第十一章微生物的生态-第八章微生物生态
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八章微生物的生态
第八章 微生物的生态
第一节 微生物在自然界中的分布与 菌种资源的开发
第二节 微生物与生物环境间的关系 第三节 微生物与自然界物质循环 第四节 微生物与环境保护
第一节 微生物在自然界中的分布 与菌种资源的开发
本节内容： 微生物在自然界的分布 菌种资源的开发
一、微生物在自然界中的分布
(一)土壤中的微生物 （二）水中的微生物 （三）空气中的微生物 （四）工农业产品上的微生物 （五）极端环境中的微生物
3.农产品上的微生物
❖ 主要菌种：以青霉属、曲霉属、镰孢霉属（Fusarium）等 的一些种为主。
❖ 真菌毒素：目前已知的五万多种真菌中，至少有两百多个种 能产生一百多种真菌毒素，其中有14种致癌，两种是剧毒致 癌剂，其一为黄曲霉毒素（aflatoxin），另一种是由某些 镰孢菌产生的单端孢烯族毒素T2。凡是被霉菌严重污染的 粮食一般都含有多种真菌毒素，因此，“防癌必先防霉”。
❖ 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。
（2）海水微生物的分布和种类
❖ 海水中的微生物除来源于河水、雨水及污水等环境中 临时种类外，绝大多数是嗜盐菌，并耐高渗透压。
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）。
2、其它生物体
❖ 无菌动物（germ-free animal）：体内外检查不到任何正 常菌群的动物
❖ 主要真菌毒素：黄曲霉毒素、赭曲霉素、杂色曲霉素、岛青 霉素、黄天精、环氯素、展青霉素、桔青霉素、皱褶青霉素、 黄绿青霉素、青霉酸、圆弧青霉素、偶氮酸、单端孢烯族毒 素、二氢雪腐镰刀菌烯酮和T2毒素等。
第一节 微生物在自然界中的分布与 菌种资源的开发
第二节 微生物与生物环境间的关系 第三节 微生物与自然界物质循环 第四节 微生物与环境保护
第一节 微生物在自然界中的分布 与菌种资源的开发
本节内容： 微生物在自然界的分布 菌种资源的开发
一、微生物在自然界中的分布
(一)土壤中的微生物 （二）水中的微生物 （三）空气中的微生物 （四）工农业产品上的微生物 （五）极端环境中的微生物
3.农产品上的微生物
❖ 主要菌种：以青霉属、曲霉属、镰孢霉属（Fusarium）等 的一些种为主。
❖ 真菌毒素：目前已知的五万多种真菌中，至少有两百多个种 能产生一百多种真菌毒素，其中有14种致癌，两种是剧毒致 癌剂，其一为黄曲霉毒素（aflatoxin），另一种是由某些 镰孢菌产生的单端孢烯族毒素T2。凡是被霉菌严重污染的 粮食一般都含有多种真菌毒素，因此，“防癌必先防霉”。
❖ 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。
（2）海水微生物的分布和种类
❖ 海水中的微生物除来源于河水、雨水及污水等环境中 临时种类外，绝大多数是嗜盐菌，并耐高渗透压。
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）。
2、其它生物体
❖ 无菌动物（germ-free animal）：体内外检查不到任何正 常菌群的动物
❖ 主要真菌毒素：黄曲霉毒素、赭曲霉素、杂色曲霉素、岛青 霉素、黄天精、环氯素、展青霉素、桔青霉素、皱褶青霉素、 黄绿青霉素、青霉酸、圆弧青霉素、偶氮酸、单端孢烯族毒 素、二氢雪腐镰刀菌烯酮和T2毒素等。
第8章微生物的生态(简)
VBNC
Pathogenicity opportunism Metabolic functions
VBNC 细菌特点：
• VBNC是细菌处于不良环境条件下产生的一种特殊 的生存方式和休眠状态。
• VBNC细菌不能在常规培养条件下生长繁殖，但仍 然具有代谢活性，但如果给予合适条件又能够恢 复生长繁殖。
六、未培养的微生物
未培养微生物（uncultured microorganisms）
利用分子生物学技术能够检测到，但目前采用微生物纯培养分离、 培养方法还未获得纯培养的微生物。包括可获得纯培养，但在环 境因子的胁迫下不能生长、处于休眠状态下的微生物。
The great plate count anomaly -Does culturing reflect natural conditions?
