微生物的生態(tài)與分類課件

微生物的生態(tài)與分類11、用道德的示范來(lái)造就一個(gè)人，顯然比用法律來(lái)約束他更有價(jià)值?！ＥD12、法律是無(wú)私的，對(duì)誰(shuí)都一視同仁。在每件事上，她都不徇私情?！旭R斯13、公正的法律限制不了好的自由，因?yàn)楹萌瞬粫?huì)去做法律不允許的事情?！诘?4、法律是為了保護(hù)無(wú)辜而制定的。——愛(ài)略特15、像房子一樣，法律和法律都是相互依存的?！宋⑸锏纳鷳B(tài)與分類微生物的生態(tài)與分類11、用道德的示范來(lái)造就一個(gè)人，顯然比用法律來(lái)約束他更有價(jià)值?！ＥD12、法律是無(wú)私的，對(duì)誰(shuí)都一視同仁。在每件事上，她都不徇私情?！旭R斯13、公正的法律限制不了好的自由，因?yàn)楹萌瞬粫?huì)去做法律不允許的事情?！诘?4、法律是為了保護(hù)無(wú)辜而制定的?！獝?ài)略特15、像房子一樣，法律和法律都是相互依存的。——伯克第七章微生物生態(tài)生態(tài)學(xué)：研究生物系統(tǒng)與其所處環(huán)境條件之間的相互作用規(guī)律性的科學(xué)。微生物生態(tài)學(xué)：微生物群體與其周?chē)锖头巧锃h(huán)境條件的相互作用關(guān)系。第一節(jié)微生物在自然界中的分布土壤中的微生物水體中的微生物空氣中的微生物極端環(huán)境中的微生物自然環(huán)境中的微生物工農(nóng)業(yè)產(chǎn)品上的微生物紫硫細(xì)菌

真菌

生物體內(nèi)外的正常菌群一、土壤中的微生物礦質(zhì)元素水分通氣條件pH值溫度動(dòng)植物和微生物殘?bào)w微生物生長(zhǎng)繁殖的良好基地土壤1）土壤微生物的數(shù)量和分布主要受營(yíng)養(yǎng)物、含水量、氧、溫度、pH等因子的影響，并隨土壤類型的不同而有很大變化。2）土壤微生物的數(shù)量和分布受季節(jié)影響。3）微生物的數(shù)量也與土層深度有關(guān)，一般土壤表層微生物最多，隨著土層的加深，微生物的數(shù)量逐步減少。

耕作層(15cm)土壤中的微生物數(shù)量和生物量微生物類群菌數(shù)(cfu/g)生物量(g/m3）細(xì)菌108160放線菌105-106160真菌105藻類104-10532原生動(dòng)物10438200土壤中的微生物放線菌細(xì)菌真菌藻類原生動(dòng)物大多為異養(yǎng)型，少數(shù)為自養(yǎng)型。按生理分:固氮細(xì)菌、氨化細(xì)菌，纖維分解細(xì)菌、硝化細(xì)菌、反硝化細(xì)菌、硫酸鹽還原細(xì)菌、產(chǎn)甲烷細(xì)菌

