微生物的生态与分类

《微生物的生态与分类》由会员分享，可在线阅读，更多相关《微生物的生态与分类（63页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、第七章第七章 微生物生态微生物生态 生态学：研究生物系统与其所处环境条件之 间的相互作用规律性的科学。 微生物生态学：微生物群体与其周围生物和 非生物环境条件的相互作用关系。研究意义实践：开发菌种资源、新的微 生物农药、菌肥、医药、混 菌发酵、生态农业，促进探 矿、冶金、环保、提高土壤 肥力以及开发生物能，防治 有害微生物等理论：地球进化和生物进化原 因 种群（population）：生活在同一环境中的同种个 体组成的能繁殖集团。 群落（community）：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互依赖和制约的生物集团。 生态系统（ecosystem）：生物群落与其生存环境 相结

2、合、相作用、相调控而成的整体系统。 生物圈（biosphere）： 生物在地球各处进行生命活动的圈层。第一节第一节 微生物在自然界中的分布微生物在自然界中的分布土壤中的微生物土壤中的微生物水体中的微生物水体中的微生物空气中的微生物空气中的微生物极端环境中的微生物极端环境中的微生物自然环境中的微生物工农业产品上的微生物工农业产品上的微生物紫硫细菌 真菌 生物体内外的正常菌群生物体内外的正常菌群一、一、 土壤中的微生物土壤中的微生物矿质元素 水分 通气条件 pH值 温度 动植物和微生 物残体微生物生长繁殖的 良好基地 土壤1）土壤微生物的数量和分布主要受营养物、含水量、氧、温度、pH等因子的影响，

3、并随土壤类型的不同而有很大变化。2）土壤微生物的数量和分布受 季节影响。3）微生物的数量也与土层深度 有关，一般土壤表层微生物最多 ，随着土层的加深，微生物的数 量逐步减少。耕作层(15cm)土壤中的微生物数量和生物量微生物类群菌数(cfu/g)生物量 (g/ m3）细菌108160放线菌105 - 106160真菌105藻类104 - 10532原生动物10438200土壤中的土壤中的 微生物微生物放线菌细菌真菌藻类原生动物大多为异养型，少数为自养型。按生 理分:固氮细菌、氨化细菌，纤维分解 细菌、硝化细菌、反硝化细菌、硫酸 盐还原细菌、产甲烷细菌 主要是链霉菌(Streptomyces)有

4、藻状菌、子囊菌、担子菌和半 知菌类，以半知菌类最多。 硅藻、绿藻 、裸藻、 金藻和黄藻，水 网藻和水绵等丝状绿藻，衣藻、原球 藻、小球藻、丝藻、绿球藻等。有纤毛虫、鞭毛虫和根足虫等 。 无性繁殖 。微生物以微菌 落（microcolony）的形式存在于土壤 团聚体中。二、二、 大气中的微生物大气中的微生物空气中的微生物主要是： 芽孢细菌的芽孢和一些G菌； 真菌的孢子。空气中的微生物主要来自： 土壤扬起的灰尘； 水面吹起的水沫； 动、植物体表。 空气中的环境条件：无营养和水分、紫外线直射 存在状态：漂浮，短暂停留，以吸附于尘埃微粒上的 形式存在。空气中的尘埃颗粒数与微生物数量有直接关 系。 分布

5、：越接近地面的空气含菌量越高，目前人类检测 到微生物存在的最高处为85km的高空。三、三、 水体中的微生物水体中的微生物地球表面71%为海洋占地球总量的97% 冰川和两极2% 湖泊0.009% 河流0.00009% 地下水少量 水体微生物主要来自土壤、空气、动植物残体及分泌 排泄物、工业生产废物、废水及市政生活污水等 自然水域具有微生物的生活条件： 水中有营养物质、溶解氧、渗透压和温度适合不同微生物生长。 淡水水域中的微生物细菌 、真菌 、藻类 、原生动物。 特点： 运动性（随水流动）； 在低营养浓度下生存。 海水中的微生物 藻类、G- 需氧细菌 、兼性厌氧菌。 特点：嗜盐、嗜冷、嗜压。 江河

