第九章 微生物的生态
第九章 微生物的生态
前 言 ➢ 生态学：研究生物系统与其所处环境条件之间的相互作用 规律性的科学。 ➢ 研究内容：微生物群体——微生物区系（microflora）或正 常菌群（normal flora）对其周围生物和非生物环境条件的 相互作用关系。 ➢ 生态学研究范围：生物圈（biosphere）、生态系统 （ecosystem）、群落（community）、种群（population）。 ➢ 研究意义： ➢ 理论：地球进化和生物进化原因 ➢ 实践：开发菌种资源、防治有害微生物、新的微生物农药、菌肥、 医药、混菌发酵、生态农业，促进探矿、冶金、环保、提高土壤肥 力以及开发生物能等
前 言 ➢ 生态学：研究生物系统与其所处环境条件之间的相互作用 规律性的科学。 ➢ 研究内容：微生物群体——微生物区系（microflora）或正 常菌群（normal flora）对其周围生物和非生物环境条件的 相互作用关系。 ➢ 生态学研究范围：生物圈（biosphere）、生态系统 （ecosystem）、群落（community）、种群（population）。 ➢ 研究意义： ➢ 理论：地球进化和生物进化原因 ➢ 实践：开发菌种资源、防治有害微生物、新的微生物农药、菌肥、 医药、混菌发酵、生态农业，促进探矿、冶金、环保、提高土壤肥 力以及开发生物能等
几个概念 ➢ 生物圈：地球上的所有生物。 ➢ 生态系统：生物群落与其无机环境相结合、相作 用、相调控而成的动态系统。 ➢ 群落：同一环境中两个以上种群由于生活繁殖上 的连锁而构成相依赖、相制约的生物集团。 ➢ 种群：生活在同一环境中的同种个体组成的能繁 殖集团。与同种别地的种群有隔离、有界限
几个概念 ➢ 生物圈：地球上的所有生物。 ➢ 生态系统：生物群落与其无机环境相结合、相作 用、相调控而成的动态系统。 ➢ 群落：同一环境中两个以上种群由于生活繁殖上 的连锁而构成相依赖、相制约的生物集团。 ➢ 种群：生活在同一环境中的同种个体组成的能繁 殖集团。与同种别地的种群有隔离、有界限
第一节 微生物在自然界中的分布 与菌种资源 本节内容： 一、微生物在自然界的分布 二、菌种资源的开发
第一节 微生物在自然界中的分布 与菌种资源 本节内容： 一、微生物在自然界的分布 二、菌种资源的开发
一 、微生物在自然界中的分布 ➢生物体内外的正常菌群 ➢人体的正常微生物区系 正常菌群：生活在健康动物各部位，数量大、种类较稳 定且一般是有益无害的微生物，称为正常菌群。 正常菌群与人体的关系：一般能维持平衡，菌群内部的 各种微生物之间，也是相互制约而维持相对稳定。 变化情况：正常菌群是相对的、可变的、有条件的。 ➢机体防御机能减弱时，一部分正常菌群会成为病 原微生物； ➢正常菌群在非正常部位时也可引起疾病； ➢由于外界因素的影响，破坏了各种微生物之间的 相互制约关系，正常菌群也会引起疾病（菌群失 调症）
一 、微生物在自然界中的分布 ➢生物体内外的正常菌群 ➢人体的正常微生物区系 正常菌群：生活在健康动物各部位，数量大、种类较稳 定且一般是有益无害的微生物，称为正常菌群。 正常菌群与人体的关系：一般能维持平衡，菌群内部的 各种微生物之间，也是相互制约而维持相对稳定。 变化情况：正常菌群是相对的、可变的、有条件的。 ➢机体防御机能减弱时，一部分正常菌群会成为病 原微生物； ➢正常菌群在非正常部位时也可引起疾病； ➢由于外界因素的影响，破坏了各种微生物之间的 相互制约关系，正常菌群也会引起疾病（菌群失 调症）
➢其它生物体 ➢ 无菌动物（germ-free animal）：体内外检查不到任何正 常菌群的动物 ➢ 悉生生物（gnotobiotics）：已经人为接种某已知纯种微 生物的无菌动物 ➢ 根际微生物（rhizosphere microorganism）：植物根系经 常向周围土壤分泌各种外渗物质，故根际有大量微生物 活动。种类组成受植物的种类和植物发育阶段影响。作 用是改善植物营养、分泌生长刺激素及抗生素等；有时 也有害，与植物争夺N、P等营养、分泌毒素等。 ➢ 附生微生物（epibiotic microbe）：指生活在植物体表面， 主要借其外渗物质或分泌物质为营养的微生物。叶面微 生物是主要的附生微生物
➢其它生物体 ➢ 无菌动物（germ-free animal）：体内外检查不到任何正 常菌群的动物 ➢ 悉生生物（gnotobiotics）：已经人为接种某已知纯种微 生物的无菌动物 ➢ 根际微生物（rhizosphere microorganism）：植物根系经 常向周围土壤分泌各种外渗物质，故根际有大量微生物 活动。种类组成受植物的种类和植物发育阶段影响。作 用是改善植物营养、分泌生长刺激素及抗生素等；有时 也有害，与植物争夺N、P等营养、分泌毒素等。 ➢ 附生微生物（epibiotic microbe）：指生活在植物体表面， 主要借其外渗物质或分泌物质为营养的微生物。叶面微 生物是主要的附生微生物
