第十章微生物生态
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微生物生态_PPT课件
Mineral Soils: the weathering of rock,Organic Soils: Sedimentation in bogs and marshes Soils are microbial habitats, water availability limits microbial activity
•土壤微生物分布特点： •垂直分布：土壤表面菌少，耕作层菌多，深层菌少。
如土壤3～5cm以下至20cm最多。但各菌群分布规律不同： 藻类在表层数mm处较多，真菌在10 cm处较多； 原生动 物在15 cm处较多。
•水平分布：有机物丰富微生物多。微生物类型取决于 各种土壤中的碳源。
Terrestrial（陆地的）Environments
•关于海洋真菌
• 海洋真菌生长在各种基质上，从树木到沉积物，泥浆，土壤， 沙子，海藻，珊瑚，软体动物的钙化软骨，红树林的烂叶子，潮 间带的植物和活的动物，再到甲壳类的内脏里。
• 海洋真菌数量 Kohlmeyer ：Mangrose真菌从42种(源自979)发展到200种（1997）
• 海洋药物
从海洋微生物提取的天然产物有不饱和脂肪酸 ；多 聚糖； 抗生素； 药物生物素等。
•寄 生
• 寄生：小型生物（寄生物） 生活在另一种较大型生物 （寄主或宿主）的体内或体 表。小生物从寄主细胞中取 得营养生长繁殖，但寄主细 胞受到损害甚至被杀死。
• 如细菌 —— 噬菌体
• 木霉寄生在蘑菇属上，从而 减少栽培蘑菇的产量。
•捕 食
• 捕食：一种较大型的 生物直接捕捉、吞食 另一种小型生物以满 足其营养需要的相互 关系。
微生物对污染物的抗性，转化与降解，以及微生物对 环境的污染。 • 微生物在生物地球化学循环中的作用。 • 微生物生态模型
•土壤微生物分布特点： •垂直分布：土壤表面菌少，耕作层菌多，深层菌少。
如土壤3～5cm以下至20cm最多。但各菌群分布规律不同： 藻类在表层数mm处较多，真菌在10 cm处较多； 原生动 物在15 cm处较多。
•水平分布：有机物丰富微生物多。微生物类型取决于 各种土壤中的碳源。
Terrestrial（陆地的）Environments
•关于海洋真菌
• 海洋真菌生长在各种基质上，从树木到沉积物，泥浆，土壤， 沙子，海藻，珊瑚，软体动物的钙化软骨，红树林的烂叶子，潮 间带的植物和活的动物，再到甲壳类的内脏里。
• 海洋真菌数量 Kohlmeyer ：Mangrose真菌从42种(源自979)发展到200种（1997）
• 海洋药物
从海洋微生物提取的天然产物有不饱和脂肪酸 ；多 聚糖； 抗生素； 药物生物素等。
•寄 生
• 寄生：小型生物（寄生物） 生活在另一种较大型生物 （寄主或宿主）的体内或体 表。小生物从寄主细胞中取 得营养生长繁殖，但寄主细 胞受到损害甚至被杀死。
• 如细菌 —— 噬菌体
• 木霉寄生在蘑菇属上，从而 减少栽培蘑菇的产量。
•捕 食
• 捕食：一种较大型的 生物直接捕捉、吞食 另一种小型生物以满 足其营养需要的相互 关系。
微生物对污染物的抗性，转化与降解，以及微生物对 环境的污染。 • 微生物在生物地球化学循环中的作用。 • 微生物生态模型
微生物-微生物的生态环境
微生物间的共生
地衣
藻类和真菌的共生体 （微生物间典型的互惠共生形式）
微生物与植物间的共生 根瘤菌与植物间的共生
根瘤菌与豆科植物间的共生——形成根瘤共生体
微生物与植物间的共生
根瘤菌与植物间的共生
根瘤菌固定大气中的气态氮为植物提供氮素养料； 豆科植物的根的分泌物能刺激根瘤菌的生长，同时，还为根 瘤菌提供保护和稳定的生长条件。
微生物的生态
相关概念
微生物生态： 微生物间，微生物与其他生物间以
及微生物与自然环境间的各种相互关系。
