微生物的生活环境

3. 农产品上的微生物 各种农产品上存在着大量微生物，由此引起的 霉腐以及使人和动、植物中毒，危害极大。 在目前知道的5万多种真菌中，已知至少其中有 两百多个种可产生一百余种真菌毒素。在这些真菌毒 素中有14种能致癌，其中之一黄曲霉菌株产生的黄 曲霉毒素. 黄曲霉毒素有B1、B2、G1、G2等多种衍生物，其 中以B1的毒性为最高。含黄曲霉毒素最多的食品是霉 变花生及其制品、玉米、“红变米”、“黄变米”、 自制的酱等。
2. 水体的自净作用——流水不腐
在自然水体尤其是快速流动的水体中，存在着对有机 或无机污染物的自净作用。其原因是多方面的，虽有 物理性的稀释、沉降、吸附等作用和化学性的氧化作 用，但更重要的却是各种生物学和生物化学作用。
包括：
好氧菌对有机物的分解作用，原生动物对细菌等的吞 噬作用，噬菌体对宿主的裂解作用，藻类对无机元素 的吸收利用，以及浮游动物和一系列后生动物通过食 物链对有机体的摄取和浓缩作用等。
极端嗜热菌：最高生长温度>70 oC，最适>65 oC，最低 >40 oC； 超嗜热菌：最高生长温度113 oC，最适80～110 oC，最 低～ 55 oC。
2. 嗜冷微生物（嗜冷菌） 最适生长温度<15 oC，最高生长温度<20 oC，最低 生长温度<0 oC的细菌、真菌和藻类等微生物。 3. 嗜酸微生物（嗜酸菌） 只能生活在低pH（<4）条件下，在中性pH下即死 亡的微生物。 pH 2，甚至pH 0.5的酸性条件下也有生活，如：硫 化叶菌属、硫细菌属、热原体属。 4. 嗜碱微生物（嗜碱菌） 能专性生活在pH 10 ~ 11的碱性条件下而不能生活 在中性条件下的微生物。
动物常在水面生长，它们的数量一般不大。
异养菌较少——贫营养细菌（1~15mg C/L有机 质）：寡养土壤单孢菌。
2）腐败型水生微生物
流经城市的河水、港口附近的海水、滞留的池水以 及下水道的沟水中，富营养化的湖水，由于流入了大 量的人畜排泄物、生活污物和工业废水等，因此有机 物的含量大增，同时也夹入了大量外来的腐生细菌.
和四种真菌，（藤黄分枝杆菌），（蝇卷霉），（黑曲 霉），（点青霉），后来，又从85km的高空找到了微生 物。这是目前所知道的生物圈的上限。
为防止空气中的杂菌对微生物培养物或发酵罐内 的纯种培养物的污染，可用棉花、纱布（8层以上）、 石棉滤板、活性炭或超细玻璃纤维过滤纸进行空气过
滤
.
凡须进行空气消毒的场所，例如医院的手术室、 病房、微生物接种室或培养室等处可以用紫外线消毒、 福尔马林等药物的熏蒸或喷雾消毒等方法进行。
嗜热菌 嗜冷菌 嗜酸菌 嗜碱菌 嗜盐菌 嗜压菌 抗辐射的微生物
1. 嗜热微生物（嗜热菌）
嗜热微生物主要为嗜热细菌。可分为5类：
耐热菌：最高生长温度45 ~ 55 oC，最低<30 oC；
兼性嗜热菌：最高生长温度50 ~ 65 oC，最低<30 oC；
专性嗜热菌：最适生长温度65 ~ 70 oC，最低42 oC；
成病原菌的传播甚至疾病的流行。
较深的湖或淡水等生境中，因光线、溶氧和温度等
的差异，微生物呈明显的垂直分Hale Waihona Puke Baidu带：
沿岸区（浅水区）：蓝细菌、藻类和好氧微生物； 深水区：厌氧光合细菌和一些兼性厌氧菌； 湖底区：严重缺氧，只有一些厌氧菌生长。
海洋是地球上最大的水体。海水与淡水最大的差别 在于其中的含盐量。含盐量越高，则渗透压越大，反 之则越小。因此海洋微生物与淡水中的微生物在耐渗 透压能力方面有很大的差别。
（二）水体中的微生物
水体中含有机物、无机物、O2、毒物以及光照、 pH、温度、水压、流速、渗透压和生物群体等的明显 差别，在自然界的江、河、湖、海等各种淡水与咸水
水域中都生存着相应的微生物
.
1 不同水体中的微生物种类
（1） 淡水型水体的微生物
江、河、湖和水库等，根据其中有机物含量的多少及 其与微生物的关系还可分为两类。
（4）腐蚀（corrosion）主要指由硫酸盐还原细菌、铁
细菌或硫细菌引起的金属材料的侵蚀、破坏性劣化。 （5）变质（deterioration）指由各种生物或非生物因 素引起的工农业产品质量下降的现象。
防止工业产品霉腐的方法:
(1)控制其温度、湿度、氧气和养料等微生物赖以生 长繁殖的外界环境条件； (2)是采用有效的化学抑菌剂、杀菌剂或物理杀菌剂， 以抑制它们的生长繁殖或直接杀死它们；
防止粮食污染霉变的办法是
所贮粮食含水量低于８％ 造成低温缺氧环境（密闭） 使用防霉化学药剂
（五）极端环境下的微生物
极端环境：高温、低温、高酸、高碱、高盐、 高毒、高渗、高压、干旱或高辐射强度等绝 大多数生物都无法生存的环境。 极端微生物（嗜极菌）：凡依赖于这些极端 环境才能正常生长繁殖的微生物。
1）清水型水生微生物
在洁净的湖泊和水库蓄水中，因有机物含量低， 故微生物数量很少（10～103／ml ), 可认为是水体环
境中“土生土长”的土居微生物或土著种.
