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1、第八章 微生物的生态 生态学 是一门研究生命系统与环境系统间相互作用规律的科学。微生物生态学 是生态学的一个分支，主要研究微生物群体与其周围生物和非生物环境条件间相互作用的规律。研究微生物的分布规律发掘丰富的菌种资源，推动进化、分类的研究和开发应用；研究微生物与它种生物的关系开发新的微生物农药、微生物肥料、微生态制剂；研究微生物在自然界物质循环中的作用探矿、冶金、治理环境污染、开发生物能源等。研究微生物生态规律的意义 第一节 微生物的分布与菌种资源开发 一、微生物在自然界的分布（一）土壤中的微生物 土壤是微生物的天然培养基，因为它具备了各种微生物生长发育所需要的营养、水分、空气、酸碱度、渗透压
2、和温度等条件，因此是微生物生存的大本营，是人类最丰富的菌种资源库。土壤微生物的含量各种微生物含量比呈10倍系列递减 细菌（108）放线菌（107）霉菌（106）酵母菌（105）藻类（104）原生动物（103）（二）水体中的微生物 1.不同水体中微生物的种类（1）淡水型水体的微生物 江、河、湖和水库 地球上水的总贮量有13.6亿km3，但淡水量只占其中2.7%，且绝大部分以雪山、冰原等形式存在 根据淡水中有机物含量的多少 1）清水型水生微生物 微生物种类：光自氧微生物、化能自氧微生物和少量异氧微生物 2）腐败型水生微生物 微生物种类：肠道杆菌、芽孢杆菌、弧菌和螺菌等 根据光线、溶氧和温度等的差异
3、微生物呈垂直分布 浅水区：蓝细菌、光合藻类和好氧性微生物 深水区：兼性厌氧菌和厌氧光合细菌 湖底区：专性厌氧菌生长（2）海水型水体的微生物 海洋是地球上最大的水体，占地球总水量的97.5%，含盐量为3%左右；微生物种类：芽孢杆菌属、假单胞菌属、弧菌属和发光细菌等；海洋微生物的垂直分布明显 2.水体的自净作用包括 物理性的沉淀、扩散、稀释作用；化学性的氧化作用；生物学和生物化学的作用；1）1mL自来水中的细菌总数不可超过100个（37C，培养24h）；2）以大肠菌群为指标 包括大肠杆菌、产气肠杆菌、柠檬酸杆菌属、和肺炎克氏杆菌等 一些革兰氏阴性、无芽孢、能发酵乳糖产酸产气的兼性厌氧杆菌。3）1L
4、 自来水中的大肠菌群数不能超过3个（37C，培养48h）4）大肠菌群的测定 滤膜培养法在EMB 培养基上进行3.饮用水的微生物学标准（三）空气中的微生物 空气中不含微生物生长繁殖所需要的营养物、水分等条件，不宜于微生物的生存；空气中的微生物是以尘埃、微粒形式由气流带来的；是病害的传播、发酵工业的污染和食品霉腐的重要根源 防治措施 减少菌源、尘埃源 空气过滤 空气灭菌（UV 照射、甲醛熏蒸）（四）工农业产品上的微生物 1.工业产品的霉腐 各种材料的工业产品如钢缆、地下管道、电讯器材以及文物、标本等都可被微生物所损害；微生物引起的破坏包括：霉变(midew)霉菌引起的劣化 腐朽（decay）主要是
5、担子菌类产生的酶将纤维素和 木质素分解，引起木材或木制品的腐朽 腐烂（腐败，rot）含水量较高的产品由细菌生长繁 殖引起 腐蚀（corrosion）由硫酸盐还原菌、铁细菌或硫细菌引起 2.食品上的微生物 食品上的微生物种类多，常引起食品变质、霉腐，甚至产生各种毒素 防治措施 在加工和包装过程中严格消灭 在食品中添加少量无害的防腐剂 苯甲酸、山梨酸、脱氢醋酸、维生素K3、丙酸、二甲基延胡索酸和乳酸链球菌素等 合理的保藏方法 低温、干燥、缺氧等 冷链操作（四）工农业产品上的微生物 3.农产品上的微生物 农产品上的微生物引起的霉腐危害极大 每年全球因霉变而损失的粮食为总产量的2%左右 微生物种类 以
6、Aspergillus、Penicillium 和fusarium 等的真菌为主，其中有些可产生致癌的真菌毒素 黄曲霉毒素（AFT）单端孢烯族毒素T2（五）极端环境下的微生物 指高温、低温、高酸、高碱、高压、高渗、高毒、高盐、高辐射和干旱等环境（四）工农业产品上的微生物（六）生物体内外的正常菌群 1.人体的正常菌群 1）正常菌群 生活在健康动物各部位、数量大、种类较稳定、一般能发挥有益作用的微生物种群。正常情况下人体与正常菌群之间处于微生态平衡状态 人体的五大微生态系统 消化道：如肠道的正常菌群为Bacteroides spp.、Bifidobacterium spp.和Lactobacill
7、us spp.等 呼吸道 泌尿生殖道 口腔 皮肤 作用：排阻、抑制；提供营养；产消化酶；分解有毒物；固氮、产有机酸，降低肠道pH 和促进其蠕动等2）正常菌群的失调 失调的原因 宿主的防御功能减弱 正常菌群生长部位改变 长期服用抗生素 失调的结果 正常菌群的某些菌趁机转移或大量繁殖致病菌 这类特殊的致病菌叫条件致病菌 由它们引起的感染叫内源感染 3）正常菌群的恢复 微生态制剂益生菌剂 指一类分离自正常菌群，以高含量活菌为主，一般以口服或粘膜途径投入，有助于改善宿主特定部位微生态平衡并兼有若干其他有益生理活性的生物制剂。益生菌的种类：双歧杆菌类、乳杆菌类和肠球菌类2.无菌动物与悉生动物 无菌动物 凡在其体内外不存在任何正常菌群的动物 免疫功能十分低下 悉生生物 人为地接种上某种或某些已知纯种微生物的无菌动物或植物 3.根际微生物和附生微生物 根际微生物 生活在根系邻近土壤 一般对植物发挥有益作用 多数为革兰氏阴性细菌：假单胞菌属、土壤杆菌属等 附生微生物 主要为叶面微生物：乳酸菌、酵母菌等 有益或有害