6、水中的微生物1）数量和种类与接触的土壤密切相关；2）主要吸附在悬浮于水中的有机物及水底；3）多能运动，有些具有异常形态（如柄细菌）； 4）靠近城市或城市下游水中的微生物多，并且 有很多对健康不利的细菌，不宜作饮用水源。水中的病原微生物会对水质产生重要影响饮用水的微生物指标：总菌数： 100个/ml大肠杆菌： 3 个/L水体的自净作用(self cleaning) 自然水体尤其是快速流动、溶氧量高的水体，对投 入其中的有机或无机污染物有明显的自净作用，其 原因除了包含物理性的沉淀、扩散、稀释作用和化 学性的氧化作用外，关键是微生物的作用。p好氧性细菌对有机物的降解作用 p原生动物对细菌的吞噬作用

7、 p噬菌体对细菌的裂解作用 p细菌糖被（荚膜物质）对污染物的吸附沉降作用 p藻类的光合作用等饮用水的微生物学标准 良好的饮用水细菌含量应在100个/ml以下，当超过 500个/ml时，即不适合作为饮用水。 一般用以大肠杆菌为代表的大肠菌群数作为是否含 有病原菌的指标。用其作指标可灵敏地推断该水源 是否曾与动物粪便接触以及污染的程度如何。 大肠菌群：指任何可发酵乳糖产酸产气的革兰氏阴 性、杆状、无芽孢、兼性厌氧的肠道细菌。典型代 表是大肠杆菌，也包括产气肠杆菌、柠檬酸梭菌属 、肺炎克氏杆菌等。 我国卫生部门规定的饮用水的微生物学标准：1ml 自来水中的细菌总数不可超过100个（37，24h） ，

8、而1000 ml自来水中的大肠菌群数则不能超过3个 （ 37，48h）富营养化作用（eutrophication）：指水体中因 N、P等元素含量过高而引起水体 表层的蓝细菌和藻类过度生长繁殖的现象。这时， 下层水体不但因缺光而少氧，很多藻类还能产生各 种毒素，造成了厌氧和有毒的环境。“水花”或“水华”（water bloom） 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。发生在淡水水体中的富营养 化现象。赤潮或红潮（red tides） 在海洋中，某些甲藻类大量繁殖也可以形成水花，从而使海水 出现红色或褐色。赤潮和水华四、工农业产品上的微生物四、工农业

9、产品上的微生物 工业品的霉腐：-各种材料的工业产品如钢缆、地下管道、电讯器材以及文物 、标本等都可被微生物所损害；微生物引起的破坏包括： 霉变(midew)霉菌引起的劣化 腐朽（decay）主要是担子菌类产生的酶将纤维素 和 木质素分解，引起木材或木制品的腐朽 腐烂（腐败，rot）含水量较高的产品由细菌生长繁 殖引起 腐蚀（corrosion）由硫酸盐还原菌、铁细菌或硫 细菌 食品上的微生物： 农产品上的微生物：黄 曲霉毒素五、五、 极端环境极端环境中的微生物中的微生物极端环境高温环境低温环境高压环境高碱环境高酸环境高盐环境厌氧环境 高辐射环境极端微生物（extremophiles）或嗜极菌：

10、凡依赖于诸 如高温、低温、高压、高渗、高酸、高碱、干旱、高辐 射强度等极端环境才能正常生长繁殖的微生物，称 嗜极菌或极端微生物。 研究价值：了解极端环境下微生物的物种、遗传特 性及适应机制，不仅可为生物进化、微生物 分类积累资料，提供新的线索，还可直接利 用它的特殊基因、特殊机能，培育更有用的 新种。 嗜热微生物 嗜冷微生物 嗜酸微生物 嗜碱微生物 嗜盐微生物 嗜压微生物 抗辐射微生物极端微生物六、六、 生物体内外的正常菌群生物体内外的正常菌群 1.人体的正常菌群 1）正常菌群 生活在健康动物各部位、数量大、种类较稳定、一般是有益 无害的微生物，称为正常菌群。 正常情况下人体与正常菌群之间处于

11、微生态平衡状态 变化情况：正常菌群是相对的、可变的、有条件的。 机体防御机能减弱时，一部分正常菌群会成为病原微生物； 正常菌群在非正常部位时也可引起疾病； 由于外界因素的影响，破坏了各种微生物之间的相互制约关 系，正常菌群也会引起疾病（菌群失调症）。 作用：排阻、抑制；提供营养；产消化酶；分解有毒物；固 氮、产有机酸，降低肠道pH和促进其蠕动等2）正常菌群的失调 失调的原因 宿主的防御功能减弱 正常菌群生长部位改变 长期服用抗生素 失调的结果 正常菌群的某些菌趁机转移或大量繁殖致病菌 这类特殊的致病菌叫条件致病菌 由它们引起的感染叫内源感染3）正常菌群的恢复 微生态制剂益生菌剂 微生态制剂是依