主要是鏈霉菌(Streptomyces)有藻狀菌、子囊菌、擔(dān)子菌和半知菌類，以半知菌類最多。

硅藻、綠藻

、裸藻、

金藻和黃藻，水網(wǎng)藻和水綿等絲狀綠藻，衣藻、原球藻、小球藻、絲藻、綠球藻等。有纖毛蟲(chóng)、鞭毛蟲(chóng)和根足蟲(chóng)等

。無(wú)性繁殖

。微生物以微菌落（microcolony）的形式存在于土壤團(tuán)聚體中。二、大氣中的微生物空氣中的微生物主要是：

①芽孢細(xì)菌的芽孢和一些G＋菌；②真菌的孢子。空氣中的微生物主要來(lái)自：

①土壤揚(yáng)起的灰塵； ②水面吹起的水沫； ③動(dòng)、植物體表?？諝庵械沫h(huán)境條件：無(wú)營(yíng)養(yǎng)和水分、紫外線直射存在狀態(tài)：漂浮，短暫停留，以吸附于塵埃微粒上的形式存在?？諝庵械膲m埃顆粒數(shù)與微生物數(shù)量有直接關(guān)系。分布：越接近地面的空氣含菌量越高，目前人類檢測(cè)到微生物存在的最高處為85km的高空。三、水體中的微生物地球表面71%為海洋——占地球總量的97%冰川和兩極——2%湖泊——0.009%河流——0.00009%地下水——少量水體微生物主要來(lái)自土壤、空氣、動(dòng)植物殘?bào)w及分泌排泄物、工業(yè)生產(chǎn)廢物、廢水及市政生活污水等自然水域具有微生物的生活條件：水中有營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、溶解氧、滲透壓和溫度適合不同微生物生長(zhǎng)。淡水水域中的微生物

細(xì)菌、真菌、藻類、原生動(dòng)物。 特點(diǎn)： ①運(yùn)動(dòng)性（隨水流動(dòng)）； ②在低營(yíng)養(yǎng)濃度下生存。

海水中的微生物藻類、G-需氧細(xì)菌、兼性厭氧菌。 特點(diǎn)： 嗜鹽、嗜冷、嗜壓。

江河水中的微生物1）數(shù)量和種類與接觸的土壤密切相關(guān)；2）主要吸附在懸浮于水中的有機(jī)物及水底；3）多能運(yùn)動(dòng)，有些具有異常形態(tài)（如柄細(xì)菌）；4）靠近城市或城市下游水中的微生物多，并且有很多對(duì)健康不利的細(xì)菌，不宜作飲用水源。水中的病原微生物會(huì)對(duì)水質(zhì)產(chǎn)生重要影響飲用水的微生物指標(biāo)：總菌數(shù)：<100個(gè)/ml大腸桿菌：<3個(gè)/L水體的自凈作用(selfcleaning)自然水體尤其是快速流動(dòng)、溶氧量高的水體，對(duì)投入其中的有機(jī)或無(wú)機(jī)污染物有明顯的自凈作用，其原因除了包含物理性的沉淀、擴(kuò)散、稀釋作用和化學(xué)性的氧化作用外，關(guān)鍵是微生物的作用。好氧性細(xì)菌對(duì)有機(jī)物的降解作用原生動(dòng)物對(duì)細(xì)菌的吞噬作用噬菌體對(duì)細(xì)菌的裂解作用細(xì)菌糖被（莢膜物質(zhì)）對(duì)污染物的吸附沉降作用藻類的光合作用等飲用水的微生物學(xué)標(biāo)準(zhǔn)良好的飲用水細(xì)菌含量應(yīng)在100個(gè)/ml以下，當(dāng)超過(guò)500個(gè)/ml時(shí)，即不適合作為飲用水。一般用以大腸桿菌為代表的大腸菌群數(shù)作為是否含有病原菌的指標(biāo)。用其作指標(biāo)可靈敏地推斷該水源是否曾與動(dòng)物糞便接觸以及污染的程度如何。大腸菌群：指任何可發(fā)酵乳糖產(chǎn)酸產(chǎn)氣的革蘭氏陰性、桿狀、無(wú)芽孢、兼性厭氧的腸道細(xì)菌。典型代表是大腸桿菌，也包括產(chǎn)氣腸桿菌、檸檬酸梭菌屬、肺炎克氏桿菌等。我國(guó)衛(wèi)生部門(mén)規(guī)定的飲用水的微生物學(xué)標(biāo)準(zhǔn)：1ml自來(lái)水中的細(xì)菌總數(shù)不可超過(guò)100個(gè)（37℃，24h），而1000ml自來(lái)水中的大腸菌群數(shù)則不能超過(guò)3個(gè)（37℃，48h）富營(yíng)養(yǎng)化作用（eutrophication）：指水體中因N、P等元素含量過(guò)高而引起水體表層的藍(lán)細(xì)菌和藻類過(guò)度生長(zhǎng)繁殖的現(xiàn)象。這時(shí)，下層水體不但因缺光而少氧，很多藻類還能產(chǎn)生各種毒素，造成了厭氧和有毒的環(huán)境。“水花”或“水華”（waterbloom）藻類（主要是微藻）的大量繁殖使水體出現(xiàn)顏色并變得渾濁，許多藻類團(tuán)塊漂浮在水面上形成。發(fā)生在淡水水體中的富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象。赤潮或紅潮（redtides）在海洋中，某些甲藻類大量繁殖也可以形成水花，從而使海水出現(xiàn)紅色或褐色。赤潮和水華四、工農(nóng)業(yè)產(chǎn)品上的微生物工業(yè)品的霉腐：-各種材料的工業(yè)產(chǎn)品如鋼纜、地下管道、電訊器材以及文物、標(biāo)本等都可被微生物所損害；微生物引起的破壞包括：霉變(midew)—霉菌引起的劣化腐朽（decay）—主要是擔(dān)子菌類產(chǎn)生的酶將纖維素和木質(zhì)素分解，引起木材或木制品的腐朽腐爛（腐敗，rot）—含水量較高的產(chǎn)品由細(xì)菌生長(zhǎng)繁殖引起腐蝕（corrosion）—由硫酸鹽還原菌、鐵細(xì)菌或硫細(xì)菌食品上的微生物：農(nóng)產(chǎn)品上的微生物：黃曲霉毒素五、極端環(huán)境中的微生物極端環(huán)境高溫環(huán)境低溫環(huán)境高壓環(huán)境高堿環(huán)境高酸環(huán)境高鹽環(huán)境厭氧環(huán)境高輻射環(huán)境極端微生物（extremophiles）或嗜極菌：凡依賴于諸如高溫、低溫、高壓、高滲、高酸、高堿、干旱、高輻射強(qiáng)度等極端環(huán)境才能正常生長(zhǎng)繁殖的微生物，稱嗜極菌或極端微生物。研究?jī)r(jià)值：

