微生物生态学讲稿.ppt
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1、关于微生物生态学第一页,讲稿共四十六页哦一、微生物在生态系统中的作用1.微生物在生态系统中的角色:(1)生态系统(ecosystem):在一定的空间内生物的成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(2)生态平衡:(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 c.分解者(decomposer)微生物为主体,分解有机物成无机物第二页,讲稿共四十六页哦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第三页
2、,讲稿共四十六页哦(4)微生物在生态系统中的作用:a.微生物是有机物的主要分解者 b.微生物是物质循环中的重要成员 c.微生物是生态系统中的初级生产者光能、化能 d.微生物是物质和能量的储存者 e.微生物是地球生物演化中的先锋种类第四页,讲稿共四十六页哦2.微生物与自然界物质循环生物地球化学循环(biogeochemical cycle)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。是生物圈的元素来源 生物圈的能量来源是太阳(1)碳循环(carbon cycle):最重要 无机碳 植物、动物 有机碳 微生物 微生物分解的特点:可不需氧;但太多可致温室效应第五页,讲稿共四十六页哦
3、(2)氮循环(nitrogen cycle)a.生物固氮(biological nitrogen fixation):分自生固氮菌(如海洋中的固氮菌)、共生固氮菌(如根瘤菌)、联合固氮菌(如动物肠道中的克雷伯菌)b.硝化作用(nitrification):氨态氮经硝化菌的氧化,转变为硝酸态氮的过程c.同化性硝酸盐还原作用(assimilatory nitrate reduction):硝酸盐被生物体还原成铵盐并进一步合成各种含氮有机物的过程d.氨化作用(ammonification):含氮有机物经微生物的分解而产生氨的作用e.铵盐同化作用(assimilation of ammonium):以
4、铵盐作营养,合成有机含氮物的作用f.异化性硝酸盐还原作用(dissimilatory nitrate reduction):硝酸离子充作呼吸链(电子传递链)末端的电子受体而被还原为亚硝酸和铵盐的作用g.反硝化作用(脱氮作用)(denitrification):硝酸盐转化为气态氮化物的作用,又称呼吸性硝酸盐还原h.亚硝酸氨化作用:亚硝酸通过异化性还原经羟氨转变成氨的作用。一些气单胞菌、芽孢杆菌、肠杆菌第六页,讲稿共四十六页哦(3)硫循环(sulfur cycle)a.同化性硫酸盐还原作用:硫酸盐经还原后,最终以巯基形式固定在蛋白质等成分中b.脱硫作用(desulfuration):在无氧条件下,
5、通过一些腐败微生物的作用,把生物体中蛋白质等含硫有机物中的硫分解成硫化氢等含硫气体的作用c.硫化作用(sulfur oxidation):即硫的氧化作用。硫化氢等无机硫化物被氧化成硫或硫酸的作用。硫杆菌属、光合厌氧菌d.异化性硫酸盐还原作用(反硫化作用):硫酸作为厌氧菌呼吸链(电子传递链)的末端电子受体而被还原为亚硫酸或硫化氢的作用。e.异化性硫还原作用:硫还原成硫化氢的作用。脱硫单胞菌属第七页,讲稿共四十六页哦(4)磷循环(phosphorus cycle)a.不溶性无机磷的可溶化b.可溶性无机磷的有机化c.有机磷的矿化第八页,讲稿共四十六页哦(5)铁循环a.铁的氧化和沉淀:形成 Fe3+b
6、.铁的还原和溶解:形成 Fe2+c.铁的螯合(6)其它元素的循环 锰、钙、硅第九页,讲稿共四十六页哦二、生物之间的相互关系1.偏利共生(commensalism):二种生物存在于同一环境中,对一种生物的生长有利,而对另一种的生长无影响。2.互利共生(mutualism):二种生物在同一环境中彼此能促进生长。如根瘤菌与豆科植物,瘤胃微生物与反刍动物3.拮抗(antagonism):一种生物影响另一种生物生长的现象。霉菌抑制细菌生长;好氧菌与厌氧菌共同生长时4.竞争(competition):两种以上的生物生活在同一环境中,由于它们需要摄取共同营养,使一方或双方的生长受到限制。优势菌5.寄生(pa
