微生物与人类关系微生物的生态.ppt
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1、微生物与人类关系微生物的生态现在学习的是第1页,共38页(一)土壤中的微生物(一)土壤中的微生物1.土壤是微生物生长和栖息的良好基地土壤是微生物生长和栖息的良好基地 在土壤中正常分布着形形色色的微生物群在土壤中正常分布着形形色色的微生物群,这这些在土壤中生活的微生物类群称为土壤微生物些在土壤中生活的微生物类群称为土壤微生物.(1)(1)水分水分.微生物生命活动需要大量的水微生物生命活动需要大量的水.(2)pH(2)pH值值.土壤大多是中性偏碱,适宜于大多数微土壤大多是中性偏碱,适宜于大多数微生物生长生物生长.现在学习的是第2页,共38页(4)(4)温度温度.土壤的保温性,为微生物的生长提供了有
2、土壤的保温性,为微生物的生长提供了有利的条件。利的条件。(3)(3)氧气氧气.(5)(5)固形物固形物.土壤中含有大量固有有机物和矿物元土壤中含有大量固有有机物和矿物元素,是微生物的营养库。素,是微生物的营养库。以上说明土壤是微生物的合适生境,是微生以上说明土壤是微生物的合适生境,是微生物的大本营,人类最丰富的物的大本营,人类最丰富的“菌种资源库菌种资源库”。现在学习的是第3页,共38页v土壤微生物的数量和分布主要受到土壤微生物的数量和分布主要受到营养物、营养物、含水量、氧、温度、含水量、氧、温度、pHpH等等因子的影响,并因子的影响,并随土壤类型的不同而有很大变化。随土壤类型的不同而有很大变
3、化。v土壤微生物的土壤微生物的数量和分布受季节影响;数量和分布受季节影响;v微生物的微生物的数量也与土层的深度有关数量也与土层的深度有关,一般土,一般土壤表层微生物最多,随着土层的加深,微生物壤表层微生物最多,随着土层的加深,微生物的数量逐步减少。的数量逐步减少。v土壤中的微生物以土壤中的微生物以细菌细菌最多,其次位放线最多,其次位放线菌和霉菌。菌和霉菌。2.2.土壤中的微生物分布特点土壤中的微生物分布特点现在学习的是第4页,共38页 (1)(1)参与自然界的物质循环参与自然界的物质循环.(2)(2)分解动植物的尸体、排泄物及化学污染物等。分解动植物的尸体、排泄物及化学污染物等。(3)(3)固
4、定大气中的氮气固定大气中的氮气,促进植物的生长促进植物的生长.(4)(4)土壤中有不少微生物常被用来生产各种抗生素等药物土壤中有不少微生物常被用来生产各种抗生素等药物.土壤中存在的大多数微生物对人类是有益的土壤中存在的大多数微生物对人类是有益的.但是土壤中少数的病原菌但是土壤中少数的病原菌,则是造成各种传染病的病因则是造成各种传染病的病因.现在学习的是第5页,共38页1.1.不同水体中微生物的种类不同水体中微生物的种类(1)(1)淡水中的微生物淡水中的微生物 清水型水生微生物 腐败型水生微生物 (2)(2)海洋微生物海洋微生物(二)水体中的微生物(二)水体中的微生物现在学习的是第6页,共38页
5、数量和种类与接触的土壤有密切关系;数量和种类与接触的土壤有密切关系;n分布上更多的是吸附在悬浮在水中的有机物上及水底;分布上更多的是吸附在悬浮在水中的有机物上及水底;n淡水中的微生物是可以运动的,而且某些淡水中的淡水中的微生物是可以运动的,而且某些淡水中的细菌例如细菌例如柄细菌柄细菌具有很异常的形态,这些异常形态使具有很异常的形态,这些异常形态使得菌体的表面积与体积之比增加,从而使这些微生物得菌体的表面积与体积之比增加,从而使这些微生物能有效地吸收有限的营养物;能有效地吸收有限的营养物;n靠近城市或城市下游水中的微生物多,并且有很多对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
