第二章 微生物生态.ppt

卫生微生物学 广东药学院流行病学教研室 周俊立 第二章 微生物生态 微生物生态学的基本概念与基本规律 微生物的生态平衡与失调 微生物生态研究的应用与研究前景 第一节微生物生态学的基本概念 一、 生态学的定义和研究内容 生态学的定义 生态学（Ecology）是一门古老而新兴的科学。由于社会经济的发展、学科本身的发展以及与其他学科的交叉与渗透，生态学在近二三十年来发展迅速，已从生物学的一个分支发展成为一门综合性科学，成为现代生物学的前沿研究领域之一。特别是从20世纪60年代开始的环境科学的发展，更为生态学增添了新的应用和发展前景 不同学者对生态学的定义不同，其中比较经典的定义是：“生态学是研究生物与环境相互关系的科学“（Haeckel,1986）。我国著名生态学家马世骏先生将生态学定义为“生态学是研究生物的生存条件、生物群落与环境系统之间相互作用的过程及其规律的科学”（马世骏，1990）。 生态学（ecology）：是研究生物系统与其环境条件间相互关系、相互作用规律的科学 （教材） 生物之间、生物与非生物之间的相互作用 生物的存在离不开生存环境，即生物和非生物环境，生物环境包括种群内和种群间的关系；非生物环境包括土壤、水、空气、温度、湿度、光照等 根据研究对象的不同，可把生态学分为动物生态学、植物生态学、昆虫生态学、微生物生态学、人类生态学等；也可根据研究方法和手段分为形态生态学、化学生态学、分子生态学等。 生态学是研究生物与环境相互关系的科学，它从生物个体、种群、群落、生态系统以及生物圈等多个层次上来研究生物与环境相互作用的过程和规律。 生态学研究的范围，除生物个体、种群和生物群落外，已扩大到包括人类社会在内的多种类型生态系统的复合系统 生态学研究的最终目的是要为人类的生存与发展服务，要根据现代生态学的原理和技术方法，保护、发展和利用有益生物，控制有害生物，保护生物多样性和生物资源，促进经济的可持续发展，使资源、人口和人类生存环境在整体上保持协调、和谐并得到良性循环。 生态系统中的物质循环和能量流动 （二）生物圈 生物有机体生存的地球表面层——生物圈。 生物圈可分为三层，上层是“气圈”的一部分（下层），中层是“水圈”（全部），下层是“岩石圈”的一部分（上层），它们构成地球上生命活动的主要舞台。 微生物生态学－－就是研究微生物与其生存环境、微生物群体之间相互关系的科学，即微生物群体与周围环境的生物和非生物因素的相互关系的科学 研究微生物的分布规律， 有助于开发丰富的菌种资源，防止有害微生物的活动； 研究微生物间及其与他种生物间的相互关系，有助于发展新的微生物农药、微生物肥料以及积极防治人和动、植物病虫害。 微生物生态学的基本概念 个体（individual): 是一个具有一定功能的生物。 种群（population)：由相似的个体组成的群体。 群落（community): 各种生物种群在一起形成群落。 生境（Habitat）：微生物生存的外环境。 微小生境（Microhabitat）：微生物生存的局部的小空间。 龛（Niche）：生态位。指生物和生物所创造的具有一定功能的环境。 微生物生态的研究 研究内容： （1）各类生态系统中微生物的分布，微生物种间的相互关系和微生物与其环境中物理化学因子之间的相互作用规律； （2）微生物在生态系统中的功能； （3）环境污染对微生物的影响，微生物对污染物的净化作用； （4）环境的微生物监测和评价的原理和技术，污染控制的微生物学方法 研究目的：了解环境对微生物的种群、数量分布、增殖速度及活力的影响 ，了解微生物群体结构的稳定性及可修饰性以及微生物群体对环境的功能，以及微生物与其生存环境之间、微生物与其他各种生物之间的相互关系、作用和演变规律等 微生物生态的基本规律 最小因子定律（限制因子定律）：物质的进入与流出处于平衡状态，核心：任何生物的生物量决定于所存在环境中该生物生长所需的最低浓度营养。 营养耐受性定律：是指生物对环境中生态因子能耐受的范围。 耐受限度：生物对生态因子所能耐受的最大值与最小值之间的范围 综合作用定律：一个生物或一群生物的生存和繁殖取决于综合环境。 环境中各种生态因子并非孤立存在，他们之间相互密切有机地联系着，某种生态因子对生物的作用是在多因子配合中发挥出来的。 微生物生态演化的自然选择与适应（微生物与环境的相互作用） 遵循Darwin自然选择学说——进化论 （生存斗争、选择、适应） 微生物变异（variation） 微生物由于生殖率大和世代间隔短，易形成大群体和多变异体，以适应环境 微生物选择(selection) 自然选择（Natural selection）：自然条件进行选择，随机变异，缓慢，结果对生物本身有