《微生物学》第9章微生物生态.pptxVIP

第九章 微生物生态学第一节 微生物生态学的研究方法第二节 自然界中的微生物第三节 微生物之间的关系第四节 微生物与环境治理生态学： 研究生物及其环境条件间相互作用规律的科学 。 根据生态学的研究对象和采用的研究方法不同, 生态学的分类不同。 微生物生态学： 在一定意义上也可以称为环境微生物学，是研究微生物群体与其环境系统之间相互作用及其功能表达规律的科学 。微生物生态学研究的主要三个目的： ①阐明自然界中微生物的生物多样性和微生物群落中不同群体之间相互作用的关系； ②测定自然界中微生物的活动并监测它们对生态系统的影响； ③充分挖掘特殊生态环境中有益微生物，使其更好地为人类服务。 微生物生态系统： 微生物与其周围的环境（包括动植物）组成的具有一定结构和功能的开放系统。在自然界的任何生境中，微生物之间、微生物与其它生物之间、微生物与环境之间彼此影响、相互依存构成一个稳定的系统关系 。一、 碳素循环微生物的作用： CO2的固定（光合作用） CO2的再生（分解作用） 微生物是自然界有机物最重要的分解者地球上90%以上有机物的矿化都是由细菌和真菌完成的二、 氮素循环N存在形式 ：① 胺盐（NH 4 +）② NO2-③ NO3-④ 有机含氮⑤ N2微生物的作用:自然界氮素循环的核心生物 只有微生物能参与N循环的所有过程， 并在每个过程中都起主要作用。二、 氮素循环1. 氨化作用 2. 硝化作用 3. 反硝化作用 4. 固氮作用 5. 铵盐、硝酸盐 的同化作用 三、磷素循环 所有活细胞中的核酸、脂质和多糖都需要磷。然而，与碳和氮不同。磷主要存在一个价态+5，没有气体状态。实际上，所有的磷都是由含磷酸盐岩石的风化作用而形成的四、硫素循环 1. 硫化物和硫元素的氧化作用 2. 硫酸盐还原 3. H2S的释放 五、铁循环 非专一性的和专一性的铁螯合体作为结合铁和转运铁的化合物第一节 微生物生态学的研究方法一、微生物生态研究中细胞分离纯化及计数1．样品的采集土壤和污泥样品采集水体样品的采集 空气样品的采集 生物体上微生物样品的采集 采集的样品应立即在低温条件下保存（特殊要求除外），或立即进行各种微生物数量测定，或进行富集培养和微生物纯种分离2. 纯培养技术 纯培养技术在实验室中主要用于分离、纯化、活细胞计数和培养微生物。二、微生物的培养方法1. 富集培养技术2. 混合培养技术3. 稀释培养技术4. 微滴培养技术5. 流式细胞技术6. 光镊技术7. 微生境模拟技术三、微生物多样性的分析方法1. 染色技术荧光染料DAPI（4’,6-二脒基-2-苯基吲哚，图9-6）和吖啶橙利用荧光标记的特异抗体非放射性原位杂交技术（FISH）经DAPI染色后的微生物群落的显微照片利用FISH研究微生物数量三、微生物多样性的分析方法2. 分子生物学技术 DNA指纹图谱 变性梯度凝胶电脉（DGGE） 基因芯片技术基因芯片四、微生物群落动态的分析方法1. 生物化学手段（1）放射性同位素法（2）微电极技术（3）稳定性同位素分析法 2. 分子生物学手段（1）宏基因组分析手段（2）转录组学分析技术（3）功能基因芯片技术（4）环境蛋白质组学第三节 自然界中的微生物一、 土壤中的微生物 土壤是微生物生长繁殖的天然培养基 ，是人类最丰富的“菌种资源库”。 不同类型的土壤、同一类型土壤的不同深度或不同水平位置，微生物种类和数量变化很大。 由于表土层土壤比较干燥，且接受大量紫外线照射，所以微生物主要分布在营养条件良好、氧气含量比较丰富的浅土层 。每克耕作层土壤含不同种类微生物量十倍递减 细菌（~108） >放线菌（~107，孢子） >霉菌（~106，孢子） >酵母菌（~105） >藻类（~104） >原生动物（~103）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）吸附于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、臂微菌）；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；5）水体自身存在自我净化作用：2. 海水微生物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）大多数海洋细菌为革兰氏阴性细菌，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1）无原生的微生物区系；2）来源于土壤、水体及人类的生产、生活活动；3）种类主要为真菌和细菌，一般与其所在环境的微生物种类有关；4）数量取决于所处的环境和尘埃数量；5）停留时间和尘埃大小、空气流速、湿度、光照等因素有关；6）与人类的关系：传播疾病；造成食品等的污染；微生物学的基本技术：无菌操作技术四、 生物体内外