微生物学基础：第七章微生物生态

Chapter 7 第七章第七章 微生物生态微生物生态n第一节 生物圈与生态系统n第二节 微生物在自然界中的分布n第三节 微生物在自然界物质循环中的作用 n第四节 微生物与其他生物间的关系1.生物圈生物圈第一节第一节 生物圈和生态系统生物圈和生态系统地球表面进行生命活动的有机圈层地球表面进行生命活动的有机圈层生物圈的上限大约高达空中生物圈的上限大约高达空中10Km生物圈的下限可达表面岩层下面生物圈的下限可达表面岩层下面23Km生物集中分布在地面上生物集中分布在地面上100m，水下，水下200m范围内范围内2.生态系统生态系统 生物群落与其生存环境组成的整体系统，它是生物圈生物群落与其生存环境组成的整体系统，它是生物圈的基本单元也是生物圈的功能单元。的基本单元也是生物圈的功能单元。生物群落包括：生物群落包括：动物、植物、微生物动物、植物、微生物 环境条件包括：环境条件包括：生物环境生物环境 非生物环境非生物环境：土壤、空气、光线、温度、气候：土壤、空气、光线、温度、气候3.生态系统的要素生态系统的要素n能量流能量流:光能光能 光合生物光合生物 化学能化学能 异养生物异养生物 热能热能n物质流物质流:无机物无机物生物合成生物合成 有机物有机物 生物分解生物分解 无机物无机物 4.4.微生物生态学微生物生态学微生物生态学是微生物生态学是包括环境中的微生物和微生物之间、包括环境中的微生物和微生物之间、微生物与其它生物之间的相互关系，微生物与其它生物之间的相互关系，以及物理和化学等环境因子的相互作以及物理和化学等环境因子的相互作用等。用等。5.微生物群落及其特点微生物群落及其特点q微生物群落微生物群落：群落是生态系统中的最高生物学群落是生态系统中的最高生物学单位。微生物群落是微生物与其生存环境组成单位。微生物群落是微生物与其生存环境组成的整体系统。具有如下特点：的整体系统。具有如下特点：1.微环境：微环境：紧密围绕微生物细胞的环境，它与紧密围绕微生物细胞的环境，它与微生物的关系比大环境更为紧密微生物的关系比大环境更为紧密 2.稳定性：稳定性：群落中的优势种作为主导者使群落群落中的优势种作为主导者使群落保持稳定保持稳定 3.适应性：适应性：通过改变群体的结构适应新环境，通过改变群体的结构适应新环境，形成新的生态系统。形成新的生态系统。第二节第二节 微生物在自然界中的分布微生物在自然界中的分布微生物种类繁多微生物种类繁多,生活特性各异生活特性各异,广泛分布于自然界，广泛分布于自然界，主要有：主要有：n大气圈大气圈n岩石圈岩石圈n水圈水圈土壤圈土壤圈极端环境极端环境1.大气中的微生物大气中的微生物p空气不具有微生物生活的良好条件空气不具有微生物生活的良好条件 p主要来自：主要来自：土壤扬起的灰尘土壤扬起的灰尘水面吹起的水沫水面吹起的水沫动、植物体表动、植物体表 p主要包括：主要包括：抗逆性强的芽孢抗逆性强的芽孢，G G+球菌，霉菌和放线菌的孢子球菌，霉菌和放线菌的孢子2.2.岩石圈中的微生物岩石圈中的微生物在与空气、水分接触的岩石表面在与空气、水分接触的岩石表面有少量微生物有少量微生物,如地衣。如地衣。水体是良好的溶剂，水体是微生物广泛分布的第二个天然环境。水体是良好的溶剂，水体是微生物广泛分布的第二个天然环境。3.3.