环境微生物学讲稿-第七章 微生物的生态 - 图文

第七章 微生物的生态

第一节 非生物因素对微生物的影响

? 最小因子定律和耐受性定律

o 最小因子定律(law of the minimum)

1840年，德国农业化学家Liebig发现，

基本内容：任何因子的存在量低于某种生物的最小量时，该因子即成为决定该物种生存或分布的根本因素。

o 耐受性定律(law of tolerance)

1913年，美国生态学家Shelford提出，

基本内容：每种生物对环境因素都有一个耐受范围，任何环境因素超过某种生物的耐受限度(上限或下限)，都会影响该种生物的生存。

? 温度

o 微生物的温度类型

? 最低生长温度：指微生物能进行生长繁殖的最低温度界限 ? 最适生长温度：是某菌分裂代时最短或生长速率最高时的培养温度 ? 最高生长温度：指微生物生长繁殖的最高温度界限

? 致死温度：微生物在处理10min被完全杀死的最低温度称为致死温度。 ? 低温微生物（嗜冷菌）

? 专性嗜冷微生物

? 兼性嗜冷微生物

? 中温性微生物（中温菌）：最适生长温度为25－40℃

? 室温性微生物 ? 体温性微生物

? 高温性微生物（嗜热菌）：能在高于50－60℃条件下生长，有的能在75 ℃以

上甚至90 ℃下生长。

? 嗜热微生物 ? 极端嗜热微生物

o 温度对微生物的影响

? 微生物能够耐受的温度范围与细胞膜的组成有关

? 对于缓慢的温度变化，微生物可进行相应的调整，最终产生适应。

? 每种微生物都有特定的生长温度范围，升高温度可逐渐淘汰某些生物种群。

o 高温灭菌

? 几个概念

? 灭菌：采用强烈的理化因素，使任何物体内外部的一切微生物永远丧

失其生长繁殖能力的措施。

? 消毒：采用温和的理化因素，仅杀死物体表面或内部一部分对人体有

害的病原菌，而对被消毒的物体基本无害的措施。

? 防腐：利用某种理化因素，完全抑制霉腐微生物的生长繁殖，从而达

到防止食品等发生霉腐的措施。

? 化疗：利用具有高度选择毒力的化学物质来抑制宿主体内病原微生物

的生长繁殖，借以达到治病目的的一种措施。

? 高温灭菌

o 基本原理：高温的致死作用。主要是由于它使微生物的蛋白质和核酸等重要

生物高分子发生变性破坏。

o 方法

? 干热灭菌法（Dry heat sterilization)

? 火焰灼烧法

? 烘箱内热空气灭菌法（一般称干热灭菌法）

? 湿热灭菌法（Moist heat sterilization）

? 高（加）压蒸气灭菌法

? 间歇灭菌法（Fractional sterilization 或tyndallization） ? 巴氏消毒法（Pasteurization） ? 煮沸消毒法

? 湿热灭菌法比干热灭菌法更有效：

? 湿热易于传递热量（蒸汽穿透力比空气强）；

? 湿热更易破坏保持蛋白质稳定性的氢键等结构，从而加速其变性。

? 过滤除菌 ? 射线灭菌

三种灭菌方式比较

烘箱内热空气灭菌法（也称干热灭菌法） 高（加）压蒸气灭菌法 间歇灭菌 在密闭的加压蒸汽锅内，通过增高气压，提 在常压下用流通蒸汽原 在干燥箱中利用热空气来达到杀灭理 微生物的目的。 汽，在短时间内达到一次彻底灭菌的效果。 高水的沸点。以常压下 水的沸点是100 ℃的蒸以达到消灭一切微生物营并保护培养基成份的目的 试管、培养皿、三角瓶、吸管、玻 一般培养基，生理盐水，各种缓冲容液，玻 ①不耐热的药品，营对 棒等玻璃器皿及一些金属用具等不 含璃器皿及其它受潮无影 响的各种耐热物品的灭象 水分和耐热的物品。 菌。 基； ②在无高压蒸汽灭于一般培养基和其他物品 160℃－170℃维持1－2小时。 在 温度应达到121℃（ 压力1Kg/cm或15磅／22条 这种条件下，可使细胞膜破坏，蛋白质英寸），时间维持15－ 20分钟；也可采用在较 常压下，100℃处理件 变性，原生质干燥以及各种细胞成份发低的温度（115 ℃，即0.7 Kg/cm2或10磅／英寸－37℃保温过夜，重复三生氧化。 第二节 种群内微生物的相互作用 ? 阿利规律

