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1、第九章微生物生态学山东教育学院生物科学与技术系山东教育学院生物科学与技术系微生物学课程组微生物学课程组2023/1/92023/1/91 1 微生物与环境间有着极为密切的关系，微生物的生命活动微生物与环境间有着极为密切的关系，微生物的生命活动依赖于环境，同时也影响着环境，研究微生物与环境之间的关依赖于环境，同时也影响着环境，研究微生物与环境之间的关系，了解它们在自然界的分布，可为人们开发微生物资源提供系，了解它们在自然界的分布，可为人们开发微生物资源提供理论依据，以使人们利用微生物在自然界中的作用来改造自然，理论依据，以使人们利用微生物在自然界中的作用来改造自然，保护自然。保护自然。微生物之间
2、，微生物与其他生物之间，也存在着相互依存，微生物之间，微生物与其他生物之间，也存在着相互依存，相互制约的关系，研究它们之间的关系，使人类更好地利用微相互制约的关系，研究它们之间的关系，使人类更好地利用微生物，为防治人和动植物疾病，为工农业生产服务。生物，为防治人和动植物疾病，为工农业生产服务。2023/1/92023/1/92 2 生态系统：生态系统：在一定的空间内生物的成分和非生在一定的空间内生物的成分和非生物的成分通过物的成分通过物质循环物质循环和和能量流动能量流动互相作用、互相作用、互相依存而构成的一个生态学功能单位。互相依存而构成的一个生态学功能单位。生态学：生态学：研究研究生物生物与
3、其周围与其周围生物生物和和非生物非生物环境环境之间相之间相 互关系的一门科学。互关系的一门科学。微生物生态学：微生物生态学：研究微生物与其周围生物和非研究微生物与其周围生物和非生物环境之间相互关系。生物环境之间相互关系。t 各种环境中的微生物的种类、分布；各种环境中的微生物的种类、分布；t 微生物和其它生物的关系；微生物和其它生物的关系；t 微生物与物质循环；微生物与物质循环；t 微生物与环境保护微生物与环境保护2023/1/92023/1/93 3第一节第一节 微生物在自然界中的分布微生物在自然界中的分布微生物的特点：微生物的特点：个体微小，代谢营养类型多样，适应能力强个体微小，代谢营养类型
4、多样，适应能力强微生物在自然界中分布广泛微生物在自然界中分布广泛 一、土壤中的微生物一、土壤中的微生物 (一一)土壤是微生物的天然培养基土壤是微生物的天然培养基 土壤是固体无机物土壤是固体无机物(岩石和矿物质岩石和矿物质)、有机物、水、有机物、水、空气和生物组成的复合物，是微生物的合适生境。是空气和生物组成的复合物，是微生物的合适生境。是微生物天然培养基。微生物天然培养基。土壤微生物土壤微生物种类多、数量多、代谢潜力巨大，种类多、数量多、代谢潜力巨大，是自是自然界最丰富的微生物资源库。然界最丰富的微生物资源库。2023/1/92023/1/94 41.营养丰富2.水分满足3.酸碱度,渗透压4.
5、氧气5.温度土壤微生物通过其代谢活动可改变土壤的理化性质,进行物质转化,因此,土壤微生物是构成土壤肥力的重要因素.2023/1/92023/1/95 51 1）土壤微生物的数量和分布主要受到）土壤微生物的数量和分布主要受到营养物、含水量、氧、温度、营养物、含水量、氧、温度、pHpH等因子等因子的影响，并随土壤类型的不同而有很大的影响，并随土壤类型的不同而有很大变化。变化。2 2）土壤微生物的数量和分布受季节影）土壤微生物的数量和分布受季节影响；响；3 3）微生物的数量也与于土层的深度有）微生物的数量也与于土层的深度有关，一般土壤表层微生物最多，随着土关，一般土壤表层微生物最多，随着土层的加深，
6、微生物的数量逐步减少。层的加深，微生物的数量逐步减少。4 4）土壤中的微生物以细菌最多，其次）土壤中的微生物以细菌最多，其次位放线菌和霉菌。位放线菌和霉菌。(二二)土壤中微生物分布特点土壤中微生物分布特点2023/1/92023/1/96 6二、水中的微生物二、水中的微生物（一）淡水微生物（一）淡水微生物1.1.来源：来源：土壤、空气、污水或动植物尸体等。土壤、空气、污水或动植物尸体等。2.2.分布特点：分布特点：1 1）数量和种类与接触的数量和种类与接触的土壤土壤有密切关系；有密切关系；2 2）垂直分带分布垂直分带分布3 3）多是多是吸附吸附在悬浮在水中的有机物上及水底；在悬浮在水中的有机物
