第九章 微生物的生态

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1、第九章微生物的生态第一节微生物在生态系统中的地位与作用第二节生态环境中的微生物第三节人体微生物及病原微生物的传播（自学）第四节微生物与环境保护（自学）第一节微生物在生态系统中的地位与作用一微生物在生态系统中的角色二微生物与生物地球化学循环生态系统是指在一定的空间内生物和非生物成分通过物质循环和能量流动相互作用、相互依存而构成的一个生态学功能单位。一微生物在生态系统中的角色◆有机物的主要分解者——其最大价值。◆物质循环中的重要成员——主要、独特、关键作用◆生态系统中的初级生产者——光能自养、化能自养。◆物质和能量的储存者◆地球生物演化中的先锋种

2、类——出现最早的生物体。二微生物与生物地球化学循环生物地球化学循环（biogeochemicalcycles）——是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。C、N、P、S自养生物对无机营养物的同化异养生物对有机营养物的矿化（90%由细菌和真菌完成）1碳素循环②无氧条件：酵解甲烷生成形成化石燃料CO2的固定①有氧条件：光合作用:呼吸作用：有机碳CO2CO2有机碳碳素循环2氮素循环大多数微生物和植物可吸收的形式：NH4+、NO3-①固氮作用：N2NH3②氨化作用:有机氮NH4++SO42-+H2O④反硝化作用：在无氧条件下

3、，硝酸盐还原菌的作用NO3-NO2-NON2ON2⑤同化作用：无机氮转化成有机氮（主要由植物进行）两类细菌：亚硝酸细菌：NH4+NO2-硝化细菌：NO2-NO3-③硝化作用:好氧时，NH4+NO3-氮素循环氨化作用生物固氮硝化作用反硝化作用生物体有机氮NO3-NH4+NO2-NON2O大气N2硝酸盐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氨盐同化作用3硫素的循环好氧时：硫的氧化（硫化作用）H2S、SSO42-硫细菌厌氧时：硫酸盐还原（反硫化作用）SO42-S+H2S硫酸盐还原菌厌氧时：有机硫化物的矿化含硫蛋白质H2S、CH4

4、等硫素的循环第二节生态环境中的微生物一微生物的群落二陆生生境的微生物三水生生境的微生物四大气生境的微生物五极端环境的微生物六动物体中的微生物七植物体中的微生物自然环境中的微生物存在个体、种群、群落和生态系统从低到高的组织层次，与动物、植物相比，微生物具有更强的群体性。生态系统表现出来的生态功能取决于群落的功能。一微生物群落种群：§具有相似特性和生活在一定空间内的同种个体群。§是组成群落的基本成分。§存在种群的相互作用。1种群的相互作用互生关系§概念：两种独自生活的生物共同生活相互获利，或一种生物为另一种生物创造有利的条件。§举例：微生物与微生

5、物间：土壤固氮菌与纤维素分解菌间。微生物与动物间：微生物与植物间：纤维素纤维素分解菌有机酸固氮菌氮素物共生关系§概念：两种生物生活在一起不能分离，彼此依赖，生理上相互分工，组织上形成新的结构。§举例◎真菌与蓝绿藻形成的地衣叶状地衣壳状地衣藻类光合作用产生有机物吸取水、无机养料真菌◎根瘤◎菌根寄生关系§概念：一种生物依赖另一种活生物获取营养进行生活，使寄主受损甚至死亡。§举例：◎噬菌体与细菌之间◎细菌寄生在真菌体◎真菌在真菌体内、外寄生寄生型放线菌真菌寄生真菌竞争关系§概念：多种微生物共同生活在一个环境中，因一种微生物优先利用有限养料，致使另一

6、种微生物养料缺乏生长受阻。§应用：生产中加大接种量控制少量污染菌繁殖。掠食关系§概念：一种生物捕食另一种生物为食并消化的现象。§举例：原生动物捕食、吞食微生物。拮抗关系§特异性拮抗◎微生物产生的特殊次生代谢产物能选择性杀死一种或少数几种微生物。◎抗生素：多为放线菌、真菌产生。◎细菌素：细菌产生的蛋白类物质§非特异性拮抗◎一种微生物的代谢产物对多种微生物有抑制或杀死。无选择性。◎乳酸菌发酵糖产生乳酸抑制多种不耐酸菌。群落：§一定区域内或一定生境中各种微生物种群相互松散结合的一种结构单位——群落。§任何微生物群落由一定的微生物种群组成。§种群的个

7、体有一定的形态和大小。个体在群落中处于不同地位和起着不同的作用。§种的多样性、垂直结构、水平结构和优势种群是表征群落结构的重要参数。2微生物的群落结构◆微环境（紧密围绕微生物细胞的环境）一块土壤，一段根面◆稳定性高度多样性的群落能在一定程度上应付环境条件的变化两类微生物群落优势种具有大量个体，种类少种类多，每种个体数量少。◆适应性微生物以改变群体的结构来适应新环境。微生物群落的特点：二陆生生境的微生物——土壤中（一）土壤的环境条件（二）土壤中微生物的种类和数量微生物生活的最好环境（一）土壤的环境条件1提供养分（1）微生物、动植物残体土壤有机物

8、大量元素微量元素（2）岩石风化矿物质2通气、保水肥沃土具有良好的团粒结构——团聚体microaggregates微环境团聚体间为大孔隙——透水通气。内部为毛细孔隙—