• 海水中的微生物 藻类、G- 需氧细菌 、兼性厌氧菌。
特点： 嗜盐、嗜冷、嗜压。
江河水中的微生物
1）数量和种类与接触的土壤密切相关； 2）主要吸附在悬浮于水中的有机物及水底； 3）多能运动，有些具有异常形态（如柄细菌）； 4）靠近城市或城市下游水中的微生物多，并且 有很多对健康不利的细菌，不宜作饮用水源。
➢ 发达国家每年约有三分之一 的人受食源性疾病危害
(WHO, 2002)
微生物是食品安全的主要危害因子
① 1988年 上海，贝类，甲肝 ② 1989年 新疆，戊肝 ③ 1996年 欧洲，牛肉，疯牛病 ④ 1996年 日本，奶制品，O157 ⑤ 1997年 中国香港，禽流感 ⑥ 2000年 法国，熟制肉类，李斯特菌 ⑦ 2000年 日本，乳品，金黄色葡萄球菌 ⑧ 2000年 英国、法国， 口蹄疫 ⑨ 2004年 南亚、东南亚、中国，禽流感
沈萍《微生物学》各章大概
本课程采用的教材：沈萍主编的《微生物学》，高等教出版社 2000年7月第一版。
第一章绪论微生物科学人们常说的微生物(microorganism, microbe) 一词，是对所有形体微小、单细胞或个体结构较为简单的多细胞，甚至无细胞结构的低等生物的总称，或简单地说是对细小的人们肉眼看不见的生物的总称。
指显微镜下的才可见的生物，它不是一个分类学上的名词。
但其中也有少数成员是肉眼可见的，例如近年来发现有的细菌是肉眼可见的，1993 年正式确定为细菌的Epulopiscium fishlsoni 以及1998 年报道的Thiomargarita namibiensis ，均为肉眼可见的细菌。
所以上述微生物学的定义是指一般的概念，是历史的沿革，但仍为今天所适用。
巴斯德和柯赫对微生物学建立的贡献巴斯德和柯赫为微生物学的建立和发展做出了卓越的贡献，使微生物学作为一门独立的学科开始形成，巴斯德和柯赫是微生物学的奠基人。
巴斯德彻底否定了“自然发生”学说；发现将病原菌减毒可诱发免疫性，首次制成狂犬疫苗，进行预防接种；证实发酵是由微生物引起的；创立巴斯德消毒法等；柯赫对病原细菌的研究做出了突出的成就：证实了炭疽病菌是炭疽病的病原菌，发现了肺结核病的病原菌，提出了证明某种微生物是否为某种疾病病原体的基本原则——柯赫原则，创建了分离、纯化微生物的技术等。
人类与微生物的关系微生物与人类关系的重要性，可以从它们在给人类带来巨大利益的同时也可能带来极大的危害两方面进行分析。
能够例举：面包、奶酪、啤酒、抗生素、疫苗、维生素及酶等重要产品的生产；微生物使得地球上的物质进行循环，是人类生存环境中必不可少的成员；（过去瘟疫的流行，现在一些病原体正在全球蔓延，许多已被征服的传染病也有“卷土重来”之势；食品的腐败等等具体事例说明。
第三章微生物细胞的结构与功能基本知识点：用培养平板进行微生物纯培养分离的方法包括：稀释倒平板法、涂布平板法、平板划线法。
周德庆第三版《微生物学》第八章部分名词解释及思考题答案
第八章微生物的生态名词解释1、微生物生态学：微生物生态学是生态学的一个分支，它研究对象是微生物生态系统的结构及其与周围生物及非生物环境系统间相互作用的规律。
29、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。
30、宏基因组：出生后才驻入人体，尤其是肠道内1000 种左右的正常菌群——共生微生物群的总基因组，即宏基因组。
31、微生态学：以微生物学和实验动物学为基础，研究正常微生物菌群与其宿主的相互关系及其作用机制的新兴边缘学科。
32、微生态系统：在特定的空间和时间范围内，由个体20〜200卩m不同种类组成的生物群与其环境组成的整体。
34、微生态失调：正常的微生物群之间和正常微生物群与宿主之间的微生态平衡，在外环境影响下，由生理性组合转变为病理性组合状态。
35、条件致病菌：条件致病菌又称为机会致病菌，在某种特定条件下可致病的细菌，称为条件致病菌。
条件致病菌是人体的正常菌群，当其集聚部位改变、机体抵抗力降低或菌群失调时则可致病，如变形杆菌。
37、微生态制剂：用于提高人类、畜禽宿主或植物寄主的健康水平的人工培养菌群及其代谢产物，或促进宿主或寄主体内正常菌群生长的物质制剂之总称。
可调整宿主体内的微生态失调，保持微生态平衡。
38、益生菌剂：通常是指一类分离自正常菌群，以高含量活菌为主体，一般以口服或粘膜途径投入，有助于改善宿主特定部位微生态平衡并兼有若干其他有益生理活性的生物制剂。
39、益生元（双歧分子）：专指一类人类不能消化吸收的低聚糖类食物成分，通过选择性的刺激一种或几种细菌的生长与活性而对寄主产生有益的影响，从而改善寄主健康的物质。
41、悉生生物：凡已人为地接种上某种或某些已知纯种微生物的无菌动物或植物，即已知其上所含微生物群的大生物称为悉生生物。
52、混菌培养（混合培养）：混菌培养又叫混合培养，也称混合发酵，是在深入研究微生物纯培养基础上的人工“微生物生态工程” ，指将两种或多种微生物混合在一起培养，以获得更好效果的培养方法。
《微生物学教学课件》第八章微生物的生态
共生关系的实例
地衣、动物肠道菌群等。
竞争关系和捕食关系
• 竞争关系：是指两种或多种微生物共同争夺有限的食物、空间、氧气等资源，导致其中一种或多种微生物的生长和繁殖受到抑制的关系。例 如，在培养基中加入两种或多种细菌时，由于营养物质和空间的限制，其中一种细菌会抑制另一种细菌的生长。
