第七章微生物的生态与生态工程

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1、第七章微生物的生态与生态工程第一节生态学基本概念一、微生物生态学与生态系统（一）、微生物生态学微生物生态（微生态）(Microbialecology)就是研究微生物与环境条件的关系及其在自然界中的分布和作用。通过对微生物生态的研究，了解微生物的分布和活动规律，可为人类开发利用微生物资源提供依据，更好地发挥微生物对人类的有益作用。（二）生态系统生态系统(ecosystem)是指在一定区域内生活的生物与其非生物环境之间相互紧密结合而形成的系统。在这个系统中，物质、能量在生物与生物、生物与环境之间不断循环流动，形成一个能够自己维持下去的、相

2、对稳定的，并具有一定的独立性的统一整体。生物圈(Biosphere)构成一个范围最大的生态系统，它是地球表面全部生物以及与之相关的自然环境的总称。包括水生物圈(hydrosphere)、地上岩石生物圈(lithosphere)和大气生物圈(atmosphere)。二、种群和群落1、种群：种群(population)即是在一定时间里生活在同一生境的同一体细胞生长形成的生物群体，2、群落：在自然界中，一个种群的细胞很少是单独存在的，它们总是与其他种群细胞相联系，构成一个在生理上相互弥补的种群复合体，称之为群落(Community)。三、微

3、生物的微环境微生物的个体很小，所以它生活的环境也就十分微小，甚至肉眼看不见，因此，微生物生态学家称之为微环境（microenvironment）。由于时间和空间的不同，微环境的物理化学条件也会发生很快的改变。因此说，微环境本身也是非均质的，而且在一个给定的微环境中，其条件变化很快。地球上存在无数的微生物微环境。正是因为如此，我们今天才看到微生物种的多样性。四、环境梯度和耐受限度1、环境梯度：在植物生态学上，环境梯度（environmentalgradients）表示生物种或生物群落沿着经度和纬度或是从海平面到山顶的分布。对于食品来说，

4、不同种群的微生物适应的环境不同。2、耐受限度：生物对环境中的各种物理化学因素所能耐受的最大量和最小量之间的范围称之为耐受限度（limitsoftolerance）一般来讲，一种微生物对某一因子的耐受范围较宽，而对另一种因子的耐受范围就可能较窄。但是，如果某一微生物对多种生态因子均有耐受性。那么，这一微生物常会分布很广。第二节微生物在自然界中的分布一、土壤中的微生物1、土壤是微生物生存的良好的环境，土壤具有大多数微生物生长所需的养料。2、种类分布：种类最多，种类最全。目前，在工业、农业、食品、医药等方面应用的菌种都来自于土壤。所以土壤被

5、人们看作为微生物资源的“大本营”或“宝库”。土壤的表层比下层微生物多；细菌数量比放线菌多，又比霉菌多。二、水中的微生物水是仅次于土壤的微生物生长良好的生境。水中微生物的来源除生长于水中的水生微生物以外，主要来自土壤和污水。在水中生活的细菌大都数是光能自养型和化能自养型。主要是光合细菌。微生物在水生环境的食物链中起重要的作用。三、空气中的微生物空气中缺乏微生物生长所必需的营养物质和生活条件，所以，空气不是微生物生长繁殖的场所。空气中微生物的来源是由于风的传播，把地面上的尘土吹起或将水面吹起小水滴，微生物可自由悬浮在大气中，也可附着在尘土

6、粒子上。空气中的微生物还可来自人和动物体表的干燥脱落物、呼吸道和排泄物。分布场所见P-138。四、植物体表和体内的微生物在植物表面上存在的微生物叫附生微生物。如在植物的茎、叶、果实和根上都有相应的微生物存在。在水果和蔬菜表面上的微生物大多数是在生长期中附着在上面的。有的可用作自然发酵，如在黄瓜、甘蓝、罗卜等多种蔬菜表面上的乳酸菌可进行乳酸发酵。但是在果蔬表面上也存在着许多可引起果蔬腐败变质的微生物。五、动物体表和体内的微生物各种动物的体表都存在着一定数量的微生物。一方面，动物体内的分泌物可作为微生物的营养物质，使某些微生物得以生长繁殖

7、。另一方面，由于动物在各处走动，受环境污染。在各种动物体内也存在着不同微生物，大都数与动物的消化吸收等有关。其数量和种群的变化都会引起动物的不同反应，甚至病变。六、人体内外的微生物在人体正常生理状态下，在体表和与外界相通的体腔都有一定数量的微生物存在，如皮肤、口腔、呼吸道、肠道等部位有微生物存在是正常的。由于皮肤与外界接触，同时皮肤腺体的分泌物中存在有尿素、氨基酸、无机盐、脂类等，这些都可作为微生物的养料。此外，皮肤的湿度、温度也适于某些微生物的生存。在皮肤上一般存在的微生物有葡萄球菌、八叠球菌和棒状杆菌等。口腔经常保持一定的温度和湿

8、度，又有食物的残渣及唾液，是微生物生存的良好环境，有多种微生物存在。如链球菌、乳酸菌、棒状球菌等，有时还有口腔纤毛菌等。肠道内呈碱性反应，而且又有某些食物消化的产物为养料，这些都适于微生物的生长繁殖，所以，有大量的微生物