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09 第九章 微生物的生态.ppt

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本课件讲解微生物生态学,介绍水生环境、土壤与大气中微生物的分布特点,说明微生物与动植物之间的互生、共生、寄生与拮抗关系,并阐述微生物在碳、氮、硫等物质循环中的推动作用及在环境保护中的应用。

第九章微生物的生态封面,本章依次讲解自然环境中微生物分布与物质循环作用
微生物生态学的概念,微生物生态学(microbiologicalecology):是研究微生物在它们自然环境中的行为和活性。
第一节自然环境中微生物的分布,列出水生环境的微生物、淡水型微生物、海洋微生物等要点
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第1页:第九章 微生物的生态封面

第九章微生物的生态

第2页:微生物生态学的概念

微生物生态学(microbiologicalecology):是研究微生物在它们自然环境中的行为和活性。

第3页:第一节自然环境中微生物的分布

第一节自然环境中微生物的分布

  • 一、水生环境的微生物
  • 1、淡水型微生物(1)清水型水生微生物(2)腐败型水生微生物
  • 2、海洋微生物

第4页:图9-1 纳米比亚硫珍珠状菌--世界上已

图9-1 纳米比亚硫珍珠状菌(Thiomargarita namibieebsis)--世界上已知最大的细菌[引自Lansing M.Prescott et al Microbiology(fifth edition)]

第5页:二、空气中的微生物表9-1 不同条件

二、空气中的微生物表9-1 不同条件下1M3空气的含菌量条件数量畜舍1-2×106宿舍20000城市街道5000市区公园200海洋上空1-2北极(北纬80°)0(引自周德庆微生物教程第一版284页)

第6页:三、土壤中的微生物每克土壤的含菌量大体上

三、土壤中的微生物每克土壤的含菌量大体上有一个十倍系列的递减规律:细菌(~108)>放线菌(~107)>霉菌(~106)>酵母菌(~105)>藻类(~104)>原生动物(~103)

第7页:四、生物体内外生存的微生

四、生物体内外生存的微生物

  • 1、人体及动物体的正常微生物菌群
  • 2、植物体微生物菌群(1)根际微生物(2)附生微生物(3)内生微生物

第8页:第二节微生物间及与其它生物间的

第二节微生物间及与其它生物间的相互关系

  • 一、中性关系
  • 二、互生关系
  • 1、微生物与微生物之间的互生关系
  • 2、动植物与微生物之间的互生关系
  • 三、共生关系(一)微生物间的共生关系(二)微生物与植物间的共生关系(三)微生物与动物间的共生关系

第9页:乙酸光照图9-2硫酸盐还原细菌

乙酸光照图9-2硫酸盐还原细菌Desulfuromonas.acetoxidans与绿色光合细菌Chlorobiumsp.的互生机理硫酸盐还原细菌细胞底物光合细菌细胞底物SH2SCO2CO2

第10页:图9-3 植物的内生菌根和外生菌根的横切

图9-3 植物的内生菌根和外生菌根的横切面的图解

第11页:唾液纤维质饲料自然菌源瘤胃内微生物大量繁

唾液纤维质饲料自然菌源瘤胃内微生物大量繁殖CO2,CH4,H2等大量菌体在皱胃中消化排泄物牛奶,牛肉有机酸,乙醇瘤胃吸收从口中呕气图9-4奶牛的瘤胃微生物代谢关系示意图

第12页:四、寄生关系微生物间的寄生关系

四、寄生关系(一)微生物间的寄生关系(二)微生物与植物间的寄生关系(三)微生物与动物间的寄生关系

第13页:五、拮抗关系AB图9-5 微生物之间的拮

五、拮抗关系AB图9-5 微生物之间的拮抗现象(图A是一种芽孢杆菌产生的细菌素对茄子黄萎病菌的拮抗作用;图B是五株放线菌的菌丝琼脂块对黄瓜枯萎病菌的拮抗作用)

第14页:六、捕食关系图9-6 食线虫真菌

六、捕食关系图9-6 食线虫真菌扑食线虫的实物照片(引自张克勤等编著的食线虫菌物生物学2001)

第15页:第三节微生物在自然界物质循环中

第三节微生物在自然界物质循环中的作用一、碳素循环CO2+H2O化石燃料呼吸作用O2+“CH2O”醇,有机酸,H2+CO2CH4光合作用发酵作用有氧环境无氧环境图9-7碳、氢、氧元素在自然界中的循环