6、,因此不宜作为饮用水源;健康不利的细菌,因此不宜作为饮用水源;n水体自身存在水体自身存在自我净化作用自我净化作用2.2.水中微生物的分布特点:水中微生物的分布特点:现在学习的是第7页,共38页4.4.水中的微生物与水体的自净作用水中的微生物与水体的自净作用 好氧菌的降解作用好氧菌的降解作用 原生动物等的吞噬作用原生动物等的吞噬作用 藻类对无机物的利用藻类对无机物的利用指被污染的水借天然的理指被污染的水借天然的理化因素及生物因素的综合化因素及生物因素的综合作用作用,而达到净化的过程而达到净化的过程.现在学习的是第8页,共38页三、空气中的微生物三、空气中的微生物1 1、大气是微生物的暂存空间、大
7、气是微生物的暂存空间 n空气环境的特点:无营养物质、无足够的水分,无营养物质、无足够的水分,这种环境不适合微生物的生长繁殖。这种环境不适合微生物的生长繁殖。n大气中没有固定的微生物种类。但由于微生物能产生但由于微生物能产生各种休眠体以适应不良环境,有些微生物可以在各种休眠体以适应不良环境,有些微生物可以在大气中存在一段相当长的时间而不至死亡。大气中存在一段相当长的时间而不至死亡。现在学习的是第9页,共38页2 2、大气中的微生物来源、大气中的微生物来源土壤、水体和其他微生物源。土壤、水体和其他微生物源。进入大气的土壤尘粒,水面吹来进入大气的土壤尘粒,水面吹来的小水滴,污水处理厂曝气产生的气溶胶
8、,人和动物体表的小水滴,污水处理厂曝气产生的气溶胶,人和动物体表的干燥脱落物,呼吸道呼出的气体都是大气微生物的来源。的干燥脱落物,呼吸道呼出的气体都是大气微生物的来源。n主要种类是霉菌和细菌,主要种类是霉菌和细菌,霉菌常见种类是曲霉、木霉、霉菌常见种类是曲霉、木霉、青霉、毛霉、白地霉和色串孢青霉、毛霉、白地霉和色串孢(Torulasp)(Torulasp)等。细菌有等。细菌有球菌、杆菌和一些病原菌。球菌、杆菌和一些病原菌。现在学习的是第10页,共38页极端环境下微生物的研究有三个方面的重要意义极端环境下微生物的研究有三个方面的重要意义n开发利用新的微生物资源,包括特异性的基因资开发利用新的微生
9、物资源,包括特异性的基因资源;源;n为微生物生理、遗传和分类乃至生命科学及相关学科为微生物生理、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;提供新的课题和材料;n为生物进化、生命起源的研究提供新的材料为生物进化、生命起源的研究提供新的材料。现在学习的是第11页,共38页1.1.嗜热微生物嗜热微生物n嗜热微生物生长的生态环境:嗜热微生物生长的生态环境:高温环境,如热泉高温环境,如热泉(温度高达温度高达100)100),高强度太阳辐射的土壤,岩石,高强度太阳辐射的土壤,岩石表面表面(高达高达70)7
10、0),各种堆肥、厩肥、干草、锯屑,各种堆肥、厩肥、干草、锯屑及煤渣堆,此外还有家庭及工业上使用的温度比及煤渣堆,此外还有家庭及工业上使用的温度比较高的热水及冷却水。较高的热水及冷却水。n细菌是嗜热微生物中最耐热的。细菌是嗜热微生物中最耐热的。现在学习的是第12页,共38页嗜热微生物的特点嗜热微生物的特点n嗜热微生物生物大分子蛋白质、核酸、类脂的嗜热微生物生物大分子蛋白质、核酸、类脂的热稳热稳定结构定结构以及存在的以及存在的热稳定性因子热稳定性因子是它们嗜热的生理是它们嗜热的生理基础。新的研究还表明专性嗜热菌株的质粒携带与基础。新的研究还表明专性嗜热菌株的质粒携带与热抗性相关的遗传信息。热抗性相
