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1、关于天然水体中的微生物生境第一页，讲稿共二十一页哦第一节：天然水中微生物生境天然水中微生物生境第二页，讲稿共二十一页哦了解什么是微生物：微生物是天然水环境中的初级生产者，大约占有地球全部生产力的50%，也是初级消费者，栖息在水环境中的微生物种类繁多，包括细菌、病毒、真菌、藻类和其他微生物等，以他们为主体便构成了一个水生生态系统的子系统微生物生态系统。微生物生态系统对于天然水环境的质量控制起到了决定性的作用。生活中的应用：微生物化学过程与原理成为水环境污染治理的重要理论环节。第三页，讲稿共二十一页哦水中的生物非细胞形态的微生物病毒（包括噬菌体）细胞形态的微生物原核生物真核生物细菌放线菌蓝细菌（蓝
2、藻）真菌酵母菌霉菌原生动物后生动物藻类（除蓝藻）第四页，讲稿共二十一页哦微生物的特点微生物的特点微生物的特点微生物的特点（一）个体极小，比表面积大（一）个体极小，比表面积大（二）繁殖快、代谢速率快（二）繁殖快、代谢速率快（三）数量多（三）数量多（四）适应外界环境能力强；易变异（四）适应外界环境能力强；易变异（五）种类多、分布广、代谢类型多样（五）种类多、分布广、代谢类型多样 第五页，讲稿共二十一页哦(一一)个体极小，比表面积大个体极小，比表面积大个体极小，比表面积大个体极小，比表面积大光学显微镜的分辨率为0.2um，可以看见大部分微生物的轮廓(二二)代谢速率快、繁殖快代谢速率快、繁殖快代谢速率
3、快、繁殖快代谢速率快、繁殖快生物界中，微生物具有最高的繁殖速度。尤其是以二分裂方式繁殖的细菌，其速度更是惊人。在适宜的环境条件下，十几分钟至二十分钟就可繁殖一代。伤寒杆菌在含0.125的蛋白胨培养基中的代时为800min，而在含1.0时仅为40min。大肠杆菌每20-30分钟可以繁殖一代，一天内可以繁殖72代，培养4-5天，细胞的重量一地球相仿。在物种竞争上取得优势，这是生存竞争的保证。第六页，讲稿共二十一页哦（三）数量多（三）数量多（三）数量多（三）数量多因为繁殖速度快，所以数量多因为繁殖速度快，所以数量多因为繁殖速度快，所以数量多因为繁殖速度快，所以数量多凡有微生物生存的地方，它们通常都拥
4、有巨大的数量。凡有微生物生存的地方，它们通常都拥有巨大的数量。凡有微生物生存的地方，它们通常都拥有巨大的数量。凡有微生物生存的地方，它们通常都拥有巨大的数量。例如：（1）土壤是微生物的“大本营”，其中细菌数量达数亿个g，放线菌孢子达数千万个g，霉菌孢子达数百万个g，酵母菌达数十万个g;(2)全世界海洋中微生物的总重量约280280280280亿吨亿吨亿吨亿吨(3)人体肠道内菌体总数达100100100100万亿个左右万亿个左右万亿个左右万亿个左右。(4)(4)新鲜叶子表面微生物数量达新鲜叶子表面微生物数量达100100多万个多万个g g(5)(5)(5)(5)每张纸币上的细菌数平均多达每张纸币
5、上的细菌数平均多达每张纸币上的细菌数平均多达每张纸币上的细菌数平均多达900900900900万个，大肠杆菌检出率达万个，大肠杆菌检出率达万个，大肠杆菌检出率达万个，大肠杆菌检出率达878787879 9 9 9。(6)(6)一个喷嚏约含菌一个喷嚏约含菌4 4 4 4，500150500150500150500150，000000000000个，感冒患者的一个喷嚏含细菌多达个，感冒患者的一个喷嚏含细菌多达8 8 8 8，500500500500万个万个万个万个。一系列的调查数据表明，我们是生活在一个被大量微生物包围着的环境中我们是生活在一个被大量微生物包围着的环境中，只是因为肉眼不可见而常常“
6、身在菌中不知菌”。第七页，讲稿共二十一页哦(四四四四)适应外界环境能力强，易变异适应外界环境能力强，易变异适应外界环境能力强，易变异适应外界环境能力强，易变异提问：为什么微生物较其他生物容易变异呢？提问：为什么微生物较其他生物容易变异呢？各种生物自发变异频率一样各种生物自发变异频率一样十分低保护能力差、十分低保护能力差、数量大数量大多数微生物为单细胞，结构简单，整个细胞直接与环整个细胞直接与环境接触，易受环境因素影响境接触，易受环境因素影响，引起遗传物质DNA的改变而发生变异；由于数量庞大，可以在短时间内出现大量变异后代由于数量庞大，可以在短时间内出现大量变异后代，当环境变化时，微生物会大量死
7、亡，活下来的微生物往往会发生结构和生理特性的变异以适应变化了的环境。第八页，讲稿共二十一页哦(五五五五)种类多、分布广、代谢类型多样种类多、分布广、代谢类型多样种类多、分布广、代谢类型多样种类多、分布广、代谢类型多样种类多种类多种类多种类多世界生物多样性现状目前地球上究竟有多少物种还很难准确断定。据不完全统计，被科学上描述过的物种约140万种，其中脊椎动物4万余种，昆虫75万种，高等植物25万种，其他为无脊椎动物真菌和微生物等，还有很多物种没有被人类发现第九页，讲稿共二十一页哦污染水体的微生物生态一、污化系统及其指示生物一、污化系统及其指示生物污化系统污化系统 (也称有机污染系统也称有机污染系
