微生物生态（li）课件

第 八 章 微 生 物 生 态,2,生态学：研究生态系统的结构及其与环境系统间相互作用规律的一门科学。 微生物生态学： 研究微生物生态系统的结构及其与其周围生物和非生物环境之间相互关系。 各种环境中的微生物的种类、分布 微生物和其它生物的关系 微生物与物质循环,3,第一节 自然界中的微生物,一、微生物在自然界中的分布 （一）土壤中的微生物 土壤是固体无机物(岩石和矿物质)、有机物、水、空气和生物组成的复合物，是微生物的合适生境。是微生物的天然培养基。 土壤微生物种类多、数量多、代谢潜力巨大，是主要的微生物源。,4,一般来说，在每克耕作层土壤中，各种微生物含量之比大体有一个10倍系列的递减规律： 细菌108放线菌孢子数107霉菌106酵母菌105藻类104原生动物103 据测定：一亩耕作层土壤中，约有霉菌150Kg，细菌75Kg，原生动物15 Kg，藻类7.5 Kg，酵母菌7.5 Kg。,5,（二）水体中的微生物,1、不同水体中的微生物,淡水型水体微生物 海水型水体微生物,2、水体的自净作用 流水不腐的机理是什么？,3、饮用水的微生物学标准,1ml自来水中细菌总数不可超过100 100ml不得检出大肠菌群（GB5749-2006） 大肠菌群,6,（三）空气中的微生物,数量取决于尘埃数量； 传播动、植物疾病 造成食品及发酵生产中的污染,（四）工农业产品上的微生物,1工业产品的霉腐,7,2食品、农副产品上的微生物,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、农产品上生长后会产生对人有害的毒素； 肉毒毒素、黄曲霉素等,8,利用特定的微生物制备风味食品，如酱制品、 米酒、腌酸菜等,有利影响：,9,（五）极端环境下的微生物,嗜极菌：依赖于极端环境才能正常生长繁殖的微生物。 嗜热、嗜冷、嗜酸、嗜碱、嗜盐、嗜压、嗜辐射微生物。,兼性嗜热菌,专性嗜热菌,极端嗜热菌,耐热菌,超嗜热菌,嗜热菌的类型：,10,研究意义： (1)开发利用新的微生物资源，包括特异性的基因资源； (2)为微生物生理、遗传和分类乃至生命科学及相关学科许多领域，如：功能基因组学、生物电子器材等的研究提供新的课题和材料； (3)为生物进化、生命起源的研究提供新的材料。,11,(六）生物体内外的正常菌群 1、人体的正常菌群 在正常人体皮肤、粘膜及外界相通的各种腔道（如口腔、鼻咽腔、肠道和泌尿道）等部位，存在着对人体无害的微生物群，包括细菌、真菌、螺旋体、支原体等。数量高达1014。 生活在健康动物各部位、数量大、种类较稳定，能发挥有益作用的微生物种群，常为正常菌群 益生菌.flv,12,正常菌群的生理作用 （1）生物拮抗作用：正常菌群是人体防止外袭菌侵入的生物屏障。 （2）刺激免疫应答。正常菌群释放的内毒素等物质可刺激机体免疫系统保持活跃状态，是非特异免疫功能的一个不可缺少的组成部分。 （3）合成维生素。有些微生物能合成维生素，如核黄素、生物素、叶酸、吡哆醇及维生素K等，供人体吸收利用。 （4）降解食物残渣。肠道中正常菌群可互相配合，降解末被人体消化食物残渣，便于机体进一步吸收。,13,正常菌群与人体保持着一个十分和谐的平衡状态，微生态平衡。 正常菌群的微生态平衡是相对的、可变的和有条件的。 条件致病菌（opportunist pathogen：引起的感染，称为内源感染(endogenous infection),14,菌群失调的常见诱因： 主要是使用抗生素、同位素、激素、患有慢性消耗性疾病时肠道、呼吸道、泌尿生殖道的功能失常也是重要原因。去除诱因后一般可使菌群复常，也有长期失调难于逆转的情况。,15,可以通过口服某些活的微生物制剂来治疗由于正常菌群失调而导致的腹泻，例如，含蜡状芽孢杆菌（B cereus）的“促菌生”，含地衣芽孢杆菌的“整肠生”等，它们都是通过芽孢杆菌的生长，为肠道重新创造良好的厌氧环境，促使肠道内正常的厌氧菌的生长繁殖，这类活微生物制剂又称微生态制剂。 微生态制剂一般用于恢复肠道内的正常生态环境，若肠道功能正常，一般不需要服用。,16,2、无菌动物和悉生生物 无菌动物：是指不能检出任何活的微生物和寄生虫的动物 悉生生物：指整个个体不携带或只携带已知纯种微生物的生物 无特定病原动物: 没有指定的致病性微生物和寄生虫的动物。