竞争关系和捕食关系
农药使用
农药的使用可以杀死或抑制某些有害微生物，但也可能对 有益微生物产生不良影响，导致土壤微生物群落失衡。
灌溉
灌溉可以影响土壤湿度和盐分，从而影响土壤中微生物的 生存和活动。
工业活动对微生物生态的影响
废水处理
工业废水可能含有大量的有毒物 质和重金属，对水体中的微生物 产生毒害作用。废水处理过程中，
种群内的微生物通过竞争、共生、寄生等关系相互 影响，形成一定的种群结构，维持种群的稳定。
种群内的微生物会受到环境因素的影响，如营养物 质、温度、湿度等，这些因素会影响微生物的生长 、繁殖和代谢。
微生物群落生态
微生物群落生态是指一定时间 和空间内，多种微生物个体组 成的集合体，这些微生物之间 相互作用、相互影响，形成一 定的群落结构。
生物修复
利用有益微生物对受损环 境进行修复，提高环境质 量。
生态恢复
通过恢复受损生态系统中 微生物群落的平衡，实现 生态系统的恢复和稳定。
微生物生态学在生物能源和生物医药领域的应用
生物能源
利用微生物发酵或厌氧消化技术，生产生物燃料，如乙醇、沼气 等，替代化石燃料。
生物医药
通过研究微生物与人体之间的相互作用，开发新型药物和治疗手 段，为人类健康事业做出贡献。
100%
转化物质
微生物参与多种物质的转化，如 氮、硫、磷等元素的循环，对维 持地球生物圈的稳定具有重要作 用。
地衣、动物肠道菌群等。
竞争关系和捕食关系
• 竞争关系：是指两种或多种微生物共同争夺有限的食物、空间、氧气等资源，导致其中一种或多种微生物的生长和繁殖受到抑制的关系。例 如，在培养基中加入两种或多种细菌时，由于营养物质和空间的限制，其中一种细菌会抑制另一种细菌的生长。
竞争关系和捕食关系
农药使用
农药的使用可以杀死或抑制某些有害微生物，但也可能对 有益微生物产生不良影响，导致土壤微生物群落失衡。
灌溉
灌溉可以影响土壤湿度和盐分，从而影响土壤中微生物的 生存和活动。
工业活动对微生物生态的影响
废水处理
工业废水可能含有大量的有毒物 质和重金属，对水体中的微生物 产生毒害作用。废水处理过程中，
种群内的微生物通过竞争、共生、寄生等关系相互 影响，形成一定的种群结构，维持种群的稳定。
种群内的微生物会受到环境因素的影响，如营养物 质、温度、湿度等，这些因素会影响微生物的生长 、繁殖和代谢。
微生物群落生态
微生物群落生态是指一定时间 和空间内，多种微生物个体组 成的集合体，这些微生物之间 相互作用、相互影响，形成一 定的群落结构。
生物修复
利用有益微生物对受损环 境进行修复，提高环境质 量。
生态恢复
通过恢复受损生态系统中 微生物群落的平衡，实现 生态系统的恢复和稳定。
微生物生态学在生物能源和生物医药领域的应用
生物能源
利用微生物发酵或厌氧消化技术，生产生物燃料，如乙醇、沼气 等，替代化石燃料。
生物医药
通过研究微生物与人体之间的相互作用，开发新型药物和治疗手 段，为人类健康事业做出贡献。
100%
转化物质
微生物参与多种物质的转化，如 氮、硫、磷等元素的循环，对维 持地球生物圈的稳定具有重要作 用。
环境微生物学(08微生物生态)教学教材
从个体到种群，除了出现统计学上的特征如:出生率、死亡 率、年龄结构、性比等外，还出现了如空间布局、种群行 为、遗传变异和生态对策等新的特征。
一般说来，自然种群具有三方面的特征：（1）空间特征 ，即种群具有一定的分布区域和分布形式；（2）数量特 征，每单位面积（或空间）上的个体数量（即密度）将 随时间而发生变动；（3）遗传特征，种群具有一定的基 因组成，即系一个基因库，以区别于其他物种，但基因 组成同样是处于变动之中的。
了空气不是微生物生长繁殖的场所。
二、空气微生物的种类、数量和分布
空气中的微生物来源于： 土壤（飞扬的尘土把微生物带至空中）； 水体（水面吹起的小水滴）； 人和动物（皮肤脱落物、呼吸道等）
空气中的微生物只是短暂停留，是可变的，没有固定类群。
在空气中存活的微生物，主要是有芽孢的细菌、有孢子的 霉菌、放线菌及各种胞囊。
第二节 土壤微生物生态
一、土壤的生态条件
1. 营养 土壤内有大量的有机和无机物质（动植物的残体、分泌 物、排泄物等） 2. pH 3. 5～8.5，多为5.5～8.5；适合于大多数微生物的生长 繁殖。 3． 透压 土壤内通常为0.3～0.6MPa，而在微生物（细菌）体内， G+为2.0～2.5 MPa，G-为0.5～0.6 Mpa。所以，土壤是 等 或低 溶液，有利于微生物吸收水份和营养。
这是一个美丽的
3. 生态系统的分类
由于生态系统可以小到一滴水，大到生物圈，所以分类有 多种。 根据生存环境分：如水体生态系统和陆地生态系统。各自 还可进一步细分，例如淡水生态系统和海水生态系统。根 据动态和静态可将淡水生态系统分为河流生态系统和湖泊 生态系统。
根据生物群落分：有动物生态系统、植物生态系统及微生 物生态系统，在这些生态系统内又可根据生存环境或生物 群落进一步细分。
一般说来，自然种群具有三方面的特征：（1）空间特征 ，即种群具有一定的分布区域和分布形式；（2）数量特 征，每单位面积（或空间）上的个体数量（即密度）将 随时间而发生变动；（3）遗传特征，种群具有一定的基 因组成，即系一个基因库，以区别于其他物种，但基因 组成同样是处于变动之中的。