11、关的遗传信息。n应用:应用:耐热耐热DNA聚合酶聚合酶用于多聚酶链式反应用于多聚酶链式反应(PCR)。)。现在学习的是第13页,共38页2.2.嗜冷微生物嗜冷微生物 嗜冷微生物能在较低的温度下生长,可以分为专性和兼性两类,前者的最高生长温度不超过20,可以在0或低于0条件下生长;后者可在低温下生长,但也可以在20以上生长。现在学习的是第14页,共38页v嗜冷微生物的主要生境嗜冷微生物的主要生境:南北极地区、深海、寒:南北极地区、深海、寒冷水体、冷冻土壤、阴冷洞穴、保藏食品的低温冷水体、冷冻土壤、阴冷洞穴、保藏食品的低温环境。环境。v嗜冷微生物的种类嗜冷微生物的种类:针丝藻、粘球藻、假单胞菌等。
12、针丝藻、粘球藻、假单胞菌等。从深海中分离出来的细菌既嗜冷,也耐受高压。从深海中分离出来的细菌既嗜冷,也耐受高压。现在学习的是第15页,共38页v嗜冷微生物适应环境的生化机理嗜冷微生物适应环境的生化机理是因为细胞膜脂组是因为细胞膜脂组成中有大量的不饱和、低熔点脂肪酸。成中有大量的不饱和、低熔点脂肪酸。v嗜冷微生物低温条件下生长的特性可以使低温保藏嗜冷微生物低温条件下生长的特性可以使低温保藏的食品腐败,甚至产生细菌毒素。的食品腐败,甚至产生细菌毒素。v研究开发嗜冷微生物的最适反应温度低的酶,在工业研究开发嗜冷微生物的最适反应温度低的酶,在工业和日常生活中都有应用价值。和日常生活中都有应用价值。如从
13、嗜冷微生物中获得如从嗜冷微生物中获得低温蛋白酶用于洗涤剂,不仅能节约能源,而且效果低温蛋白酶用于洗涤剂,不仅能节约能源,而且效果很好。很好。现在学习的是第16页,共38页3.3.嗜酸微生物嗜酸微生物 生长最适pH在3-4以下,中性条件不能生长的微生物称为嗜酸微生物;能在高酸条件下生长,但最适pH接近中性的微生物称为耐酸微生物 极端的酸性环境包括各种酸矿水、酸热泉、火山湖、地热泉等。现在学习的是第17页,共38页嗜酸微生物生长的生态环境嗜酸微生物生长的生态环境:n温和的酸性温和的酸性(pH3-5.5)(pH3-5.5)自然环境较为普遍,如某些湖泊、泥碳土自然环境较为普遍,如某些湖泊、泥碳土和酸性
14、的沼泽。和酸性的沼泽。n极端的酸性环境包括各种酸矿水、酸热泉、火山湖、地热泉等。极端的酸性环境包括各种酸矿水、酸热泉、火山湖、地热泉等。嗜酸微生物的种类嗜酸微生物的种类:硫氧化菌、硫杆菌。嗜酸嗜热细菌,如嗜酸热硫化叶菌硫氧化菌、硫杆菌。嗜酸嗜热细菌,如嗜酸热硫化叶菌等。嗜酸微生物的胞内等。嗜酸微生物的胞内pHpH从不超出中性大约从不超出中性大约2 2个个pHpH单位,其单位,其胞内物质及酶大多数接近中性。胞内物质及酶大多数接近中性。现在学习的是第18页,共38页n嗜酸微生物适应环境的生化机理嗜酸微生物适应环境的生化机理:嗜酸微生物能在酸性条件下生长繁殖,需要维持胞内嗜酸微生物能在酸性条件下生长
15、繁殖,需要维持胞内外的外的pHpH梯度,现在一般认为它们的细胞壁、细胞膜梯度,现在一般认为它们的细胞壁、细胞膜具有排斥具有排斥H H+,对,对H H+离子不渗透或把离子不渗透或把H H+从胞内排出的从胞内排出的机制。而嗜酸微生物的外被要高机制。而嗜酸微生物的外被要高H H+来维持其结构。来维持其结构。n嗜酸菌被广泛用于微生物冶金、生物脱硫。嗜酸菌被广泛用于微生物冶金、生物脱硫。现在学习的是第19页,共38页4.4.嗜碱微生物嗜碱微生物 一般把最适生长一般把最适生长pH在在9以上的微生物称为嗜碱以上的微生物称为嗜碱微生物,中性条件不能生长的为专性嗜碱微生物,微生物,中性条件不能生长的为专性嗜碱微
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