,17,通过悉生生物的研究，发现了无菌动物的免疫功能十分低下，有关器官萎缩；营养要求更高（如需维生素K）；对枯草芽孢杆菌等一些非致病菌也易感染并能致病等等,18,3、根际微生物和附生微生物 根际微生物：生活在植物根系周围土壤中的微生物， 为正常菌群，多为G- 细菌 附生微生物：生活在植物地上部分表面的微生物,19,二：菌种资源的开发,采集菌样 富集培养 纯种分离 性能测定,20,第二节 微生物与生物环境之间的关系,一、互生 定义：两种生物可以独立生活。也可以形成相互的联合，对一方有利，或双方都有利。 （一）微生物间的互生关系 固氮菌和纤维素分解菌，两者互生关系较为典型 人体肠道中正常菌群与人的互生。 混菌培养（较松散联合，可以是一方得利，或双方有利。）,21,偏利关系：一种微生物的生命活动对另一种微生物产生有利影响，而本身不受害。也不得益。如好O2微生物消耗O2为厌O2微生物提供无O2环境 协同共栖：两种微生物尽管独立生活，但其各处的生命活动对对方产生有利影响。 如：,产生叶酸,微生物间互生关系,22,二、共生 定义：两种微生物共居一起，相互分工合作，相依为命，彼此得利。 特点：在生理上相互分工，互换代谢活动的产物； 在组织上形成了新的结构，一旦彼此分离，各自就不能很好地生活。,23,（一）微生物间的共生 典型的例子是地衣。 地衣组成：真菌（子囊菌，担子菌）、单细胞藻类（绿藻，蓝藻） 地衣的结构：形成有固定形态的叶状结构，真菌无规则地缠绕藻类 细胞，或二者组成一定的层次排列。 地衣的代谢：地衣中的真菌和藻类已形成特殊形态的整体了，在生 理上相互依存，真菌营异养生活，藻类制造养料，真菌提供水分、 无机盐供藻类光合作用。,24,（二）微生物与植物间的共生体 1、根瘤：豆科植物与固氮菌共生、非豆科植物与放线 菌共生 2、菌根菌和植物 菌根：有些真菌能够在一些植物的根上发育，菌丝体着生根的表面或侵入根内，形成两种生物的共生体菌根。 能够与植物共生形成菌根的真菌，称为菌根菌。菌根菌包括藻状菌，子囊菌和半知菌。以担子菌为最多。能与真菌共生的植物有种,25,26,（三）微生物与动物共生 1、微生物与昆虫的共生： 外共生：例如白蚁与其肠道内的微生物之间的共生 食木质的白蚁自身并不能分解纤维素，必须依赖肠道内共生的原生动物和细菌通过厌氧发酵过程来分解纤维素。 内共生：昆虫与其细胞内的共生性细菌 这些细胞内的共生性细菌能为宿主提供B族维生素，使昆虫能以缺乏维生素的植物为生。,27,2、瘤胃微生物 没有分解纤维素的能力，而是靠瘤胃微生物帮助分解，使纤维素变成能被牛羊吸收的糖类。 当草料到达瘤胃和网胃时，首先是纤维素菌将纤维素分解为纤维二糖、葡萄糖被其他微生物吸收利用转化，产生乳酸，丁酸、脂肪酸等有机酸和；等气体，前两个胃没有消化完的草料进入后两胃，由其分泌蛋白酶消化分解产生氨基酸、维生素等。被动物体吸收利用。,28,三、寄生 定义：一种生物侵入另一种生物体内吸取自己所需要的营养物质进行生长繁殖，在一定的条件下对后者造成损害或死亡的现象 类型： 专性寄生（寄生物离开寄主不能生活） 兼性寄生（寄生物可离开寄主营腐生生活） 或细胞内寄生、细胞外寄生,29,（一）微生物间的寄生关系 噬菌细菌：一种细菌可以寄生在另一种细菌体内，如食菌蛭弧 菌能寄生在大肠杆菌等许多-菌体内。,30,（二）微生物对植物的寄生 植物病原微生物 植物或染病微生物发病后，出现变色，组织坏死，萎蔫和畸形等症状，能引起植物病害的有真菌、细菌、病毒等。,31,（三）微生物对人与动物的寄生 微生物在人体和动物体内寄生引起人与动物的传染病，这些微生物称为动物病原微生物。 常见的畜禽传染病有炭疽病，口蹄疫，猪瘟，鸡瘟病等。 目前利用微生物消灭农业害虫已成为微生物防治的一个重要方面。现被人们利用的微生物有苏云金杆菌等细菌、白僵菌等真菌及昆虫病毒等。,32,四、拮抗 拮抗关系：某种生物通过产生特殊代谢产物或改变环境条件来抑制或杀死另一种微生物的现象。 如抗生素和细菌素。 细菌素：一些细菌产生的能抑制或杀死同种细菌不同菌株的蛋白类物质，具高度特异性。,33,五、捕食 定义：一种大型的生物直接捕捉、吞食其他小型生物来满足生存需要的现象 类型： 原生动物吞食细菌和藻类；粘细菌吞食细菌和其它微生物；真菌捕食线虫和其它原生动物。,34,第四节 微生物与环境保护,一、水体的污染富营养化 富营养化 水华 我国湖泊整体富营养化严重.flv 赤潮,35,二、用微生物治理污染,污水的微生物处理 BOD COD TOD DO SS TOC 污水处理的流程-优酷.flv,36,本章重点,微生物的天然培养基 我国卫生部门规定的饮用水标准 微生物与生物环境间的关系及例子 富营养化 BOD COD,