第10章微生物的生态

第一节 自然界 中的微生物第二节 微生物与 自然环境之间的关系第三节 微生物与自然界物质循环第四节 微生物与环境保护第十章 微生物生态学微生物生态学研究微生物与其周围生物和非生物环境之间相互关系。t 各种环境中的微生物的种类、分布；t 微生物和其它生物的关系；t 微生物与物质循环。一、微生物在自然界中的分布（一）土壤中的微生物土壤中的微生物分布特点 :1）土壤微生物的数量和分布主要受到营养物、含水量、氧、温度、 pH等因子的影响； 2）土壤中的微生物以细菌最多，其次为放线菌和霉菌。3）微生物的数量也与于土层的深度有关； 4）土壤微生物的数量和分布受季节影响；第一节 自然界中的微生物1.淡水1） 数量和种类与接触的土壤有密切关系；2）垂直分带分布；3） 多是吸附在悬浮的水中有机物上及水底； 4）多能 运动，有些具有很异常的形态；5） 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，不宜作为饮用水源；6）水体自身存在自我净化作用。（二）水体中的微生物2.海水1）嗜盐，真正的海洋细菌在缺少氯化钠的情况下是不能生长的。2）低温生长，除了在热带海水表面外，在其它海水中发现的细菌多为嗜冷菌。3）大多数海洋细菌为 G-细菌，并具有运动能力。 4）耐高压（特别是生活在深海的细菌）。5）更明显的垂直分层分布（透光区、无光区、深海区、超深海区）德国科学家 H. N. Schulz等 1999年在纳米比亚海岸的海底沉积物中发现的一种硫磺细菌（ sulfur bacterium），其大小可达 0.75 mm，Thiomargarita namibiensis， -“纳米比亚硫磺珍珠 ”1）无原生的微生物区系，主要以气溶胶形式存在；2） 来源于土壤、水体及人类的生产、生活活动；3）种类主要为真菌和细菌，一般与其所在环境的微生物种类有关；4）数量取决于尘埃数量；5）停留时间和尘埃大小、空气流速、湿度、光照等因素有关；6）与人类的关系： 传播动、植物疾病 造成食品及发酵生产中的污染。（三）空气中的微生物1微生物引起的工业产品的霉腐光学仪器上的镜头，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。（四）工农业产品上的微生物t 由于微生物的生长繁殖而腐烂、变质，不能食用；t 病原微生物进入人体的，引起传染性疾病；t 在食品、农产品上生长后会产生对人有害的毒素；2食品、农副产品上的微生物不利影响：有利影响：t 利用特定的微生物制备风味食品，如酱制品、米酒、腌酸菜等。肉毒毒素、黄曲霉素等1、嗜热微生物（五）极端环境下的微生物隐蔽热网菌（ Pyrodictium occultum）嗜酸热硫化叶菌（ Sulfolobus acidocaldarius）水生嗜热杆菌(Thermus aquaticus)嗜冷菌最适温度低于 15 ，耐冷微生物为 20-40。3、嗜酸微生物只能生活在 pH4的条件下，耐酸微生物也可在中性环境中生长。4、嗜碱微生物专性生活在 pH10-11的碱性条件下。5、嗜盐微生物在高盐浓度下才能生长6、嗜压微生物在高静水压环境中生长7、抗辐射微生物2、嗜冷微生物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。在长期进化过程中，微生物群的内部及其与宿主之间互相依存、互相制约，形成一个能进行物质、能量等交流的 动态平衡的微生态系统 ，常称之为 正常菌群 。（六）生物体内外的正常菌群口腔 ：链球菌（甲型或乙型）、乳酸杆菌、螺旋体、梭形杆菌、白色念球菌（真菌） 、表皮葡萄球菌、肺炎球菌、奈氏球菌、类白喉杆菌等胃 ：正常一般无菌肠道 ：类杆菌、双歧杆菌、大肠杆菌、厌氧性链球菌、粪链球菌、葡萄球菌、白色念球菌、乳酸杆菌、变形杆菌、破伤风杆菌、产气荚膜杆菌等鼻咽腔 ： 甲型链球菌、奈氏球菌、肺炎球菌、流感杆菌、乙型链球菌、葡萄球菌、绿脓杆菌、大肠杆菌、变形杆菌等人体各部位常见的正常菌群皮肤 ：表皮葡萄球菌、类白喉杆菌、绿脓杆菌、耻垢杆菌等眼结膜 ：皮表葡萄球菌、结膜干燥杆菌、类白喉杆菌等阴道 ：乳酸杆菌、白色念球菌、类白喉杆菌、大肠杆菌等尿道 ：表皮葡萄球菌、类白喉杆菌、耻垢杆菌等（ 1）生物拮抗作用 生物屏障。（ 2）刺激免疫应答 非特异免疫功能组成部分。（ 3）合成维生素 核黄素、生物素、叶酸、吡哆醇及维生素 K等（ 4）降解食物残渣正常菌群的生理作用人体的正常微生物菌群一旦进入非正常聚居部位，或生态结构发生改变而引起人类疾病的微生物。（ 1）由于机体的防卫功能减弱 ,引起自身感染。（ 2）由于正常菌群寄居部位的改变，发生了定位转移，也可引起疾病。条件致病菌如果生态平衡失调，以至机体某一部位的正常菌群中各细菌的比例关系发生数量和质量上的变化，称为 菌群失调 。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。菌群失调（ 1）耐药性葡萄球菌繁殖成优势菌而发生腹泻，偶尔发生致死性葡萄球菌脓毒血症；（ 2）变形杆菌和假单胞菌生长旺盛并侵入组织发生肾炎或膀胱炎；（ 3）白色念珠菌大量繁殖，引起肠道、肛门或阴道感染，也可发展成全身感染；（ 4）难辨梭菌在结肠内大量繁殖，并产生一种肠毒素及细菌毒素，导致假膜性肠炎。 常见的菌群失调症有根际微生物： 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2、根际微生物和附生微生物一、互生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（二）微生物与人及动物间的互生关系（三）微生物与高等植物之间的互生关系第二节 微生物与生物环境之间的关系两种微生物紧密地生活在一起，彼此依赖，相互为对方创造有利的生存条件特点 ：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。二、共生地衣 ：真菌（子囊菌，担子菌）、单细胞藻类（绿藻，蓝藻）（一）微生物间的共生根瘤：豆科植物与固氮菌共生、非豆科植物与放线菌共生（二）微生物与植物间的共生体微生物与昆虫的共生：外共生：白蚁与其肠道内的微生物之间的共生内共生：昆虫与其细胞内的共生性细菌细菌能为宿主提供 B族维生素。瘤胃微生物（三）微生物与动物共生 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