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第二章 自然环境中的微生物群落结构;土壤中的微生物群落 水体中的微生物群落 空气中的微生物群落 极端环境中的微生物群落;土壤中的微生物群落;一、土壤中微生物分布和数量 30cm以上居多 细菌 　　106～108/g 放线菌 　104～106/g 真菌　 　103～105/g;Agrobacterium 农杆菌;放线菌 耐干旱 适合中性、碱性土壤 链霉菌70％～90％； 诺卡氏菌10％～30％ ;蓝细菌 自养生活，维持肥力 外来微生物 大多数很快死亡，存活的能形成芽胞或抗性很强;丝状真菌 主要种类为半知菌，曲霉（Aspergillus）、地霉（Geotrichum）、青霉（Penicillum）、木霉（Trichoderma），也有大量的子囊菌和担子菌 主要存在于土壤表面至10cm处，30cm以下很少。 菌丝长度： 旱地　10～600 m/g干土 草地　40～2000 m/g干土 森林无机质土　 100～1000 m/g干土;酵母 主要为半知菌，假丝酵母（Candida）、隐球酵母 （Cryptococcus）、汉逊酵母（Hansenula） 原生动物;酸化土壤肥力减退、农业减产 酸雨可使土壤微生物种群变化，细菌个体生长变小，生长繁殖速度降低，如分解有机质及其蛋白质的主要微生物类群芽胞杆菌，有关真菌数量降低，影响营养元素的良性循环。特别是酸雨可降低土壤中氨化细菌和固氮细菌的数量，使土壤微生物的氨化作用和硝化作用能力下降。;美国国家航空航天局（ NASA ）的专家们在不久前举行的全美微生物学家协会会议上承认，尽管采取了非常严格的防护措施，但依然无法百分之百地保证地球上的微生物不会被“凤凰”号探测器带到火星表面。 NASA强调说，“凤凰”号的组装工作是在“无菌”环境中完成的，其周围的空气都经过了严密的过滤。但专家们在组装车间内还是发现能够在严酷条件下生存的微生物。例如，一种被称为短小芽孢杆菌(Bacillus pumilus)的细菌便能够承受高剂量紫外线的照射。 科学家们还曾将从组装车间中提取的细菌放置到与火星表面环境非常接近的实验舱之中。在最初的5分钟里，由于受到压力、温度和紫外线照射的作用，所有的细菌全部死亡。然而，当研究人员将一些成分与火星土壤类似的沙粒放入试验舱后，竟然有一部分细菌成功地活了下来。;“凤凰号”驻留火星的不算长久的生命中，传回了很多有价值的数据资料。 “凤凰号”采集到含冰的土壤，经分析证实火星上真的存在过水—“凤凰号”因此完成了它最核心的任务。 接着，“凤凰号”陆续采集了各种不同的土壤标本，分别证明火星上的土壤适于微生物和苔藓繁衍，虽然目前为止，还没有发现有生命迹象的微生物存在。 ;水体中的微生物群落;一、水体 海水、淡水、海湾 水体微生物分为固有、外来 G－居多 ;二、淡水体中微生物的数量和分布 洁净的湖泊中10～1000个/mL 典型的清水型微生物以化能自养微生物和光能自养微生物为主，如硫细菌、铁细菌和衣细菌等，以及含有光合色素的蓝细菌、绿硫细菌和紫细菌等。;养鱼塘中　107个/mL 腐败型水生微生物尤其是细菌和原生动物大量繁殖，每毫升污水的微生物含量达到107～108个。其中主要为各种肠道杆菌、芽胞杆菌、弧菌和螺菌等。这些微生物在污水环境中大量繁殖，逐渐把水中的有机物分解成简单的无机物污水也就逐步净化变清。;较深的湖或淡水等生境中，因光线、溶氧和温度等的差异，微生物呈明显的垂直分布带： 沿岸区（浅水区）：蓝细菌、藻类和好氧微生物； 深水区：厌氧光合细菌和一些兼性厌氧菌； 湖底区：严重缺氧，只有一些厌氧菌生长。;三、水体底泥中微生物的种类 浅水湖泊底泥表面，生活着光合细菌和丝状真菌 底泥中，主要是反硝化细菌、反硫化细菌和产甲烷菌;沼气（Biogas）与甲烷 第一阶段：水解酸化阶段??? 水解产酸细菌 分解复杂有机物： 纤维素、碳水化合物、?蛋白质、?脂肪分解为 高级脂肪酸、醇、醛、 CO2 、H2 、氨基酸、甘油;第二阶段：产氢产乙酸阶段??? 产氢产乙酸细菌 例：戊酸转化 ?CH3CH2CH2CH2COOH+2H2O → CH3CH2COOH+CH3COOH+2H2 ????? 丙酸转化 CH3CH2COOH+H2O → CH3COOH+3H2+CO2 乙醇转化 CH3CH2OH+H2O? →? CH3COOH+2H2 第三阶段：产甲烷阶段???? 产甲烷细菌 ?????????4H2+CO2?? →??? CH4+2H2O????????? 1/3 CH4 ????????2CH3COOH?? →??? 2CH4+2CO2????????? 2/3 CH4;四、海水体中微生物群落 0~10m 浮游藻类 5~50m 细菌 海底　古菌 海洋微生物必须适应： 2%~4%的盐浓度 低营养浓度、低