水圈中的微生物水圈中的微生物 淡水中的微生物淡水中的微生物湖泊、池塘中多为土著性的微生物湖泊、池塘中多为土著性的微生物,以自养微生物为以自养微生物为主主,由于深水湖泊中由于深水湖泊中,不同深度的区域不同深度的区域,光线、温度、光线、温度、溶氧的差异溶氧的差异,微生物有明显的垂直分布带微生物有明显的垂直分布带n光能自养光能自养:蓝细菌、紫色、绿色厌氧光合细菌蓝细菌、紫色、绿色厌氧光合细菌n化能自养化能自养:亚硝酸菌、硝酸菌、硫化菌亚硝酸菌、硝酸菌、硫化菌(1)(1)静水静水:(2)(2)流动水流动水:河流中多为外来微生物河流中多为外来微生物,来源于土壤、空气、污水等来源于土壤、空气、污水等。水中的病原微生物会水中的病原微生物会对水质产生重要影响对水质产生重要影响饮用水的微生物指标：饮用水的微生物指标：总菌数：总菌数：100 100个个/ml/ml大肠杆菌：大肠杆菌：3 3 个个/L/L海水微生物多分布于近海和河流入海口海水微生物多分布于近海和河流入海口,藻类和耐盐生长藻类和耐盐生长的微生物较多。的微生物较多。海水中的微生物海水中的微生物 富营养化作用富营养化作用-水体受到污染并使水水体受到污染并使水体自身的正常生态失去平衡的结果体自身的正常生态失去平衡的结果藻类（主要是微藻）的大量繁殖使水体出现颜色，藻类（主要是微藻）的大量繁殖使水体出现颜色，并变得浑浊，许多藻类团块漂浮在水面上形成并变得浑浊，许多藻类团块漂浮在水面上形成在海洋中，某些甲藻类大量繁殖也可形成水华，使在海洋中，某些甲藻类大量繁殖也可形成水华，使海水出现红色或褐色海水出现红色或褐色4.4.土壤圈中的微生物土壤圈中的微生物 土壤能提供绝大多数微生物的合适生活土壤能提供绝大多数微生物的合适生活环境，环境，是适合微生物生活的是适合微生物生活的“天然培养天然培养基基”,成为自然界微生物生长繁殖的大本营。成为自然界微生物生长繁殖的大本营。(1)(1)土壤是微生物生活的大本营土壤是微生物生活的大本营:矿质成分矿质成分 各种矿物质。各种矿物质。n动植物遗体动植物遗体 有机养料；有机养料；n含水稳定含水稳定 提供水分保证；提供水分保证；n土壤孔隙大小和水分多少的差异使土壤中存土壤孔隙大小和水分多少的差异使土壤中存在各种不同的通气条件。有氧、兼性、厌氧、在各种不同的通气条件。有氧、兼性、厌氧、微氧微生物均可找到合适的生长环境。微氧微生物均可找到合适的生长环境。n土壤土壤 pH pH 多在多在 5.5-8.5 5.5-8.5 之间，适合微生物之间，适合微生物生长。生长。n土壤适温性强，温度变化比空气小土壤适温性强，温度变化比空气小。(2)(2)土壤中微生物的种类及生物量土壤中微生物的种类及生物量土壤中不同微生物的比例土壤中不同微生物的比例 分解有机质，促进土壤团粒形成。分解有机质，促进土壤团粒形成。分解枯枝落叶，促进腐殖质形成。分解枯枝落叶，促进腐殖质形成。能进行光合作用，为土壤积累有机物。能进行光合作用，为土壤积累有机物。促进细菌所固定的养分的释放，供植促进细菌所固定的养分的释放，供植物利用。物利用。土壤中微生物的作用土壤中微生物的作用q微生物的数量微生物的数量也与于土层的深也与于土层的深度有关，一般土度有关，一般土壤表层微生物最壤表层微生物最多，随着土层的多，随着土层的加深，微生物的加深，微生物的数量逐步减少数量逐步减少5.极端环境中的微生物极端环境中的微生物v 1998年年Handelsman等提出。等提出。v 任何特定环境样品中所有微生物遗传物质的任何特定环境样品中所有微生物遗传物质的总和。总和。v 包含了可培养和不可培养的微生物基因。包含了可培养和不可培养的微生物基因。v 扩大了微生物资源利用的空间。扩大了微生物资源利用的空间。