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1、微生物与环境间的关系第一页，讲稿共三十九页哦 微生物与任何一种生物之间的关系：微生物与任何一种生物之间的关系：双方获益双方获益：共生、互利共栖、协同共栖、互养共栖（：共生、互利共栖、协同共栖、互养共栖（+）单方获益，对方受害单方获益，对方受害：寄生、捕食、拮抗（：寄生、捕食、拮抗（+），（），（+）单方获益，对方无害单方获益，对方无害：偏利共栖、卫星状共栖、互生（代谢共：偏利共栖、卫星状共栖、互生（代谢共栖）（栖）（+0）互不相扰互不相扰：无关共栖（：无关共栖（00）一方受害，对方无益无损一方受害，对方无益无损：偏害共栖（：偏害共栖（0 ）双方受损双方受损：竞争共栖（：竞争共栖（）第二页，讲稿
2、共三十九页哦 两种可两种可单独单独生活的生物，当它们在一起时，通过各自生活的生物，当它们在一起时，通过各自的代谢活动而有利于对方，或偏利于一方的一种的生活方的代谢活动而有利于对方，或偏利于一方的一种的生活方式，称为式，称为互生互生（metabiosis）。）。一、互生一、互生“可分可合，合比分好可分可合，合比分好”第第九九章章微微生生物物的的生生态态第三页，讲稿共三十九页哦土壤微生物中，互生关系十分普遍。土壤微生物中，互生关系十分普遍。（一）微生物间的互生（一）微生物间的互生好氧性自生固氮菌好氧性自生固氮菌纤维素分解菌纤维素分解菌有机酸有机酸提供氮素营养物提供氮素营养物提供固氮时的营养提供固氮
3、时的营养分解纤维素分解纤维素第四页，讲稿共三十九页哦乙酸乙酸光照光照硫酸盐还原细菌硫酸盐还原细菌Desulfuromonas.acetoxidans与绿色光合细菌与绿色光合细菌Chlorobium sp.的互生机理的互生机理硫酸盐还原硫酸盐还原细菌细菌细胞底物细胞底物光合细菌光合细菌细胞底物细胞底物SH2SCO2CO2第五页，讲稿共三十九页哦 拉曼毛霉拉曼毛霉与一种与一种红酵母红酵母，都是，都是VB1需求者，都只需求者，都只能合成硫胺素分子的一半结构；二者共栖时，互相吸能合成硫胺素分子的一半结构；二者共栖时，互相吸收对方分泌物而可以不需要收对方分泌物而可以不需要VB1，此为，此为代谢共栖代谢共
4、栖。第九第九章章微生微生物物的生的生态态第六页，讲稿共三十九页哦（二）人体肠道中正常菌群与人的互生（二）人体肠道中正常菌群与人的互生互生关系互生关系（正常情况）（正常情况）寄生关系寄生关系（某些特殊条件下）（某些特殊条件下）人体肠道正常菌群与宿主间的关系：人体肠道正常菌群与宿主间的关系：第七页，讲稿共三十九页哦人肠道内的菌群：人肠道内的菌群：60-40060-400种不同的微生物，占粪便干重种不同的微生物，占粪便干重1/31/3的是细菌，的是细菌，其中厌氧菌占了绝大多数。其中厌氧菌占了绝大多数。t提供许多人体所必不可少的维生素提供许多人体所必不可少的维生素(如如VB1、B2、B6、B12、VK
5、、烟酸、烟酸、泛酸、生物素、叶酸等、泛酸、生物素、叶酸等)、氨基酸等营养物；、氨基酸等营养物；t 排阻、抑制外来致病菌；排阻、抑制外来致病菌；t产生若干种酶类：产生若干种酶类：淀粉酶、蛋白酶淀粉酶、蛋白酶t产气体和粪臭素：产气体和粪臭素：CO2,CH4,H2,H2S,NH3第八页，讲稿共三十九页哦环境条件改变或着生部位改变：环境条件改变或着生部位改变：正常菌群正常菌群致病菌致病菌t 滥用抗生素；滥用抗生素；t 人身体虚弱抵抗力下降；人身体虚弱抵抗力下降；t 吃了不洁净的食物；吃了不洁净的食物；u肠道中的正常菌群，大肠杆菌，一旦进入泌尿系统，引起尿路肠道中的正常菌群，大肠杆菌，一旦进入泌尿系统，