7、上及水底；4 4）多能）多能运动，有些具有很异常的形态（例如运动，有些具有很异常的形态（例如柄细柄细菌菌）；）；5 5）靠近城市或城市下游水中的微生物多，并且有靠近城市或城市下游水中的微生物多，并且有很多对健康不利的细菌，因此不宜作为很多对健康不利的细菌，因此不宜作为饮用水源饮用水源；2023/1/92023/1/97 7（二）海水微生物（二）海水微生物1 1）嗜盐，真正的海洋细菌在缺少氯化钠的情况下是）嗜盐，真正的海洋细菌在缺少氯化钠的情况下是不能生长的。不能生长的。2 2）低温生长，除了在热带海水表面外，在其它海水）低温生长，除了在热带海水表面外，在其它海水中发现的细菌多为嗜冷菌。中发现的
8、细菌多为嗜冷菌。3 3）大多数海洋细菌为）大多数海洋细菌为G G细菌，并具有运动能力。细菌，并具有运动能力。4 4）耐高压（特别是生活在深海的细菌）。）耐高压（特别是生活在深海的细菌）。5 5）更明显的垂直分层分布（透光区、无光区、深海）更明显的垂直分层分布（透光区、无光区、深海区、超深渊海区）区、超深渊海区）2023/1/92023/1/98 8三、空气中的微生物三、空气中的微生物1）无原生的微生物区系，主要以气溶胶形式存在；）无原生的微生物区系，主要以气溶胶形式存在；2）来源于土壤、水体及人类的生产、生活活动；来源于土壤、水体及人类的生产、生活活动；3）种类主要为真菌和细菌，一般与其所在环
9、境的微）种类主要为真菌和细菌，一般与其所在环境的微生物种类有关；生物种类有关；4）数量取决于尘埃数量；）数量取决于尘埃数量；5）停留时间和尘埃大小、空气流速、湿度、光照等）停留时间和尘埃大小、空气流速、湿度、光照等因素有关；因素有关；6）与人类的关系：）与人类的关系：传播动、植物疾病，造成食品及发酵生产中的污染传播动、植物疾病，造成食品及发酵生产中的污染2023/1/92023/1/99 9四、工农业产品上的微生物四、工农业产品上的微生物1微生物引起的工业产品的霉腐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大量工业制品都是用用动植物产品作原料来制造的的 纤维制品、木
10、制品、革制品、橡胶制品、油漆、纤维制品、木制品、革制品、橡胶制品、油漆、卷烟、化妆品等卷烟、化妆品等 有些工业产品如塑料、建筑涂料等也有很多微生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、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。种特殊微生物所破坏。2023/1/92023/1/910102食品、农副产品上的微生物食品、农副产品上的微生物不利方面：不利方面：t由于微生物的生长繁殖而腐烂、变质，由于微生物的生
11、长繁殖而腐烂、变质，不能再食用或使用；不能再食用或使用；t病原微生物进入人体的重要途径，引病原微生物进入人体的重要途径，引起传染性疾病；起传染性疾病；t很多微生物在食品、农产品上生长后很多微生物在食品、农产品上生长后会产生对人有害的毒素；会产生对人有害的毒素；肉毒毒素、黄曲霉素等肉毒毒素、黄曲霉素等有利方面：有利方面：利用特定的微生物制备风味利用特定的微生物制备风味食品，如酱制品、米酒、腌酸菜等；食品，如酱制品、米酒、腌酸菜等；2023/1/92023/1/91111可采用多种方法防止微生物对食品等的破坏可采用多种方法防止微生物对食品等的破坏2023/1/92023/1/91212（五）极端环
12、境下的微生物（五）极端环境下的微生物1、嗜热微生物、嗜热微生物嗜热微生物是一类生活在高温环境嗜热微生物是一类生活在高温环境中的微生物，如火山口及其周围区中的微生物，如火山口及其周围区域、温泉、工厂高温废水排放区等。域、温泉、工厂高温废水排放区等。兼性嗜热菌兼性嗜热菌专性嗜热菌专性嗜热菌极端嗜热菌极端嗜热菌耐热菌耐热菌超嗜热菌超嗜热菌嗜热菌的类型：嗜热菌的类型：2023/1/92023/1/91313隐蔽热网菌隐蔽热网菌（Pyrodictium occultumPyrodictium occultum）嗜酸热硫化叶菌嗜酸热硫化叶菌（Sulfolobus acidocaldariusSulfolo
