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1、第七章 微生物的生态,第一节 微生物的分布 第二节 微生物与生物环境间的相互关系 第三节 微生物在自然界物质循环中的作用 第四节 微生物在生态领域的应用,重点,微生物生态、互生、共生、寄生、拮抗、嗜热菌 微生物在氮素循环中有何作用？ 海洋微生物有何特点？ 不可培养的活菌？（思考）,第一节 微生物的分布及资源开发,群落同一环境中两个以上种群由于生活繁殖上的连锁而构成相依赖、相制约的生物集团。 种群生活在同一环境中的同种个体组成的能繁殖集团。与同种别的种群有隔离、有界限。 微生物生态学研究微生物的自然群体与其周围各种环境因子相互作用关系的科学。 微生物生态学研究对象： 自然界的微生物 与上述微生物
2、相关的环境因子(物理、化学、生物因子) 微生物与环境因子的相互作用,我国各主要土壤的含菌量(万/克干土),土类 地点 细菌 放线菌 真菌 暗棕壤 黑龙江呼玛 2,327 612 13 棕壤 辽宁沈阳 1,284 39 36 黄棕壤 江苏南京 1,406 271 6 红壤 浙江杭州 1,103 123 4 砖红壤 广东徐闻 507 39 11 磷质石灰土 西沙群岛 2,229 1,105 15 黑土 黑龙江哈尔滨 2,111 1,024 19 黑钙土 黑龙江安达 1,074 319 2 棕钙土 宁夏宁武140 11 4 草甸土 黑龙江亚沟 7,863 29 23 嵝土 陕西武功 951 1,03
3、2 4 白浆土 吉林皎河 1,598 55 3 滨海盐土 江苏连云港 466 41 0.4,微生物示例,微生物的传播,微生物引起的工业产品的霉腐： 大量工业制品都是用用动植物产品作原料来制造的纤维制品、木制品、革制品、橡胶制品、油漆、卷烟、化妆品等 有些工业产品如塑料、建筑涂料等也有很多微生物可以分解、利用 光学仪器上的镜头，建筑泥浆、钢缆、地下管道、金属材料等，各种电讯器材、文物、书画等也可被多种特殊微生物所破坏。 开发并推广使用可被微生物降解的产品，或利用微生物的降解特性。,工业,微生物对工业品的危害,霉变（mildew，mouldness）：由霉菌引起的变败 腐朽（decay）泛指在好氧
4、条件下微生物酶解有机质使其劣化的现象，常见的如由担子菌引起的木材或木制品的腐朽现象 腐烂（或腐败，Putrefection，rot）主要指由细菌或酵母菌引起的使物体变软、发臭性的劣化 腐蚀（corrosion）主要指由硫酸盐还原细菌、铁细菌或硫细菌引起的金属材料的侵蚀、破坏性劣化 变质（deterioration）指由各种生物或非生物因素引起的工农业产品质量下降的现象,霉腐微生物的试验模式菌株,菌名 破坏性能 Aspergillus niger黑曲霉 在许多材料上广泛生长 Asp. terreus土曲霉 侵蚀多种材料 Aureobacidium pullulans出芽短梗霉 侵蚀涂漆与喷漆 P
5、aecilomyces varioti宛氏拟青霉 侵蚀塑料和皮革 Penicillium funiculosum绳状青霉 侵蚀织物及多种材料 P. ochro-chloron赭绿青霉 侵蚀塑料与织物 Scopularriopsis brevicaulis短柄帚霉 侵蚀橡胶 Tricoderma viride绿色木霉 侵蚀纤维织物与塑料,原生性微生物区系是微生物与植物在长期相处的关系中形成的，它们以种子的分泌物为生与植物的生活和代谢强度息息相关。 次生性微生物区系指的是那些存在于土壤、空气中，通过各种途径侵染粮食的微生物。在粮食微生物中，尤以霉菌危害严重，并且能产生150多种对人和动物有害的真菌