任务1 自 然 界 中 的 微 生 物
结合微生物的特点，了解不同环境中微生物分布的基本特 点及与其人类生活的关系
任务2 微 生 物 与 生 物 环 境 间 的 关 系
掌握生物之间相互关系的特点（一些典型例子的原理）
空气中的微生物
LECTURE
水中的微生物
02
水中的微生物
水中的微生物主要来源来自于：
水体中固有的微生物， 土壤的微生物， 生产和生活中的微生物， 空气的微生物。
水中的微生物
一、淡水中微生物
1、数量和种类与接触的土壤有密切关系 2、分布更多的是吸附在水中的动植物上及水底 3、多数能运动，有些具有很异常的形态 4、水体自身存在自我净化作用
微生物间的寄生
噬菌体——细菌
微生物与植物间的寄生
各种各样的致病菌多是行寄生生活
微生物与动物间的寄生
LECTURE
拮
抗
04
拮抗
某种生物产生的代谢产物可抑制它种生物的生 长发育甚至将后者杀死。
拮抗
1）微生物间的“化学战术”——
抗生菌产生能抑制其它生物生长发育的抗生素
拮抗
大学第十章微生物生态学题库汇总
------------------------------------------------------------精品文档-------------------------------------------------------- 第十章微生物生态学单项选择题1.知识点：1(生态系统) 难易度：容易认知度：识记地球被科学家划分为4个圈，不包括下列哪一项( )。
选项A）土壤圈选项B）大气圈选项C）水圈选项D）岩石圈答案：A2.知识点：1(生态系统) 难易度：容易认知度：识记生态圈中，起着主导作用的是( )。
选项A）大气圈选项B）生物圈选项C）水圈选项D）岩石圈答案：B3.知识点：1(生态系统) 难易度：容易认知度：识记生物循环的特点是( )。
选项A）运转较缓慢选项B）可循环性选项C）运转迅速）以上均是D选项．答案：C11. 知识点：1(生态系统) 难易度：适中认知度：理解( ) 。
生态系统结构不包括下面哪一个方面选项A）外源能选项B）生物关系选项C）营养循环选项D）能量代谢答案：D12. 知识点：1(生态系统) 难易度：适中认知度：认知( ) 。
生物在生态系统物质循环中扮演着重要作用，但不包括选项A）生产者选项B）消费者选项C）分解者选项D）固定者答案：D13. 知识点：1(生态系统) 难易度：较难认知度：认知( ) 。
微生物生态系统自身的特点不包括选项A）微环境选项B）稳定性选项C）协调性选项D）适应性答案：C认知度：理解难易度：较难) 生态系统1(知识点：14.( ) 。
成熟的生态系统的平衡特点是选项A）生产者、消费者、分解者比例相同选项B）物质循环与能量循环协调畅通选项C）系统的输入和输出在比例上合理选项D）物质循环与能量循环大致相等答案：B15.知识点：2(微生物在自然界中的分布) 难易度：容易认知度：理解。
)土壤中三大类群体微生物以数量排序为(选项A）细菌＞放线菌＞真菌）细菌＞真菌＞放线菌B选项C选项）放线菌＞细菌＞真菌选项D）真菌＞细菌＞放线菌A答案：难易度：容易认知度：理解2(16.知识点：微生物在自然界中的分布) )。
微生物学ppt课件第十章 微生物生态
布氏热网菌
（Pyrodictium occultum）
深海热泉口，105－110
2021/6/20
12
2、嗜冷微生物
嗜冷菌：最适生长温度低于15℃
主要分布于极地、深海、高山、冰窖和冷藏库
3、嗜酸微生物 只能上生活在低pH（<4）的条件下 主要分布在含硫热泉等地；
4、嗜碱微生物 专性生活在pH10-11的碱性条件下，多见于盐碱湖、 盐碱地
2021/6/20
8
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。
在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。