了空气不是微生物生长繁殖的场所。
二、空气微生物的种类、数量和分布
空气中的微生物来源于： 土壤（飞扬的尘土把微生物带至空中）； 水体（水面吹起的小水滴）； 人和动物（皮肤脱落物、呼吸道等）
空气中的微生物只是短暂停留，是可变的，没有固定类群。
在空气中存活的微生物，主要是有芽孢的细菌、有孢子的 霉菌、放线菌及各种胞囊。
第二节 土壤微生物生态
一、土壤的生态条件
1. 营养 土壤内有大量的有机和无机物质（动植物的残体、分泌 物、排泄物等） 2. pH 3. 5～8.5，多为5.5～8.5；适合于大多数微生物的生长 繁殖。 3． 透压 土壤内通常为0.3～0.6MPa，而在微生物（细菌）体内， G+为2.0～2.5 MPa，G-为0.5～0.6 Mpa。所以，土壤是 等 或低 溶液，有利于微生物吸收水份和营养。
这是一个美丽的
3. 生态系统的分类
由于生态系统可以小到一滴水，大到生物圈，所以分类有 多种。 根据生存环境分：如水体生态系统和陆地生态系统。各自 还可进一步细分，例如淡水生态系统和海水生态系统。根 据动态和静态可将淡水生态系统分为河流生态系统和湖泊 生态系统。
根据生物群落分：有动物生态系统、植物生态系统及微生 物生态系统，在这些生态系统内又可根据生存环境或生物 群落进一步细分。
农业微生物第八章微生物生态
由于土壤具备了各种微生物生长发育所需要的营养、空 气、酸碱度、渗透压和温度等条件，所以土壤中微生物的种 类和数量是其他任何生态系统无法比拟的。 1）土壤的矿物质成分，提供微生物需要的矿质养料； 2）土壤中的动植物残体，以及耕作土壤中有机肥料，源源不 断地供给微生物碳素养料和氮素养料； 3）土壤的持水性为微生物提供水分条件； 4）土壤的孔隙性和土壤水分多少，直接影响土壤的通气条件。 5）土壤的pH范围在3.5~10.5之间，多数在5.5~8.5之间，这是 大多数微生物活动最适宜的pH； 6）土壤的保温性，比地面空气温度变化小，也为微生物的生 长提供了良好的条件。
（二）土壤中微生物的分布
同一土体由于微环境的通气、水分、营养等状况都存在着差
异，致使不同微生物呈立体分布。
每克肥土中通常含有几亿至几十亿个微生物，贫瘠土壤 每克也有几百万至几千万个微生物。 （1）细菌 数量：70~90%；种类：主要为腐生，少数自养 分布：表层最多，随土层加深减少，厌氧菌反之。 （2）放线菌 数量：5~30%
第八章 微生物生态学 （Microbiol Ecology）
第一节生态系统
一、生态学的概念
生态学是一门研究生命系统与环境系统间相互作用规律的科学 二、什么是微生物生态学 微生物生态学是生态学的一个分支，它的研究对象是微生物 群体与其周围生物和非生物环境条件间相互作用的规律。
一、微生物在生态系统中的作用
Байду номын сангаас
水具有微生物生命活动适宜的温度、pH、氧气等，水体中也具备 微生物生长繁殖的其他条件，因此成为微生物栖息的又一天然场所。 (一)水体中微生物的来源 土壤、空气、动植物尸体、人和动物的排泻物、工业及生活污水。 (二)种类 水中存在的微生物90%为革兰氏阴性菌，主要有弧菌、假单胞菌、 黄杆菌等。鞘细菌及有柄附生细菌也常见于水体中。 (三) 微生物在水体中的分布 表现为水平分布和垂直分布的规律。此外，相同水域的不同浓度 微生物的含量及分布也不同。 (四)水体中的病原微生物 通过水体传播的病原微生物主要有沙门氏菌属、志贺氏菌属、霍乱 弧菌等。因此，做好水的卫生学检查至关重要。
（二）土壤中微生物的分布
同一土体由于微环境的通气、水分、营养等状况都存在着差
异，致使不同微生物呈立体分布。
每克肥土中通常含有几亿至几十亿个微生物，贫瘠土壤 每克也有几百万至几千万个微生物。 （1）细菌 数量：70~90%；种类：主要为腐生，少数自养 分布：表层最多，随土层加深减少，厌氧菌反之。 （2）放线菌 数量：5~30%
第八章 微生物生态学 （Microbiol Ecology）
第一节生态系统
一、生态学的概念
生态学是一门研究生命系统与环境系统间相互作用规律的科学 二、什么是微生物生态学 微生物生态学是生态学的一个分支，它的研究对象是微生物 群体与其周围生物和非生物环境条件间相互作用的规律。
一、微生物在生态系统中的作用
Байду номын сангаас
水具有微生物生命活动适宜的温度、pH、氧气等，水体中也具备 微生物生长繁殖的其他条件，因此成为微生物栖息的又一天然场所。 (一)水体中微生物的来源 土壤、空气、动植物尸体、人和动物的排泻物、工业及生活污水。 (二)种类 水中存在的微生物90%为革兰氏阴性菌，主要有弧菌、假单胞菌、 黄杆菌等。鞘细菌及有柄附生细菌也常见于水体中。 (三) 微生物在水体中的分布 表现为水平分布和垂直分布的规律。此外，相同水域的不同浓度 微生物的含量及分布也不同。 (四)水体中的病原微生物 通过水体传播的病原微生物主要有沙门氏菌属、志贺氏菌属、霍乱 弧菌等。因此，做好水的卫生学检查至关重要。
第八章_微生物的生态——微生物学(周德庆主编)
1）大肠菌群指的是具有某些特性的一组与粪便污染有关的 细菌，即：需氧及兼性厌氧、在37℃能分解乳糖产酸产气的 革兰氏阴性无芽胞杆菌。