6、毒素。,农业,大田作物的微生物区系,不利影响： 由于微生物的生长繁殖而腐烂、变质，不能再食用或使用； 病原微生物进入人体的重要途径，引起传染性疾病； 很多微生物在食品、上生长后会产生对人有害的毒素： 细菌毒素？真菌毒素？,食品,食品上的微生物,食品的基质条件：含有丰富的营养物质 食品上微生物的来源：食品原料的采收、运输、加工和包装过程中被微生物污染；食品原料在土壤中生长所正常带有的微生物 污染食品的微生物种类： Escherichia coli、Staphylococcus aureus、Bacillus subtilis、 B. megaterium、 Salmonella、Proteus
7、vulgaris、 Pseudomonas aeroginosa、Lactobacillus、Streptococcus lactis、Clostridium、Sacchromyces cerevisiae 、 Aspergillus、Penicillium、Fusarium、 Alternaria、Paecilomyces、Rhizopus、Mucor、Trichoderma、 Phoma 等。 微生物污染的危害：引起食品变质外；引起人类的各种严重疾病,生物体内外的正常菌群*,正常菌群：生活在健康动物各部位，数量大、种类较稳定且一般是有益无害的微生物，称为正常菌群。 人体正常微生物群落在正常
8、生理状态下，人体的体表和体腔中所存在的一定种类和数量微生物，并不侵害人体。如皮肤上的葡萄球菌、链球菌等；口腔中的乳酸杆菌、螺旋体：呼吸道和鼻咽腔中的类白喉杆菌、葡萄球菌、流感杆菌等。在肠通内也含有大量的细菌。 作用肠道细菌可以合成人体所需生长因子，维持人体正常的生活；正常微生物群落的存在，还可以通过拮抗作用抑制或排斥病原微生物的生长 正常动物体的皮毛与外界相通的器官上，也存在着许多微生物。,第二节 微生物与生物环境间的相互关系,一、互生 1.互生关系；2.人体肠道正常菌群 3.混菌培养与生产实践 二、共生 1.共生关系 2.与植物、动物的共生关系 三、寄生 1.寄生关系 2.与植物、动物的寄生
9、关系 四、竞争 五、拮抗 六、捕食,生物间相互关系的类型,甲、乙为两种生物 既利甲又利乙（+）共生*、互利共栖、互养共栖、协同共栖 利甲而损乙 （+ -）寄生*、捕食*、拮抗* 利甲而不损乙（+ 0）偏利共栖、互生（半共生）* 甲、乙不相干（0 0）无关共栖 不利甲而损乙（0 -）偏害共栖 既损甲又损乙（- -）竞争共栖*,一、互生,互生关系是微生物间比较松散的联合，在联合中可以是一方得利，或双方都有利。 偏利共栖：两种或多种生物生活在同一生境中，其中一个微生物的种群因另一种群的存在或生命活动而单方面获利，但后者不受影响。 互利共栖：生活在同一生境中的两个或多个生物种群之间相互受益，同时有保持
10、各自独立，它们相互协作，增强对环境的适应能力。 例如 纤维分解菌为固氮菌提供了碳素营养和能源，促进固氮菌的发育。而固氮菌分泌的氮化物又为纤维分解菌提供了营养。 人体肠道正常菌群 混菌培养与生产实践,微生物的互生,基因工程菌的选择,二、共生,共生关系是两种生物紧密地结合在一起，形成一种特殊的共生体。它们在生理上出现了一定的分工，组织和形态上产生了新的结构(共生体)。 典型的例子是地衣，它是真菌和单细胞绿藻或蓝细菌共生形成的一种共生体。 与植物、动物的共生关系,地衣,共生(根瘤菌、南极地衣),与植物、动物的共生关系,根瘤是根瘤菌和植物共生形成的，它是微生物与高等植物共生关系的典型代表。 微生物与昆