6、引起尿路感染。感染。u人体表面的正常菌群，一旦它们进入伤口也会引起感染。人体表面的正常菌群，一旦它们进入伤口也会引起感染。第九页，讲稿共三十九页哦条件致病菌：条件致病菌：人体的正常微生物菌群一旦进入非正常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聚居部位，或生态结构发生改变而引起人类疾病的微生物。物。可以通过口服某些活的可以通过口服某些活的微生物制剂微生物制剂来治疗由于正常菌群失调来治疗由于正常菌群失调而导致的腹泻，例如，含蜡状芽孢杆菌（而导致的腹泻，例如，含蜡状芽孢杆菌（B.cereus）的的 “促菌生促菌生”，含地衣芽孢杆菌的，含地衣芽孢杆菌的“整肠
7、生整肠生”等，它们都是等，它们都是通过芽孢杆菌的生长，通过芽孢杆菌的生长，为肠道重新创造良好的厌氧环境，促使肠道内正常的厌氧菌的生长繁殖，为肠道重新创造良好的厌氧环境，促使肠道内正常的厌氧菌的生长繁殖，这类活微生物制剂又称这类活微生物制剂又称微生态制剂微生态制剂。第十页，讲稿共三十九页哦（三）互生现象与发酵工业中的混菌培养（三）互生现象与发酵工业中的混菌培养 混菌培养混菌培养又称又称混合培养混合培养（mixed cultivation）或或混合发混合发酵酵（mixed fermentation）这是在深入研究这是在深入研究微生物纯培养微生物纯培养（pure culture）基础上的人工基础上的
8、人工“微生物生态工程微生物生态工程”。第十一页，讲稿共三十九页哦二、共生二、共生 共生共生（symbiosis）是指两种生物共居在一起，相互是指两种生物共居在一起，相互分工合作、相依为命，甚至达到难分难解、合二为一的分工合作、相依为命，甚至达到难分难解、合二为一的极其紧密的一种相互关系极其紧密的一种相互关系。“可分可合，合比分好可分可合，合比分好”第十二页，讲稿共三十九页哦最典型例子是最典型例子是菌藻菌藻共生共生或或菌菌菌菌共生共生的的地衣地衣（lichen）。（一）微生物间的共生（一）微生物间的共生菌藻共生菌藻共生子囊菌子囊菌（真菌真菌）绿藻绿藻菌菌共生菌菌共生真菌真菌蓝细菌蓝细菌第十三页，
9、讲稿共三十九页哦绿藻或蓝细菌绿藻或蓝细菌真菌真菌有机酸有机酸提供有机营养提供有机营养提供所必需的矿质养料提供所必需的矿质养料光合作用光合作用分解岩石中的某些成分分解岩石中的某些成分第十四页，讲稿共三十九页哦地衣地衣-藻类和真菌的共生体藻类和真菌的共生体形成有固定形态的叶状结构：形成有固定形态的叶状结构：真菌真菌无规则地缠绕无规则地缠绕藻类藻类细胞，或二者组成一定的层次排列。细胞，或二者组成一定的层次排列。结构上的共生：结构上的共生：生理上的共生：生理上的共生：共生菌共生菌从基质中吸收水分和无机养料；从基质中吸收水分和无机养料；共生藻共生藻进行光合作用，合成有机物；进行光合作用，合成有机物；使地
10、衣能在十分贫瘠的环境中生存。使地衣能在十分贫瘠的环境中生存。地衣繁殖时地衣繁殖时，在表面上生出球状粉芽，粉芽中含有少量的藻类细胞，在表面上生出球状粉芽，粉芽中含有少量的藻类细胞和真菌菌丝，粉芽脱离母体散布到适宜的环境中，发育成新的地衣和真菌菌丝，粉芽脱离母体散布到适宜的环境中，发育成新的地衣第十五页，讲稿共三十九页哦第十六页，讲稿共三十九页哦叶状地衣叶状地衣 （南极石耳）（南极石耳）壳状地衣壳状地衣 （南极丽石黄衣（南极丽石黄衣，红色和赤星衣，红色和赤星衣，米黄色），米黄色）第十七页，讲稿共三十九页哦（二）微生物与植物间的共生（二）微生物与植物间的共生1.1.根瘤菌与植物间的共生根瘤菌与植物间