2）大肠菌群细菌多存在于温血动物粪便、人类经常活动的 场所以及有粪便污染的地方，人、畜粪便对外界环境的污染 是大肠菌群在自然界存在的主要原因。
3）大肠菌群是作为粪便污染指标菌提出来的，主要是以该 菌群的检出情况来表示食品中有否粪便污染。粪便内除一般 正常细菌外，同时也会有一些肠道致病菌存在（如沙门氏菌 、志贺氏菌等），因而食品中有粪便污染，则可以推测该食 品中存在着肠道致病菌污染的可能性，潜伏着食物中毒和流 行病的威胁，必须看作对人体健康具有潜在的危险性。 （2）检测方法 1）细菌总数是指1ml水样在普通琼脂培养基中37℃经24hr培 养后，所生长的菌落数。细菌数越多，有机物含量越高。 2）大肠菌群数的测定：用滤膜培养法在选择性和鉴别性培 养基（EMB培养基）上进行，在EMB培养基上呈现紫色且 有绿色金属闪光的菌落。
3）条件致病菌和内源感染 由于外界条件变化能引起疾病的正常菌群称为条 件致病菌；由条件致病菌引起的感染称为内源感染。 4) 如何治疗肠道微生态失调？ 微生态制剂： 根据微生态学理论而制成的含有有益菌的活菌制 剂，功能在于改善肠道菌群、治疗急、慢性肠炎以及 其他保健功能。 益生菌剂： 一类分离自正常菌群，以高含量活菌为主体，通 过口腹或粘膜途径摄入，有助于改善宿主特定部位微 生态平衡并有若干其他有益生理活性的生物制剂。
(2)分布： 广泛分布于两极地区、冰窖、高山、深海和土壤等的 低温环境中。 (3) 嗜冷微生物在低温环境下能生长繁殖的原因 细胞膜内含有大量的不饱和脂肪酸，且其 含量会随温 度的降低而增加，从而保证了膜在低温下的流动性，有利 于营养物质的吸收和代谢产物的分泌，因此能在低温条件 下进行生命活动。 (4)嗜冷微生物的应用： 低温酶制剂；低温食品腐败
(推荐)《微生物的生态》PPT课件
好氧处理系统：活性污泥法、生物膜法。 厌氧处理系统：沼气发酵。
61
固体废弃物处理与资源化技术
堆肥化处理 生态工程处理方法：植物生态系统 废纤维糖化技术：酶水解 废纤维饲料化：生产单细胞蛋白
62
污染环境的生物修复
生物修复：是微生物催化降解有机污 染物，转化其他污染物从而消除污染 的一个受控或自发进行的过程。
56
微生物对重金属的转化
微生物不能降解重金属，微生物作用于重 金属主要是改变金属在环境中的存在状态 从而改变它们的毒性。
无机汞（Hg2+）的甲基 Hg的微生物转化 化 无机汞（Hg2+）还原成
H甲g基O汞还原成HgO
57
污染物的微生物处理－污水处理
污水 污水处理中的特殊微生物 污水生物处理原理 污水生物处理类型
➢ 能引起植物病害的微生物称为植物病原微生物 ➢ 能引起植物病害的有真菌、细菌、病毒等。 ➢ 植物病害以真菌病害为主，占95％。细菌性植物
病害占3％。
20
病毒性植物传染病：
➢已发现的植物病毒共有350多种， ➢病毒都只能通过伤口侵入植物活细胞和 组织中,通过输导组织扩散到整个植株。 ➢病株植物可通过嫁接，土壤，昆虫传播 等各种途径传播。
24
微生物对人与动物的寄生
微生物在人体和动物体内寄生引起人与动物的传染病 常见的畜禽传染：炭疽病，口蹄疫，猪瘟，鸡瘟病等
病原微生物寄生在有益的动植物体内会给人们造 成经济损失，寄生有害的动物体内，则对人类是 有益的，可以加以利用。
25
捕食
捕食：一种种群被另一种种群完全吞 食，捕食者种群从被食者种群得到营 养，而对被食者种群产生不利影响。
58
污水
当进入水体的外来污染物质数量，超过 了水体的自净能力，并达到破坏水体原 有用途的程度，即为水污染。
61
固体废弃物处理与资源化技术
堆肥化处理 生态工程处理方法：植物生态系统 废纤维糖化技术：酶水解 废纤维饲料化：生产单细胞蛋白
62
污染环境的生物修复
生物修复：是微生物催化降解有机污 染物，转化其他污染物从而消除污染 的一个受控或自发进行的过程。
56
微生物对重金属的转化
微生物不能降解重金属，微生物作用于重 金属主要是改变金属在环境中的存在状态 从而改变它们的毒性。
无机汞（Hg2+）的甲基 Hg的微生物转化 化 无机汞（Hg2+）还原成
H甲g基O汞还原成HgO
57
污染物的微生物处理－污水处理
污水 污水处理中的特殊微生物 污水生物处理原理 污水生物处理类型
➢ 能引起植物病害的微生物称为植物病原微生物 ➢ 能引起植物病害的有真菌、细菌、病毒等。 ➢ 植物病害以真菌病害为主，占95％。细菌性植物
病害占3％。
20
病毒性植物传染病：
➢已发现的植物病毒共有350多种， ➢病毒都只能通过伤口侵入植物活细胞和 组织中,通过输导组织扩散到整个植株。 ➢病株植物可通过嫁接，土壤，昆虫传播 等各种途径传播。
24
微生物对人与动物的寄生
微生物在人体和动物体内寄生引起人与动物的传染病 常见的畜禽传染：炭疽病，口蹄疫，猪瘟，鸡瘟病等
病原微生物寄生在有益的动植物体内会给人们造 成经济损失，寄生有害的动物体内，则对人类是 有益的，可以加以利用。
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捕食
捕食：一种种群被另一种种群完全吞 食，捕食者种群从被食者种群得到营 养，而对被食者种群产生不利影响。
58
污水
当进入水体的外来污染物质数量，超过 了水体的自净能力，并达到破坏水体原 有用途的程度，即为水污染。
第八章微生物生态-PowerPoint演示文稿