宏基因组宏基因组第三节第三节 微生物在自然界物质循环中的作用微生物在自然界物质循环中的作用n一、微生物与自然界物质循环一、微生物与自然界物质循环 n二、碳素循环二、碳素循环 n三、氮素循环三、氮素循环 n四、硫素循环四、硫素循环 n五、磷素循环五、磷素循环 一、微生物与自然界物质循环一、微生物与自然界物质循环 微生物和动植物一样参与了自然界碳、氮、磷、硫微生物和动植物一样参与了自然界碳、氮、磷、硫等多种营养元素的生物循环。等多种营养元素的生物循环。物质循环包括两个对立的过程：物质循环包括两个对立的过程：微生物所起作用可归纳为三个方面：微生物所起作用可归纳为三个方面：n生物食物链中的初级生产者；生物食物链中的初级生产者；n有机物质的主要分解者；有机物质的主要分解者；n地球上物质和能量的保存者地球上物质和能量的保存者 二、碳素生物循环二、碳素生物循环n无机碳无机碳:CO:CO2 2n有机碳有机碳:单糖、多糖、有机酸、纤维素、脂肪、单糖、多糖、有机酸、纤维素、脂肪、CHCH4 4无机碳无机碳 有机碳有机碳 COCO2 2 有机碳有机碳 有机碳有机碳 无机碳无机碳 有机碳（糖、蛋白质、脂肪有机碳（糖、蛋白质、脂肪）COCO2 2 动植物、微生物残体动植物、微生物残体(有机碳有机碳)CO)CO2 2植物、光合微生物的光合作用,化能自养微生物的卡尔文循环动植物、微生物利用异养微生物分解1.1.碳素循环的途径碳素循环的途径2.微生物在碳素循环中作用微生物在碳素循环中作用a.将将CO2合成有机物合成有机物b.将含碳有机物分解为将含碳有机物分解为CO23.3.不含氮有机物的分解不含氮有机物的分解n土壤每年都有一定数量的植物枯枝落叶、动物粪尿、土壤每年都有一定数量的植物枯枝落叶、动物粪尿、尸体积累，按化学成分有：尸体积累，按化学成分有：有机酸、多糖、纤维素、果胶、氨基酸、蛋白质、脂肪有机酸、多糖、纤维素、果胶、氨基酸、蛋白质、脂肪(1)(1)淀粉和糖的分解：淀粉和糖的分解：细菌、放线菌、真菌都能分解淀粉，以真菌中的曲霉、细菌、放线菌、真菌都能分解淀粉，以真菌中的曲霉、毛霉、根霉分解淀粉能力最强，分解淀粉有两种方式：毛霉、根霉分解淀粉能力最强，分解淀粉有两种方式：n-(Glu)-(Glu)n n-(Glu)-(Glu)n-1n-1-+Glu-+Glun-(Glu)-(Glu)n n-糊精糊精 麦芽糖麦芽糖 单糖单糖磷酸化酶逐个分解磷酸化酶逐个分解淀粉酶淀粉酶 彻底氧化：彻底氧化：GluGlu CO CO2 2+H+H2 2O On好气性发酵：好气性发酵：GluGlu CH CH3 3COOH+HCOOH+H2 2O O n厌气性发酵：厌气性发酵：醋酸菌醋酸菌EMPEMP途径途径好氧菌好氧菌(2)(2)单糖的进一步分解单糖的进一步分解:GluGlu 丙酮酸丙酮酸乳酸菌乳酸菌乳酸乳酸酵母菌酵母菌 乙醇乙醇 +CO+CO2 2丁酸梭菌丁酸梭菌丁酸丁酸(3)(3)纤维素分解：纤维素分解：纤维素是植物细胞壁的主要成份，植物的枯枝落叶含大纤维素是植物细胞壁的主要成份，植物的枯枝落叶含大量纤维素。细菌、放线菌中都有能分解纤维素的种类，真菌量纤维素。细菌、放线菌中都有能分解纤维素的种类，真菌分解纤维素能力较强，分解纤维素能力较强，纤维素纤维素 纤维素二糖纤维素二糖 葡萄糖葡萄糖纤维素分解菌纤维素分解菌(4)(4)果胶质分解：果胶质分解：果胶质是以半乳糖醛酸为主组成的高分子化合物，存在果胶质是以半乳糖醛酸为主组成的高分子化合物，存在于所有植物组织的间隙及细胞壁中，植物残体、果实、块茎于所有植物组织的间隙及细胞壁中，植物残体、果实、块茎中含量较高。中含量较高。