13、bus acidocaldarius）水生嗜热杆菌水生嗜热杆菌(Thermus aquaticusThermus aquaticus)2023/1/92023/1/914142、嗜冷微生物：、嗜冷微生物：嗜冷菌：最适生长温度低于嗜冷菌：最适生长温度低于15耐冷微生物：最适生长温度为耐冷微生物：最适生长温度为20-40主要分布于极地、深海、高山、冰窖和冷藏库主要分布于极地、深海、高山、冰窖和冷藏库3、嗜酸微生物、嗜酸微生物：只能上生活在低只能上生活在低pH（4）的条件下的条件下耐酸微生物：也可在中性环境中生长最适生长温度低耐酸微生物：也可在中性环境中生长最适生长温度低于于154、嗜碱微生物：、嗜
14、碱微生物：专性生活在专性生活在pH10-11的碱性条件下的碱性条件下5、嗜盐微生物：、嗜盐微生物：在高盐浓度下才能生长在高盐浓度下才能生长6、嗜压微生物：、嗜压微生物：在高静水压环境中生长在高静水压环境中生长7、抗辐射微生物：、抗辐射微生物：对辐射具有抗性或耐受性。对辐射具有抗性或耐受性。2023/1/92023/1/91515研究意义：研究意义：(1)(1)开发利用新的微生物资源，包括特异性的基因资开发利用新的微生物资源，包括特异性的基因资源；源；(2)(2)为微生物生理、遗传和分类乃至生命科学及相关为微生物生理、遗传和分类乃至生命科学及相关学科许多领域，如：功能基因组学、生物电子器材等学科
15、许多领域，如：功能基因组学、生物电子器材等的研究提供新的课题和材料；的研究提供新的课题和材料；(3)(3)为生物进化、生命起源的研究提供新的材料。为生物进化、生命起源的研究提供新的材料。2023/1/92023/1/91616(六）生物体内外的正常菌群六）生物体内外的正常菌群1、人体的正常菌群、人体的正常菌群 在正常人体皮肤、粘膜及外界相通的各种腔道在正常人体皮肤、粘膜及外界相通的各种腔道（如口腔、鼻咽腔、肠道和泌尿道）等部位，存在着（如口腔、鼻咽腔、肠道和泌尿道）等部位，存在着对人体无害的微生物群，包括细菌、真菌、螺旋体、对人体无害的微生物群，包括细菌、真菌、螺旋体、支原体等。支原体等。在长
16、期进化过程中，微生物群的内部及其与宿主在长期进化过程中，微生物群的内部及其与宿主之间互相依存、互相制约，形成一个能进行物质、能之间互相依存、互相制约，形成一个能进行物质、能量等交流的动态平衡的微生态系统，常称之为正常菌量等交流的动态平衡的微生态系统，常称之为正常菌群群2023/1/92023/1/91717 人体各部位常见的正常菌群人体各部位常见的正常菌群皮肤：皮肤：表皮葡萄球菌、类白喉杆菌、绿脓杆菌、耻垢杆菌等表皮葡萄球菌、类白喉杆菌、绿脓杆菌、耻垢杆菌等口腔：口腔：链球菌（甲型或乙型）、乳酸杆菌、螺旋体、梭形杆菌、白链球菌（甲型或乙型）、乳酸杆菌、螺旋体、梭形杆菌、白色念球菌、（真菌）表皮
17、葡萄球菌、肺炎球菌、奈瑟氏球菌、类白色念球菌、（真菌）表皮葡萄球菌、肺炎球菌、奈瑟氏球菌、类白喉杆菌等喉杆菌等胃：胃：正常一般无菌正常一般无菌肠道：肠道：类杆菌、双歧杆菌、大肠杆菌、厌氧性链球菌、粪链球菌、类杆菌、双歧杆菌、大肠杆菌、厌氧性链球菌、粪链球菌、葡萄球菌、白色念球菌、乳酸杆菌、变形杆菌、破伤风杆菌、产气葡萄球菌、白色念球菌、乳酸杆菌、变形杆菌、破伤风杆菌、产气荚膜杆菌等荚膜杆菌等鼻咽腔：鼻咽腔：甲型链球菌、奈氏球菌、肺炎球菌、流感杆菌、乙型链球甲型链球菌、奈氏球菌、肺炎球菌、流感杆菌、乙型链球菌、葡萄球菌、绿脓杆菌、大肠杆菌、变形杆菌等菌、葡萄球菌、绿脓杆菌、大肠杆菌、变形杆菌等眼
18、结膜：眼结膜：皮表葡萄球菌、结膜干燥杆菌、类白喉杆菌等皮表葡萄球菌、结膜干燥杆菌、类白喉杆菌等阴道：阴道：乳酸杆菌、白色念球菌、类白喉杆菌、大肠杆菌等乳酸杆菌、白色念球菌、类白喉杆菌、大肠杆菌等尿道：尿道：表皮葡萄球菌、类白喉杆菌、耻垢杆菌等表皮葡萄球菌、类白喉杆菌、耻垢杆菌等2023/1/92023/1/91818眼睛:1g鼻腔:10g口腔:20g皮肤:200g肺:20g肠道:1000g生殖道:20g总量总量:1271g正常人体微生物的数量正常人体微生物的数量2023/1/92023/1/91919正常菌群对人体的作用正常菌群对人体的作用营养作用营养作用:正常菌群的营养来自宿主组织细胞的分泌
19、液、脱落正常菌群的营养来自宿主组织细胞的分泌液、脱落细胞，以及某些腔道中的食物碎屑和残渣等。菌群的代谢产物细胞，以及某些腔道中的食物碎屑和残渣等。菌群的代谢产物除供给细菌自身利用外，一部分可以被宿主吸收利用。例如，除供给细菌自身利用外，一部分可以被宿主吸收利用。例如，过去外科医生不太重视肠道正常菌群中的大肠埃希氏菌能合成过去外科医生不太重视肠道正常菌群中的大肠埃希氏菌能合成B B族维生素和维生素族维生素和维生素K K的功能，所以在肠道手术后为避免发生感的功能，所以在肠道手术后为避免发生感染，常用抗生素作预防性治疗，结果是手术后感染是防止了，染，常用抗生素作预防性治疗，结果是手术后感染是防止了，
