第8章 微生物分布(复旦大学普通微生物学课件).ppt

现代生态学的研究领域 生态系统中种群规模的调控 生物生产力的利用和保护 研究人工生物群落的稳定性和提高生产力 环境污染防治 城市生态系统生态学和人类生态学的研究和建设 现代生态学要研究与解决的主要问题 能源短缺问题 环境污染问题 防止自然生态系统的萎缩、保护森林，防止沙漠化等 城市有机废弃物的处理及综合利用的生态工程 建立高产高效、持续发展的生态农业和企业化生态工厂。如：白色农业 生命活动密切相关元素、化合物及生态效应与人体健康关系。 海洋资源的生态调查、开发利用、保护的研究 第一节 微生物在自然界的分布 主要讨论：微生物在一下环境中的分布 土壤 水体（淡水、海水） 空气 食品 极端环境（高温、低温、高压、高盐、强酸、强碱等） 生物体内外 一、土壤中的微生物 土壤是微生物的大本营 1. 土壤中动、植物和微生物残体及其分解物为异养微生物提供碳、氮及能源; 2. 岩石风化释放的无机元素和微量元素,满足自养菌的需要; 3. 土壤温度及pH 条件可满足各类微生物的需求; 4. 土壤团粒结构内部保水, 外部通气, 适于好氧或厌氧菌群; 5. 土壤可保护微生物不受强光的伤害。 二、水体中的微生物 1、淡水(河流、湖泊、地下水)： 营养较丰富，溶氧不等，温度随气温变化，pH近中性,适合多数微生物生长。 2、海水： 有机质含量低，温度低，含盐量高，碱性，海洋微生物具有耐压、嗜冷和低营养要求等特点。 饮用水中微生物指标 三、空气中的微生物 空气是微生物传播的介质 种类：放线菌和真菌孢子、细菌芽孢和胞囊等 传播：传播速度与风速成正比，与空气湿度成反比 数量：陆地上空海洋，城市上空农村， 近地面空气高空 四、食品中的微生物 食品含丰富营养，是微生物生长繁 殖的天然营养基质，可造成食品腐败 变质。 例如： 粮食霉变（镰刀菌，曲霉，假单胞菌等） 肉类腐败（青霉，芽孢杆菌， 肉毒梭菌等） 果实腐烂（青霉、毛霉、酵母菌等） 乳品变质（念珠霉， 产气杆菌，粪链球菌等） 五、极端环境中的微生物 极端环境 (extreme environment): 指高等动、植物不能生长，大多数微生物不能生活的高温、低温、强酸、强碱、高盐、高压、高热酸、高辐射及缺氧等特殊环境。 生活在极端环境中的微生物多分属于古菌和细菌。 1. 高温环境中的微生物 布氏热网菌（Pyrodictum brockii）: 分离自深海热泉喷口，最适生长温度105℃，最高可达110 ℃ 热酸硫化叶菌（Sulfolobus acidocaldarius） 最适温度范围70-90 ℃ ， 能在pH1-4 的含硫热泉中生长 2. 高盐环境中的微生物 (1) 微生物对盐的需求 微生物 生长最适盐(NaCl)浓度 非嗜盐菌(nonhalophilic) 1% 轻度嗜盐菌(slight halophilic) 1-3% 中度嗜盐菌(moderately halophilic) 0.1-32.5% 极端嗜盐菌(extreme halophilic) 9-35% (2) 嗜盐菌的生态环境 盐湖和海洋 (含盐量15 ~ 20% ) : Halomonas, Pseudomonas, Halobacillus 盐土 (含盐量表层25 ~ 30%, 深层1.5 ~ 2%) ：Halomonas 寒冷高盐环境 (含盐量15 ~ 20%, -14~+15℃ ) Halomonas (0.5 ~20%, 0 ~5 ℃) Halobacterium (0.5 ~20%, -3.3 ~-9.2 ℃) Planococcus (0 ~ 20M, 0 ~40℃) 盐碱环境(含盐量1.25 ~15%, pH7.5 ~11) halomonas 盐渍鱼、肉和其他食物 可分离到很多中度嗜盐菌 特殊环境 Atriplex halinus (爱尔兰沙漠植物) : 叶片盐腺分泌NaCl, 分离到耐盐菌 Pseudomonas sp. (耐盐0.05 ~20%, 30 ℃) （3）嗜盐菌的耐盐机理 1）具有适应高盐环境的细胞结构和离子浓度，选择性吸收K+而排除Na+，防止原生质水，维持酶和蛋白活性； 2）具有嗜盐酶； 3）细胞膜具有菌视紫素（bacteriorhodopsin），利用光能产生ATP向胞外排除Na+； 4) 具有亲合性溶质（小分子有机物），高渗环境下用以补偿细胞渗透压和稳定生物大分子，并与细胞代谢物质相容。