课程名称：微生物学 班级：生物工程1101 (第二十五讲) 章节标题：第八章微生物的生态 第一节微生物在自然养的分布及菌种资源的开发 目的要求：1.了解微生物在自然界的分布 2.了解菌种资源开发的必要性 教学重点：微生物在自然界的分布 教学难点：微生物在自然界的分布 教学方法：多媒体讲授及讨论法 内容提要及课时分配： 1.微生物在自然界的分布 50分钟 2.南种资源开发 45分钟 3.小结 5分钟 主讲教师：赵萌萌 授课日期：2013年5月21日 兰州交通大学化学与生物工程学院
第八章微生物生态学 微生物生态学：是研究微生物群体与其周围生物和非生物环境条件间相互作 用的规律。 微生物与环境间的关系十分密切。一方面，微生物的生命活动依赖于环境 在不同环境影响下能形成不同的微生物区系。另一方面，微生物的生命活动有影 响着环境。微生物对生态系统乃至整个生物圈的能量流动、物质循环具有独特的 作用。 近几十年来与科学技术、社会经济迅速发展相伴而来的是环境问题-环境污 染和生态破坏。微生物降解污染物的巨大潜力在控制污染，修复污染环境中发挥 重要作用。微生物对植物生长的促进和其他有益作用，有助于缓解生态破坏，恢 复受损生态系统 生态系统：是指在一定的空间内生物的成分和非生物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。生物成分按其在生态 系统中的作用，可划分为生产者、消费者和分解者。微生物可以在多个方面但主 要作为分解者在生态系统中起重要作用。 1、微生物是有机物的主要分解者 微生物的最大的价值在于其分解功能。他们分解生物圈内存在的动物、植物 和微生物残体等复杂有机物质，并最后将其转化成最简单的无机物，再供初级生 产者利用。 2、微生物是物质循环中的重要成员 微生物参与所有的物质循环，大部分元素及其化合物都受到微生物的作用。 在一些物质的循环中，微生物是主要的成员，起主要作用：而一些过程只有微生 物才能进行，起独特作用：而有的是循环中的关键过程，起关键作用。 3、微生物是生态系统中的初级生产者 光能营养和化能营养微生物是生态系统的初级生产者，他们具有初级生产者 所具有的两个明显特征，即可直接利用太阳能、无机物的化学能作为能量来源： 另一个方面起积紫下来的能量又可以在食物链、食物网中流动。 4、微生物是能量物质的储行者 微生物和动、植物一样也是由物质组成和由能量维持的生命有机体。在土壤
水体中有大量的微生物生物量，储存着大量的物质和能量 5、微生物是地球生物演化中的先锋种类 微生物是最早出现的生物体，并进化成后来的动、植物。藻类的产氧作用， 改变大气圈中的化学组成，为后来的动植物出现打下基础。 下面根据对微生物角色的介绍，来详细学习他的重要作用和功能。 第一节微生物在自然界中的分布与菌种资源的开发 一、微生物在自然界中的分布 (一)土壤中的微生物 1、土壤是微生物的天然培养基 土壤能提供微生物需要的全部营养物质和环境条件，因而它是微生物最适宜 的生活环境或“大本营”。岩石在风化过程中释放出的大量矿质元素和微量元素 适合于多数自养型微生物生长的需要。土壤中生长的动、植物和微生物残体及其 分解产物，又为异养型微生物提供了良好的碳源、氮源和能源。 2、土壤中的微生物分布 土壞是固体无机物（岩石和矿物质）、有机物、水、空气和生物组成的复合物 是微生物的合适生境。 土壤微生物种类多、数量多、代谢潜力巨大，是主要的微生物来源，是微生 物的大本营。 (1)自养菌：碳化菌、硝化菌、硫化菌、铁细菌 (2)异养菌：腐生菌、固氨菌、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 影响土壤微生物的数量和分布的因素：1)主要受营养物、含水量、氧、温 度、叫等因子的影响，并随土壤类型的不同而有很大变化：2)受季节影响：3) 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。在个体数量上，土壤微生物一殷以细菌为最多，放线菌和真菌次之