原果胶原果胶 半乳糖醛酸半乳糖醛酸(5)(5)脂肪分解：脂肪分解：脂肪脂肪 甘油甘油+脂肪酸脂肪酸分解果胶微生物分解果胶微生物多数微生物多数微生物(7)(7)甲烷生物合成与氧化：甲烷生物合成与氧化：甲烷生物合成甲烷生物合成:沼气是多种气体的混合物，以甲烷和沼气是多种气体的混合物，以甲烷和COCO2 2为主，沼气发酵为主，沼气发酵分两阶段分两阶段,由产甲烷菌和其他微生物共同完成。这是一种互由产甲烷菌和其他微生物共同完成。这是一种互养现象养现象.(6)(6)木质素的降解木质素的降解:木质素木质素 乙酸乙酸+琥珀酸琥珀酸木霉等微生物木霉等微生物n 甲烷生物氧化甲烷生物氧化:由甲基营养菌进行逐步氧化由甲基营养菌进行逐步氧化 甲烷甲烷 甲醇甲醇 甲醛甲醛 CO CO2 2二、氮素生物循环二、氮素生物循环 无机氮无机氮:N:N2 2、NHNH4 4+、NONO2 2-、NONO3 3-(土壤中土壤中的的NHNH4 4+、NONO3 3-能被植能被植物直接吸收利用物直接吸收利用)有机氮有机氮:含含 -NHNH2 2 有机物有机物(如氨基如氨基酸酸)1.1.自然界氮素的形态和循环途径自然界氮素的形态和循环途径2.2.含氮有机物的降解和氨化作用含氮有机物的降解和氨化作用 有机氮有机氮NHNH3 3n 含氮有机物主要是蛋白质类，由各类微生物分解含氮有机物主要是蛋白质类，由各类微生物分解后，转化成氨、硝酸盐或其它简单的氨化物。后，转化成氨、硝酸盐或其它简单的氨化物。氧化脱氨基氧化脱氨基n 蛋白质蛋白质氨基酸氨基酸 水解脱氨基水解脱氨基 不含氮有机物不含氮有机物+NH+NH3 3 还原脱氨基还原脱氨基3.3.硝化作用硝化作用 硝化细菌广泛分布于土壤和水体中，是严格好氧硝化细菌广泛分布于土壤和水体中，是严格好氧的化能无机营养型细菌。的化能无机营养型细菌。硝化作用分两个阶段：硝化作用分两个阶段：亚销化细菌在氧化亚销化细菌在氧化NH4+NO2时获得能量供细胞生长时获得能量供细胞生长2NH2NH3 3+3O+3O2 2 2HNO 2HNO2 2+2H+2H2 2O+O+能量能量亚硝化菌亚硝化菌硝化细菌在氧化硝化细菌在氧化NO2-NO3-时获得能量供细胞生长时获得能量供细胞生长2HNO2HNO2 2 +O+O2 2 2HNO 2HNO3 3+能量能量硝化菌硝化菌硝化作用的农业和环境意义硝化作用的农业和环境意义q 为农作物的生长提供硝态氮肥为农作物的生长提供硝态氮肥q 易随水土流失，造成水体富营养化。易随水土流失，造成水体富营养化。q 水体中的亚硝酸盐被人食用后严重危害人水体中的亚硝酸盐被人食用后严重危害人体健康。体健康。4 4反硝化作用：反硝化作用：n 绝大多数细菌、放线菌、真菌以绝大多数细菌、放线菌、真菌以NONO3 3-为氮素养料、为氮素养料、吸收硝酸盐，还原为氨。吸收硝酸盐，还原为氨。NONO3 3-NH NH3 3n 反硝化细菌在缺氧条件下，进行厌氧性呼吸作用，反硝化细菌在缺氧条件下，进行厌氧性呼吸作用，以以NONO3 3-为最终电子受体，将为最终电子受体，将NONO3 3-还原为还原为N N2 2。NONO3 3-N N2 2 反硝化作用的微生物反硝化作用的微生物 土壤中反硝化细菌种类很多，以假单胞菌为主，其次土壤中反硝化细菌种类很多，以假单胞菌为主，其次是产碱杆菌、产芽孢菌等。是产碱杆菌、产芽孢菌等。反硝化作用的农业和环境意义反硝化作用的农业和环境意义 是土壤氮素损失的重要原因之一。农田常进行中是土壤氮素损失的重要原因之一。农田常进行中耕松土，改善土壤通气状况，抑制反硝化作用。