华理微生物专业课课件9.ppt

1、微生物的生态微生物的生态生态学的研究范围生态学的研究范围生物圈生物圈(biosphere)生态系统生态系统(ecosystem)群落群落(community)种群种群(population)个体个体(individual)器官器官(organ)组织组织(tissue)细胞细胞(cell)细胞器细胞器(organelle)分子分子(molecule)什么是微生物生态学？什么是微生物生态学？生态学：生态学：研究生命系统与其环境系统间相研究生命系统与其环境系统间相互作用规律的科学。互作用规律的科学。微生物的生态学：微生物的生态学：各种环境因素对微生各种环境因素对微生物的作用及微生物对外界环境的反作用

2、物的作用及微生物对外界环境的反作用第一节第一节 微生物在自然界中的微生物在自然界中的 分布与菌种资源的开发分布与菌种资源的开发土壤中的微生物土壤中的微生物水中的微生物水中的微生物空气中的微生物空气中的微生物工农业产品上的微生物工农业产品上的微生物极端环境中的微生物极端环境中的微生物n土壤是微生物的土壤是微生物的天然培养基天然培养基w营养丰富营养丰富wPHPH适宜适宜w温度、通气温度、通气 1. 土壤中的微生物土壤中的微生物MicrobesNumbers / gBiomass (g / m3）Bacteria108160Fungi105200Actinomycetes105 - 106160Al

3、gae104 - 10532Protozoa10438n分布情况：分布情况：细菌细菌 放线菌放线菌 霉菌霉菌 酵母菌酵母菌 淡水型水体中的微生物淡水型水体中的微生物 清水型清水型 腐败型腐败型2. 水体中的微生物水体中的微生物 海洋微生物：耐压菌，嗜盐菌海洋微生物：耐压菌，嗜盐菌 饮用水的微生物学标准饮用水的微生物学标准n 饮用水的标准饮用水的标准n 滤膜培养法鉴定饮用水大肠杆菌滤膜培养法鉴定饮用水大肠杆菌总细菌数：总细菌数： 100 100个个/ml/ml大肠菌群数：大肠菌群数： 3 3个个1L1L滤膜培养法鉴定饮用水大肠杆菌滤膜培养法鉴定饮用水大肠杆菌培养培养3. 3. 空气中的微生物空气

4、中的微生物n空气中微生物空气中微生物 的处理的处理平板检查法平板检查法将空气通入水中，检查水中的将空气通入水中，检查水中的细菌细菌尘埃粒子计数器尘埃粒子计数器空气过滤器空气过滤器紫外线照射紫外线照射喷雾消毒喷雾消毒 主要附着在灰尘上主要附着在灰尘上n如何检查空气中的微如何检查空气中的微生物生物4. 4. 工农业产品上的微生物工农业产品上的微生物n工业产品的工业产品的霉腐霉腐n食品上的微食品上的微生物生物n农产品上的农产品上的微生物微生物 嗜热微生物嗜热微生物 5. 极端环境中的微生物极端环境中的微生物 嗜热微生物广嗜热微生物广泛存在于温泉、泛存在于温泉、火山地及海底火火山地及海底火山口附近山口

5、附近 超嗜热菌的超嗜热菌的发现使人们相发现使人们相信生命不仅存信生命不仅存在于地球上，在于地球上，还可能存在于还可能存在于宇宙中的其他宇宙中的其他星球上星球上 嗜酸微生物嗜酸微生物（acidophiles） 1995年分离到的年分离到的一株古生菌一株古生菌（picrophils）能）能在在pH为为0的条件的条件下生长下生长 嗜碱微生物嗜碱微生物 （alkalinophile） 能专性生活在能专性生活在pH1011的碱性条的碱性条件下而不能生活在中件下而不能生活在中性条件下的微生物，性条件下的微生物，称为嗜碱菌。它们多称为嗜碱菌。它们多数为芽孢杆菌属。数为芽孢杆菌属。嗜盐菌（嗜盐菌（haloph

6、ile）嗜压菌（嗜压菌（barophile）cowellia 第二节第二节 微生物与生物环境微生物与生物环境 间的关系间的关系互生（互生（metabiosis）共生（共生（symbiosis）寄生（寄生（parasitism）拮抗（拮抗（antagonism）捕食（捕食（predatism）1. 1. 互生互生 两种可单独生两种可单独生活的生物活的生物, ,当它当它们在一起时们在一起时, ,通通过各自的代谢活过各自的代谢活动而有利于对方动而有利于对方或偏利于一方的或偏利于一方的生活方式生活方式人体肠道中的正人体肠道中的正常菌群常菌群 人体人体好氧性自生固氮菌好氧性自生固氮菌 纤维素分解菌纤维素

7、分解菌2. 2. 共生共生 两种生物共居在一起两种生物共居在一起, ,相互分工合作相互分工合作, ,合二为一合二为一的及其紧密的一种相互关系的及其紧密的一种相互关系 真菌和绿藻真菌和绿藻 地衣地衣 根瘤菌与豆科植物根瘤菌与豆科植物 瘤胃微生物和反刍动物瘤胃微生物和反刍动物3. 3. 寄生寄生一种小型生物生活在一种小型生物生活在另一种较大型生物的另一种较大型生物的体内体内( (包括细胞内包括细胞内) )或或表体表体, ,从中夺取营养并从中夺取营养并进行繁殖进行繁殖, ,同时使后者同时使后者蒙受损害甚至被杀死蒙受损害甚至被杀死的一种相互关系的一种相互关系微生物间的寄生微生物间的寄生微生物与植物微生