第16页:二、氮素循环大气N2生物体有机氮NH4+

  • 二、氮素循环大气N2生物体有机氮NH4+NO3-NO2-NON2ONH2OHNH4+②硝化作用
  • ③硝酸盐同化作用
  • ⑤铵盐同化作用
  • ①生物固氮
  • ⑥异化性硝酸盐还原作用
  • ⑦反硝化作用
  • ⑧亚硝酸氨化作用
  • ②硝化作用
  • ④氨化作用图9-8氮素在自然界的循环(红箭头表示微生物与植物的共同作用;黄箭头表示生物固氮循环中的重要环节)

第17页:三、硫素循环图9-9硫元素在自然界的循环

  • 三、硫素循环图9-9硫元素在自然界的循环(红箭头表示植物与微生物共同进行的反应)SSO42-H2S生物体有机硫
  • ④异化性硫酸盐还原
  • ①同化性硫酸盐还原
  • ②脱硫作用
  • ③硫氧化作用
  • ⑤异化性硫还原
  • ③硫氧化作用

第18页:四、磷的循环生物有机磷不溶性磷酸盐磷酸或

四、磷的循环生物有机磷不溶性磷酸盐磷酸或可溶性磷酸盐与土壤中的盐基结合产酸微生物的作用或磷肥的生产植物与微生物的吸收同化微生物的分解作用图9-10微生物在自然界中磷元素的循环作用

第19页:五、铁的循环好氧环境厌氧环境Fe2+Fe

五、铁的循环好氧环境厌氧环境Fe2+Fe3+Fe3O4Fe3O4厌氧的湖沼高铁杆菌、还原金属地杆菌、还原铁地弧菌、乙酸氧化脱硫单胞菌、甲醇暗杆菌厌氧紫色光养细菌趋磁水螺菌未知的化学因素图9-11铁元素在自然界中的循环好氧的氧化亚铁硫杆菌、嗜热的流化叶菌属等

第20页:第四节微生物与环境污染

第四节微生物与环境污染一、微生物引起的环境污染(一)大气微生物污染(二)水体微生物污染(三)土壤微生物污染(四)水体富营养化(五)微生物的代谢产物的污染

第21页:表9-2 通过空气传播的主要病原菌及其引

本页含表格内容,源文本为粘连排版且缺少稳定的行列分隔,暂未还原为表格,建议对照原课件图片补录。

表9-2 通过空气传播的主要病原菌及其引起的疾病病原微生物疾病名称细菌结核分枝杆菌(Mycobacterium tuberculosis)肺炎链球菌(Streptococcus pneumoniae)葡萄球菌(Staphylococcus sp)酿脓链球菌(Streptococcus pyogenes)

第22页:表9-3 通过粪便

本页含表格内容,源文本为粘连排版且缺少稳定的行列分隔,暂未还原为表格,建议对照原课件图片补录。

表9-3 通过粪便、污水进入水体的病原微生物(病原体)细菌病毒其它沙门氏菌属致贺氏菌属致病性大肠杆菌变性杆菌属克雷伯氏菌属土拉热弗朗西丝氏菌假单胞菌属沙雷氏菌属小肠结肠炎耶尔森氏菌空肠弯曲杆菌霍乱弧菌El Tor弧菌分枝杆菌属芽孢杆菌属梭状芽孢杆菌属链球菌属钩端螺旋体属脊髓灰质炎病毒

第23页:表9-4 几种病原微生物在土壤中存活时间

本页含表格内容,源文本为粘连排版且缺少稳定的行列分隔,暂未还原为表格,建议对照原课件图片补录。

表9-4 几种病原微生物在土壤中存活时间病原微生物病原微生物粪链球菌沙门氏菌志贺氏菌结核杆菌霍乱弧菌钩端螺旋体炭疽杆菌溶组织内阿米巴肠道病毒26~77天15~280天,>280天1~3个月>180天8~60天15~43天15~60年6~8天8~170天

第24页:富营养与贫营养湖泊微生物比较

富营养与贫营养湖泊中微生物的比较:下表列出相关数据。

富营养与贫营养湖泊中微生物的比较
项目富营养湖泊贫营养湖泊
数量丰富—(原文未提取到)
品种较少—(原文未提取到)
分布主要生长在水体表层—(原文未提取到)
昼夜间的迁移有限—(原文未提取到)
水华现象经常发生—(原文未提取到)
主要藻类蓝藻纲、色球藻科、微囊藻属—(原文未提取到)

说明:源文本仅保留富营养湖泊一列的文字,贫营养湖泊一列在抽取时丢失,已标注待对照原图补充,未作臆测填充。

第25页:主要真菌毒素及其产生菌

主要真菌毒素及其产生菌:下表列出相关数据。

主要真菌毒素及其产生菌
毒素种类毒素名称主要的产生菌
肝脏毒黄曲霉毒素黄曲霉、寄生曲霉
肝脏毒杂色曲霉素杂色曲霉、构巢曲霉
肝脏毒岛青霉素、黄天精、环氯素岛青霉
肝脏毒红青霉毒素红青霉
肝脏毒棕曲霉毒素棕曲霉
肾脏毒桔霉素、曲酸桔青霉、米曲霉
神经毒棒曲霉素、黄绿青霉素、麦芽米曲霉素—(原文未提取到)