了解極端環(huán)境下微生物的物種、遺傳特性及適應(yīng)機(jī)制，不僅可為生物進(jìn)化、微生物分類積累資料，提供新的線索，還可直接利用它的特殊基因、特殊機(jī)能，培育更有用的新種。嗜熱微生物嗜冷微生物嗜酸微生物嗜堿微生物嗜鹽微生物嗜壓微生物抗輻射微生物極端微生物六、生物體內(nèi)外的正常菌群1.人體的正常菌群1）正常菌群生活在健康動(dòng)物各部位、數(shù)量大、種類較穩(wěn)定、一般是有益無(wú)害的微生物，稱為正常菌群。正常情況下人體與正常菌群之間處于微生態(tài)平衡狀態(tài)變化情況：正常菌群是相對(duì)的、可變的、有條件的。機(jī)體防御機(jī)能減弱時(shí)，一部分正常菌群會(huì)成為病原微生物；正常菌群在非正常部位時(shí)也可引起疾??；由于外界因素的影響，破壞了各種微生物之間的相互制約關(guān)系，正常菌群也會(huì)引起疾?。ň菏д{(diào)癥）。作用：排阻、抑制；提供營(yíng)養(yǎng)；產(chǎn)消化酶；分解有毒物；固氮、產(chǎn)有機(jī)酸，降低腸道pH和促進(jìn)其蠕動(dòng)等2）正常菌群的失調(diào)失調(diào)的原因宿主的防御功能減弱正常菌群生長(zhǎng)部位改變長(zhǎng)期服用抗生素失調(diào)的結(jié)果正常菌群的某些菌趁機(jī)轉(zhuǎn)移或大量繁殖—致病菌這類特殊的致病菌叫條件致病菌由它們引起的感染叫內(nèi)源感染3）正常菌群的恢復(fù)微生態(tài)制劑—益生菌劑微生態(tài)制劑是依據(jù)微生態(tài)學(xué)理論而制成的含有有益菌的活菌制劑，其功能在于維持宿主的微生態(tài)平衡、調(diào)整宿主的微生態(tài)失調(diào)或兼有其他保健功效。益生菌劑指一類分離自正常菌群，以高含量活菌為主，一般以口服或粘膜途徑投入，有助于改善宿主特定部位微生態(tài)平衡并兼有若干其他有益生理活性的生物制劑。益生菌的種類：雙歧桿菌類、乳桿菌類和腸球菌類2.無(wú)菌動(dòng)物與悉生動(dòng)物無(wú)菌動(dòng)物凡在其體內(nèi)外不存在任何正常菌群的動(dòng)物免疫功能十分低下悉生生物人為地接種上某種或某些已知純種微生物的無(wú)菌動(dòng)物或植物3.根際微生物和附生微生物根際微生物植物根系經(jīng)常向周?chē)寥婪置诟鞣N外滲物質(zhì)，故根際有大量微生物活動(dòng)。種類組成受植物的種類和植物發(fā)育階段影響。作用是改善植物營(yíng)養(yǎng)、分泌生長(zhǎng)刺激素及抗生素等；有時(shí)也有害，與植物爭(zhēng)奪N、P等營(yíng)養(yǎng)、分泌毒素等。附生微生物指生活在植物體表面，主要借其外滲物質(zhì)或分泌物質(zhì)為營(yíng)養(yǎng)的微生物。葉面微生物是主要的附生微生物。第二節(jié)微生物與生物環(huán)境間的關(guān)系兩種生物間的關(guān)系：1.雙方受益（++）共生、互利共棲、互養(yǎng)共棲和協(xié)同共棲等2.一方受益而另一方無(wú)損（+0）互生、偏利共棲和衛(wèi)星狀共棲等3.一方受益而另一方受損（+-）寄生、捕食和拮抗等4.一方無(wú)損而另一方受損（0-）偏害共棲5.雙方互不影響（00）無(wú)關(guān)共棲6.