微生物在自然界中的分布

第三十一讲微生物在自然界中的分布

教学目的：了解微生物在自然界的分布情况及分布规律

教学重点：微生物在土壤中的分布情况

教学难点：

课时分布：1学时

教学过程：

前言：微生物生存除了需要从外界环境中吸收各种营养物质以外，还必须要有赖以生存的环境条件，不同的自然环境中分布着不同的微生物，同一环境中的微生物也因环境的变化而变化，了解微生物在自然界中的分布规律，可为人类发掘丰富的微生物资源提供理论依据。此外，微生物的活动也影响环境。在自然界物质转化和自然界自净方面起作用，以达改造自然、保护环境的目的。

微生物是在自然界分布最广的一群生物，无论是高山、陆地、淡水、海洋、空气以及动植物体内外，都有它们的存在，这是由微生物本身的特性所决定的。

一、土壤中的微生物

土壤是微生物的大本营。在自然界中，土壤是微生物最适宜的生活环境，它具有微生物生长繁殖及生命活动所必需的一切营养物质，故有微生物的天然培养基之称。

1、土壤具有微生物所必需的一切营养物质

既有来自动植物尸体、排泄物、微生物的代谢产物的有机物；又有来自矿物质风化分解所形成的各种无机物。

2、土壤具备微生物生长繁殖的各种条件

酸碱度一般呈中性；渗透压在3-6个大气压之间，未超过微生物的渗透压，使微生物在等渗溶液中生长；氧含量占土壤空气容积的7%-8%，保证好氧性微生物的需要；温度一年四季变化不大。

（一）土壤中微生物的种类和数量

通常肥沃土壤含量多于贫瘠土壤。

细菌最多，占土壤微生物总量的70%-90%，主要是一些氨化细菌、硝化细菌、反硝化细菌、固氮菌、纤微素分解菌、硫化细菌。

其次是放线菌，碱性土壤又比酸性土壤多。

再次是真菌，主要是霉菌，酵母含量较少。

（二）土壤中微生物的分布

通常耕作地和施肥地微生物较荒地和沙漠地多。土表下5-15厘米处最多，以后土层愈深，微生物愈少。表层因经常受到阳光的照射和缺乏水分，微生物易死亡。油田地中存在着以碳氢化合物为碳源的微生物种类，在森林土壤中则有能分解纤微素等物质的微生物。一般酸性土壤中霉菌较多，碱性土壤及有机质丰富的土壤中放线菌较多，盐碱土中有嗜盐微生物。

二、水中微生物

水中微生物来源：天然生长于水中的微生物；来自土壤的微生物；来自工厂和生活污水及人畜的排泄物。通常内陆排水中含有大量有机物，菌数也多，远海地区菌数要少。人类集居地区水域中含有大量的生活垃圾及污水，使一些腐生性细菌大量繁殖，而远离居民区不受污染的水域，有机质较少，水体中的微生物少。

三、空气中的微生物

空气中的微生物是短暂的可变的，因为空气并不是微生物繁殖的场所：营养缺乏、干燥、紫外线照射等。空气中的微生物来源于土壤飞起的尘埃；水面掀起的微小水滴；人和动物体表干燥脱落物及呼吸道排泄物。通常大城市>野外、乡村>森林、海洋。

四、极端环境中的微生物

1、嗜热微生物多是一些生长在热泉、高强度太阳辐射的土壤、岩石表面；各种堆肥、干草、锯屑。多从热泉中分离。应用意义在于高温发酵可以避免污染和提高发酵效率，产生的酶在高温时有更高的催化效率，高温微生物也易于保藏。

2、嗜冷微生物主要存在的生境有极地、深海、寒冷水体、冷冻土壤、阴冷洞穴及冷藏食品，是引起冷藏食品变质的主要原因菌。

3、嗜酸微生物能在高酸环境下生长，多存在于某些湖泊、泥碳土、酸性的沼泽、酸矿水、酸热泉、火山湖、地热泉等，其优势菌是无机化能营养的硫氧化菌、硫杆菌等。广泛用于微生物冶金、生物脱硫。

4、嗜碱微生物分布在碱性最强的自然环境中：碳酸盐湖及碳酸盐荒漠等，我国的碱性环境有青海湖。人为的碱性环境有石灰水、碱性污水。

5、嗜盐微生物分布在含有高浓度盐的自然环境中：盐湖（青海湖、死海等）、盐场、盐矿和盐腌制食品。探索其作为生产菌或电子器件和生物芯片。

6、嗜压微生物多存在海底、油井深部。

这些极端微生物的研究主要是开发利用新的微生物资源；为微生物生理、遗传、分类等许多领域提供新课题和材料；为生物进化、生命起源提供新材料。