分和非生物的成分通过物质循环和能量流动互相作用、 互相依存而构成的一个生态学功能单位
2021/6/20
3
❖ 生态系统中生物的作用：
❖ a. 生产者（productor）——植物为主体，从无机物合成有机
物
❖ b. 消费者（consumer）——动物为主体，利用有机物进行生
活，一般不能将有机物直接分解成有机物
（三）微生物之间的关系 中性、偏利、协同、共生、 竞争、拮抗、寄生、捕食 （四）土壤中的微生物
三 生物圈中的微生物
1. 土壤是微生物良好的生活场所
（一）微生物在生态系统中的地位和角色；
微生物是有机物的主要分解者
2. 土壤中的微生物的种类
微生物是物质循环中的重要成员 微生物是生态系统中的初级生产者 微生物是物质和能量的贮存者
微生物和其它生物的关系；
《微生物生态》课件
营养级是指生物在食物链中所处的位置。生产者位于食物链的起点，是第一营养级；植食动物位于生产者的上方 ，是第二营养级；肉食动物位于植食动物的上方，是第三营养级。在微生物生态系统中，也存在类似的营养级关 系，如自养型微生物通常位于食物链的起点，而异养型微生物则位于其后。
微生物种群的相互作用和生态平衡
微生物种群的相互作用
03
微生物与环境
微生物对环境的影响和作用
分解有机物
微生物通过分解有机物，将有机 物转化为无机物，为其他生物提 供能量和营养。
转化能量
微生物在生态系统中担任生产者 和分解者的角色，通过光合作用 和化能作用转化能量。
促进物质循环
微生物参与碳、氮、磷等重要元 素的循环，对维持生态系统平衡 起着重要作用。
通过显微镜观察微生物的形态 、大小、数量等特征，了解微
生物的种类和分布情况。
培养基分离培养
利用不同种类的培养基，分离 培养不同类型的微生物，进行 纯培养和鉴定。
生理生化实验
通过生理生化实验测定微生物 的生理生化特征，了解微生物 的代谢和生长特性。
生态学实验
通过观察和研究微生物在自然 环境中的生长、繁殖、代谢和 相互关系，了解微生物的生态
感谢观看
微生物资源的开发和利用现状
微生物资源的应用领域
包括生物医药、农业、环保、工业等领域，为人类的生产和生活提供了重要的支持和保障。
微生物资源的开发利用现状
随着科技的不断进步，人类对微生物资源的开发和利用越来越深入，已经从传统的发酵工业扩展到了 基因工程、酶工程、细胞工程等领域。
微生物资源的保护和可持续利用
3
碳循环
微生物在碳循环中起到关键作用，通过分解有机 物释放二氧化碳到大气中，参与全球气候变化。
微生物种群的相互作用和生态平衡
微生物种群的相互作用
03
微生物与环境
微生物对环境的影响和作用
分解有机物
微生物通过分解有机物，将有机 物转化为无机物，为其他生物提 供能量和营养。
转化能量
微生物在生态系统中担任生产者 和分解者的角色，通过光合作用 和化能作用转化能量。
促进物质循环
微生物参与碳、氮、磷等重要元 素的循环，对维持生态系统平衡 起着重要作用。
通过显微镜观察微生物的形态 、大小、数量等特征，了解微
生物的种类和分布情况。
培养基分离培养
利用不同种类的培养基，分离 培养不同类型的微生物，进行 纯培养和鉴定。
生理生化实验
通过生理生化实验测定微生物 的生理生化特征，了解微生物 的代谢和生长特性。
生态学实验
通过观察和研究微生物在自然 环境中的生长、繁殖、代谢和 相互关系，了解微生物的生态
感谢观看
微生物资源的开发和利用现状
微生物资源的应用领域
包括生物医药、农业、环保、工业等领域，为人类的生产和生活提供了重要的支持和保障。
微生物资源的开发利用现状
随着科技的不断进步，人类对微生物资源的开发和利用越来越深入，已经从传统的发酵工业扩展到了 基因工程、酶工程、细胞工程等领域。
微生物资源的保护和可持续利用
3
碳循环
微生物在碳循环中起到关键作用，通过分解有机 物释放二氧化碳到大气中，参与全球气候变化。
《微生物生态学》课件
微生物生态学的发展历程
早期探索
早在17世纪，微生物学家就开始研究微生物的形态和分类。随后，随着培养技术和显微技术的发展，人们对微生物的 认识逐渐深入。
