1、生命科学与工程学院生命科学与工程学院第六章第六章 微生物的生态微生物的生态第一节第一节 微生物在自然界中的分布微生物在自然界中的分布第二节第二节 微生物与生物环境间的相互关系微生物与生物环境间的相互关系第三节第三节 微生物在自然界物质循环中的作用微生物在自然界物质循环中的作用第四节第四节 微生物在污水处理中的作用微生物在污水处理中的作用生命科学与工程学院生命科学与工程学院第一节第一节 微生物在自然界中的分布微生物在自然界中的分布一、一、土壤中的微生物土壤中的微生物二、二、水体中的微生物水体中的微生物三、三、空气中的微生物空气中的微生物四、四、植物体表和体内的微生物植物体表和体内的微生物五、五、
2、动物体表和体内的微生物动物体表和体内的微生物六、六、工农业产品中的微生物工农业产品中的微生物七、七、极端环境中的微生物极端环境中的微生物生命科学与工程学院生命科学与工程学院一、土壤中的微生物一、土壤中的微生物土壤是微生物的天然培养基，土壤是微生物的天然培养基，它具备着大多数微生物正常发育所必需的一切条件，它具备着大多数微生物正常发育所必需的一切条件，它是自然环境中微生物种类最多、数量最大的场所。它是自然环境中微生物种类最多、数量最大的场所。土壤中微生物种类极其繁多土壤中微生物种类极其繁多 微生物在各层土壤中的分布不是均匀的微生物在各层土壤中的分布不是均匀的。土壤中微生物的组成直接受植物种类、土
3、壤性质、地理条件、有机物和无机土壤中微生物的组成直接受植物种类、土壤性质、地理条件、有机物和无机物的种类和含量等的影响。物的种类和含量等的影响。生命科学与工程学院生命科学与工程学院二、水体中的微生物二、水体中的微生物海水海水淡水淡水清水型微生物区系清水型微生物区系腐败型水生微生物区系腐败型水生微生物区系我国制订的生活饮用水卫生标准中规定，每我国制订的生活饮用水卫生标准中规定，每100毫升水中大肠毫升水中大肠菌群最近似值菌群最近似值3，每毫升水中细菌总数不得超过，每毫升水中细菌总数不得超过100cfu。生命科学与工程学院生命科学与工程学院三、空气中的微生物三、空气中的微生物（一）空气中微生物的分
4、布（一）空气中微生物的分布（二）空气中微生物的来源（二）空气中微生物的来源1尘埃尘埃2飞沫飞沫（三）空气中微生物的检测（三）空气中微生物的检测1沉降平板法沉降平板法2液体撞击法液体撞击法（四）空气的净化与消毒（四）空气的净化与消毒1物理方法物理方法2化学方法化学方法紫外线照射紫外线照射过滤除菌过滤除菌生命科学与工程学院生命科学与工程学院四、植物体表和体内的微生物四、植物体表和体内的微生物u植物体表上存在的微生物叫植物体表上存在的微生物叫附生微生物附生微生物。这些微生物可引起。这些微生物可引起自然发酵，如黄瓜、甘蓝、萝卜等多种蔬菜上附着的乳酸菌可自然发酵，如黄瓜、甘蓝、萝卜等多种蔬菜上附着的乳酸
5、菌可引起乳酸发酵，附着的的酵母菌可引起酒精发酵。还有引起果引起乳酸发酵，附着的的酵母菌可引起酒精发酵。还有引起果蔬腐败变质的微生物病原菌等。蔬腐败变质的微生物病原菌等。u正常果蔬组织内部一般为无菌状态或菌数很少。常分离到的正常果蔬组织内部一般为无菌状态或菌数很少。常分离到的微生物是一些酵母菌和假单胞菌属的菌。微生物是一些酵母菌和假单胞菌属的菌。生命科学与工程学院生命科学与工程学院五、动物体表和体内的微生物五、动物体表和体内的微生物部位部位常见的微生物常见的微生物皮肤葡萄球菌、类白喉杆菌、链球菌、芽孢杆菌、分枝杆菌、假丝酵母、非致病性丙酸杆菌、某些真菌。口腔和咽腔葡萄球菌、绿色链球菌、奈氏菌、类
6、白喉菌、肺炎链球菌、乳酸杆菌、梭形杆菌、放线菌、嗜血杆菌、螺旋体、假丝酵母。胃链球菌、葡萄球菌、乳酸杆菌。小肠乳酸杆菌、拟杆菌、梭菌、分枝杆菌、肠道球菌、肠杆菌。大肠拟杆菌、梭形杆菌、梭菌、链球菌、大肠杆菌、葡萄球菌、变形杆菌、肠道球菌、乳酸杆菌、分枝杆菌、假单胞菌、放线菌。鼻葡萄球菌、绿色链球菌、奈氏菌、肺炎链球菌。外耳道葡萄球菌、类白喉杆菌、绿脓杆菌、假单胞菌。眼结膜葡萄球菌、嗜血杆菌、链球菌。尿道葡萄球菌、类白喉杆菌、链球菌、分枝杆菌、拟杆菌、梭形杆菌。阴道葡萄球菌、乳酸杆菌、链球菌、类白喉杆菌、梭菌、拟杆菌、大肠杆菌、假丝酵母。人体各部位常见的正常微生物群人体各部位常见的正常微生物群