8、统)是根据水体有机物污染程度的不同，对是根据水体有机物污染程度的不同，对水体的一种分类法。当有机污染物排入河流，在其下游河段的自净过水体的一种分类法。当有机污染物排入河流，在其下游河段的自净过程中，形成一系列污化带。程中，形成一系列污化带。因各种水生生物需要不同的生存条件，故在各个带中可找到不同的代因各种水生生物需要不同的生存条件，故在各个带中可找到不同的代表性指示生物，这些指示生物包括细菌、真菌、藻类、原生动物等微表性指示生物，这些指示生物包括细菌、真菌、藻类、原生动物等微生物，以及轮虫、浮游甲壳动物、鱼类及底栖动物等。生物，以及轮虫、浮游甲壳动物、鱼类及底栖动物等。根据指示生物的不同，污化
9、系统中的污化带分为多污带、根据指示生物的不同，污化系统中的污化带分为多污带、-中污带、中污带、-中污带和寡污带。中污带和寡污带。第十页，讲稿共二十一页哦多污带靠近排污点下游，河水深暗、浑浊，含大量有机物，靠近排污点下游，河水深暗、浑浊，含大量有机物，BODBOD高，高，呈缺氧或厌氧状态，污染严重。有机物分解产生呈缺氧或厌氧状态，污染严重。有机物分解产生H H2 2S S、NHNH3 3，使河水有异味。使河水有异味。水生生物种类极少，以厌氧和兼性厌氧微生物为主，无鱼类、水生生物种类极少，以厌氧和兼性厌氧微生物为主，无鱼类、显花植物等。显花植物等。代表性的指示生物是细菌，且种类多、数量大，每代表性
10、的指示生物是细菌，且种类多、数量大，每mlml水中可达几亿水中可达几亿个，例如硫酸盐还原菌与产甲烷菌等，此外还有颤蚯蚓、蚊蝇幼虫。个，例如硫酸盐还原菌与产甲烷菌等，此外还有颤蚯蚓、蚊蝇幼虫。第十一页，讲稿共二十一页哦中污带在多污带下游，有机物量略减少，在多污带下游，有机物量略减少，BODBOD下降，河水依然灰下降，河水依然灰暗，溶解氧低，水面上可有浮沫和浮泥。生物种类增加，暗，溶解氧低，水面上可有浮沫和浮泥。生物种类增加，细菌数减少，但每毫升仍有几千万个。细菌数减少，但每毫升仍有几千万个。代表性的指示生物举例如下：天蓝喇叭虫、椎尾水轮代表性的指示生物举例如下：天蓝喇叭虫、椎尾水轮虫、栉虾、独缩
11、虫、颤藻、小球藻等。虫、栉虾、独缩虫、颤藻、小球藻等。第十二页，讲稿共二十一页哦细细菌菌数数量量减减少少，藻藻类类大大量量繁繁殖殖，轮轮虫虫、甲甲壳壳动动物物和和昆昆虫虫增增加，生根的植物、鱼类出现。加，生根的植物、鱼类出现。代表性生物：藻类的水花束丝藻、变异直链硅藻、短棘盘星藻、代表性生物：藻类的水花束丝藻、变异直链硅藻、短棘盘星藻、舟形藻、梭裸藻舟形藻、梭裸藻 ；原生动物的草履虫、聚缩虫；微型后生动物；原生动物的草履虫、聚缩虫；微型后生动物的腔轮虫、水蚤。的腔轮虫、水蚤。少污带第十三页，讲稿共二十一页哦微生物在不同的环境中特征是不同的生境：指生物生活的空间和其中全部生态因子的总和1、浮游生
12、物环境浮游生物：在海洋、湖泊及河川等水域生物钟，自身完全没有移动能力、或者有也非常弱，因而不能逆水流而运动，而是浮在水面生活，这类生物总称为浮游生物。第十四页，讲稿共二十一页哦悬浮在水体中的微生物群落被称为浮游生物这个群落中包括真核生物、原核生物两类生物在内的光自养生物统称为浮游植物，悬浮的异养细菌群体被称为浮游植物。悬浮的异养细菌群体被称为浮游细菌，原生动物种群组成浮游动物。这三类生物组成富有微生物群落。第十五页，讲稿共二十一页哦真菌细菌第十六页，讲稿共二十一页哦浮游植物浮游植物食物链中的初级生产者，通过光合作用固定二氧化碳将其转化成有机物。在浮游微生物群落中，这种初级生产是有机碳和能源的主
13、要来源，它可以被转移到食物链中的其他营养级，浮游植物生产的有机物按他们的大小分成颗粒性或溶解性的两类。第十七页，讲稿共二十一页哦浮游植物浮游植物浮游动物浮游动物二氧化碳二氧化碳溶解性有机物溶解性有机物细菌细菌食菌性浮游动食菌性浮游动物物捕食捕食矿化捕食捕食排泄和裂解排泄和裂解吸收吸收排泄和裂解排泄和裂解第十八页，讲稿共二十一页哦2 2、底栖生物生境底栖生物生境底栖生物生活在江河湖海底部的动植物，与浮游环境相比，这个区域的特征是微生物的浓度显著增加。微生物的浓度取决于有机物和氧的可利用性。在界面去的下部，微生物的数量下降。第十九页，讲稿共二十一页哦底栖生物生境是水环境的一底栖生物生境是水环境的一个重要特征。个重要特征。这个区域内的基本营养物的循环取决于好氧与厌氧微生物转化的结合。底栖环境一般能提供好氧与厌氧微生境的结合条件。例如，发酵细菌将DOM代谢成为有机酸和二氧化碳。第二十页，讲稿共二十一页哦感感谢谢大大家家观观看看第二十一页，讲稿共二十一页哦