8、物与植物微生物与动物微生物与动物蛭弧菌（蛭弧菌（bdellovibrio）蛭弧菌蛭弧菌：世界上速：世界上速度最快的游泳家，度最快的游泳家，每秒移动的距离为每秒移动的距离为自身体长的自身体长的50倍！倍！分布广泛分布广泛主要寄生于主要寄生于G细菌细菌蛭弧菌的生活史：蛭弧菌的生活史：4. 4. 拮抗拮抗 由某种生物所产由某种生物所产生的特定产物可生的特定产物可抑制它种生物的抑制它种生物的生长发育甚至杀生长发育甚至杀死它们的一种相死它们的一种相互关系互关系 抗生素抗生素病原菌病原菌乳酸菌乳酸菌 肠道菌肠道菌5. 5. 捕食捕食 一种大型的生物直一种大型的生物直接捕捉、吞食另一种接捕捉、吞食另一种小型

9、生物以满足其营小型生物以满足其营养需要的相互关系养需要的相互关系 如：原生动物如：原生动物 细菌、藻类细菌、藻类第三节第三节 微生物与自然界微生物与自然界 物质的循环物质的循环碳素循环碳素循环氮素循环氮素循环硫素循环硫素循环磷素循环磷素循环1. 1. 碳素循环碳素循环2. 2. 氮素循环氮素循环3. 3. 硫素循环硫素循环自然界的硫素循环自然界的硫素循环脱硫脱硫硫化硫化异化性硫酸盐还原作用异化性硫酸盐还原作用同同化化性性硫硫酸酸盐盐还还原原作作用用自然界中的磷素循环自然界中的磷素循环与土壤中的盐基结合与土壤中的盐基结合微微生生物物的的分分解解作作用用第四节第四节 微生物与环境保护微生物与环境保

10、护 w水体自净水体自净w 水体的污染水体的污染w 用微生物治理污染用微生物治理污染1. 1. 水体的自净作用水体的自净作用水体的自净作用：水体的自净作用：天然水体受到污染天然水体受到污染后，在无人为处理后，在无人为处理的条件下，借水体的条件下，借水体自身的能力使之得自身的能力使之得到净化的过程到净化的过程水体自净作用示意图水体自净作用示意图2. 2. 水体的污染水体的污染水体污染来源水体污染来源 生活污水：代谢废物及食物残渣生活污水：代谢废物及食物残渣工业废水：有机、无机的有毒物质工业废水：有机、无机的有毒物质w 富营养化富营养化（eutrophication）：指水体中因氮磷等元指水体中因氮

11、磷等元素含量过高而引起水素含量过高而引起水体表层的蓝细菌和藻体表层的蓝细菌和藻类过度生长繁殖的现类过度生长繁殖的现象。象。水华水华（water bloom）赤潮（赤潮（red tide）v 化学需氧量化学需氧量COD(chemical oxygen demand)v 生化需氧量生化需氧量BOD(biological oxygen demand)v评价水质的指标评价水质的指标3. 3. 用微生物处理污水用微生物处理污水苯酚苯酚30个属个属66个种个种含卤素有机物含卤素有机物27个属个属40个种个种合成含氮有机合成含氮有机物物18个属个属36个种个种合成表面活性合成表面活性剂剂18个属个属43个种

12、个种石油烃类石油烃类100多个属多个属200多个种多个种1. 1. 用于污水处理的微生物用于污水处理的微生物2. 2. 在污水处理中各类微生物的作用在污水处理中各类微生物的作用细菌：主要分解有机物细菌：主要分解有机物n吸附有机物并分解之吸附有机物并分解之n吸附金属离子与有机物形成络合物吸附金属离子与有机物形成络合物n保护细菌保护细菌n利于沉降利于沉降原生动物：吞噬游离细菌合微小污泥分泌粘性物质原生动物：吞噬游离细菌合微小污泥分泌粘性物质霉菌：利于絮凝霉菌：利于絮凝酵母菌：分解氰、酚酵母菌：分解氰、酚3.3.污水处理的方法污水处理的方法 活性污泥法：活性污泥法： 生物膜法：生物膜法：在通气条件下

13、，利用含有好氧微生物在通气条件下，利用含有好氧微生物的活性污泥使污水净化的生物学方法的活性污泥使污水净化的生物学方法 活性污泥是一种绒絮状小颗粒，活性污泥是一种绒絮状小颗粒，具有分解有机物的能力具有分解有机物的能力 细菌、酵母菌、霉菌、原生动物细菌、酵母菌、霉菌、原生动物以菌胶团的形式存在以菌胶团的形式存在指生长在潮湿、通气的固体表面的指生长在潮湿、通气的固体表面的一层由多种活微生物构成的菌膜，一层由多种活微生物构成的菌膜，能氧化分解污水中的有机物和某些能氧化分解污水中的有机物和某些有毒物质有毒物质4.4.污水处理的装置（活性污泥法）污水处理的装置（活性污泥法）4.4.污水处理的装置污水处理的装置（生物膜法）（生物膜法）占地面积小占地面积小