高BOD5的污水进入污水处理装置后，其中的自 然微生物区系在好氧条件下，根据其中营养物质或 有毒物质的情况，在客观上造成一个选择性的培养 条件，随时间推移，发生微生物区系的群落演替， 使水中有机物不断被降解、氧化、分解、转化或吸 附沉降，进而达到净化的目的。
污水处理中的几个常用名词
BOD5（生物耗氧量） COD（化学需氧量） TOD（总需氧量） DO（溶氧量） SS（悬浮物含量） TOC（总有机碳含量）
（三）水体微生物
1、不同水体中的微生物种类
淡水型水体微生物 清水型微生物：化能自养、光能自养微生物 腐败型微生物：肠道杆菌、芽孢杆菌、弧菌
淡水生境：湖泊与水库 沿岸区：蓝细菌、光合藻类和好氧微生物 深水区：严重缺氧
海水型水体微生物—海洋微生物学
海水的理化特征：含盐量3% 海水微生物：2-4%，2.5-3.5% 海水微生物比淡水微生物更耐渗透压 藻类 Bacilus Pseudomonas Vibrio 发光细菌
正常条件下，正常菌群与人体保持的十分和 谐的平衡状态，菌群内部各微生物之间相互 制约，维持稳定有序的关系 人体肠道中有60-400种微生物，数百万亿。
肠道菌群对人体的作用
有益作用 有害作用
某些正常菌群当条件变化会变成病原微生物，引 起疾病，称为条件致病菌，由其引起的感染称之 为内源感染 条件致病菌 正常菌群的微生物，当机体防御性降低，生存部 位改变或因数量剧增等而引起疾病者
环境污染 指土壤或水体等生态系统的结构、功能受到 外来有害因素的影响或破坏失去了平衡，导 致物质流、能量流无法正常运转的现象
环境问题 三废处理 消除公害 环境保护 可持续发展
水体的污染—富营养化
水体的自净作用 物理作用：沉淀、扩散、稀释 化学作用：氧化 生物学和生物化学作用
污水处理中的几个常用名词
BOD5（生物耗氧量） COD（化学需氧量） TOD（总需氧量） DO（溶氧量） SS（悬浮物含量） TOC（总有机碳含量）
（三）水体微生物
1、不同水体中的微生物种类
淡水型水体微生物 清水型微生物：化能自养、光能自养微生物 腐败型微生物：肠道杆菌、芽孢杆菌、弧菌
淡水生境：湖泊与水库 沿岸区：蓝细菌、光合藻类和好氧微生物 深水区：严重缺氧
海水型水体微生物—海洋微生物学
海水的理化特征：含盐量3% 海水微生物：2-4%，2.5-3.5% 海水微生物比淡水微生物更耐渗透压 藻类 Bacilus Pseudomonas Vibrio 发光细菌
正常条件下，正常菌群与人体保持的十分和 谐的平衡状态，菌群内部各微生物之间相互 制约，维持稳定有序的关系 人体肠道中有60-400种微生物，数百万亿。
肠道菌群对人体的作用
有益作用 有害作用
某些正常菌群当条件变化会变成病原微生物，引 起疾病，称为条件致病菌，由其引起的感染称之 为内源感染 条件致病菌 正常菌群的微生物，当机体防御性降低，生存部 位改变或因数量剧增等而引起疾病者
环境污染 指土壤或水体等生态系统的结构、功能受到 外来有害因素的影响或破坏失去了平衡，导 致物质流、能量流无法正常运转的现象
环境问题 三废处理 消除公害 环境保护 可持续发展
水体的污染—富营养化
水体的自净作用 物理作用：沉淀、扩散、稀释 化学作用：氧化 生物学和生物化学作用
《微生物学教学课件》第八章微生物的生态
•2、嗜冷微生物（南北极 -60－0℃）细胞膜
中不饱和脂肪酸含量高，世代周期长
•3、嗜酸菌：只能在pH 4以下生存，属于化能
自养菌，如硫细菌，被广泛应用于微生物冶金、 生物脱硫。
4、嗜碱菌：专性生活在pH10-11的碱性条件
下，多为古老的细菌。嗜碱性微生物产生大量的 碱性酶，包括蛋白酶、淀粉酶、果胶酶、纤维素 酶等，广泛应用于洗涤剂和其他用途。
一 微生物在物质循环中的地位
生物进化中，分为单极生态系统、双极生态系统、 三极生态系统 单极生态系统：厌氧的异养生物利用海洋中的有机 物，主要为分解作用。 双极生态系统：蓝细菌――放氧型光合作用；自养 与异养共存； 三极生态系统：真核植物、蓝细菌――生产者和动 物——消费者（自养）及细菌、真菌所构成的分解 者。
二 碳素循环
微生物的作用就是把有机物中的碳元素尽快矿化和 释放，从而使生物界处于一种良好的碳平衡环境。 90 ％的二氧化碳是靠微生物的分解作用而形成的。 复杂的有机化合物（纤维素、半纤维素、淀粉、果 胶等）由土壤中的一些特殊的微生物来分解。 如：真菌——木质素； 真菌、放线菌、细菌及原生动物——纤维素； 真菌、放线菌——半纤维素
3、硝酸盐同化作用：NO3-－→NH＋4－→氨基酸－ →蛋白 4、氨化作用：有机物中的氮（蛋白质、尿素）－ →NH3 5 、铵盐同化作用： NH ＋ 4 －→氨基酸、蛋白及其 他 6、异化性硝酸盐还原作用：NO3-作为呼吸链的末 端受体，从而被还原为NO2-
•7、反硝化作用（脱氮作用） NO3-→NO2-→N2 （使土壤中的氮元素损失） 定义：由硝酸盐还原成NO2–并进一步还原成N2的 过程（广义）。狭义的反硝化作用仅指由亚硝酸还 原成N2的过程。 条件：厌氧（淹水的土壤或死水塘中） 8、亚硝酸氨化作用 NO2-－→羟胺→NH3
《微生物的生态》PPT课件
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微生物生态 研究处于环境中的微生物和与微生物
