中国农业大学食品微生物学课件――微生物生态与分类传.

1、第七章微生物的生态 第一节 微生物的分布 第二节 微生物与生物环境间的相互关系 第三节 微生物在自然界物质循环中的作用 第四节微生物在生态领域的应用 O O 占 第一节微生物的分布及资源开发 群落同一环境中两个以上种群由于生活繁殖上的连锁而构成相依赖、 相制约的生物集团。 种群生活在同一环境中的同种个休组成的能繁殖集团。与同种别的 微生離鬍髯微生物的自然群体与其周围各种环境因子相互作 微生物生态学研究对象： 1. 自然界的微生物 2. 与上述微生物相关的环境因子（物理、化学、生物因子） 我国各主要土壤的含菌量（万/克干土） 土类 地点 细菌 放线菌 真暗棕壤 黑龙江呼玛 2. 327 612

2、13 棕壤 辽宁沈阳 1.284 39 36 黄棕壤 江苏南乐 1.406 271 6 红壤 浙江杭州 1. 103 123 4 砖红壤 广东徐闻 507 39 11 隣质石灰土 西沙群岛 2. 229 1. 105 15 里土 黑龙江哈尔滨 2. 111 1. 024 19 黑钙土 黑龙江安达 1. 074 319 2 棕钙土 宁夏宁武140 11 4 草甸土 黑龙江亚沟 7. 863 29 23 喽土 陕西武功 951 1.032 4 种群有隔有界限。 3. 微生物与环境因子的相互作用 白浆土 吉林皎河 1. 598 55 3 滨海盐土 江苏连云港 466 41 0. 4 海水 假单砲菌.

3、弧菌.微生物的传播 微生物示例 .地下水：无色杆菌、黄杆菌、革兰氏阳性杆菌.微球菌、诺卡氏菌 溪水：革兰氏阴性无芽范杆菌、生丝微菌 河水：假单孑包菌.芽砲.肠杆菌.弧菌、螺菌、硫细菌、 微球菌、八叠球菌、诺卡氏菌.链球菌、螺旋体等 r生活污水：荧光、绿脓.变形、枯草.阴沟、大肠. 粪链球菌.病毒和噬菌体 生产污水：所含污物相关，变化较大 淡水 FIGURE 23.1 High speed photograph of an unstifled sneeze 工业 微生物引起的工业产品的霉腐： 大量工业制品都是用用动植物产品作原料来制造的 纤维制品、木制品、革制品、橡胶制品、油漆、卷烟、 化妆品等

4、 有些工业产品如塑料、建筑涂料等也有很多微生物 可以分解、利用 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。 开发并推广使用可被微生物降解的产品，或利用微 生物的降解特性。 微生物对工业品的危害 霉变(mildew, mou I dness ):由霉菌引起的变败 腐朽(decay)泛指在好氧条件下微生物酶解有机 质使其劣化的现象，常见的如由担子菌引起的木 材或木制品的腐朽现象 腐烂(或腐败，Putrefect ion, rot)主要指由细 菌或酵母菌引起的使物体变软、发臭性的劣化 腐蚀(corrosion)主要指由硫酸盐还原

5、细菌、铁 细菌或硫细菌引起的金属材料的侵蚀、破坏性劣 化 口鷄融幾錚勰譬爵隸或非生物因 霉腐微生物的试验模式菌株 菌名 Aspergillus 门iger黑曲霉 Asp. terreus 土 曲 霉 Aureobacidium pullulans 出芽短梗霉 Paecilomyces uariof/宛氏拟青霉 Penicillium funiculosum 绳状青霉 P. ochro-chloron赭绿青霉 Scopularriopsis brevicaulis短柄帚霉 Tricoderma viride纟录色木霉 农业 原生性微生物区系是微生物与植物在长期相处的关系中形成的, 它们以种子的分

6、泌物为生与植物的生活和代谢强度息息相关。 次生性微生物区系指的是那些存在于土壤、空气中，通过各种 途径侵染粮食的微生物。在粮食微生物中，尤以霉菌危害严重, 并且能产生 150 多种对人和动物有害的真菌毒素。破坏性能 在许多材料上广泛生长 侵蚀 大田作物的微生物区系 曲霉属 镰刀菌属 青霉属 其他 玉米 24 21 32 31 谷麦 26 20 24 24 大米 27 7 31 25 豆类 14 9 12 12 食品 不利影响： 由于微生物的生长繁殖而腐烂、变质, 不能再食用或使用； 病原微生物进入人体的重要途径，引 起传染性疾病； 很多微生物在食品、上生长后会产生 对人有害的毒素： 细菌毒素？

7、真菌毒素？la Food imoxicafeon (l Food IMecbcn Figure 26 bonw I he toxin tt pro3u cd by niKrvbc% growing in tb Clostridium Sacchromyces cerevisiae、Aspergillus Penicillium Fusarium Alternaria Paecilomyces Rhizopus Mu cor Trichoderma、Phoma 等 o 口醫輕礬危害引起食品变质外;引起人类的 生物体内外的正常菌群* 群：生活在健康动物各部位，数量大、种类较稳定且一般 是有益无害的

8、微生物，称为正常菌群。 人体正常微生物群落在正常生理状态下，人体的体表和体腔中所 存在的一定种类和数量微生物，并不侵害人体。如皮肤上的葡 萄球菌、链球菌等；口腔中的乳酸杆菌、螺旋体：呼吸道和鼻 咽腔中的类白喉杆菌、葡萄球菌、流感杆菌等。在肠通内也含 有大量的细菌。 作用肠道细菌可以合成人体所需生长因子，维持人体正常的生活; 正常微生物群落的存在，还可以通过拮抗作用抑制或排斥病原 微生物的生长 正常动物体的皮毛与外界相通的器官上，也存在着许多微生物。 第二节微生物与生物环境间的相互关系 食圭鸚鶴馨正常 、互生 1互生关系；2人体肠道正常菌群 3.混菌培养与生产实践 二、 共生 1共生关系2与植物