耕松土，改善土壤通气状况，抑制反硝化作用。是自然界氮素循环的重要部分，保证自然界氮素是自然界氮素循环的重要部分，保证自然界氮素的平衡及氮循环的正常进行，使大气中氮的含量保的平衡及氮循环的正常进行，使大气中氮的含量保持稳定。持稳定。在环境保护方面，反硝化反应是生物除氮的主要在环境保护方面，反硝化反应是生物除氮的主要方法，在全球的污水处理厂中被广泛应用。方法，在全球的污水处理厂中被广泛应用。对环境质量产生不良影响。对环境质量产生不良影响。5.生物固氮作用生物固氮作用n有固氮功能的微生物包括根瘤菌、固氮菌、放有固氮功能的微生物包括根瘤菌、固氮菌、放线菌、蓝细菌等，它们能将空气中的氮气还原线菌、蓝细菌等，它们能将空气中的氮气还原为氨，不同固氮生物的固氮体系基本相同，反为氨，不同固氮生物的固氮体系基本相同，反应也相同。应也相同。N N2 2+能量能量 +电子供体电子供体 NHNH3 3+H+H2 2自生固氮自生固氮：独立生活并完成固氮功能，如固氮光合细菌、红螺菌：独立生活并完成固氮功能，如固氮光合细菌、红螺菌共生固氮共生固氮(单独讲单独讲)：与植物共生完成固氮作用。与植物共生完成固氮作用。联合固氮：联合固氮：固氮微生物生活在植物根的粘质鞘套内或皮层细胞之固氮微生物生活在植物根的粘质鞘套内或皮层细胞之间，与植物的关系有一定专一性，但不形成特殊结构。如固氮螺间，与植物的关系有一定专一性，但不形成特殊结构。如固氮螺菌与玉米、小麦等禾本科植物的联合固氮。菌与玉米、小麦等禾本科植物的联合固氮。四、硫素循环四、硫素循环1 1自然界硫素形态和循环途径：自然界硫素形态和循环途径：n无机硫无机硫:SO:SO4 42-2-、S S2 2O O3 32-2-、S S、H H2 2S S 植物、藻类、异养型微生物只能直接利用植物、藻类、异养型微生物只能直接利用SOSO4 42-2-，其它形态，其它形态硫需要经过适当转化才能为它们吸收利用。硫需要经过适当转化才能为它们吸收利用。n有机硫有机硫:-SH(:-SH(蛋白质中的含硫氨基酸和硫胺素、生物素蛋白质中的含硫氨基酸和硫胺素、生物素)2含硫有机物的分解：含硫有机物的分解：进入土壤的含硫有机物主要是蛋白质，含硫氨基酸被氨进入土壤的含硫有机物主要是蛋白质，含硫氨基酸被氨化微生物分解化微生物分解 含硫氨基酸含硫氨基酸 H H2 2S+NHS+NH3 3+氨化微生物五、磷素循环五、磷素循环第四节第四节 微生物与其它生物间的关系微生物与其它生物间的关系两微生物种群两微生物种群相互受益相互受益,或一方受益，或一方受益，并保持各自独立性的松散关系并保持各自独立性的松散关系互生关系互生关系两种微生物紧密结合，形成特殊的结构和两种微生物紧密结合，形成特殊的结构和功能。两者高度协调功能。两者高度协调,互惠互利。互惠互利。共生关系共生关系对抗关系对抗关系两种微生物间的对立关系。表现为竞争、两种微生物间的对立关系。表现为竞争、拮抗、捕食、寄生关系。拮抗、捕食、寄生关系。中性关系中性关系两种微生物相互无影响地生活在一起，在两种微生物相互无影响地生活在一起，在共处中无明显利害关系。共处中无明显利害关系。互生关系共生关系对抗关系偏利关系协同作用竞争拮抗寄生捕食 微生物种群之间的相互关系微生物种群之间的相互关系 l中性关系中性关系 Neutralism l偏利关系偏利关系 Commensalisml协同关系协同关系 Synergisml共生关系共生关系 Mutualisml竞争关系竞争关系 Competition l拮抗关系拮抗关系 Amensalisml寄生关系寄生关系 Parasitism l捕食关系捕食关系 Predation 乳乳 杆菌和链球菌在恒化器内单独培养和混合培杆菌和链球菌在恒化器内单独培养和混合培养，计数结果表明，两种情况下种群密度相同。