➢土壤中的微生物 ➢ 土壤中的环境条件：营养、水分、空气、酸碱度、渗 透压和温度条件都适于微生物的生活，是微生物的大 本营、也是人类最丰富的“菌种资源库”。 ➢ 土壤中微生物的数量：按种类递减 ➢ 细菌——放线菌——霉菌——酵母菌——藻类——原生动物 ➢ ~108 ~107 ~106 ~105 ~104 ~103个/g ➢ 耕作土壤中，细菌湿重约90 ~225kg；以土壤有机质含量为2% 计算，则所含细菌干重约为土壤有机质的1%左右。 ➢ 土壤微生物的代谢活动，可改变土壤的理化性质，进行物质 转化，因此，土壤微生物是构成土壤肥力的重要因素。 ➢ 若按生物量计算则各种微生物的生物量基本相当
➢土壤中的微生物 ➢ 土壤中的环境条件：营养、水分、空气、酸碱度、渗 透压和温度条件都适于微生物的生活，是微生物的大 本营、也是人类最丰富的“菌种资源库”。 ➢ 土壤中微生物的数量：按种类递减 ➢ 细菌——放线菌——霉菌——酵母菌——藻类——原生动物 ➢ ~108 ~107 ~106 ~105 ~104 ~103个/g ➢ 耕作土壤中，细菌湿重约90 ~225kg；以土壤有机质含量为2% 计算，则所含细菌干重约为土壤有机质的1%左右。 ➢ 土壤微生物的代谢活动，可改变土壤的理化性质，进行物质 转化，因此，土壤微生物是构成土壤肥力的重要因素。 ➢ 若按生物量计算则各种微生物的生物量基本相当
土壤中微生物的含量 ➢ 土壤中微生物的含量与土壤有机质含量有直接关系。 ➢ 表层耕作土中含量最高，耕作层厚度20~30cm，地表土受阳光 直接照射，其中微生物含量较低。 ➢ 采取土样时一般要刮开表土2~3cm后采样
土壤中微生物的含量 ➢ 土壤中微生物的含量与土壤有机质含量有直接关系。 ➢ 表层耕作土中含量最高，耕作层厚度20~30cm，地表土受阳光 直接照射，其中微生物含量较低。 ➢ 采取土样时一般要刮开表土2~3cm后采样
我国各主要土壤的含菌量(万/克干土) 土类 地点 细菌 放线菌 真菌 暗棕壤 黑龙江呼玛 2,327 612 13 棕壤 辽宁沈阳 1,284 39 36 黄棕壤 江苏南京 1,406 271 6 红壤 浙江杭州 1,103 123 4 砖红壤 广东徐闻 507 39 11 磷质石灰土 西沙群岛 2,229 1,105 15 黑土 黑龙江哈尔滨 2,111 1,024 19 黑钙土 黑龙江安达 1,074 319 2 棕钙土 宁夏宁武140 11 4 草甸土 黑龙江亚沟 7,863 29 23 嵝土 陕西武功 951 1,032 4 白浆土 吉林皎河 1,598 55 3 滨海盐土 江苏连云港 466 41 0.4
我国各主要土壤的含菌量(万/克干土) 土类 地点 细菌 放线菌 真菌 暗棕壤 黑龙江呼玛 2,327 612 13 棕壤 辽宁沈阳 1,284 39 36 黄棕壤 江苏南京 1,406 271 6 红壤 浙江杭州 1,103 123 4 砖红壤 广东徐闻 507 39 11 磷质石灰土 西沙群岛 2,229 1,105 15 黑土 黑龙江哈尔滨 2,111 1,024 19 黑钙土 黑龙江安达 1,074 319 2 棕钙土 宁夏宁武140 11 4 草甸土 黑龙江亚沟 7,863 29 23 嵝土 陕西武功 951 1,032 4 白浆土 吉林皎河 1,598 55 3 滨海盐土 江苏连云港 466 41 0.4
➢水中的微生物 ➢ 自然界江河湖海等各种淡水与咸水水域中都生存着相应的 微生物。 ➢ 水域中微生物的种类和数量与水域的有机物、无机物的种 类和含量，光照、酸碱度、渗透压、温度、含氧量和有毒 物质的含量有密切关系。 ➢ 各种水系： 水 淡水 海水 地下水：无色杆菌、黄杆菌、革兰氏阳性杆菌、微球菌、 诺卡氏菌 地表水 溪水：营养少、主要是革兰氏阴性无芽孢杆菌、 生丝微菌 河水：出现假单孢菌、芽孢、肠杆菌、弧菌、 螺菌、硫细菌、微球菌、八叠球菌、诺卡氏 菌、链球菌、螺旋体等 污水 生活污水：荧光、绿脓、变形、枯草、阴 沟、大肠、粪链球菌、病毒和噬菌体 生产污水：与所含污物有关
➢水中的微生物 ➢ 自然界江河湖海等各种淡水与咸水水域中都生存着相应的 微生物。 ➢ 水域中微生物的种类和数量与水域的有机物、无机物的种 类和含量，光照、酸碱度、渗透压、温度、含氧量和有毒 物质的含量有密切关系。 ➢ 各种水系： 水 淡水 海水 地下水：无色杆菌、黄杆菌、革兰氏阳性杆菌、微球菌、 诺卡氏菌 地表水 溪水：营养少、主要是革兰氏阴性无芽孢杆菌、 生丝微菌 河水：出现假单孢菌、芽孢、肠杆菌、弧菌、 螺菌、硫细菌、微球菌、八叠球菌、诺卡氏 菌、链球菌、螺旋体等 污水 生活污水：荧光、绿脓、变形、枯草、阴 沟、大肠、粪链球菌、病毒和噬菌体 生产污水：与所含污物有关