第六章微生物的生态.ppt
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1、第六章 微生物的生态,第一节 概 述,生态学:研究生物系统与其环境条件间相互作用规律的一门科学。 微生物生态学:研究微生物群体对其周围的生物和非生物环境条件间相互作用关系的科学。,一、微生物在生态系统中的作用,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 生态平衡: 生态系统中生物的作用: a. 生产者:植物为主体,从无机物合成有机物 b. 消费者: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:微生物为主体,分解有机物成无机物,微生物主要作为分解者而在生态系统中起重要
2、作用,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,二、微生物与自然界物质循环,1)碳循环(carbon cycle):最重要,微生物分解的特点:可不需氧;但太多可致温室效应,2)氮循环( nitrogen cycle):,1、生物固氮 2、硝化作用 3、反硝化作用 4、氨化作用,1、固氮作用: 通过生物固氮,每年可为植物提供大量的可利用的氮素肥料。据估计,地面每年固定的氮素约有2.4108吨,而85是由微生物进行固氮的
3、。 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),2、硝化作用(硝化细菌,化能自养型),硝化作用分两步进行: 第一步:氨氧化为亚硝酸,由亚硝化细菌所引起。 亚硝化单孢菌属 第二步:亚硝酸氧化为硝酸,由硝化细菌所引起。 硝化杆菌属 硝酸盐比铵盐水溶性强,极易被雨水带走而降低肥效。 水体富营养化“赤潮”,3、反硝化作用,4、氨化作用,生物体排泄物中都会有各种有机氨化合物,经氨化作用后,转变为氨态氮而积累于土壤中,供植物吸收。 蛋白质和氨基酸的氨化作用,可增加土壤中的肥力 。 但是具有氨化作用的细菌,则是食品工业的大敌,它能使肉类、蛋品、乳品等食品发
4、生腐败。 一些气单胞菌、芽孢杆菌、肠杆菌,3)硫循环(sulfur cycle),硫杆菌属、光合厌氧菌 脱硫单胞菌属,4)磷循环(phosphorus cycle) 5)铁循环 铁细菌 6)其它元素的循环 锰、钙、硅,细菌冶金: 氧化硫硫杆菌和蚀固硫杆菌能把矿石中的硫氧化成硫酸; 氧化亚铁硫杆菌能把硫酸亚铁氧化成硫酸铁; 硫酸铁可将矿石中的铁或铜等转变为可溶性化合物而从矿石中溶解出来。,三、生物之间的相互关系,1、偏利共生: 2、互利共生: 根瘤菌与豆科植物,瘤胃微生物与反刍动物 3、拮抗: 霉菌抑制细菌生长;抗生素的产生 4、竞争: 优势菌 5、寄生: 病毒、大肠杆菌 6、捕食:,金黄色葡萄
5、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。,本来不能在含青霉素的平板上生长的受体菌在转化子(含有Ampr 质粒)周围形成卫星菌落(b-内酰胺酶分泌到胞外所致),根瘤菌与豆科植物间的共生,-形成根瘤共生体,根瘤菌固定大气中的气态氮为植物提供氮素养料,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 的生长条件。,瘤胃微生物,定居在反刍动物瘤胃中,并能分解纤维素等复杂有机物的特定微生物群落。所有这些微生物都是专性厌氧菌;瘤胃细菌主要有纤维素分解菌,果胶分解菌,淀粉分解菌等,可将复杂的有机物分解成小分子有机酸,如甲酸、乙酸、乳酸、
6、丁酸等,并可进一步降解。瘤胃中还存在大量甲烷细菌,可利用甲酸、乙酸、氢和二氧化碳等,产生甲烷。,图: B.subtilis(A)和B.cereus(B)对水稻白叶枯病菌的拮抗作用,微生物肥料:由一种或数种有益微生物、培养基质和添加物(载体)培制而成的生物性肥料,通称菌肥或菌剂,是一种间接性的无公害肥料。,猪笼草 叶在延长的卷须上部扩大成一瓶状体(捕虫袋),上面还有半开的盖子,在瓶口附近及盖上生有蜜腺,用来引诱昆虫,使它们跌入“陷阱”;,捕食植物:,捕食微生物:,原生动物捕食细菌和藻类(水体净化),真菌捕食土壤线虫(生物防治),第二节 微生物在自然界中的分布,一、土壤中的微生物,土壤是M的“大本
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