微生物的生态

山东农业大学 微生物学 微生物的生态笔记，包括遗传变异的物质基础微生物在自然界中的分布与菌种资源的开发、微生物与生物环境间的关系、微生物的地球化学作用等等。

微生物的生态

• 1. 遗传变异的物质基础微生物在自然界中的分布与菌种资源的开发
  • 定义
    • 微生物组：在微生物群落中，所有成员及其遗传信息核生命功能的集合体
  • 分布
    • 土壤和底层
    • 水体
    • 空气
    • 工农业产品
      • 工业产品的霉腐
        • 材料劣化：各种材料和工农产品受物理化学或生物因素作用而发生质变、破坏
        • 生物劣化：霉变、腐朽、腐烂、腐蚀
      • 食品上的微生物
      • 农业产品上的微生物
        • 黄曲霉毒素：花生、玉米、大米
    • 极端环境
      • 嗜热微生物
        • 耐热菌、兼性嗜热菌、专性嗜热菌、极端嗜热菌、超嗜热菌
      • 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、嗜辐射微生物
    • 生物体内外的正常菌群
      • 人体的正常菌群
        • 正常菌群：生活在健康动物各部分、数量大、种类较稳定、一般能发挥有益作用的微生物种群
        • 微生态平衡：一般情况下。正常菌群与人体保持着一个十分和谐的平衡状态，在菌群内部各微生物间也相互制约，维持稳定、有序的相互关系
      • 无菌动物与悉生生物
        • 无菌动物：凡在其体内外不存在任何正常菌群的动物
        • 悉生生物：凡已人为的接种上某种或某些已知纯种微生物的无菌动物或植物
      • 根际微生物和附生微生物
        • 根际微生物：又称根圈微生物。生活在根系邻近土壤，依赖根系的分泌物、外渗物和脱落细胞生长，一般对植物发挥有益作用的正常菌群
        • 附生微生物：生活在植物地上部分表面，主要以植物外渗物质或分泌物质为营养的微生物。主要为叶面微生物
  • 互生
  • 人类活动对微生物分布影响
    • 污水排放
    • 人类旅游、迁移或动植物转运
    • 物流、贸易
  • 菌种资源的开发
    • 采样-富集培养-纯种分离纯化-筛选（性能测定）-毒性试验
• 2. 微生物与生物环境间的关系
  • 互生
    • 两种可独立生活的生物，当他们在一起时，通过各自的代谢活动而有利于对方或偏利于一方的相互关系
    • 举例
      • 微生物间：好氧性自生固氮菌与纤维素分解菌
      • 微生物与植物：植物内生菌
      • 人体肠道中正常菌群与人的互生
    • 互生与发酵业中的混菌培养
      • 混菌培养：两种或数种微生物混在一起培养，以获得更好效果
      • 酸奶、维生素C
  • 共生
    • 两种生物共居在一起，相互分工合作、相依为命，甚至形成独特结构、达到难分难解、合二为一的极其紧密的一种相互关系
    • 举例
      • 微生物间：菌藻或菌菌共生的地衣
      • 微生物与植物：根瘤菌与植物、菌根菌与植物
      • 微生物与动物：微生物与昆虫、瘤胃微生物与反刍动物
  • 寄生
    • 一种小型动物生活在另一种较大型生物体内或体表，从中夺取营养并生长繁殖，同时使后者蒙受损害甚至被杀死的一种相互关系
    • 举例
      • 微生物间：噬菌体与宿主菌
      • 微生物与植物：植物病原微生物
        • 专性寄生生物：必须从活的植物细胞或组织中获取营养
        • 兼性寄生物：除寄生外，还可生活在死亡植物或人工配制的培养基中
      • 微生物与动物：动物病原微生物
  • 拮抗
    • 某种生物所产生的特定代谢产物可抑制他种生物的生长发育甚至杀死他们的一种相互关系
    • 举例：抗生素
  • 捕食
    • 一般指一种大型的生物直接捕捉吞食另一种小型微生物以满足其营养需要的相互关系
    • 举例：原生动物捕食细菌和藻类
• 3. 微生物的地球化学作用
  • 碳素循环
  • 氮素循环
    • 生物固氮、硝化作用、同化性硝酸盐的还原作用、氨化作用
  • 硫素循环与细菌沥滤
    • 硫素循环节
      • ①同化性硫酸盐的还原作用
      • ②脱硫作用
      • ③硫化作用
      • ④异化性硫酸盐的还原作用
      • ⑤异化性硫还原作用
    • 细菌沥滤
      • 又称细菌浸出或细菌治金，利用硫化细菌对矿物中的硫或硫化物的氧化作用，不断制造和再生酸性浸矿剂，使所需要的铜等金属不断地从低品位的矿石中溶解出来，成为硫酸铜等金属盐溶液，再经过铁等金属置换，取得铜等有色金属或稀有金属
      • 过程：①溶矿 ②置换 ③再生浸矿剂
  • 磷素循环
    • 环节
      • ①不溶性无机磷的可溶化
      • ②可溶性无机磷的有机化
      • ③有机磷的矿化
• 4. 微生物与环境保护
  • 水体的污染—富营养化
    • 自净作用：自然水体尤其是那些快速流动、溶氧量高的水体，对投入其中的少量有机或无机污染物具有很强的自体净化能力
  • 用微生物治理污染
    • 污水处理
    • 固体有机垃圾的微生物处理
  • 沼气发酵与环境保护
    • 意义
    • 流程
      • ①水解阶段 ②产酸阶段 ③产气阶段
• 5. 微生物检测环境污染
  • 大肠杆菌-水体质量的指标
  • 发光细菌