7、rasitism):一种生物生活在另一种生物的体内或体表,分专性寄生和兼性寄生。可致病或用于生物防治6.捕食(predation):一种生物被另一种生物完全吞食第十页,讲稿共四十六页哦金黄色葡萄球菌的生长为本来在平板上不能生长的嗜血流感菌金黄色葡萄球菌的生长为本来在平板上不能生长的嗜血流感菌提供生长因子,后者在其菌苔周围形成卫星菌落。提供生长因子,后者在其菌苔周围形成卫星菌落。第十一页,讲稿共四十六页哦本来不能在含本来不能在含青霉素的平板青霉素的平板上生长的受体上生长的受体菌在转化子菌在转化子(含有含有Ampr质粒质粒)周围)周围形成卫星菌落形成卫星菌落(b b-内酰胺酶分内酰胺酶分泌到胞外所
8、致泌到胞外所致)第十二页,讲稿共四十六页哦根瘤菌与豆科植物间的共生根瘤菌与豆科植物间的共生-形成根瘤共生体形成根瘤共生体t根瘤菌固定大气中的气态氮为植物提供氮根瘤菌固定大气中的气态氮为植物提供氮素养料素养料t豆科植物的根的分泌物能刺激根瘤菌的生长,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同时,还为根瘤菌提供保护和稳定的生长条件。的生长条件。第十三页,讲稿共四十六页哦三、水中的微生物1.来源(1)土壤:主要(2)空气:经雨雪(3)水生生物:2.种类 需氧菌、噬盐菌(海洋)、厌氧菌(底部)、肠道病毒、藻类第十四页,讲稿共四十六页哦3.影响存活的因素(1)pH(2)无机
9、盐浓度:渗透压(3)有机物:水的富营养化(4)浊度(5)氧气(6)温度第十五页,讲稿共四十六页哦4.评价指标(1)大肠菌群数:是微生物污染的指标 埃希杆菌属、柠檬酸杆菌属、肠杆菌属、克雷伯杆菌属需氧或兼性厌氧的、革兰阴性无芽孢杆菌 在动物粪便中普遍存在且数量甚多;在水中的存活时间长但不繁殖;对外界的抵抗力与致病菌相似;检测方法比较简便 饮用水中,大肠菌群数3/升水(2)粪链球菌数:是人及温血动物肠道内的正常菌群,是粪便污染的指标 饮用水中不得检出 另:细菌总数100/毫升水第十六页,讲稿共四十六页哦四、土壤中的微生物1.种类 极其丰富(1)自养菌:碳化菌、硝化菌、硫化菌、铁细菌(2)异养菌:腐
10、生菌、固氮菌、氨化菌(3)致病(芽孢)菌:(4)放线菌:抗生素的重要来源(5)真菌:以菌丝体和孢子的形式存在(6)藻类:硅藻、绿藻(7)病毒:肠道病毒为主,还有噬菌体2.作用:作为分解者参与物质循环第十七页,讲稿共四十六页哦3.来源(1)动物排泄物及尸体(2)污水:灌溉、渗入(3)固体废弃物4.分布特点(1)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(2)土壤微生物的数量和分布受季节影响(3)微生物的数量也与土层的深度有关,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。第十八页,讲稿共四十六页哦五、空气中的微生物1
11、.种类:细菌、真菌孢子、呼吸道病毒、支原体、衣原体、立克次体、尘螨等,均非原生2.来源:主要是动物的活动,真菌孢子可直接释放,水、土壤也可3.存活:和尘埃大小、空气流速、湿度、光照等因素有关4.危害:可以说是有百害而无一利(1)引起呼吸道传染病(2)污染食品,使其发霉、腐败变质、产生毒素(3)引起过敏反应(4)引起真菌病 注意无菌操作第十九页,讲稿共四十六页哦4.微生物在空气中的传播方式(1)尘埃(dust):固体(2)飞沫(droplet):液体,来源于咳嗽、喷嚏,尤其是后者(3)飞沫核(droplet nuclei):飞沫蒸发后,大多直径 12 m,存活时间与抵抗力有关第二十页,讲稿共四十
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