20、病人却出现了厌食和贫血等维生素病人却出现了厌食和贫血等维生素B B和和K K的缺乏症，因为大肠杆的缺乏症，因为大肠杆菌也被抗生素杀死了。所以现在遇到这类需施行肠道手术的患菌也被抗生素杀死了。所以现在遇到这类需施行肠道手术的患者，在给予广谱抗生素预防术后感染的同时，必须补充足量的者，在给予广谱抗生素预防术后感染的同时，必须补充足量的微生素微生素B B和维生素和维生素K K。2023/1/92023/1/92020免疫作用免疫作用正常菌群的细胞中，有许多成分可以促进宿主免疫器官的正常菌群的细胞中，有许多成分可以促进宿主免疫器官的发育成熟。有学者曾经做过实验，他们把刚孵化出来的小鸡分发育成熟。有学者
21、曾经做过实验，他们把刚孵化出来的小鸡分成两组，一组放在没有细菌的环境中生活，成为无菌鸡；另一成两组，一组放在没有细菌的环境中生活，成为无菌鸡；另一组让它们正常生活，即带菌鸡。结果发现无菌鸡的小肠和回肓组让它们正常生活，即带菌鸡。结果发现无菌鸡的小肠和回肓部的淋巴结都要比普通带菌鸡的少部的淋巴结都要比普通带菌鸡的少80%80%左右。如果将这些无菌左右。如果将这些无菌鸡暴露在普通有菌的环境中饲养，使之建立正常菌群，则经鸡暴露在普通有菌的环境中饲养，使之建立正常菌群，则经2 2周后，它们的免疫器官的发育和功能就可与普通鸡相近。此外，周后，它们的免疫器官的发育和功能就可与普通鸡相近。此外，有些正常菌群
22、的细胞组分与病原菌的相同，因此，它们能刺激有些正常菌群的细胞组分与病原菌的相同，因此，它们能刺激宿主免疫系统产生像抗体一类的免疫物质，这些免疫物质也能宿主免疫系统产生像抗体一类的免疫物质，这些免疫物质也能对抗相应病原菌的侵袭。对抗相应病原菌的侵袭。2023/1/92023/1/92121生物拮抗作用生物拮抗作用将活的鼠伤寒沙门氏菌（将活的鼠伤寒沙门氏菌（Salmonella typymuriumiSalmonella typymuriumi）喂给）喂给小鼠，如果要使小鼠发病死亡，需要小鼠，如果要使小鼠发病死亡，需要1010万个细菌；如果先给小万个细菌；如果先给小鼠口服链霉素，把小鼠肠道中的正常
23、菌群都杀死，则只要鼠口服链霉素，把小鼠肠道中的正常菌群都杀死，则只要1010个个活菌就可置试验鼠于死地。两者菌量竟相差活菌就可置试验鼠于死地。两者菌量竟相差1 1万倍，表明正常万倍，表明正常菌群有拮抗病原菌作用。这种现象在人类中也可以见到，例如菌群有拮抗病原菌作用。这种现象在人类中也可以见到，例如大肠埃希氏菌、变形杆菌、肠球菌等正常菌，可以抵抗引起痢大肠埃希氏菌、变形杆菌、肠球菌等正常菌，可以抵抗引起痢疾和伤寒的志贺菌和伤寒沙门菌等病原菌。我们把这种现象称疾和伤寒的志贺菌和伤寒沙门菌等病原菌。我们把这种现象称为生物拮抗。为生物拮抗。2023/1/92023/1/92222生物拮抗的方式有多种。
24、乳杆菌、大肠埃希氏菌等能产生细菌生物拮抗的方式有多种。乳杆菌、大肠埃希氏菌等能产生细菌素，可以抑制一些肠道病原菌的生长；某些真菌、放线菌能产素，可以抑制一些肠道病原菌的生长；某些真菌、放线菌能产生抗生素，抑制或杀死不同种的敏感病原菌；口腔中的血链球生抗生素，抑制或杀死不同种的敏感病原菌；口腔中的血链球菌、阴道的乳杆菌能产生具有杀伤作用的过氧化氢；肠道正常菌、阴道的乳杆菌能产生具有杀伤作用的过氧化氢；肠道正常菌群中，菌群中，99%99%以上是厌氧菌，它们依靠其数量上的绝对优势，以上是厌氧菌，它们依靠其数量上的绝对优势，在营养竞争方面压倒处于劣势的需用氧性病原菌。还有一种方在营养竞争方面压倒处于劣
25、势的需用氧性病原菌。还有一种方式称为占位性保护。现在已经知道，病原菌侵入宿主机体后，式称为占位性保护。现在已经知道，病原菌侵入宿主机体后，首先要以其特殊结构（配体）和机体的粘膜上皮细胞表面的特首先要以其特殊结构（配体）和机体的粘膜上皮细胞表面的特异性受体相结合。也就是说，病原菌和宿主细胞粘附在一起是异性受体相结合。也就是说，病原菌和宿主细胞粘附在一起是引起感染的第一步。如果这些细胞受体早已被正常菌群的配体引起感染的第一步。如果这些细胞受体早已被正常菌群的配体结合而结合而“占位占位”，那么后来的病原菌就无，那么后来的病原菌就无“位位”可结合，当然可结合，当然不可能形成感染了。不可能形成感染了。2