7、生命科学与工程学院生命科学与工程学院体态体态散发粒子数散发粒子数个个/min站站10万万坐坐50万万坐站起坐站起100250万万走走5001000万万爬楼梯爬楼梯1000万万运动运动15003000万万名称名称部位部位部位部位细菌细菌手手100100/cm2前额前额100010000/cm2头发头发约约100万万/cm2腋窝腋窝约约11000万万/cm2鼻内分泌物鼻内分泌物约约100万万/g唾液唾液约约10亿亿/g粪便粪便710亿亿/g皮屑皮屑皮肤表面皮肤表面约约1.75m2皮肤更替皮肤更替约约5d一次一次粒子脱落粒子脱落71000万万/d人体所散发的粒子数人体所散发的粒子数人体所带的细菌和皮
8、屑数人体所带的细菌和皮屑数 生命科学与工程学院生命科学与工程学院六、工农业产品中的微生物六、工农业产品中的微生物 微生物常常引起工业产品发生霉变（由霉菌引起的）、腐烂微生物常常引起工业产品发生霉变（由霉菌引起的）、腐烂（由细菌、酵母菌引起的，使物体变软、发臭性的劣化）、腐（由细菌、酵母菌引起的，使物体变软、发臭性的劣化）、腐朽（主要由酶降解有机质使其劣化的现象。如担子菌腐朽木朽（主要由酶降解有机质使其劣化的现象。如担子菌腐朽木材）、腐蚀（由碳酸盐还原菌、铁细菌、硫细菌引起金属的劣材）、腐蚀（由碳酸盐还原菌、铁细菌、硫细菌引起金属的劣化）和变质（产品质量下降）等。引起各种农业产品，如粮食、化）和
9、变质（产品质量下降）等。引起各种农业产品，如粮食、食品等腐败变质。食品等腐败变质。生命科学与工程学院生命科学与工程学院七、极端环境中的微生物七、极端环境中的微生物 通常把在高盐、高碱、高温、低温、高酸、高酸热、高干通常把在高盐、高碱、高温、低温、高酸、高酸热、高干旱、高压、高辐射以至高浓度重金属离子和低营养等极端环境旱、高压、高辐射以至高浓度重金属离子和低营养等极端环境下生存的微生物称为下生存的微生物称为极端环境微生物极端环境微生物。6嗜压微生物嗜压微生物(barophiles)5嗜盐微生物嗜盐微生物(halophiles)4嗜碱微生物嗜碱微生物(alkalinophiles)3嗜酸微生物嗜酸
10、微生物(acidophiles)2嗜冷微生物嗜冷微生物(psychrophiles)1嗜热微生物（嗜热微生物（thermophiles）极端环境微生物的常见类型：极端环境微生物的常见类型：生命科学与工程学院生命科学与工程学院第二节第二节 微生物与生物环境间的相互关系微生物与生物环境间的相互关系一、互生（一、互生（metabiosis）指两种可以单独生活的生物，当它们生活在一起时，通过各自的代谢活动而指两种可以单独生活的生物，当它们生活在一起时，通过各自的代谢活动而有利于对方，或偏利于一方的一种生活方式。有利于对方，或偏利于一方的一种生活方式。二、共生二、共生(symbiosis)是指两种生物共
11、居在一起，相互协作，相依为命，甚至达到合二为一的一种是指两种生物共居在一起，相互协作，相依为命，甚至达到合二为一的一种相互关系。相互关系。三、寄生三、寄生(parasitism)指一种小型生物生活在另一种较大型生物的体内，从中取得营养和进行生长指一种小型生物生活在另一种较大型生物的体内，从中取得营养和进行生长繁殖，同时使后者蒙受损害甚至被杀死的现象。前者称为寄生物，后者称为繁殖，同时使后者蒙受损害甚至被杀死的现象。前者称为寄生物，后者称为宿主或寄主。宿主或寄主。生命科学与工程学院生命科学与工程学院四、拮抗四、拮抗(antagonism)指由某种生物产生的某种代谢产物可抑制他种生物的生长发育甚至