养，计数结果表明，两种情况下种群密度相同。兼性厌氧兼性厌氧菌菌生长消耗了生长消耗了O O2 2，为厌氧菌创造无氧，为厌氧菌创造无氧环境。环境。氮素转化中，氨化细菌分解有机氮化物，产生氮素转化中，氨化细菌分解有机氮化物，产生氨，为亚硝酸菌的生活创造了条件。氨，为亚硝酸菌的生活创造了条件。两个微生物种群之间相互受益并保持两个微生物种群之间相互受益并保持各自独立性的松散关系。各自独立性的松散关系。举例举例 土壤中纤维素分解菌分解纤维素成葡萄糖，土壤中纤维素分解菌分解纤维素成葡萄糖，为自生固氮为自生固氮菌菌提供碳源，固氮菌为纤维提供碳源，固氮菌为纤维菌菌提提供氮源。供氮源。v 两个微生物种群竞争相同养料和生长空两个微生物种群竞争相同养料和生长空间。结果是优胜劣汰。在自然界非常普遍。间。结果是优胜劣汰。在自然界非常普遍。v 举例举例由于乳酸菌的旺盛繁殖，产由于乳酸菌的旺盛繁殖，产生大量乳酸使环境变酸，从而抑制其它菌生长生大量乳酸使环境变酸，从而抑制其它菌生长 一种微生物生活在另一种微生物内体表或一种微生物生活在另一种微生物内体表或体内，从后者的细胞、组织中获得营养。前体内，从后者的细胞、组织中获得营养。前者称寄生物，后者为寄主。者称寄生物，后者为寄主。举例举例v蛭弧菌寄生于细菌，最终导致细菌裂解蛭弧菌寄生于细菌，最终导致细菌裂解v噬菌体寄生于细菌噬菌体寄生于细菌二、二、微生物与高等植物的相互关微生物与高等植物的相互关系系1.根际根际/圈微生物与植物的互生关系圈微生物与植物的互生关系n 根圈根圈/际际(rhizosphere(rhizosphere):):生长中的植物根系能直接影生长中的植物根系能直接影响到的土壤区域。响到的土壤区域。根际是土壤、植物、微生物根际是土壤、植物、微生物相互作用的生态系统，根际周相互作用的生态系统，根际周围土壤中的微生物比远离根际围土壤中的微生物比远离根际的微生物种类多，数量大。的微生物种类多，数量大。q根圈是根系分泌作用旺盛的部位，根圈的营养成根圈是根系分泌作用旺盛的部位，根圈的营养成分、氧气、水分等与根外土壤差别较大，形成了一分、氧气、水分等与根外土壤差别较大，形成了一个有利于微生物生长的特殊生态环境。个有利于微生物生长的特殊生态环境。根圈效应根圈效应(rhizosphere(rhizosphere effect)effect)生活在根圈中的微生物在数量、种类和活性等特生活在根圈中的微生物在数量、种类和活性等特征上都与根圈外的微生物不同，表现出一定特异性，征上都与根圈外的微生物不同，表现出一定特异性，这种现象称根圈效应，以这种现象称根圈效应，以 根土比根土比 表示。表示。根土比（根土比（Root/Soil ratioRoot/Soil ratio）根土比根土比(R/S(R/S ratio)ratio)n 根圈微生物类群根圈微生物类群:细菌、真菌、原生动物细菌、真菌、原生动物 有益有益 改善植物营养，提高土壤矿质养料的有效性改善植物营养，提高土壤矿质养料的有效性 分泌维生素、氨基酸、激素等促进植物生长分泌维生素、氨基酸、激素等促进植物生长 分泌抗生素，帮助植物抵抗病原菌分泌抗生素，帮助植物抵抗病原菌 产生铁载体产生铁载体 有害有害 引起作物病害引起作物病害 产生毒素产生毒素 竞争养分竞争养分 