26、023/1/92023/1/92323抗衰老作用抗衰老作用现在一般认为，衰老是由于体内积累了过多的有毒的化学现在一般认为，衰老是由于体内积累了过多的有毒的化学物质物质自由基。双歧杆菌、乳杆菌、肠球菌等肠道正常菌群自由基。双歧杆菌、乳杆菌、肠球菌等肠道正常菌群产生的超氧化物歧化酶（产生的超氧化物歧化酶（SODSOD），可以催化宿主体内自由基的），可以催化宿主体内自由基的歧化反应，消除自由基毒性，保护细胞免受活性氧的损伤，因歧化反应，消除自由基毒性，保护细胞免受活性氧的损伤，因此具有一定的抗衰老作用。此具有一定的抗衰老作用。其它作用其它作用肠道正常菌群有一定的抗肿瘤作用。其原因是这些正常菌肠道正常
27、菌群有一定的抗肿瘤作用。其原因是这些正常菌群能产生多种酶，降解肠道内致癌物或可以转变成致癌物的物群能产生多种酶，降解肠道内致癌物或可以转变成致癌物的物质成为无害物质；它们还可以激发免疫功能，调动处于待命状质成为无害物质；它们还可以激发免疫功能，调动处于待命状态的巨噬细胞等人体卫士围歼病原菌。态的巨噬细胞等人体卫士围歼病原菌。2023/1/92023/1/92424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聚居部位，或生态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物。在一定条件下，正常结构发生改变而引起人类疾病的微生物。在一定条件下，正常菌群
28、中的细菌也能使人患病：菌群中的细菌也能使人患病：（1 1）由于机体的防卫功能减弱）由于机体的防卫功能减弱,引起自身感染。引起自身感染。例如皮肤粘膜受伤（特别是大面积烧伤）、身体受凉、过度疲例如皮肤粘膜受伤（特别是大面积烧伤）、身体受凉、过度疲劳、长期消耗性疾病等，可导致正常菌群的自身感染；劳、长期消耗性疾病等，可导致正常菌群的自身感染；（2 2）由于正常菌群寄居部位的改变，发生了定位转移，也可）由于正常菌群寄居部位的改变，发生了定位转移，也可引起疾病。引起疾病。例如大肠杆菌进入腹腔或泌尿道，可引起腹膜炎、泌尿道感染。例如大肠杆菌进入腹腔或泌尿道，可引起腹膜炎、泌尿道感染。人体表面的正常菌群，一
29、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。2023/1/92023/1/92525菌群失调菌群失调 在正常情况下，人体和正常菌群之间以及正常菌群在正常情况下，人体和正常菌群之间以及正常菌群中各细菌之间，保持一定的生态平衡。中各细菌之间，保持一定的生态平衡。如果生态平衡失调，以至机体某一部位的正常菌如果生态平衡失调，以至机体某一部位的正常菌群中各细菌的比例关系发生数量和质量上的变化，称群中各细菌的比例关系发生数量和质量上的变化，称为为菌群失调菌群失调。菌群失调的常见诱因：菌群失调的常见诱因：主要是使用抗生素、同位素、激素、患有慢性消主要是使用抗生素、同位素、激
30、素、患有慢性消耗性疾病时肠道、呼吸道、泌尿生殖道的功能失常也耗性疾病时肠道、呼吸道、泌尿生殖道的功能失常也是重要原因。去除诱因后一般可使菌群复常，也有长是重要原因。去除诱因后一般可使菌群复常，也有长期失调难于逆转的情况。期失调难于逆转的情况。2023/1/92023/1/92626常见的菌群失调症有：常见的菌群失调症有：（1 1）耐药性葡萄球菌繁殖成优势菌而发生腹泻，偶尔发生致）耐药性葡萄球菌繁殖成优势菌而发生腹泻，偶尔发生致死性葡萄球菌脓毒血症；死性葡萄球菌脓毒血症；（2 2）变形杆菌和假单胞菌生长旺盛并侵入组织发生肾炎或膀）变形杆菌和假单胞菌生长旺盛并侵入组织发生肾炎或膀胱炎；胱炎；（3
31、3）白色念珠菌大量繁殖，引起肠道、肛门或阴道感染，也）白色念珠菌大量繁殖，引起肠道、肛门或阴道感染，也可发展成全身感染；可发展成全身感染；（4 4）艰难梭菌在结肠内大量繁殖，并产生一种肠毒素及细菌）艰难梭菌在结肠内大量繁殖，并产生一种肠毒素及细菌毒素，导致假膜性肠炎。毒素，导致假膜性肠炎。可以通过口服某些活的微生物制剂来治疗由于正常菌群失可以通过口服某些活的微生物制剂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（调而导致的腹泻，例如，含蜡状芽孢杆菌（B cereusB cereus）的的“促促菌生菌生”，含地衣芽孢杆菌的，含地衣芽孢杆菌的“整肠生整肠生”等，它们都是通过芽孢等，它们