学科建立
20世纪中叶，随着分子生物学和遗传学的发展，微生物生态学逐渐成为一门独立的学科。研究者开始关注微生物在 生态系统中的作用和功能。
现代发展
近年来，随着高通量测序技术的快速发展，微生物生态学研究进入了一个新的时代。人们可以更深入地 揭示微生物群落的组成和功能，以及它们与环境之间的相互作用关系。
互利共生
01
两种微生物相互依存，彼此提供必要的生存条件和营养物质，
共同生长繁殖。
偏利共生
02
一种微生物因共生而受益，而另一种微生物既不受益也不受害
。
寄生关系
03
一种微生物寄生于另一种微生物体内或体表，从寄主身上获取
营养，并对寄主造成一定的损害。
寄生关系
内寄生
一种微生物寄生于另一种 微生物体内，如病毒、细 菌和原生动物等。
在极地、高山等低温环境中，存在着 一些能够在低温下生存和繁殖的微生 物，如冰川细菌等。这些微生物具有 适应低温环境的特殊代谢机制和生物 化学特性。
在高盐环境下，如盐湖、盐碱地等， 存在着一些能够在高盐浓度下生存和 繁殖的微生物，如嗜盐菌等。这些微 生物具有适应高盐环境的特殊结构和 代谢机制。
生物体内环境中的微生物
生态意义
微生物在物质循环中的重要作用使得 生态系统中的各种元素得以循环利用 ，维持了生态平衡和地球上生物圈的 稳定。
微生物生态学在实践中的应
06
用
在环境保护中的应用
污水处理
微生物通过分解有机物，将污水 中的有害物质转化为无害物质， 达到净化水质的目的。
微生物生态PPT教案
第二节 微生物的个体生态学 三、非生物因子
1.温度 2.pH值 3.氧气 4.氧化还原电位 5.水的活度与渗透压 6.化学药物
1、温度
（一）微生物生长的三个温度基点
生长的温度范围一般在-10 ℃ ~100 ℃ 极端下限为-30 ℃，极端上限为105~300 ℃
•处于最适生长温度时，生长速度最快，代时最 短。 •超过最低生长温度时，微生物不生长，温度过 低，甚至会死亡。 •超过最高生长温度时，微生物不生长，温度过 高，甚至会死亡。
3． 底泥已部分无机化，
滋生了很多颤蚯蚓。
** 有关生物的形态见下图天蓝喇叭虫、椎尾水轮虫、栉虾。
天蓝喇叭虫
椎尾水轮虫
栉虾
β中污带
类型
外观
BIP
生物特征
1．有机物较少，BOD 和
1． 细菌数量减少，每毫
河
悬浮物含量低，溶解氧
升水只有几万个。
浓度升高；
2． 藻类大量繁殖，水生
流 流
β-中污带
2．NH3 和 H2S 分别氧化为 N03— 和 S042-，两者含
H代表异养型微生物（如细菌等），两者的比即P／H 指数。
P/H =（有叶绿素的微生物数量）/（异养微生物数量）
BIP =（无叶绿素的微生物数量）/（全部微生物数量） ≈H/（P+H）×100%
• 污染前 • P/H： 高 • BIP： 0~8
污染 下降 上升
净化开始 最低点 60~100
持续 上升 下降
兼性厌氧菌种类多，数
高，溶解氧极低(或
量大，每毫升水含有几
流
无)，为厌氧状态。
亿个细菌。有能分解复
流
多污带
2．在 有 机 物 分 解 过 程 中，产生 H2S、C02 和 60~100
微生物生态学复习题
微生物生态学复习题第1章绪论1.什么是微生物生态学？微生物生态学（Microbial Ecology）是研究微生物与其周围生物和非生物环境之间相互关系的一门科学。
2.微生物生态学研究意义？①发现新的、在工农业、食品、医药和环境保护方面有重要用途的微生物菌株；②开发和利用自然界中的微生物资源，保护好微生物基因资源；③为提高生产效率、保护人类健康和保护生态平衡发挥微生物的最佳作用。
开发利用保护微生物资源，保护环境维持环境生态平衡第2章微生物生态学的基本原理1.生境：是指发现有生物的物理区域。
这一区域的物理化学特征可以影响在这一区域中生活的微生物生长、代谢活力、生物与生物之间的相互作用和微生物的生存。