11、虫之间也存在着多种多样的共生关系。如白蚁和它肠道内的原生动物的共生。白蚁本身不能消化纤维素，但在它后肠中含有共生性的原生动物。原生动物将纤维素分解为糖类物质，而虫体成为原生动物的适宜环境。,三、寄生,寄生指的是小型生物生活在较大型的生物体内或体表，从后者获得营养，进行生长、繁殖，并使后者蒙受损害甚至被杀死的现象。 例如： 噬菌体细菌 蛭弧菌细菌 真菌真菌 真菌、细菌原生动物 微生物与动植物,四、竞争,两个种群因需要相同的生长基质或其它环境因子，致使增长率和种群密度受到限制时发生的相互作用，其结果对两种种群都是不利的。,五、拮抗,拮抗关系是指一种微生物在其生命活动中，产生某种代谢产物或改变环境条
12、件，从而抑制其他微生物的生长繁殖，甚至杀死其它微生物的现象。 在制造泡菜、青储饲料时，乳酸杆菌产生大量乳酸，导致环境变酸，即pH值的下降，抑制了其它微生物的生长，这属于非特异性的拮抗作用。 产生抗生素的微生物，则能够抑制甚至杀死其它微生物，例如青霉菌产生的青霉素能抑制一些革兰氏阳性细菌，链霉菌产生的制霉菌素能够抑制酵母菌和霉菌等，这些属于特异性的拮抗关系。,捕食,一种种群被另一种种群完全吞食，后者从前者得到营养，而对被捕食者种群产生不利影响。,第二节 通用分类单元,一、种以上的系统分类单元 1.七级分类单元 2.种的概念 3.种的分类地位举例 二、学名 三、亚种以下的分类单元 1.亚种 2.变
13、种 3.型 4.类群 5.菌株 6.小种 7.相 8.态,1.种以上的七级分类单元,界(Kingdom) 门(Phylum) 纲(Class) 目(Order) 科(Family) 属(Genes) 种(Species),大肠杆菌属于： 细菌界（Bacteria） 朊细菌门（Protobacteria） 发酵细菌纲（Zymobacteria） 肠杆菌目（Enterobacteriales） 肠杆菌科（Enterobacteriaceae） 埃希氏菌属（Escherichia） 大肠埃希氏菌（E.coli）,2.种的概念,种的定义只是一大群性状极其相同的菌株的总称。尤其在原核生物中的具体的种是指
14、能代表这个种的各典型性状的一个被指定的菌株亦即模式菌株。 抽象的种 具体的模式菌株 新种： sp.nov.或nov. sp.，被鉴定的种第一次发表在权威杂志时，以新种命名。在其学名后标上sp.nov.的符号，新种发表前应将其模式菌株的培养物存放在一个永久性的保藏机构。,二、种的学名双名法,学名依据国际命名法规给每一种微生物取一个为大家所公认的科学名称。每一种微生物的学名都依属和种而命名。 属名在前，规定用拉丁字名词表示，字首字母要大写，由微生物的构造、形状，或由科学家名字而来，用以描述微生物的主要特征； 种名在后，常用拉丁字形容词表示，字首字母小写，为微生物的色素、形状、来源、病名，或科学家的姓名等，用以描述微生物的次要特征。 金黄色葡萄球菌(Stapylococcus aureus) 巴斯德酵母(Sacharomyces pastori),3.若干重要微生物类群,细菌： 霉菌： 枯草芽孢杆菌 黄曲霉 脆弱拟杆菌 黑曲霉 大肠杆菌 毛霉属 绿脓杆菌 产黄青霉 沙门氏菌 米根霉 志贺氏菌 绿色木霉 金黄色葡萄球菌 放线菌： 酵母菌： 放线菌属 酿酒酵母 诺卡氏菌属,21世纪的微生物学,人类可持续发展的期望粮食、能源、资源、环境、健康。,
