第九章生态.ppt
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1、第九章 微生物的生态 (microbiological ecology),生态学:研究生物系统与其环境条件间相互作用规律性的科 学。 微生物生态学:研究微生物群体(微生物区系或正常菌群)与其周围的生物和非生物环境条件相互作用关系的科学。 主要内容:微生物在自然界中的分布;微生物与其它生物间的关系;微生物在自然界物质循环中的作用;微生物在环境保护的应用。,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、
2、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,微生物生态研究的特点:以微生物群体,即种群作为主要研究单位。,自然环境中的微生物一般都不是单独存在的,个体、种群、群落和生态系统从低到高的组织层次,群体(population):或称种群,具有相似特性和生活在一定空间 内的同种个体群,是组成群落的基本组分。,群落(community):在一定区域或一定生态环境内,各种生物 群体构成的一个生态学结构单位,群落中 各生物群体之间存在各种相互作用。,如河漫滩上的一块草地,山坡上的一片松林,湖岸浅水处的一片芦苇丛。,生态系统(ecosystems):在一定的空间内生物的成分和非生物
3、成分 通过物质循环和能量流动相互作用、相互依存而构成的一个生态学功能单位。,生物圈(biosphere):地球上所有生物及其所生活的非生命环境 的总称。,个体,种群,群落+非生物环境,生态系统,生物圈,任何一个相对完整的自然整体都可以被看作为一个生态 系统,如一个池塘,一片森林,一个污水处理池,等等。,生态系统,生物群落,所生活的非生物环境,物质循环,能量流动,生产者:从无机物合成有机物,消费者:利用有机物进行生活,分解者:分解有机物成无机物,第一节 微生物在自然界物质 循环中的作用,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,微生物在生态系统中的角色,微生物是有机物的主要分
4、解者;,微生物是物质循环中的重要成员;,微生物是生态系统中的初级生产者;,微生物是物质和能量的贮存者;,微生物是地球生物演化中的先锋种类;,微生物与生物地球化学循环,碳循环,氮循环,硫循环,其他元素的微生物转化,磷循环,铁循环,生物地球化学循环,一、 碳 循 环,碳在生物圈中的总体循环,微生物在碳循环中的作用,碳素循环,自然界碳素循环,地 质,CO2的同化,CO2的再生,二、氮素循环,自然界中的氮素循环,微生物在氮素循环中的作用,氮素循环,(1)生物固氮(biological nitrogen fixation),引起水体的富营养化,导致“水华”、“赤潮”等严重污染事件。,提供氮素营养源,(2
5、)硝化作用 (nitrification),NH3,亚硝化细菌,氧化,NO3-,硝化细菌,氧化,NO2-,氮素循环,(3)同化性硝酸盐还原作用(assimilatory nitrate reduction),(4)氨化作用 (ammonification),NH3,分解,NO3-,还原,NH4+,含氮有机物,合成,含氮有机物,(5)铵盐同化作用 (assimilation of ammonium),NH4+,合成,含氮有机物,绿色植物和许多微生物,微生物,所有绿色植物、多数真菌、部分原核生物,(6)异化硝酸盐还原作用 (反硝化作用) 反硝化细菌,氮循环,氮循环,工业固氮(NH3),高能固氮(H
6、NO3),生物固氮(NH3),反硝化,硝化,氨化,第二节 自然环境中的微生物,土壤中的微生物 水体中的微生物 空气中的微生物 极端微生物,1.土壤是微生物的“大本营”;是人类最丰富的“菌种资源库”,土壤是微生物良好的生活场所-第一大天然培养基 (1)为微生物提供了良好的源、源、能源; (2)土壤矿质成分中,可为微生物提供S、P、Fe、 Mg、Ca、B、Mo、Zn、Mn等无机元素; (3)土壤团粒空隙间充满着空气(7-8%)和水分; (4)土壤p值范围5.5-8.5之间; (5)温度随季节、区域变化,但季节与昼夜温差不大; (6)适宜的渗透压3.03-6.06106;,一、土壤中的微生物,2.土
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