2.生态位：生态位不仅指生物生长的空间范围，而且包括生物在这一生境内的活动、它们的功能作用及其与其他生物的相互作用。
3.土著微生物：指在一个给定的生境中那些能生存、生长和进行活跃代谢的微生物，并且这些微生物能与来自其他群落的微生物进行有效的竞争。
4.外来微生物：指来自于其他生态系统的微生物，所以这些微生物不能在这一生境中长期生活下去。
5.微生物区系：在一块土壤碎片内或植物根的表面有可能有很多环境因素不同的微环境。
而每一微环境只适宜于某种或某些微生物的生长、繁殖，而不适合其他种微生物的生长，从而形成复杂的微生物区系（microflora）。
6.群落演替：是指在某一特定环境内，生物群落随着时间的推移顺序出现或被相继取代，最终形成比较稳定的群落结构的发展过程。
第3章自然环境中的微生物1.生理群：指按生理特性将微生物划分为不同的类群。
2.优势种：在一定条件下或在一个生理群中常只有少数种类占优势，即在最高稀释度平皿中出现较多菌落数的菌种，该菌种称优势种。
3.水体富营养化：当水体中N、P营养元素的含量大量增加，远远超出正常指标，结果导致原有生态系统破坏，藻类或某些细菌数量猛增，其他生物种类减少，水质变坏的现象。
4.为什么说土壤是适合微生物生长的环境？土壤是固体无机物(岩石和矿物质)、有机物、水、空气和生物组成的复合物，是微生物的合适生境。
微生物的分类和鉴定
微生物的分类和鉴定第十章微生物的分类和鉴定一、名词解释：01.系统学（systematics）：是研究生物多样性及其分类和演化关系的科学。
分子系统学是检测、描述并揭示生物在分子水平上的多样性及其演化规律的科学。
研究内容包括了群体遗传结构、分类学、系统发育和分子进化等领域。
02.系统树：在研究生物进化和系统分类中，常用一种树状分支的图型来概括各种（类）生物之间的亲缘关系，这种树状分支的图型也称为发育树（phylogenetic tree）。
03.分子系统树：通过比较生物大分子序列差异的数值构建的系统树称为分子系统树。
04.微生物分类学（microbial taxonomy）：是一门按微生物的亲缘关系把它们安排成条例清楚的各种分类单元或分类群的科学，其具体任务有三，即分类、鉴定和命名。
05.分类（classification）：根据文献资料，经过科学的归纳和理性的思考，整理成一个科学的分类系统。
即解决从个别到一般或从具体到抽象的问题。
06.鉴定（identification）：通过详细观察和描述一个未知名称纯种微生物的各种性状特征，然后查找现成的分类系统，以达到对其知类、辨名的目的。
即解决从一般到特殊或从抽象到具体的问题07.命名（nomenclature）：为一个新发现的微生物确定一个新学名的过程。
08.培养物（culture）：是指一定时间一定空间内微生物的细胞群或生长物。
如微生物的斜面培养物、摇瓶培养物等。
如果某一培养物是由单一微生物细胞繁殖产生的，就称之为该微生物的纯培养物（pure culture)。
09.菌株（strain）：从自然界分离得到的任何一种微生物的纯培养物，都可以称为微生物的一个菌株；用实验方法（如通过诱变）所获得的某一菌株的变异型，也可以称为一个新的菌株，以便与原来的菌株相区别。
菌株是微生物分类和研究工作中最基础的操作实体。
10.标准菌株：指能代表这个种的各典型性状的一个被指定的菌株。
微生物生态学ppt
3、同样，趋化性能通过寻求更有利的Байду номын сангаас源来确定相对优势，利用高浓度 的劣质资源或低浓度的首选资源建立最优觅食模型。虽然微生物趋化性的 分子机制已被很好的理解，但作为一个理论框架，无疑会提高其在生态环 境中的理解。
4、生态博弈论的最新应用 显著影响我们对积极的相互作用，如微生物间的合作的理解。在任何
一个个体合作的系统中都可能有潜在的缺陷，这可能会导致多个行为策略 的共存。可以很容易地探索在微生物种群中使用的“游戏”理论模型，来 理解和预测进化论的某些结果。