说明:源文本毒素名称与产生菌交替粘连,本表按标准真菌毒素分类对应整理;神经毒一行的产生菌原文缺失,标注待补充。

第26页:二、微生物对环境污染的指示作用

二、微生物对环境污染的指示作用我国现行饮用水卫生标准规定:细菌总数1ml的自来水不得超过100个,大肠杆菌数每升水中不得超过3个。水体受到粪便污染时,细菌总数和大肠杆菌数会相应增加,一般认为,1ml水中,如果细菌总数为10-100个为极清洁水;100-

第27页:三、微生物对环境污染的修复作用

三、微生物对环境污染的修复作用(一)、微生物处理废水的原理和应用

  • 1、水处理的指标:
  • 2、好氧微生物处理
  • 3、厌氧微生物处理
  • 4、活性污泥法处理
  • 5、生物膜处理法
  • 6、光合细菌法

第28页:图9-12 活性污泥中菌胶团细菌

图9-12 活性污泥中菌胶团细菌和丝状细菌的复合体显微照片[引自Lansing M.Prescott et al Microbiology(fifth edition)]

第29页:图9-13 光合细菌

图9-13 光合细菌处理废水一般工艺流程浓废水(BOD10000ml/L)可溶化处理调正pH值PSB处理No.1菌种槽回流培养槽No.2No.3No.4沉淀池氧化池排放菌体利用稀废水BOD500ml/L左右

第30页:入水口氧化池活性污泥池一级净化池最终净化

入水口氧化池活性污泥池一级净化池最终净化池(三级净化池)二级净化池出水口图9-14污水净化三级处理的模式图

第31页:表9-7 污水净化中三级处理的主要步骤

本页含表格内容,源文本为粘连排版且缺少稳定的行列分隔,暂未还原为表格,建议对照原课件图片补录。

表9-7 污水净化中三级处理的主要步骤处理步骤过程一级处理通过沉淀、筛分、加明矾和其他凝絮剂以及其他物理方法去除水中不溶的颗粒二级处理生物方法去除水中的可溶性有机物细流过滤活性污泥氧化塘延长通气系统厌氧消化三级处理生物去除无机营养物化学去除无机营养物微生物的去除和灭活微量化学物质的去除[引自Lansing M.Prescott et al Microbiology(fifth edition)]

第32页:微生物在处理废气中的作用及应用

(二)微生物在处理废气中的作用及应用微生物过滤法(microorganism filter method)是用含有微生物的固体颗粒吸收废气中的污染物,然后微生物再将其转化为无害物质。

常用的固体颗粒有土壤和堆肥,有的

第33页:微生物处理固体废弃物的原理与应

(三)微生物处理固体废弃物的原理与应用

  • 1、好氧堆肥
  • 2、厌氧堆肥

第34页:主要参考书的概念

  • 主要参考书:[1]Bull A T,Goodfellow M,Slater J
  • H. Annual Rev Microbiol,1992,40:219~252.[2]Amann R I,Ludwig W,Schleifer K
  • H. Microbiol Rev,1995,59:143~169.[3]Amann
  • R. SystAppl Microbiol,
  • 2000,23:1~8.[4]Koonin E V,Mushegian A R,Galperin M Y,et al.MolecularMicrobiol,
  • 1997,25:619~637.[5]Hugenholtz P,Goeble B M,Pace N
  • R. J Bacteriol,1998,180(18):4765~4774.[6]Presciit,L M.,Harley,J P.,Klein,D
  • A. J Microbiology,
  • 2002,421~693[7]Jenkins.D.,Olson,Water and Wastewater Microbiology,Pergamon Press,
  • 1989[8]Tyagi,R D.andKannar Vembu.Wastewater Treatment by Immobilized Cells.Florida:CRC Press,
  • 1990[9]Martin,A M.,Biological Degradation of Wasters,London:Elsevier Applied Science,
  • 1991.[10]刘志恒主编,现代微生物学,科学出版社,
  • 2002[11]杨家新主编,微生物生态学,化学工业出版社,
  • 2004[12]周德庆,微生物学教程(第一版、第二版),高等教育出版社,
  • 1993、
  • 2002[13]孔繁翔主编,环境微生物学,高等教育出版社,
  • 2000[14]孙儒泳,李博,诸葛阳等,普通生态学,高等教育出版社。
  • 1993[15]史家樑,徐亚同,张圣章,环境生物学,华东师范大学出版社,
  • 1993

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