,22,三、空气中的微生物,空气不具备微生物生长所必需的营养物质和生活条件，因此空气并不是微生物生长繁殖的良好场所。但空气仍存在有细菌、病毒、放线菌、真菌、藻类、原生动物等各类微生物。它们来源于被风吹起的地面尘土和水面小水滴以及人、动物体表的干燥脱落物、呼吸道分泌物和排泄物等等。,2023/3/24,23,空气中微生物的地域分布,2023/3/24,24,四、极端环境中的微生物,一般生物难以生存而只有某些特殊生物或特殊微生物才能生存的环境称为极端环境。高温环境，低温环境、高酸环境、高碱环境、高压环境、高盐环境等，还

9、有高卤环境、高辐射环境和厌氧环境等。能在极端环境中生存的微生物称为极端环境微生物。,2023/3/24,25,1、高温环境中的微生物,自然界的高温环境：温泉，海底火山口微生物的耐高温能力：古细菌 真细菌 真核生物。,2023/3/24,26,高温环境中的微生物,极端嗜热菌，最适6570，最低在40以上，最高在70以上兼性嗜热菌，最高为5060，但在室温下仍有生长与繁殖能力耐热细菌，最高为4550，在室温中生长较兼性嗜热细菌好。,2023/3/24,27,各类微生物群的生长上限温度(),2023/3/24,28,嗜热菌耐热原因：,（1）细胞膜化学组分的特异（2）代谢速率高（3）酶蛋白热稳定性高（

10、4）有一类特殊的DNA结合蛋白，能稳定DNA的双链结构。,2023/3/24,29,2、高盐环境中微生物,自然界中高盐环境主要是盐湖、死海、盐场和腌制品。能在这些高盐环境中生存繁殖的微生物称为嗜盐性微生物。,2023/3/24,30,嗜盐微生物的分类,根据嗜盐性微生物对盐浓度的适应性和需要性，可以将它们分为不同的嗜盐类群。,2023/3/24,31,嗜盐菌的特点,嗜盐菌是一类特殊的古细菌具有对高盐浓度适应性的生理机能。嗜盐菌中的许多酶必需在高盐浓度下才显示活性。嗜盐菌具有异常的紫膜(含有细菌视紫红质)，,2023/3/24,32,3、高酸环境中的微生物,自然界的高酸环境：含硫矿的矿尾水，酸性热

11、泉。微生物：氧化硫硫杆菌代谢作用：氧化S2-为SO42-,2023/3/24,33,4、高碱环境中的微生物,自然界的高碱环境：碱性温泉，矿尾水等。微生物：环状芽孢杆菌，可在pH高达11.0的环境中生活。,2023/3/24,34,5、高压环境中的微生物,高压环境：海洋深处和深油井内等。嗜压菌的最大特点是生长极为缓慢。,2023/3/24,35,第 二 节,微生物之间的相互关系,2023/3/24,36,一、偏利共栖关系,定义：在一个生态系统中的两个微生物群体共栖，一个群体得益而另一个群体无影响。偏利共栖的方式：一个群体的生命活动为另一个群体创造适宜的生长环境；一个群体为另一个群体提供生长刺激物

12、质或是营养基质。,2023/3/24,37,二、互利共栖关系,定义:两个微生物群体共栖时互为有利的现象。互利方式:互相提供营养物质改善生长环境,2023/3/24,38,三、共生关系(symbiosis),两个微生物群体形成结构特殊的共生体物，两者绝对互利，分开后有的甚至难以单独生活。地衣(Lichens)：由某些藻或蓝细菌与真菌组成的共生体。藻或蓝细菌：进行光合作用，可为真菌提供有机化合物作碳源和能源，真菌：则为藻或蓝细菌不仅提供栖息之处，还可提供矿质营养和水分。,2023/3/24,39,四、竞争关系,定义：是指一个自然环境中存在的两个或多个微生物群体共同依赖于同一营养基质或环境因素时，产

13、生的一方或双方微生物群体在数量增殖速率和活性等方面受到限制的现象。这种竞争现象普遍存在，结果造成了强者生存，弱者淘汰。同时环境条件的改变，会导致竞争结果的改变。,2023/3/24,40,五、拮抗现象,定义：由于一种微生物类群生长 时所产生的某些代谢产物，抑制甚至毒害了同生境中的另外微生物类群的生存的现象。这种现象可以分为两种：由于一类微生物的代谢活动改变了环境条件而使环境条件不适宜于其他微生物类群的生长和代谢。一类微生物产生某些能抑制，甚至杀死其他微生物类群的代谢产物。,2023/3/24,41,六、寄生关系,定义：指一种微生物通过直接接触或代谢接触，使另一种微生物寄主受害乃至个体死亡，而使它看书得益并赖以生存的现象。寄生菌的两种形式：外寄生内寄生。,2023/3/24,42,七、捕食关系,定义：指一种微生物以另一种微生物为猎物进行呑食和消化的现象。在自然界中屯典型和最大量的捕食关系是原生动物对细菌、酵母、放线菌和真菌孢子等的捕食。除此之外，还有藻类捕食其他细菌和藻，原生动物也捕食其他原生动物，真菌捕食线虫等。,2023/3/24,43,微生物之间相互关系类型总列,