依赖于生长和扩散。在微生物生态学中的许多紧迫的问题需要考虑的空间 和时间尺度。
空间尺度（分布格局）
1、意义：空间格局的作用生态学中被 广泛认可。许多系统，如支离破碎的 栖息地和分散的人口，在一个不确定 的空间内研究是不能进行的。
2、方法：距离-衰减关系。遗传/群 落组成相似性与空间距离呈负相关
SAR模式，即物种丰富度-区域面积斜率，描述物种数量随取样面积增加 而变化的规律。S = c × AZ
物种多样性和物种丰富度
1、物种丰富度是指一个群落中物种数目的多少； 2、物种多样性是物种丰富度和物种均匀度的综合指标。
测量多样性和物种丰富度--群落构建与演化
关于微生物群落生态的许多关键问题需要对物种丰富度可靠的估计。
微生物生态的克隆库是 如此之小（103），微生 物的群落如此（1015）， 所以样本的分布不能像 群落那样被绘制
生态学的空间属性是指生态系 统具有一定的地理空间分布范畴， 包括其经纬度和气候带、自然地理 带属性及相邻生态系统的关系位置；
生态学又同时具有时间属性， 指生态系统在其动态（进化、演替、 生长发育等）过程中的时间尺度。
进化分支图可以显示时间 和类群间的进化时间
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第十章微生物生态重点与难点剖析一．生态学基本概念生物圈：地球上所有生物及其所居住的环境的总和.生物初级生产者非生物无机物消费者有机物分解者气候(大气、太阳能、生活空间、水)生态系统：生物群落与其周围环境相互作用的功能系统，是生物圈的组成单元。
生物圈中任何一个相对完整的自然整体都是一个生态系统。
一个池塘，一片森林等。
种群或群体（population）：指属于同一个种的一大群生物（同一个种的生物，不同个体的集合）。
群落（community）：指一定区域中的所有种群。
能量流：能量通过生态系统从一种生物传递给另一种生物的现象。
每一营养级能量自身代谢活动以热的方式损耗生物死亡后为分解者分解未被分解，以有机物形式贮存剩余（10-20%）为高一营养级的生物所消费热量自身呼吸热量自身呼吸热量自身呼吸光能光合生物食草动物食肉动物自身呼吸热量分解者营养库（化学物质贮存库）微生物可以在多个方面但主要作为分解者而在生态系统中起重要作用生态学：研究生物与其周围生物和非生物环境之间相互关系的一门科学。
微生物生态学：研究微生物与其周围生物和非生物环境之间相互关系。
微生物在生态系统中的作用；各种环境中的微生物，微生物和其它生物的关系；微生物与环境保护二．微生物在生态系统中的作用1．M在生态系统中的地位生态系统：物质循环所生活的非生物环境能量流动生产者：从无机物合成有机物;消费者：利用有机物进行生活，一般不能将有机物直接分解成无机物;分解者：分解有机物成无机物（1）微生物是有机物的主要分解者: 微生物最大的价值也在于其分解功能。
它们分解生物圈内存在的动物和植物残体等复杂有机物质，并最后将其转化成最简单的无机物，再供初级生产者使用。
（2）微生物是物质循环中的重要成员: 微生物参与所有的物质循环，大部分元素及其化合物都受到微生物的作用。
在一些物质的循环中，微生物是主要的成员，起主要作用；而一些过程只有微生物才能进行，起独特作用；而有的是循环中的关键过程，起关键作用。
（3）微生物是生态系统中的初级生产者: 光能营养和化能营养微生物是生态系统的初级生产者，它们具有初级生产者所具有的二个明显特征，即可直接利用太阳能、无机物的化学能作为能量来源，另一方面其积累下来的能量又可以在食物链、食物网中流动。
（4）微生物是物质和能量的贮存者: 微生物和动物、植物一样也是由物质组成和由能量维持的生命有机体。
在土壤、水体中有大量的微生物生物量，贮存着大量的物质和能量。
（5）微生物在地球生物演化中的作用: 微生物是最早出现的生物体，并进化成后来的动、植物。
藻类的产氧作用，改变大气圈中的化学组成，为后来动、植物出现打下基础。