12、据微生态学理论而制成的含有有益 菌的活菌制剂，其功能在于维持宿主的微生态平衡、 调整宿主的微生态失调或兼有其他保健功效。 益生菌剂指一类分离自正常菌群，以高含量活菌为主， 一般以口服或粘膜途径投入，有助于改善宿主特定部位 微生态平衡并兼有若干其他有益生理活性的生物制剂。 益生菌的种类：双歧杆菌类、乳杆菌类和肠球菌 类2.无菌动物与悉生动物 无菌动物 凡在其体内外不存在任何正常菌群的动物 免疫功能十分低下 悉生生物 人为地接种上某种或某些已知纯种微生物的无菌动物或植物3.根际微生物和附生微生物 根际微生物 植物根系经常向周围土壤分泌各种外渗物质，故根际有大量 微生物活动。种类组成受植物的种类和植

13、物发育阶段影响。 作用是改善植物营养、分泌生长刺激素及抗生素等；有时也 有害，与植物争夺N、P等营养、分泌毒素等。 附生微生物 指生活在植物体表面，主要借其外渗物质或分泌物质为营养 的微生物。叶面微生物是主要的附生微生物。第二节第二节 微生物与生物环境间的关系微生物与生物环境间的关系 两种生物间的关系： 1.双方受益（+ +） 共生、互利共栖、互养共栖和协同共栖等 2.一方受益而另一方无损（+ 0） 互生、偏利共栖和卫星状共栖等 3.一方受益而另一方受损（+ -） 寄生、捕食和拮抗等 4.一方无损而另一方受损（0 -） 偏害共栖 5.双方互不影响（0 0） 无关共栖 6.双方受损（- -） 竞

14、争共栖 一、互生 定义 两种单独生活的生物，当它们在一起时，通过各自的 代谢活动而有利于对方，或偏利于一方的生活方式。 是一种“可分可合，合比分好”的松散关系 举例 好氧性自生固氮菌与纤维素分解菌 人体肠道中的正常菌群与人 发酵工业中的混菌培养 二、共生 定义 指两种生物共居在一起，相互分工合作、相依为命， 甚至达到难分难解、合二为一的极其紧密的相互关系 举例 真菌与绿藻共生 真菌与蓝细菌共生 根瘤菌与豆科植物 非豆科植物与放线菌的共生 白蚁与其肠液中的细菌和原生动物 反刍动物（牛、羊、鹿和骆驼等）与瘤胃中的微生物 三、寄生 定义 指一种小型生物生活在另一种较大型生物的体内或体表，从 中夺取营

15、养并进行生长繁殖，同时使后者蒙受损害甚至被杀 死的一种相互关系 举例 噬菌体与其宿主菌 蛭弧菌与大肠杆菌 真菌和病毒与植物 病原微生物与人体 苏云金杆菌与昆虫细菌杀虫剂 球孢白僵菌与昆虫真菌杀虫剂 病毒与昆虫病毒杀虫剂 冬虫夏草菌（中华虫真菌）与蝙蝠蛾名贵中药冬虫夏草 蝙蝠蛾产卵于土中幼虫 冬虫夏草菌侵入幼虫 体内 不断繁殖 天气转暖 幼虫头部长出子 座 膨大成椭圆形； 四、拮抗 定义 指由某种生物所产生的特定代谢产物可抑制它种生 物的生长发育甚至杀死它们的一种相互关系 举例 好氧菌和兼性厌氧菌与乳酸菌食品泡菜 放线菌与细菌抗生素 五、捕食定义 指一种大型的生物直接捕捉、吞食另一种 小型生物以满足其营养需要的关系 举例 原生动物与细菌和藻类 真菌套捕线虫第八章第八章 微生物的分类微生物的分类第一节 微生物的分类单元和命名一. 微生物的多层次分类单元（taxon）域（domain）门（phyllum）纲（class）目（order）科（family）属（genus）种（species） 每一分类单位之后可有亚门、亚纲、亚目、亚科.以啤酒酵母为例，它在分类学上的地位是：界(Kindom)：真菌界门(Phyllum)：真菌门纲