32、都是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，这类活微生物制剂又称常的厌氧菌的生长繁殖，这类活微生物制剂又称微生态制剂。微生态制剂。微生态制剂一般用于恢复肠道内的正常生态环境，若肠道微生态制剂一般用于恢复肠道内的正常生态环境，若肠道功能正常，一般不需要服用。功能正常，一般不需要服用。2023/1/92023/1/927272、无菌动物和悉生生物、无菌动物和悉生生物无菌动物：无菌动物：是指不能检出任何活的微生物和寄生虫的动物是指不能检出任何活的微生物和寄生虫的动物悉生生物：悉生生物：指整个个体不携带或
33、只携带已知微生物的生物指整个个体不携带或只携带已知微生物的生物种种 类类饲养方饲养方法法说明说明附附 记记无菌动无菌动物物隔离系隔离系统统以封闭的无菌技术取得，用现有方法以封闭的无菌技术取得，用现有方法不能检出任何微生物和寄生虫的动物不能检出任何微生物和寄生虫的动物悉生动悉生动物物隔离系隔离系统统确知所带的微生物丛（植物的和动物确知所带的微生物丛（植物的和动物的）经特殊饲养的动物。的）经特殊饲养的动物。确知所带有的确知所带有的微生物微生物无特定病无特定病原体动物原体动物屏障系屏障系统统没有指定的致病性微生物和寄生虫的没有指定的致病性微生物和寄生虫的动物。动物。确知不带有的确知不带有的微生物微生
34、物通常动通常动物物开放系开放系统统不明确所带的微生物、寄生虫的动物，不明确所带的微生物、寄生虫的动物，称普通动物，但不得带有人畜共患的称普通动物，但不得带有人畜共患的传染病病原体。传染病病原体。对微生物带有情况对微生物带有情况不明确不明确2023/1/92023/1/928283、根际微生物和附生微生物、根际微生物和附生微生物根际微生物：生活在植物根系周围土壤中的微生物，根际微生物：生活在植物根系周围土壤中的微生物，为正常菌群，多为为正常菌群，多为G-细菌细菌附生微生物：生活在植物地上部分表面的微生物附生微生物：生活在植物地上部分表面的微生物2023/1/92023/1/92929第二节第二节
35、 微生物与生物环境之间的关系微生物与生物环境之间的关系 在自然界中，各种微生物极少单独存在，总是较在自然界中，各种微生物极少单独存在，总是较多地聚在一起，也常常与其他生物出现在一个限定的多地聚在一起，也常常与其他生物出现在一个限定的空间内，它们之间可能发生相互作用，并由此构成微空间内，它们之间可能发生相互作用，并由此构成微生物以及微生物与其他生物间非常复杂而多样化的关生物以及微生物与其他生物间非常复杂而多样化的关系。系。一、互生一、互生定义：两种生物可以独立生活。也可以形成相互的联定义：两种生物可以独立生活。也可以形成相互的联合，对一方有利，或双方都有利。合，对一方有利，或双方都有利。2023
36、/1/92023/1/93030（一）微生物间的互生关系（一）微生物间的互生关系 固氮菌和纤维素分解菌，两者互生关系较为典型，固氮菌和纤维素分解菌，两者互生关系较为典型，固氮菌可利用纤维素分解菌产生的有机酸作为碳源和固氮菌可利用纤维素分解菌产生的有机酸作为碳源和能源而大量繁殖，并进行固氮；使纤维素分解菌也避能源而大量繁殖，并进行固氮；使纤维素分解菌也避免因为自身代谢产物积累过多而中毒；同时可利用固免因为自身代谢产物积累过多而中毒；同时可利用固氮菌前提的氮素营养物质，生长更加旺盛。增强了分氮菌前提的氮素营养物质，生长更加旺盛。增强了分解纤维素的能力。由于它们的互生关系，提高了土壤解纤维素的能力。
37、由于它们的互生关系，提高了土壤的肥力。的肥力。2023/1/92023/1/93131（二）微生物与人及动物间的互生关系（二）微生物与人及动物间的互生关系 人及动物与其正常菌群即是互生关系。人及动物与其正常菌群即是互生关系。在人体肠在人体肠道中，正常菌群可以完成多种代谢反应，对人体生长道中，正常菌群可以完成多种代谢反应，对人体生长发育有重要意义，而人体的肠道则为微生物提供了良发育有重要意义，而人体的肠道则为微生物提供了良好的生态环境。好的生态环境。（三）微生物与高等植物之间的互生关系（三）微生物与高等植物之间的互生关系 根际微生物与高等植物间也为互生关系。植物根根际微生物与高等植物间也为互生关