雙方受損（--）競(jìng)爭(zhēng)共棲一、互生定義兩種單獨(dú)生活的生物，當(dāng)它們?cè)谝黄饡r(shí)，通過(guò)各自的代謝活動(dòng)而有利于對(duì)方，或偏利于一方的生活方式。是一種“可分可合，合比分好”的松散關(guān)系舉例好氧性自生固氮菌與纖維素分解菌人體腸道中的正常菌群與人發(fā)酵工業(yè)中的混菌培養(yǎng)二、共生定義指兩種生物共居在一起，相互分工合作、相依為命，甚至達(dá)到難分難解、合二為一的極其緊密的相互關(guān)系舉例真菌與綠藻共生真菌與藍(lán)細(xì)菌共生根瘤菌與豆科植物非豆科植物與放線菌的共生白蟻與其腸液中的細(xì)菌和原生動(dòng)物反芻動(dòng)物（牛、羊、鹿和駱駝等）與瘤胃中的微生物三、寄生定義指一種小型生物生活在另一種較大型生物的體內(nèi)或體表，從中奪取營(yíng)養(yǎng)并進(jìn)行生長(zhǎng)繁殖，同時(shí)使后者蒙受損害甚至被殺死的一種相互關(guān)系舉例噬菌體與其宿主菌蛭弧菌與大腸桿菌真菌和病毒與植物病原微生物與人體蘇云金桿菌與昆蟲(chóng)—細(xì)菌殺蟲(chóng)劑球孢白僵菌與昆蟲(chóng)—真菌殺蟲(chóng)劑病毒與昆蟲(chóng)—病毒殺蟲(chóng)劑冬蟲(chóng)夏草菌（中華蟲(chóng)真菌）與蝙蝠蛾—名貴中藥冬蟲(chóng)夏草蝙蝠蛾產(chǎn)卵于土中幼蟲(chóng)冬蟲(chóng)夏草菌侵入幼蟲(chóng)體內(nèi)不斷繁殖天氣轉(zhuǎn)暖幼蟲(chóng)頭部長(zhǎng)出子座膨大成橢圓形；四、拮抗定義指由某種生物所產(chǎn)生的特定代謝產(chǎn)物可抑制它種生物的生長(zhǎng)發(fā)育甚至殺死它們的一種相互關(guān)系舉例好氧菌和兼性厭氧菌與乳酸菌—食品泡菜放線菌與細(xì)菌—抗生素五、捕食定義指一種大型的生物直接捕捉、吞食另一種小型生物以滿足其營(yíng)養(yǎng)需要的關(guān)系舉例原生動(dòng)物與細(xì)菌和藻類真菌套捕線蟲(chóng)第八章微生物的分類第一節(jié)微生物的分類單元和命名一.微生物的多層次分類單元（taxon）域（domain）門(mén)（phyllum）綱（class）目（order）科（family）屬（genus）種（species）每一分類單位之后可有亞門(mén)、亞綱、亞目、亞科...以啤酒酵母為例，它在分類學(xué)上的地位是：界(Kindom)：真菌界門(mén)(Phyllum)：真菌門(mén)綱(Class)：子囊菌綱目(Order)：內(nèi)孢霉目科(Family)：內(nèi)孢霉科屬(Genus)：酵母屬種(Species)：啤酒酵母亞種(subspecies）或變種(variety)：為種內(nèi)的再分類。當(dāng)某一個(gè)種內(nèi)的不同菌株存在少數(shù)明顯而穩(wěn)定的變異特征或遺傳形狀，而又不足以區(qū)分成新種時(shí)，可以將這些菌株細(xì)分成兩個(gè)或更多的小的分類單元——亞種。變種是亞種的同義詞，因“變種”一詞易引起詞義上的混淆，從1976年后，不在使用變種一詞。通常把實(shí)驗(yàn)室中所獲得的變異型菌株，稱之為亞種。如：E.colik12（野生型）是不需要特殊aa的，而實(shí)驗(yàn)室變異后，可從k12獲得某aa的缺陷型，此即稱為E.colik12的亞種。型(form):