人类病原菌人类病原菌根圈微生物对植物的影响：根圈微生物对植物的影响：是自然界的主要是自然界的主要固氮体系，形成固氮体系，形成特殊的共生结构特殊的共生结构-根瘤根瘤细菌与植物共生细菌与植物共生根瘤菌：生物固氮为植物提供氮素根瘤菌：生物固氮为植物提供氮素养料养料植物根的分泌物促进根瘤菌的生长植物根的分泌物促进根瘤菌的生长和定殖，根瘤结构为固氮作用提供和定殖，根瘤结构为固氮作用提供厌氧环境，光合产物为其提供碳源厌氧环境，光合产物为其提供碳源和能源和能源互惠互利互惠互利p 根瘤菌属（Rhizobium）p 中慢生根瘤菌属（Mesorhizobium）p 中华根瘤菌属（Sinorhizobium）p 固N根瘤菌属（Azorhizobium）p 慢生根瘤菌属（Bradyrhizobium）p Allorhizobium根根瘤瘤的的形形成成v结瘤性：能进入豆科作物根部结瘤结瘤性：能进入豆科作物根部结瘤v专一性：根瘤菌与宿主植物间有较专一性：根瘤菌与宿主植物间有较强专一性强专一性v固氮性：根瘤能固氮固氮性：根瘤能固氮固氮效率固氮效率高，可做高，可做饲料、绿饲料、绿肥等增加肥等增加土壤肥力土壤肥力 弗兰克氏菌（弗兰克氏菌（FrankiaFrankia）为放线菌，能通过根毛）为放线菌，能通过根毛侵入某些非豆科植物的根部，形成根瘤。在根瘤内侵入某些非豆科植物的根部，形成根瘤。在根瘤内及培养基中均为有横隔膜的分枝状放线菌。及培养基中均为有横隔膜的分枝状放线菌。三、三、微生物与人和动物的相互关微生物与人和动物的相互关系系 1 1互生关系：互生关系：在正常状态下，人体表面以及外界相通在正常状态下，人体表面以及外界相通的体腔都分布着一定数量和种类的微生物，的体腔都分布着一定数量和种类的微生物，称为人体正常微生物群落。人体为这些微称为人体正常微生物群落。人体为这些微生物提供良好的生态环境。微生物合成人生物提供良好的生态环境。微生物合成人体必须的营养物质，如硫胺素、烟酸、维体必须的营养物质，如硫胺素、烟酸、维生素等，正常群落的定居，还可抵制病原生素等，正常群落的定居，还可抵制病原微生物入侵。表现为互生关系。微生物入侵。表现为互生关系。n口腔：口腔：唾液链球菌、溶血链球菌、流感杆唾液链球菌、溶血链球菌、流感杆菌菌n呼吸道：呼吸道：葡萄球菌、类白喉棒杆菌、肺炎葡萄球菌、类白喉棒杆菌、肺炎链球菌链球菌n肠道：肠道：大肠杆菌、粪链球菌、产气杆菌大肠杆菌、粪链球菌、产气杆菌n生殖泌尿：嗜酸乳杆菌、链球菌、葡萄球菌生殖泌尿：嗜酸乳杆菌、链球菌、葡萄球菌n身体的器官内部以及血液、淋巴系统是没有身体的器官内部以及血液、淋巴系统是没有微生物的，如有，则为病态。微生物的，如有，则为病态。2 2共生关系共生关系 瘤胃微生物与反刍动物的共生关系。反刍瘤胃微生物与反刍动物的共生关系。反刍动物以草为食，但本身缺乏消化纤维素和木质动物以草为食，但本身缺乏消化纤维素和木质素的酶，在反刍动物的瘤胃中定居有能分解纤素的酶，在反刍动物的瘤胃中定居有能分解纤维素等的微生物群落。瘤胃则为它们提供恒温、维素等的微生物群落。瘤胃则为它们提供恒温、厌氧的环境。厌氧的环境。3 3寄生关系寄生关系q病毒、细菌、真菌、原生动物等微生物在人病毒、细菌、真菌、原生动物等微生物在人体或动物体内寄生引起疾病。体或动物体内寄生引起疾病。人体：皮肤、感觉器官、口腔、消化道、呼吸道、人体：皮肤、感觉器官、口腔、消化道、呼吸道、尿道、生殖、血液循环系统。尿道、生殖、血液循环系统。昆虫：病原细菌：昆虫：病原细菌：BtBt，病原真菌：白僵菌病原真菌：白僵菌、冬虫夏草、冬虫夏草 昆虫病毒昆虫病毒