藻类和原生动物较少。但如以生物量计算（菌体总重量），则以真菌最多。 (二)水体中的微生物 1、淡水微生物 1)数量和种类与接触的土壤有密切关系： 2)分布上更多的是吸附在悬浮在水中的有机物上及水底： 3)多能运动，有些具有很异常的形态（例如柄细菌）： 4)靠近城市或城市下游水中的微生物多，并且有很多对健康不利的细菌 因此不宜作为饮用水源：水中的病原微生物会对水质产生重要影响。 5)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、克雷伯杆菌屈一需氧或兼性厌氧 的、革兰阴性无芽孢杆茵。 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：对外界的抓 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：饮 用水中不得检出类链球菌数：另细南总数<100/毫升水 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 影响水中微生物分布的因素： 在各种水体中，对微生物的生长起重要作用的因素是 ①营养物质含量。 ②温度-一温度对水体中微生物区系有明显影响。低温水域的微生物数量比 中温水域少。 ③水的深度-一般在水下数米至十几米深处细菌数量最多，菌数随深度的 增加而减少，到底部的沉积物表层又有所增加。 ④日光与水体的溶解氧量-一日光直接影响光合型微生物在水体中的生长 和分布。在日光可达的水中，光合型微生物占优势。水体中溶解的氧量影响 好氧菌和厌氧菌的分布。 3、海水微生物 海水中的微生物，由于受海洋特定条件的影响，与淡水有很大的差别。海水 的特点是含盐量高、渗透压大、水温低、有机质少、深水处静压力大。陆地上常
见的肠道细菌由于不适应海水的特定环境很快死亡。海洋中的微生物在不同的区 域有较大的变化，从每毫升几个到几T万个。近海岸淤泥以细菌最多，如1g海 泥中含有几亿个细菌，而海口、港湾的海水中每毫升约含10万个细菌，远洋的 海水每毫升只有10-250个细菌。海洋中生长的细菌总体来说有下面4个特点 1)嗜盐，真正的海洋细菌在缺少氯化钠的情况下是不能生长的。 2)低温生长，除了在热带海水表面外，在其它海水中发现的细菌多为嗜冷 菌。 3)大多数海洋细菌为（一细菌，并具有运动能力 4)耐高压（特别是生活在深海的细菌）。 (三)空气中的微生物 大气中没有可为微生物直接利用的营养物质和足够的水分，这种环境不适合 微生物的生长繁殖。所以，大气中没有固定的微生物种类。但由于微生物能产生 各种休眠体以适应不良环境，有些微生物可以在大气中存在一段相当长的时间而 不致死亡。 大气中微生物的米源主要是土壤、水体和其他微生物源。进入大气的土壤尘 粒，水面吹来的小水滴、污水处理厂曝气产生的气溶胶、人和动物体表的干燥脱 落物、还有呼吸道呼出的气体都是大气微生物的米源。主要种类是细菌和霉菌。 细菌主要有枯草杆菌、微球菌以及八叠球菌，还有结核分枝杆菌、白喉杆菌等病 原菌。病毒主要有流感病毒、麻疹病毒等。一般是陆地上空>海洋，城市上空> 农村，近地面空气>高空空气。农村的畜既、城市的街道、医院和宿舍区的空 气所含的微生物数量和种类较多。 空气中的微生物种类和数量是大气污染程度的标志之一。常用的检测方法有 定时沉降计数法（主要是利用空气中的微生物自然沉降与牛肉膏蛋白陈培养基表 面，经培养后计数其上生长的菌落)、粘性玻片撞击法、定量吸收管法和滤膜定 量过滤法（将一定体积的空气通过过滤装置，然后在培养基上培养滤膜上的微生 物，计算其菌落数)等。 大气中微生物对我们的危害可以说是有百害而无一利： (1)引起呼吸道传染病，流行性感冒都是通过大气这一介质传播的。 (2)污染食品，使其发霉、腐败变质、产生毒素