常指亞種以下的細(xì)分。當(dāng)同種或同亞種內(nèi)不同菌株之間的性狀差異不足以分為新的亞種時(shí)，可以細(xì)分為不同的型。

例如：按抗原特征的差異分為不同的血清型；種（species）：是一個(gè)基本分類單位；是一大群表型特征高度相似、親緣關(guān)系極其接近，與同屬內(nèi)其他種有明顯差別的菌株的總稱。細(xì)菌分類和伯杰氏手冊(cè)

70年代以后，對(duì)細(xì)菌進(jìn)行全面分類的、影響最大的是《伯杰氏手冊(cè)》。所以該書(shū)目前已成為對(duì)細(xì)菌進(jìn)行分類鑒定的主要參考書(shū)。

命名：菌種的科學(xué)名稱。菌種的學(xué)名是按照《國(guó)際細(xì)菌命名法規(guī)》命名的國(guó)際學(xué)術(shù)界公認(rèn)，并通用的名稱。命名原則：

學(xué)名=屬名+種的加詞+（首次定名人）+現(xiàn)名定名人和鮮明定名年份規(guī)定與常識(shí)：屬名應(yīng)大寫(xiě)首字母、單數(shù)、可以組合外而成。種的加詞代表一個(gè)種的次要特征，首字小寫(xiě)二.微生物分類單元的命名微生物的名字有俗名和學(xué)名兩種。如：紅色面包霉———粗糙脈孢霉