11、的共生2.2.菌根菌与植物菌根菌与植物第九第九章章微生微生物物的生的生态态第十八页，讲稿共三十九页哦根瘤菌与豆科植物间的共生根瘤菌与豆科植物间的共生-形成根瘤共生体形成根瘤共生体t 根瘤菌固定大气中的气态氮为植物提供根瘤菌固定大气中的气态氮为植物提供 氮素养料；氮素养料；t 豆科植物的根的分泌物能刺激根瘤菌的生豆科植物的根的分泌物能刺激根瘤菌的生 长，长，同时，还为根瘤菌提供保护和稳定的生长条件。同时，还为根瘤菌提供保护和稳定的生长条件。第十九页，讲稿共三十九页哦第二十页，讲稿共三十九页哦豆科植物根内侵入线豆科植物根内侵入线的形成的形成第二十一页，讲稿共三十九页哦菌根的作用：菌根的作用：1）分
12、泌植物促生物质，如赤霉素、植物生长）分泌植物促生物质，如赤霉素、植物生长 激素等，多种维生素和氨基酸激素等，多种维生素和氨基酸 2）对豆科植物的结瘤具促生作用）对豆科植物的结瘤具促生作用 3）促进出芽的作用）促进出芽的作用 4）对土壤传病害的生物调控作用）对土壤传病害的生物调控作用 5）对植物病原线虫的生物控制）对植物病原线虫的生物控制第二十二页，讲稿共三十九页哦植物的内生菌根和外生菌根的横切面的图解植物的内生菌根和外生菌根的横切面的图解第二十三页，讲稿共三十九页哦第二十四页，讲稿共三十九页哦（三）微生物与动物间的共生（三）微生物与动物间的共生1.1.微生物与昆虫的共生微生物与昆虫的共生2.2
13、.瘤胃微生物与反刍微生物的共生瘤胃微生物与反刍微生物的共生第九第九章章微生微生物物的生的生态态第二十五页，讲稿共三十九页哦1.1.与昆虫的共生关系与昆虫的共生关系t 外共生：例如白蚁与其肠道内的微生物之间的共生外共生：例如白蚁与其肠道内的微生物之间的共生食木质的白蚁自身并不能分解期望上纤维素，必须依赖肠道食木质的白蚁自身并不能分解期望上纤维素，必须依赖肠道中共生的原生动物和细菌通过厌氧发酵过程来分解纤维素。中共生的原生动物和细菌通过厌氧发酵过程来分解纤维素。t 内共生：蟑螂、蝉、蚜虫、象鼻虫与其细胞内的共生性细菌内共生：蟑螂、蝉、蚜虫、象鼻虫与其细胞内的共生性细菌这些细胞内的共生性细菌能为宿主
14、提供这些细胞内的共生性细菌能为宿主提供B族维生素，使昆虫能以缺族维生素，使昆虫能以缺乏维生素的植物为生。乏维生素的植物为生。第二十六页，讲稿共三十九页哦2.2.与反刍动物的共生关系与反刍动物的共生关系t 反刍动物，如牛、羊、骆驼、长颈鹿等以植物的纤维素为主要食反刍动物，如牛、羊、骆驼、长颈鹿等以植物的纤维素为主要食物，它们在瘤胃中经微生物发酵变成有机酸和菌体蛋白再供动物吸物，它们在瘤胃中经微生物发酵变成有机酸和菌体蛋白再供动物吸收利用。收利用。t 瘤胃为里面居住的微生物提供了必要的营养和生长条件瘤胃为里面居住的微生物提供了必要的营养和生长条件-食物和严格的厌氧环境食物和严格的厌氧环境第二十七页
15、，讲稿共三十九页哦第二十八页，讲稿共三十九页哦三、寄生三、寄生 寄生寄生（parasitism）一般指一种小型生物生活在另一一般指一种小型生物生活在另一种较大型生物的体内（包括细胞内）或体表，从中夺取营种较大型生物的体内（包括细胞内）或体表，从中夺取营养并进行生长繁殖，同时养并进行生长繁殖，同时使后者蒙受损害甚至被杀死使后者蒙受损害甚至被杀死的一的一种相互关系。种相互关系。第第九九章章微微生生物物的的生生态态第二十九页，讲稿共三十九页哦寄生物寄生物（parasite）宿主或寄主宿主或寄主（host）细胞内寄生细胞内寄生专性寄生专性寄生兼性寄生兼性寄生小型生物小型生物较大型生物较大型生物第三十页
16、，讲稿共三十九页哦（一）微生物间的寄生（一）微生物间的寄生噬菌体与其宿主之间的关系；噬菌体与其宿主之间的关系；真菌对真菌的寄生；真菌对真菌的寄生；细菌或真菌寄生于原生动物；细菌或真菌寄生于原生动物；细菌寄生于细菌：细菌寄生于细菌：蛭弧菌寄生于蛭弧菌寄生于Pseudomonas phaseolicola（栖菜豆假单胞菌）。（栖菜豆假单胞菌）。第第九九章章微微生生物物的的生生态态第三十一页，讲稿共三十九页哦第九第九章章微生微生物物的生的生态态蛭弧菌寄生于蛭弧菌寄生于Pseudomonas phaseolicola（栖菜豆假单胞菌）（栖菜豆假单胞菌）第三十二页，讲稿共三十九页哦（二）微生物与植物间的