38、系。植物根在生长过程中，向周围土壤中分泌各种有机物质，并在生长过程中，向周围土壤中分泌各种有机物质，并有些脱落物，都为微生物提供所需的营养物质，植物有些脱落物，都为微生物提供所需的营养物质，植物发达的根系改善了土壤结构，水分和空气条件，有利发达的根系改善了土壤结构，水分和空气条件，有利于微生物的生长。于微生物的生长。2023/1/92023/1/93232二、共生二、共生定义：两种微生物紧密地生活在一起，彼此依赖，相互为对方定义：两种微生物紧密地生活在一起，彼此依赖，相互为对方创造有利的生存条件。创造有利的生存条件。特点：在生理上相互分工，互换代谢活动的产物；特点：在生理上相互分工，互换代谢活
39、动的产物；在组织上形成了新的结构，一旦彼此分离，各自就不能在组织上形成了新的结构，一旦彼此分离，各自就不能很好地生活。很好地生活。2023/1/92023/1/93333（一）微生物间的共生（一）微生物间的共生典型的例子是典型的例子是地衣地衣。地衣组成：真菌（子囊菌，担子菌）、单细胞藻类（绿藻，地衣组成：真菌（子囊菌，担子菌）、单细胞藻类（绿藻，蓝藻）。蓝藻）。地衣的结构：形成有固定形态的叶状结构，真菌无规则地缠地衣的结构：形成有固定形态的叶状结构，真菌无规则地缠绕藻类细胞，或二者组成一定的绕藻类细胞，或二者组成一定的层次排列层次排列。地衣的代谢：地衣中的真菌和藻类已形成特殊形态的整体了，地衣
40、的代谢：地衣中的真菌和藻类已形成特殊形态的整体了，在生理上相互依存，真菌营异养生活，藻类制造养料，真菌在生理上相互依存，真菌营异养生活，藻类制造养料，真菌提供水分、无机盐供藻类光合作用。提供水分、无机盐供藻类光合作用。2023/1/92023/1/93434叶状地衣叶状地衣 （南极石耳）（南极石耳）壳状地衣壳状地衣 （南极中国长城站海边崖岩上的地衣群落）（南极中国长城站海边崖岩上的地衣群落）壳状地衣壳状地衣 （南极丽石黄衣，红色和赤星衣，米黄色）（南极丽石黄衣，红色和赤星衣，米黄色）壳状地衣壳状地衣 （南极的瘿茶渍衣）（南极的瘿茶渍衣）2023/1/92023/1/93535（二）微生物与植物
41、间的共生体（二）微生物与植物间的共生体1 1、根瘤根瘤：豆科植物与固氮菌共生、非豆科植物与放线：豆科植物与固氮菌共生、非豆科植物与放线 菌共生。菌共生。根瘤菌固定大气中的氮气，为植物提供氮素养料，而豆科植物根瘤菌固定大气中的氮气，为植物提供氮素养料，而豆科植物根的分泌物能刺激根瘤菌的生长，同时，还为根瘤菌提供保护根的分泌物能刺激根瘤菌的生长，同时，还为根瘤菌提供保护和稳定的生长条件。和稳定的生长条件。2023/1/92023/1/936362 2、菌根菌和植物、菌根菌和植物 菌根菌根：有些真菌能够在一些植物的根上发育，菌：有些真菌能够在一些植物的根上发育，菌丝体着生根的表面或侵入根内，形成两种
42、生物的共生丝体着生根的表面或侵入根内，形成两种生物的共生体菌根。体菌根。能够与植物共生形成菌根的真菌，称为能够与植物共生形成菌根的真菌，称为菌根菌菌根菌。菌根菌包括藻状菌，子囊菌和半知菌。以担子菌为最菌根菌包括藻状菌，子囊菌和半知菌。以担子菌为最多。能与真菌共生的植物有种。多。能与真菌共生的植物有种。例如兰科植例如兰科植物的种子若无菌根菌的共生就无法发育，杜鹃科植物物的种子若无菌根菌的共生就无法发育，杜鹃科植物的幼苗若无菌根菌的共生就不能存活。的幼苗若无菌根菌的共生就不能存活。2023/1/92023/1/93737菌根作用：菌根作用：帮助植物吸收水分和养料；帮助植物吸收水分和养料；调节植物代
43、谢；调节植物代谢；增强植物抗病能力增强植物抗病能力菌根的种类：菌根的种类：（1 1）外生菌根）外生菌根：主要分布于木本的乔、灌木；可形：主要分布于木本的乔、灌木；可形成成菌套菌套；或；或哈蒂氏网哈蒂氏网（2 2）内生菌根：）内生菌根：菌丝体存在于根皮层薄壁细胞之间，菌丝体存在于根皮层薄壁细胞之间，并且进入细胞内部，而在根系较少，因此具内生菌根并且进入细胞内部，而在根系较少，因此具内生菌根的植物，一般都保留着根毛。的植物，一般都保留着根毛。最常见和最重要的是最常见和最重要的是泡囊泡囊-丛枝状菌根丛枝状菌根2023/1/92023/1/93838（三）微生物与动物共生（三）微生物与动物共生 1、微
44、生物与昆虫的共生：、微生物与昆虫的共生：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纤维素，必须依赖肠道食木质的白蚁自身并不能分解纤维素，必须依赖肠道内共生的原生动物和细菌通过厌氧发酵过程来分解纤内共生的原生动物和细菌通过厌氧发酵过程来分解纤维素。维素。内共生：昆虫与其细胞内的共生性细菌内共生：昆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提供这些细胞内的共生性细菌能为宿主提供B B族维生素，族维生素，使昆虫能以缺乏维生素的植物为生。使昆虫能以缺乏维生素的植物为生。2023/1/92023/1/939392、瘤胃微