2．M与生物地球化学循环生物地球化学循环（Biogeochemical cycling）: 指生物圈中的各种化学元素，经生物化学作用在生物圈中的转化和运动。
这种循环是地球化学循环的重要组成部分。
循环快: 生命物质的主要组成元素（C、H、O、N、P、S），循环较慢: 少量元素（Mg、K、Na、卤素元素）；迹量元素（Al、B、Co、Cr、Cu、Mo、Ni、Se、V、Zn）课堂讲解碳循环、氮循环（1）碳循环碳素是一切生命有机体的最大组分，接近有机物质干重的50%。
碳循环是最重要的物质循环。
P75在好氧条件下，大生物和微生物都能分解简单的有机物和生物多聚物；微生物是唯一在厌氧条件下进行有机物分解的（2）氮循环6种氮化合物的氧化还原反应所组成:N2, NH3(NH4 ), NO2¯, NO3¯, N2O, R-NH2•固氮•氨化（脱氨）、硝化作用（化能自养微生物：硝化细菌、亚硝化细菌）•硝酸盐还原✓同化硝酸盐还原（硝酸盐还原成亚硝酸盐和氨，氨被同化成氨基酸）✓异化硝酸盐还原发酵性硝酸盐还原（硝酸盐作为发酵过程的附带受体，还原成亚硝酸盐和氨）呼吸性硝酸盐还原（硝酸盐呼吸，最终电子受体，还原成亚硝酸盐和氨）♦反硝化作用（硝酸盐呼吸，还原成N2O、N2）三．生态环境中的微生物1．M种群之间的相互作用相互作用的基本类型包括8种：P293①中立生活：没有关系②偏利作用：一个受益（必需），一个无影响。
偏利：岩石表面的微生物生长，使不溶性的无机盐溶出；降解多聚物产生有机酸，代谢有机酸生成甲烷；③协同作用：互相获利，但可以单独生活，种群可以替换。
④互惠共生：互相获利，但不可分离单独生活，不可替换。
蓝细菌和真菌的共生体-----地衣蓝细菌：光合作用，固氮作用；真菌：提供生长因子。
⑤寄生：内寄生：病毒，蛭弧菌；外寄生：不进入或不接触，产生一些胞外酶，裂解宿主细胞，释放出营养物质。
如食藻细菌。
⑥捕食：原生动物⑦偏害（拮抗）：⑧竞争：生存空间和食物2．M在自然界中的分布微生物的特点：个体微小、代谢营养类型多样，适应能力强→微生物在自然界中分布广泛。
在某些生境中，高度专一性的微生物存在并仅限于这种生境中，并成为特定生境的标志。
（1）空气中的微生物不适合微生物的生长繁殖，无固定的微生物区系；来源于土壤、水体及人类的生产、生活活动；种类主要为真菌和细菌，一般与其所在环境的微生物种类有关；数量取决于尘埃数量（附着在灰尘上,“微生物之舟”）；停留时间和尘埃大小、空气流速、湿度、光照等因素有关；停留时间和尘埃大小、空气流速、湿度、光照等因素有关；与人类的关系：传播疾病、造成食品等的污染测定方法：培养皿沉降法；液体阻留法（2）水体中的微生物淡水、海水中微生物的数量和分布不同。
天然湖泊、污染水域微生物的种类和数量不同。
主要影响因子：营养物水平、温度、光照、溶解氧、盐分等。
富光层：光合藻类，好氧M；中度光照层：好氧M，兼性厌氧M；贫光层：厌氧M严重污染的水会通过食物链的生物放大作用危害人类健康靠近城市或城市下游水中的微生物多。
水体的富营养化作用，“水花”、“赤潮”水体大量的有机物或无机物，特别是磷酸盐和无机氮化合物→水的富营养化→藻类等过量生长，产生大量的有机物→异养微生物氧化这些有机物，耗尽水中的氧，使厌氧菌开始大量生长和代谢→分解含硫化合物，产生H2S，从而导致水有难闻的气味→鱼和好氧微生物大量死亡，水体出现大量沉淀物和异常颜色。
（3）土壤中的微生物土壤是固体无机物(岩石和矿物质)、有机物、水、空气和生物组成的复合物，是微生物的合适生境（大本营）。
土壤微生物种类多、数量多、代谢潜力巨大，是主要的微生物源。
土壤微生物的数量和分布主要受到营养物、含水量、氧、温度、pH等因子的影响，并随土壤类型的不同而有很大变化。
土壤微生物的数量和分布受季节影响；微生物的数量也与于土层的深度有关，一般土壤表层微生物最多，随着土层的加深，微生物的数量逐步减少。