相联系的物理、化学和生物等环境条件,以 及它们之间的相互关系的一门分支科学。
研究微生物生态的意义: 发掘丰富的菌种资源，推动进化、分
类的研究，开发应用微生物制剂，生态农 业、生物能源、生态平衡、智治理环境污 染
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第一节 自然界中的微生物 一.土壤中的微生物
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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 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。如格兰氏阴 性无芽孢杆菌、酵母菌、芽孢杆菌、链霉菌、 根霉、曲霉、木霉、镰刀霉等
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
采样 测定
饮用水消毒常用方法：加入液态氯或 次氯酸盐
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三. 空气中的微生物
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、流或病毒、脊髓灰质炎病毒抗性 比较强。能传染疾病。
微生物在空气传播的距离是无限的，因而 其分布是世界性的。
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。
数量分布：
细菌＞放线菌＞真菌＞藻类＞原生动物
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影响因数
例如：
有机物含量（水平）、 湿度、pH、土壤类型、 深度、施肥、季节；
不同土壤中的微生物的 数量
施肥对土壤中微生物数 量的影响
不同深度的土壤中所含 的微生物的数量
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污水的微生物处理
微生物处理污水的原理：利用微生物的催化作用和代 谢活性，好氧或厌氧分解和转化污水中的污染物质。
生化需氧量：在特定时间和温度下（通常为5天， 20℃），微生物氧化有机物所消耗的氧量称为生化需 氧量。常以BOD5表示。
污水生物处理类型：生物膜法、活性污泥法、氧化塘 法、厌氧处理法、土壤灌溉法
污染物的微生物处理
污水：当进入水体的外来的污染物的数量，超过了水 体的自静能力，并达到破坏水体原有用途的程度。
水体的自静作用：在自然界，有些水体中的污染物质 浓度，可通过河水向下游流动而自然减低，这种现象 称为水体的自静作用（稀释、沉淀和微生物分解）
污水处理的方法：物理、化学和生物（主要是微生物）
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 悉（择）生生物：接种一种或较多种已知微生物的无 菌动物
第四节 微生物与环境保护
环境中主要的污染物：
1 无毒的有机物：如纤维素、淀粉等 2 有毒的有机物：主要是苯酚、多氯联苯、有机农药 3 无毒有机物：一般的酸、碱、无机盐等植物营养素 4 有毒有机物：重金属、氰化物、氟化物
追求至善凭技术开拓市场，凭管理增 创效益 ，凭服 务树立 形象。2020年12月18日星期 五上午12时40分49秒00:40:4920.12.18
严格把控质量关，让生产更加有保障 。2020年12月 上午12时40分20.12.1800:40D ecember 18, 2020
作业标准记得牢，驾轻就熟除烦恼。2020年12月18日星期 五12时40分49秒00:40:4918 December 2020
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
相信相信得力量。20.12.182020年12月 18日星 期五12时40分 49秒20.12.18
谢谢大家！
生活中的辛苦阻挠不了我对生活的热 爱。20.12.1820.12.18Friday, December 18, 2020
人生得意须尽欢，莫使金樽空对月。00:40:4900:40:4900:4012/18/2020 12:40:49 AM
好的事情马上就会到来，一切都是最 好的安 排。上 午12时40分49秒上午12时40分00:40:4920.12.18
一马当先，全员举绩，梅开二度，业 绩保底 。20.12.1820.12.1800:4000:40:4900:40:49Dec-20
牢记安全之责，善谋安全之策，力务 安全之 实。2020年12月18日 星期五12时40分49秒 Friday, December 18, 2020
第一节 微生物的分布与菌种资源的开发 第二节 微生物与自然界中的物质循环 第三节 微生物间及与其它生物间的相互关系 第四节 微生物与环境保护
第一节 微生物的分布与菌种资源的开发
微生物在自然界的分布 生物体内外的正常菌群 土壤中的微生物 水中的微生物 空气中的微生物 工农业产品上的微生物 极端环境条件下的微生物
