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第九章 微生物生态 教学目的 微生物生态学是研究微生物与其它生物及非生物因子之间相互关系的科学。应用微生物生态学在环境保护中具有重要的特殊作用。通过学习，要求学生了解微生物在生物圈的多样性及资源利用价值；掌握微生物在地球化学循环中的独特作用，微生物在自然分布的特点及与人类生活的密切关系，微生物与其生活在一起的其它生物之间的相互关系，及在污水处理、生物修复及环境监测等环境保护中的作用潜力开发利用微生物资源的原理及具体应用。1．了解微生物生态学的概念、微生物生态系的结构和功能 2．熟悉自然界中微生物在土壤、水体、空气及其他基质中的广泛分布 3．掌握微生物间和微生物与其他生物间的五种主要关系类型 4．熟悉微生物在自然界碳、氮、硫、磷物质循环中的作用 5．了解水体污染中的富营养化 6．了解何谓“水华”（water bloom）？何谓“赤潮” （red tide）现象 7．熟悉生物处理（Biotreatment）和生物整治（Bioremediation）；说明微生物在环境保护中的作用。 教学重点与难点 教学重点：1．2．水、气环境的微生物学检测。 1．微生物生态的概念与特点；．．菌种资源开发利用；: 2-4学时 本章介绍微生物在土壤、水域、空气等自然一般环境和极端高温、低温、高酸、高碱、高压、高辐射等极端环境中的分布，极端环境微生物在极端环境中的适应机理，和微生物生态系中的基本规律。微生物与微生物之间存在着互利、共生、竞争、寄生、拮抗、捕食等不同的关系，这些关系影响着不同微生物种群在自然环境中的消长。微生物与植物之间发生着有益关系和有害关系，有些微生物可以为植物创造更好的营养和生存环境，抑制植物的病原微生物的生长与侵害；有些微生物确实植物的病原菌。微生物生态系统有着生态系统的多样性、生态系统中微生物种群的多样性、生态系统的稳定性、生态系统具有适应性和被破坏后的修复能力、微生物生态系统中具有能量流、物质流和基因流。 微生物和地球上所有生命体一样，与客观环境相互作用，构成一个动态平衡的统一整体，并在其中有一定规律性地分布、发育和参与各种物质循环。因此在一定的生态体系中，发育着不同特征性的微生物类群和数量，并在物质转化和能量转化中，呈现出各自不同的活动过程和活动强度。这种特征不仅受环境因子的直接或间接影响，而且由微生物本身所具有的适应性所决定。 微生物生态学就是研究处于环境中的微生物，和与微生物生命活动相关的物理、化学和生物等环境条件，以及它们之间的相互关系。 微生物生态系即是在某种特定的生态环境条件下微生物的类群、数量和分布特征，以及参与整个生态系中能量流动和生物地球化学循环的过程和强度的体系。 研究微生物生态系，掌握微生物在其中的生命活动规律，可以更好地发挥它们的有益作用。 第一节 微生物在生物系统中的作用 一、生态系统 定义：指一定空间内，所有的生物因素与非生物因素相互作用而构成的综合体系。亦即在一定的空间内生物的成分和非生物的成分通过物质循环和能量流动相互作用、相互依存而构成的一个生态学功能单位。 1．生态系统的组成：生物群落、环境条件。 生物群落：指生活在同一特定空间或区域内的所有生物种群的聚合体。包括：生产者、消费者、分解或转化者。 生物种群：指生活在同一特定空间的同种生物的所有个体的集合体。 2、态系统的分类 淡水生态系统 水体生态系统 海水生态系统 根据生态环境分类 土壤生态系统 陆地生态系统 空气生态系统 植物生态系统 根据生物群落分类 动物生态系统 微生物生态系统 二、微生物在生物系统中的角色 1．微生物是有机物的主要分解者 微生物最大的价值在于其分解功能。它们分解生物圈内存在的动物、植物和微生物残体等复杂有机物质，并最后将其转化成最简单的无机物，再供初级生产者利用。 2．微生物是物质循环中的重要成员 微生物参与所有的物质循环，大部分元素及其化合物都受到微生物的作用。在一些物质的循环中，微生物是主要的成员，起主要作用；而一些过程只有微生物才能进行，起独特作用；而有的是循环中的关键过程，起关键作用。是自然界物质平衡的主要维持者。 3．微生物是生态系统中的初级生产者 光能营养和化能营养微生物是生态系统的初级生产者，它们具有初级生产者所具有的二个明显特征，即可直接利用太阳能、无机物的化学能作为能量来源，另一方面其积累下来的能量又可以在食物链、食物网中流动。 4微生物是物质和能量的贮存者 微生物和动物、植物一样也是由物质组成和由能量维持的生命有机体。在土壤、水体中有大量的微生物生物量，贮存着大量的物质和能量。 5．微生物是地球生物演化中的先锋种类 微生物是最早出现的生物体，并进化成后来的动、植物。藻类的产氧作用，改变大气圈中的化