綠膿桿菌———銅綠假單胞菌學(xué)名—是微生物的科學(xué)名稱，它是按照有關(guān)微生物分類國(guó)際委員會(huì)擬定的法則命名的。學(xué)名由拉丁詞、或拉丁化的外來(lái)詞組成。學(xué)名的命名有雙名法和三名法兩種。①雙名法：學(xué)名=屬名+種名+（首次定名人）+現(xiàn)定名人+定名年份

必要，用斜體表示

可省略，用正體字屬名：拉丁文的名詞或用作名詞的形容詞，單數(shù)，首字母大寫(xiě)，表示微生物的主要特征，由微生物構(gòu)造，形狀或由科學(xué)家命名。種名：拉丁文形容詞，字首小寫(xiě)，為微生物次要特征，

如微生物色素、形狀、來(lái)源或科學(xué)家姓名等。例：大腸埃希氏桿菌

Escherichiacoli（Migula）CastellanietChalmers1919

金黃色葡萄球菌

StaphylococcusaureusRosenbach1884

當(dāng)泛指某一屬微生物，而不特指該屬中某一種（或未定種名）時(shí)，可在屬名后加sp.或ssp.（分別代表species

縮寫(xiě)的單數(shù)和復(fù)數(shù)形式）例如：Saccharomycessp.

表示酵母菌屬中的一個(gè)種。菌株名稱——在種名后面自行加上數(shù)字、地名或符號(hào)等，如：

BacillussubtilisAS1.389AS=AcademiaSinica

BacillussubtilisBF7658BF=北紡

ClostridiumacetobutylicumATCC824丙酮丁醇梭菌ATCC＝AmericanTypeCultureCollection美國(guó)模式菌種保藏中心當(dāng)文章中前面已出現(xiàn)過(guò)某學(xué)名時(shí)，后面的可將其屬名縮寫(xiě)成1~3個(gè)字母。如：Escherichiacoli可縮寫(xiě)成E.coliStaphylococcusaureus可縮寫(xiě)成S.aureus②三名法：用于對(duì)亞種的命名，這時(shí)在屬和種名后加寫(xiě)一個(gè)subsp.，然后再附上亞種名稱（斜排體）。如：

Bacillusthuringiensissubsp.galleria

蘇云金芽孢桿菌臘螟亞種第二節(jié)細(xì)菌分類鑒定方法多相分類（polyphasictaxonomy）一.傳統(tǒng)分類法二.數(shù)值分類法三.化學(xué)分類法四.遺傳學(xué)分類法一.傳統(tǒng)分類法一）形態(tài)結(jié)構(gòu)特征1.個(gè)體形態(tài)：大小、形態(tài)和排列特殊結(jié)構(gòu)2.群體形態(tài)：培養(yǎng)特征二）生理生化特征1.能量代謝2.對(duì)氧氣的要求3.營(yíng)養(yǎng)和代謝特征碳源氮源特殊的營(yíng)養(yǎng)需要特種酶三）生態(tài)因子溫度、酸堿、鹽度、壓力與其他生物的關(guān)系四）對(duì)噬菌體和藥物的敏感性五）血清學(xué)反應(yīng)表面抗原等可溶性抗原-酶二.數(shù)值分類法收集菌株：60～150株，50～100個(gè)性狀性狀編碼：1，0

相似性計(jì)算，列出矩陣

Ssm＝,Sj＝

系統(tǒng)聚類分析矩陣圖→樹(shù)狀圖a+da+b+c+daa+b+c相似性矩陣矩陣圖三.化學(xué)分類法一）細(xì)胞壁組成肽聚糖、脂多糖、蛋白質(zhì)二）類脂組成脂肪酸指紋三）異戊二烯苯醌組分四）蛋白質(zhì)四.遺傳學(xué)