9、、动物的共生关系 三、 寄生 1 寄生关系2.与植物、动物的寄生关系 四、 竞争 五、 拮抗 六、 捕食 生物间相互关系的类型 甲、乙为两种生物 既利甲又利乙（+） 共生水、互利共栖、 互养共栖、协同共栖 利甲而损乙 （+ -）寄生*、捕食*、拮 抗水 利甲而不损乙（+ 0）偏利共栖、互生 （半共生）* 甲、乙不相干（0 0）无关共栖 不利甲而损乙（0 -）偏害共栖 既损甲又损乙（- -）竞争共栖*互生 互生关系是微生物间比较松散的联合，在联合中可以是一方得 利，或双方都有利。 / 偏利共栖：两种或多种生物生活在同一生境中，其中一 个微生物的种群因另一种群的存在或生命活动而单方面获利， 但后者

10、不受影响。 / 互利共栖：生活在同一生境中的两个或多个生物种群之 间相互受益，同时有保持各自独立，它们相互协作，增强对 环境的适应能力。 “例如 纤维分解菌为固氮菌提供了碳素营养和能源，促进固氮菌的 发育。而固氮菌分泌的氮化物又为纤维分解菌提供了营养。 人体肠道正常菌群 混菌培养与生产实践 表9-11固氮屋和纤维分解菌互生时对歼维素分解作用的形响 纤唯倉含诞8) 试验项 H 试喲筋 试验岳 分解华%) 纤维弧備 1. 82 1. 53 15.93 1. 82 1. 32 27.47 纤维牯IW L 82 1. 12 38. 46 周氮箫+纤维枯 1. b2 1.00 45. 05 * 耳； W

11、hMtrr ,p基因工程菌的选择 微生物的互生 Haemophilus satellite colonies Staphylococcus aureus 共生关系是两种生物紧密地结合在一起，形成一 种特殊的共生体。它们在生理上出现了一定的分 工，组织和形态上产生了新的结构（共生体）。 典型的例子是地衣，它是真菌和单细胞绿藻或蓝 细菌共生形成的一种共生体。 与植物、动物的共生关系 地衣 共生（根瘤菌、南极地衣） 根瘤是根瘤菌和植物共生 形成的，它是微生物与 高等植物共生关系的典 型代表。 微生物与昆虫之间也存在 着多种多样的共生关系。 如白蚁和它肠道内的原 生动物的共生。白蚁本 身不能消化纤维素

12、，但 在它后肠中含有共生性 的原生新物。原生动物 将纤维素分解为糖类物 质，而虫体成为原生动 物的适宜环境。与三、寄生 寄生指的是小型生物生活在较大型的生物体内或体 表，从后者获得营养，进行生长、繁殖，并使后 者蒙受损害甚至被杀死的现象。 例如： 噬菌体一细菌 蛭弧圉细国 真菌一真菌 真菌、细菌一原生动物 微生物与动植物 四、竞争 两个种群因需要相同的生长基质或其它环境 因子，致使增长率和种群密度受到限制时 发生的相互作用，其结果对两种种群都是 不利的。五、拮抗 拮抗关系是指一种微生物在其生命活动中，产生某 种代谢产物或改变环境条件，从而抑制其他微生物 的生长繁殖，甚至杀死其它微生物的现象。

13、在制造泡菜、青储饲料时，乳酸杆菌产生大量乳酸, 导致环境变酸，即pH值的下降，抑制了其它微生物 的生长，这属于非特异性的拮抗作用。 产生抗生素的微生物，则能够抑制甚至杀死其它微 生物，例如青霉菌产生的青霉素能抑制一些革兰氏 阳性细菌，链霉菌产生的制霉菌素能够抑制酵母菌 和霉菌等，这些属于特异性的拮抗关系。 种(Speci es) 大肠埃希氏菌(E.coli) 第二节通用分类单元 一、种以上的系统分类单元 1.七级分类单元 2种的概念 3 种的分类地位举例 三、亚种以下的分类单元 1 亚种 2变种 3型4类群 5菌株 6小种 7相8态 1 种以上的七级分类单元 界(K i ngdom) 门(Ph

14、y!) 纲(I ass) 目()rder) 大肠杆菌属于： 细菌界(Bacteria) 肮细菌门：Protobacteria) 发酵细菌纲(Zymobacteria) 肠杆菌目(Enterobacteriales)科(7am i ) 属(Genes) 学名 种(Speci es) 大肠埃希氏菌(E.coli) 肠杆菌科(Enterobacteriaceae) 埃希氏菌属(Escherichia) 2.种的概念 种的定义只是一大群性状极其相同的菌株的总 称。尤其在原核生物中的具体的种是指能代表 这个种的各典型性状的一个被指定的菌株亦即 模式菌株。 抽象的种 具体的模式菌株 新种：sp. nov.或 nov. sp.,被鉴定的种第一 次发表在权威杂志时， 以新种命名。 在其学名 后标上 sp. nov.的符号，新种发表前应将其模 式菌株的培养物存放在一个永久性的保藏机构。 二、种的学名双名法 学名依据国际命名法规给每一种微生物取一个为大家所 公认的科学名称。每一种微生物的学名都依属和种而 命名。 属名在前，规定用拉丁字名词表示，字首字母要大写， 由微生物的构造、形状，或由科学家名字而来，用以 描述微生物的主要特征； 种名在后，常用拉丁字形容词表示，字首字母小写，为 微生物的色素、形状、来源、病名，或科学家的姓