17、寄生（二）微生物与植物间的寄生 微生物寄生于植物的例子是极其普遍的，各种植微生物寄生于植物的例子是极其普遍的，各种植物病原体都是寄生物。物病原体都是寄生物。第第九九章章微微生生物物的的生生态态第三十三页，讲稿共三十九页哦专性寄生物专性寄生物（obligate parasite）兼性寄生物兼性寄生物（facultative parasite）凡必须从活的植物细胞或组织中获取其所凡必须从活的植物细胞或组织中获取其所需营养物才能生存者。需营养物才能生存者。除寄生生活外，还可生活在死植物上或除寄生生活外，还可生活在死植物上或人工配制的培养基中。人工配制的培养基中。按按寄寄生生的的程程度度分分类类第三十
18、四页，讲稿共三十九页哦（三）微生物与动物间的寄生（三）微生物与动物间的寄生 寄生于动物的微生物即为动物寄生于动物的微生物即为动物病原微生物病原微生物，种，种类极多，包括各种病毒、细菌、真菌和原生动物等。类极多，包括各种病毒、细菌、真菌和原生动物等。两个主要研两个主要研究方向究方向人体和高等动物的病原微生物人体和高等动物的病原微生物昆虫的病原微生物昆虫的病原微生物(生物农药生物农药)第三十五页，讲稿共三十九页哦冬虫夏草冬虫夏草:在高原地区在高原地区(青海西藏海拔青海西藏海拔30005000m)，有一，有一种名叫种名叫虫草菌（虫草菌（真菌真菌），它的子囊孢子成熟后，随风飘扬，它的子囊孢子成熟后，随
19、风飘扬，散落土中。高原地区又有一种昆虫名叫散落土中。高原地区又有一种昆虫名叫蝙蝠蛾蝙蝠蛾，它的幼虫在，它的幼虫在土壤中蛰居过冬。虫草菌的孢子遇到蝙蝠蛾的幼虫，便钻入土壤中蛰居过冬。虫草菌的孢子遇到蝙蝠蛾的幼虫，便钻入体中，萌发成菌丝体，吸收幼虫体内的营养，把它的体中，萌发成菌丝体，吸收幼虫体内的营养，把它的“五脏五脏六腑六腑”消耗得一干二净，菌丝体也就充满整个虫体。表面看来消耗得一干二净，菌丝体也就充满整个虫体。表面看来，蝙蝠蛾幼虫仍然是一条虫的样子，实际上只是一个僵死尸体，蝙蝠蛾幼虫仍然是一条虫的样子，实际上只是一个僵死尸体的空壳。到了夏季，冰冻的表层土壤消融，土壤温度升高，菌的空壳。到了夏
20、季，冰冻的表层土壤消融，土壤温度升高，菌丝体穿通虫壳，破土而出，长成一条真菌的子座，看起来有些丝体穿通虫壳，破土而出，长成一条真菌的子座，看起来有些象草。象草。第三十六页，讲稿共三十九页哦第三十七页，讲稿共三十九页哦四、拮抗四、拮抗 拮抗拮抗又称又称抗生抗生（antagonism），指由某种生物所，指由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它们的一种相互关系杀死它们的一种相互关系。第第九九章章微微生生物物的的生生态态第三十八页，讲稿共三十九页哦 微生物间的拮抗关系可为抗生素的筛选、食品保藏、医疗微生物间的拮抗关系可为抗生素的筛选、食品保藏、医疗保健和动植物病害的防治等提供很多有效的手段。保健和动植物病害的防治等提供很多有效的手段。t 微生物间的微生物间的“化学战术化学战术”抗生菌产生能抑制其它生物生长发育的抗生素；抗生菌产生能抑制其它生物生长发育的抗生素；t 微生物间的生长抑制微生物间的生长抑制因某种微生物的生长而引起的其它条件的改变如缺氧、因某种微生物的生长而引起的其它条件的改变如缺氧、pHpH值改变等值改变等，从而抑制它种生物的生长。，从而抑制它种生物的生长。第三十九页，讲稿共三十九页哦