（4）极端环境下的微生物嗜热微生物;嗜冷微生物;嗜酸微生物;嗜碱微生物;嗜盐微生物;嗜压微生物研究意义：开发利用新的微生物资源，包括特异性的基因资源；为微生物生理、遗传和分类乃至生命科学及相关学科许多领域的研究提供新的课题和材料；为生物进化、生命起源的研究提供新的材料。
（5）不可培养微生物（uncultured microorganisms）从环境中直接分离并克隆rRNA并分析其序列和在分子进化树上的位置等方法而发现的的目前尚不能在人工条件下获得培养的微生物。
参见P372：研究意义：生物多样性和系统发生的多样性（Biodiversity and Phylogenetic diversity）;微生物生态学的研究提出新的要求; 寻找新的致病微生物; 从不可培养微生物中寻找新的基因、新的蛋白.据报道，美国recombianant biocatalysis Inc公司目前已从不可培养微生物中获得了约300个与工业生产相关的新蛋白.（6）动物体中的M人体微生物:皮肤: 一个成年人的皮肤大约有2m2，约有1012细菌。
优势的细菌种群是革兰氏阳性菌，革兰氏阴性菌较少见,真菌有瓶形酵母属. 皮肤表面正常栖居的微生物对外来微生物具有排斥作用，可以防止外来微生物和病原微生物的侵染，对皮肤有保护作用。
口腔: 包括细菌、放线菌、酵母菌、原生动物，以细菌数量最多胃肠道:胃，仅有数量较低的附在胃壁上的抗酸微生物，包括酵母、链球菌、乳杆菌等小肠，近胃端的低量(103CFu/ml)到近大肠端的高量(108CFu/ml)。
大肠，微生物数量巨大(1011CFu/ml)，区系组成包括：拟杆菌、真杆菌、厌氧链球菌、双歧杆菌、肠球菌、肠杆菌、乳酸菌、梭菌、酵母等。
微生物合成的维生素、蛋白质，产生的能源可以为人吸收利用。
（7）植物相关M茎、叶、果实的表面是某些M（好氧）生存的良好环境，细菌、蓝细菌、酵母等；某些M能够引起植物病害；植物根部微生物●根际微生物：由根面向外伸展，具有一个M梯度的区域。
●老根、腐根际，大量、多样M; 健康幼根，选择性M ;说明根的分泌物较植物碎片更具选择性●菌根：植物的根+ 真菌（子囊菌，担子菌） 共生体.●外生菌根，内生菌根P300●根瘤：根瘤菌与豆科植物的共生体，弗兰克氏菌与非豆科植物（乔木和灌木等木本植物形成的共生体）四．微生物与环境保护1．微生物对污染物的降解与转化（1）环境污染物的来源自然存在：重金属，烃类，放射性物质等经转化及富集：由于生活或工业加工过程对自然界存在的物质富集、转化。
污水，肥料，燃料燃烧废物，石油等。
人工合成：农药; 表面活性剂; 合成聚合物; 石油化工产品.非自然界存在物质，特殊的化学结构，化学键，难降解物质。
当前研究的主要课题.（2）降解质粒：质粒编码了控制某些污染物的降解P3052．污染物的M处理（1）BOD 与COD（biological oxygen demand）（chemical oxygen demand）BOD：水中有机污染物在需氧微生物作用下进行氧化所消耗的氧气量。
实际测定时，在一定的温度下，5天的需氧量。
BOD5COD：水中有机污染物在强氧化剂作用下进行化学氧化所消耗的氧气量。
KMnO4：氧化率60%左右. COD MnK2Cr2O7：氧化率80-100%. COD Cr（2）污水处理一级处理：粗大固形物二级处理：生物，化学，物理法去除有机物三级处理：生物，化学，物理法去除N、P及其他无机物好氧处理活性污泥法二级处理生物膜法: 生物滤池, 生物转盘, 生物接触氧化法厌氧处理沼气发酵, 光合细菌•活性污泥法活性污泥是由复杂的微生物群落与污（废）水中的有机、无机固体物混凝交织在一起构成的絮状物，又称为菌胶团。
活性污泥中的微生物组成一个微型的、复杂的、有密切相互关系的混合生物群体的生态系统。
有细菌、真菌、原生动物、后生动物等多种微生物群体结合组成微生物的代谢反应; 活性污泥的物理化学作用•生物膜法生物接触氧化法与生物滤池的主要区别：下面进水；机械供氧；漂浮微生物絮体（活性污泥）•厌氧处理：高浓度有机污水，微生物分解产生甲烷。