12、杀死它们指由某种生物产生的某种代谢产物可抑制他种生物的生长发育甚至杀死它们一种相互关系。一种相互关系。五、捕食五、捕食(predatism)一般指一种较大型的生物的直接捕捉、吞食另一种生物以满足其营养需要的一般指一种较大型的生物的直接捕捉、吞食另一种生物以满足其营养需要的相互关系。相互关系。生命科学与工程学院生命科学与工程学院第三节第三节 微生物在自然界物质循环中的作用微生物在自然界物质循环中的作用一、一、碳素循环碳素循环二、二、氮素循环氮素循环三、三、磷素循环磷素循环四、四、硫素循环硫素循环生命科学与工程学院生命科学与工程学院一、碳素循环一、碳素循环生命科学与工程学院生命科学与工程学院二、氮
13、素循环二、氮素循环1氨化作用氨化作用2硝化作用硝化作用3反硝化作用反硝化作用4生物固氮作用生物固氮作用生命科学与工程学院生命科学与工程学院三、磷素循环三、磷素循环1 1有机磷化物的分解（解磷作用）有机磷化物的分解（解磷作用）2 2不溶性无机磷化物的转化（溶磷作用）不溶性无机磷化物的转化（溶磷作用）3 3磷的微生物固定与磷酸盐还原磷的微生物固定与磷酸盐还原生命科学与工程学院生命科学与工程学院四、硫素循环四、硫素循环1 1含硫有机物的分解含硫有机物的分解2 2硫化作用硫化作用3 3反硫化作用反硫化作用生命科学与工程学院生命科学与工程学院第四节第四节 微生物在污水处理中的作用微生物在污水处理中的作用
14、一、一、微生物处理污水的原理微生物处理污水的原理二、二、微生物处理污水的方法微生物处理污水的方法生命科学与工程学院生命科学与工程学院一、微生物处理污水的原理一、微生物处理污水的原理 表示污水中有机物含量的指标有两个，即表示污水中有机物含量的指标有两个，即BOD（biochemical oxygen demand）和）和COD（chemical oxygen demand）。）。BOD为生化需氧量，是一种表示水中有机物含量的为生化需氧量，是一种表示水中有机物含量的间接指标，常用间接指标，常用BOD5，即，即“五日生化需氧量五日生化需氧量”来表示，指在来表示，指在20下，下，1升污水中所含的有机物
15、（主要是有机碳源），在进行升污水中所含的有机物（主要是有机碳源），在进行微生物氧化时，微生物氧化时，5日内所消耗的分子氧的毫克数；日内所消耗的分子氧的毫克数；COD为化学为化学需氧量，指的是使用强氧化剂使需氧量，指的是使用强氧化剂使1升污水中的有机物进行化学氧升污水中的有机物进行化学氧化时，所消耗氧的毫克数。化时，所消耗氧的毫克数。生命科学与工程学院生命科学与工程学院二、微生物处理污水的方法二、微生物处理污水的方法（一）需氧处理法活性污泥法及生物滤膜法（一）需氧处理法活性污泥法及生物滤膜法（二）厌氧处理法沼气发酵（二）厌氧处理法沼气发酵（1）第一阶段）第一阶段 消化阶段消化阶段（2）第二阶段）
16、第二阶段 产酸阶段产酸阶段（3）第三阶段）第三阶段 产甲烷阶段产甲烷阶段产甲烷的主要反应有：产甲烷的主要反应有：4H2+CO2CH4+2H2O CH3COOHCH4+CO2 4HCOOHCH4+3CO2+2H2O 4CH3OH3CH4+CO2+2H2O 2CH3CH2OH+CO22CH3COOH+CH4生命科学与工程学院生命科学与工程学院颗粒的直径颗粒的直径（m）颗粒的数量颗粒的数量喷嚏喷嚏咳嗽咳嗽18000006600016890002130021010002800416000700815160038飞沫直径飞沫直径（m）沉降速度沉降速度（英尺（英尺/小时）小时）10.3621.44591036509001003600喷嚏和咳嗽所产生的飞沫滴大小喷嚏和咳嗽所产生的飞沫滴大小不同大小飞沫在空气中的沉降速度不同大小飞沫在空气中的沉降速度 1沉降平板法沉降平板法生命科学与工程学院生命科学与工程学院高度杀菌；高度杀菌；容易成气溶胶，而且在此状态下保持较长时间；容易成气溶胶，而且在此状态下保持较长时间；在常温常湿下有效；在常温常湿下有效；在常用浓度时应对人体无毒性、无刺激性；在常用浓度时应对人体无毒性、无刺激性；不具有染色性、褪色性或损害物品。不具有染色性、褪色性或损害物品。2化学方法化学方法化学药品应具下列特性：化学药品应具下列特性：