45、生物瘤胃微生物 牛羊等反刍动物，草是主要饲料，但它们本身没有分解纤牛羊等反刍动物，草是主要饲料，但它们本身没有分解纤维素的能力，而是靠瘤胃微生物帮助分解，使纤维素变成能被维素的能力，而是靠瘤胃微生物帮助分解，使纤维素变成能被牛羊吸收的糖类。牛羊吸收的糖类。反刍动物有四个胃，前两个胃叫瘤胃和网胃，后两个胃叫反刍动物有四个胃，前两个胃叫瘤胃和网胃，后两个胃叫瓣胃和皱胃，瘤胃和网胃是草料暂时贮存，分解，加工的场所，瓣胃和皱胃，瘤胃和网胃是草料暂时贮存，分解，加工的场所，5.85.86.86.8之间，适宜微生物生长，有大量的纤维素、淀粉、之间，适宜微生物生长，有大量的纤维素、淀粉、脂肪分解菌。脂肪分解
46、菌。当草料到达瘤胃和网胃时，首先是纤维素菌将纤维素分解当草料到达瘤胃和网胃时，首先是纤维素菌将纤维素分解为纤维二糖、葡萄糖被其他微生物吸收利用转化，产生乳酸，为纤维二糖、葡萄糖被其他微生物吸收利用转化，产生乳酸，丁酸、脂肪酸等有机酸和；等气体，前两个胃没丁酸、脂肪酸等有机酸和；等气体，前两个胃没有消化完的草料进入后两胃，由其分泌蛋白酶消化分解产生氨有消化完的草料进入后两胃，由其分泌蛋白酶消化分解产生氨基酸、维生素等。被动物体吸收利用。基酸、维生素等。被动物体吸收利用。2023/1/92023/1/94040三、寄生三、寄生定义：定义：一种生物侵入另一种生物体内吸取自己所需要一种生物侵入另一种生
47、物体内吸取自己所需要的营养物质进行生长繁殖，在一定的条件下对后者造的营养物质进行生长繁殖，在一定的条件下对后者造成损害或死亡的现象。成损害或死亡的现象。类型：类型：专性寄生（寄生物离开寄主不能生活）专性寄生（寄生物离开寄主不能生活）兼性寄生（寄生物可离开寄主营腐生生活）兼性寄生（寄生物可离开寄主营腐生生活）或细胞内寄生、细胞外寄生或细胞内寄生、细胞外寄生 2023/1/92023/1/94141（一）微生物间的寄生关系（一）微生物间的寄生关系1 1、噬菌细菌：一种细菌可以寄生在另一种细菌体内，如食菌、噬菌细菌：一种细菌可以寄生在另一种细菌体内，如食菌蛭弧菌能寄生在大肠杆菌等许多蛭弧菌能寄生在大
48、肠杆菌等许多-菌体内。菌体内。2 2、真菌间：一种真菌寄生在另一种真菌间较普遍，其方式：、真菌间：一种真菌寄生在另一种真菌间较普遍，其方式：（1 1）寄生物先分泌毒素，引起寄主活力衰退，然后再缠绕致）寄生物先分泌毒素，引起寄主活力衰退，然后再缠绕致死死（2 2）有些寄生真菌不分泌毒素，由菌丝将寄主的菌丝紧紧地）有些寄生真菌不分泌毒素，由菌丝将寄主的菌丝紧紧地缠绕起来，由接触部位侵入寄主菌丝内，吸收营养使之死亡。缠绕起来，由接触部位侵入寄主菌丝内，吸收营养使之死亡。（3 3）还有些寄生真菌将菌丝或吸器伸到寄主真菌丝内或寄生）还有些寄生真菌将菌丝或吸器伸到寄主真菌丝内或寄生菌丝与寄主菌丝接触，溶解
49、寄主细胞膜，吸取其营养物质进菌丝与寄主菌丝接触，溶解寄主细胞膜，吸取其营养物质进行生长繁殖。行生长繁殖。2023/1/92023/1/94242寄生型的放线菌照片寄生型的放线菌照片 真菌寄生于其它真菌中的照片真菌寄生于其它真菌中的照片 A.木霉寄生于马铃薯丝核菌的菌丝内B.盘菌寄生于毛霉菌丝上 2023/1/92023/1/94343（二）微生物对植物的寄生（二）微生物对植物的寄生 微生物对植物的寄生很普遍，这是植物发生病害微生物对植物的寄生很普遍，这是植物发生病害的重要原因，能引起植物病害的微生物称为的重要原因，能引起植物病害的微生物称为植物病原植物病原微生物。微生物。植物或染病微生物发病后
50、，出现变色，组织坏死，植物或染病微生物发病后，出现变色，组织坏死，萎蔫和畸形等症状，能引起植物病害的有萎蔫和畸形等症状，能引起植物病害的有真菌、细菌、真菌、细菌、病毒等。病毒等。2023/1/92023/1/944441 1、植物病害中以真菌病害为主，占担子菌纲病原菌能、植物病害中以真菌病害为主，占担子菌纲病原菌能引起小麦铁锈病，和黑穗病。半知菌类可引起棉花炭疽病，立引起小麦铁锈病，和黑穗病。半知菌类可引起棉花炭疽病，立枯病，黄萎病，水稻稻瘟病等。藻菌纲可引起马铃薯与蕃茄晚枯病，黄萎病，水稻稻瘟病等。藻菌纲可引起马铃薯与蕃茄晚疫病。子囊菌纲可引起大麦和苹果白粉病等。疫病。子囊菌纲可引起大麦和苹