加强交通建设管理，确保工程建设质 量。00:40:4900:40:4900:40Fri day, December 18, 2020
安全在于心细，事故出在麻痹。20.12.1820.12.1800:40:4900:40:49December 18, 2020
踏实肯干，努力奋斗。2020年12月18 日上午1 2时40 分20.12. 1820.1 2.18
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
土壤环境
在自然界，土壤是微生物生活的最适宜环境
土壤中的动植物遗体是异养型微生物最好的碳氮能源 土壤矿质成分中，可为微生物提供S、P、Fe、Mg、
Ca、B、Mo、Zn、Mn等无机元素
土壤的酸碱度接近中性 土壤的渗透压与微生物细胞的渗透压相近 土壤的含气量（7~8%）可保证好氧微生物的生长
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。
深度（cm） 好氧细菌 厌氧细菌 放线菌 真菌 澡类
3~8
7，800 1，950 2，
20~25
1，800 379
080
35~40
472
98
245
65~75
10
1
49
135~14 25 50 5 14 0.5 6 0.1 3-
土壤微生物的作用
参与土壤中几乎所有的生物化学变化，异养微生物分 解有机质，自养微生物转化矿质养分存在状态。
细菌
2，237 2，111 1，074 7，864 1，284
140 1，598 1，406 1，103
507 2，229
466
放线菌
612 1，204
319 29 39 11 55 271 123 39 1，105 41
真菌
13 19 2 23 36 4 3 6 4 11 15 0.4
土壤剖面不同层次中微生物数量
在机体的不同部位，正常菌群的微生物种类不同，当 正常菌群的存在部位改变时，一部分正常菌群会变成 病原微生物，如存在于消化道的E.coli进入泌尿生殖系 统时可引起肾盂肾炎或膀胱炎
无菌动物与悉生动物：凡在体内外检查不到任何正常 菌群的动物称为无菌动物；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
第八章 微生物生态
生态学：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：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。
主要内容：微生物在自然界中的分布；微生物与其它 生物间的关系；微生物在自然界物质循环中的作用； 微生物在污水处理中的应用。
做一枚螺丝钉，那里需要那里上。20. 12.1800 :40:490 0:40De c-2018 -Dec-2 0
日复一日的努力只为成就美好的明天 。00:40:4900:40:4900:40Friday, December 18, 2020
安全放在第一位，防微杜渐。20.12.1820.12.1800:40:4900:40:49December 18, 2020
第三节 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：微生物间比较松散的联合，在联合中一方或双 方都有利。如氨化菌和硝化菌。
加强自身建设，增强个人的休养。2020年12月18日 上午12时40分20.12.1820.12.18
精益求精，追求卓越，因为相信而伟 大。2020年12月18日 星期五 上午12时40分49秒00:40:4920.12.18
让自己更加强大，更加专业，这才能 让自己 更好。2020年12月上 午12时40分20.12.1800:40Dec ember 18, 2020
生物体内外的正常菌群
人体的正常微生物区系 根际微生物与附生微生物
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。正常菌群是一个相 对的概念，当机体防御能力降低时（如皮肤大面积烧 伤），一部分正常菌群会变成病原微生物
人体正常菌群的存在部位：人体皮肤、黏膜、与外界 相通的腔道如：口腔、鼻咽腔、消化道、泌尿生殖道。
地下水因经过深厚的土层过滤，几乎大部分微生物被 阻留在土壤中
海水微生物的分布和种类
海水中的微生物除来源于河水、雨水及污水等环境中 临时种类外，绝大多数是嗜盐菌，并耐高渗透压。
水体中微生物的数量主要与有机质含量有关。 微生物在海水中的垂直分布一般规律为：表层主要是
好氧性异养菌，低层水体中，主要是厌氧腐生及硫酸 还原菌，两层之间紫硫菌较多。在0~10米深的海水中， 菌数较少，藻类和原生动物占较大比例，10~50米的 海水中，菌数逐渐增加，50米以下，菌数逐渐减少， 200米以下，菌数更少，在海底沉积物上，存在大量的 微生物
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
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。
天然水体温度：淡水水体0~36℃、海水水体5 ℃以下，某些温泉 温度在70 ℃以上。
氧在水中的溶解度较小，易被好氧微生物耗尽，因此是微生物生 存的最重要的限制椅子。