种群密度：指在单位体积（或面积）中的生物个体的数量或生物总体的重量（即生物量） 阿利规律：种群密度适度时，种群生长最快，密度太低或太高都会限制种群生长。

2）下维持35分钟的方法。 种群密度较低时，微生物相互协作，共同促进种群的生长，这种作用称为正相互作用。相反，种群密度较高时，微生物相互竟争，限制种群生长，这种作用称为负相互作用。随着种群密度的增大，正相互作用减弱，负相互作用加强。与最大生长速率相对应的种群密度称为最佳密度。

? 正相互作用

土壤具有很强的吸附、过滤和生物降解作用。污水、污物进入土壤后，可被土壤吸附，接着被微生物及其他生物降解，使土壤逐渐恢复到原来状态。土壤所具有的这种自动清除污染物的净化过程称为土壤自净作用。

水体中的微生物

? 水域也是微生物的天然生境

o 湖泊环境的特点

? ?

湖泊的热成层作用和湖水对流运动； 不同湖泊，所含营养水平不一样。

表7-2 根据N、P营养水平的湖泊分类

全磷（mg/L） 西湖 总氮（mg/L） 西湖 贫营养湖 中营养湖 富营养湖 0.002-0.02 0.01-0.03 0.01－0.09 0.01-0.02 0.03-0.04 0.10 0.02-0.2 0.1-0.7 0.5-1.3 0.2 0.3-0.4 1.0-1.5

o 海洋环境的特点

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营养贫乏； 温度低；

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压力大； 黑暗； 缺氧；

含盐量高，pH偏碱性

水域微生物的特征

o 湖泊中细菌的特征和类群， o 海洋细菌的特性，

? ? ? ? ? ?

?

嗜盐性；

低温性；

耐压性；

耐贫营养性；

95％以上为G性细菌，多数为厌氧或兼性厌氧菌；

－

繁殖缓慢。

水域微生物的数量和分布

o 细菌在湖水中的分布 o 海洋细菌的分布

表7－3 各类湖泊中异养细菌的数量

湖泊类型 贫营养湖 富营养湖 养鱼池 活菌数（个／ml） ??10 10～10 10～10 56452总菌数（个／ml） 10 10 10 765

空气中的微生物

空气并不是微生物良好的生活场所。

? 影响微生物在空气中分布的因素

o 紫外线和干燥的影响 o 气流的影响 o 微生物来源的影响 o 尘埃量

o 微生物的生存能力

表7－4 不同条件下1m空气的含菌量

3

地点 畜舍 宿舍 城市街道 市区公园 海洋上空 北极（北纬80°） 数量 1～2×10 20000（2×10） 5000 200 1～2 0 46? 空气中微生物的数量分布特点

o 尘埃越多，微生物数量也越多。

o 空气中的微生物可借气流传播很远，在太空中也有微生物存在。

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空气中微生物的数量和分布

简述种群间微生物的相互作用。

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什么叫共生，举例说明微生物与微生物、微生物与高等植物间的共生关系。 什么叫生物地球化学循环？ 简述微生物在碳素循环中的作用。

简述有机物质好氧与厌氧分解的一般途径。 简述纤维素的微生物分解方式。 氮素循环包括哪几个环节？ 什么叫生物固氮？有哪几种类型？

为什么大多数微生物利用硫酸盐而不利用硫化氢作为硫源？ 硫磺细菌与硫化细菌有何差别？

微生物促进磷酸钙或磷灰石溶解的方式有哪能些？

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