典型的清水型微生物以化能自养微生物和光能 自养微生物为主，如硫细菌、铁细菌和衣细菌等，以 及含有光合色素的蓝细菌、绿硫细菌和紫细菌等。
霉菌中也有一些水生性种类，例如Saprolegnia （水霉属）和Achlya（绵霉属）的一些种可生长于腐 烂的有机残体上。单细胞和丝状的藻类以及一些原生
酵母菌（～105）＞藻类（～104）＞原生动物（～103）
若按生物量（单位体积内活细胞的重量）计算则各种微 生物的生物量基本相当。
据估计每亩耕作层土壤中，约有微生物250 kg，其中： 霉菌150 kg、细菌75 kg、原生动物15 kg、藻类7.5 kg、酵母菌7.5 kg。
通过土壤微生物的代谢活动，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 .
空气中的微生物的数量是大气污染程度的标志之一。 凡含尘埃越多的空气，其中所含的微生物种类 和数量也就越多。因此，灰尘可被称作“微生物的 飞行器”。 一般在畜舍、公共场所、医院、宿舍、城市街 道的空气中，微生物的含量最高。 在大洋、高山、高空、森林地带、终年积雪的 山脉或极地上空的空气中，微生物的含量就极少. 微生物在空气传播的距离是无限的，因而其分 布是世界性的。
霉腐微生物学
研究各种工农业产品上有害微生物的分布、种类、 霉腐机制及其防治方法的微生物学分支，称为霉腐微 生物学。
1．微生物引起工业产品的霉腐（劣化）
（1）霉变（mildew，mouldness）由霉菌引起的劣化 . （2）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。 （ 3）腐烂（或腐败，putrefaction，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。
(2)海水型水体微生物
1）海水的含盐量3%左右，能在其中生活的微生物为 嗜盐菌。 真正的海洋细菌在缺少氯化钠的情况下是不能生长 的，为：一些藻类以及细菌中的芽孢杆菌属、假单 孢菌属、弧菌属及一些发光细菌等。 2）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。 3）在深海或超深海由于黑暗、寒冷和超高压只有少 数耐压菌才可生长，少数微生物甚至可在600个大 气压下生长。如水活微球菌和浮游植物弧菌等。
3. 饮用水的微生物学标准
水中微生物的含量对该水源的饮用价值影响很大。 标准： （1） 细菌数<100个/ mL，当500 >个/ mL不宜作饮水。 （2） 用以E.coli为代表的大肠菌群数为指标 大肠菌群数/ 1000 mL自来水< 3个（37℃，48h）。 对饮用水来说，更重要的指标是其中微生物的种 类。因此，在饮用水的微生物学检验中，不仅要检查 其总菌数，还要检查其中所含的病原菌数。
（六）生物体内外的正常菌群
人体：正常微生物区系； 植物体表：分泌物可被微生物利用； 动物：为动物体正常菌群。
1．人体的正常菌群 在人类的皮肤、粘膜以及一切与外界环境相通的腔 道，如口腔、鼻咽腔、消化道和泌尿生殖道中经常有 大量的微生物存在着。 生活在健康动物各部位，数量大、种类较稳定且 一般是有益无害的微生物，称为正常菌群 . 正常菌群与人体的关系：一般能维持平衡，菌群 内部的各种微生物之间，也相互制约而维持相对稳定。
腐败型水生微生物尤其是细菌和原生动物大量繁 殖，每毫升污水的微生物含量达到107～108个。其中 主要为各种肠道杆菌、芽孢杆菌、弧菌和螺菌等。这
些微生物在污水环境中大量繁殖，逐渐把水中的有机
物分解成简单的无机物污水也就逐步净化变清。
随着人畜排泄物或病体污物而进入水体的动植物致病 菌，一般难以长期生存，但由于水体的流动，也会造
(3)三是在工业产品加工、包装过程中，尽量保持环 境卫生并严防杂菌的污染等。
2．食品上的微生物
食品是用营养丰富的动、植物或微生物等原料经加工 后的制成品。 污染食品的微生物主要是（曲霉属）（青霉属）、 （镰孢霉属）、（链格孢霉属）、（拟青霉属）、 （根霉属）、毛霉属）等.
粮油食品中的微生物
鲜肉：假单胞杆菌,大肠杆菌,球菌,肠球菌 蛋类：环境中细菌、霉菌可进入蛋壳使蛋变臭 菜果：细菌、真菌、病毒、酵母菌 鱼 ：水体中的微生物类群 罐头食品是人仍然用来长期保存食品的一种方法，主要 通过密封如热杀死微生物，即可长期保存，但有些耐热 的芽孢杆菌，芽孢梭菌能形成芽孢，引起罐头变质。
由于尘埃的自然沉降，所以越近地面的空气，其 含菌量越高。然而，微生物在高空中分布的记录却越 来越高。 在本世纪30年代，人们首次用飞机证实在20km的 高空存在着微生物；70年代中期又发现在30km的高空 存在着微生物； 70年代末，人们用地球物理火箭，从74km的高空采
集到处在同温层和大气中层的微生物，其中包括两种细菌
5. 嗜盐微生物（嗜盐菌） 必须在高盐浓度下才能生长的微生物。
一般Nacl浓度3% 左右，盐杆菌等极端嗜盐菌必须生活 在12 ~ 30% Nacl中。 6. 嗜压微生物（嗜压菌）
必须生长在高静水压环境中的微生物。均为原核微生物, 可分为：耐压菌、嗜压菌、极端嗜压菌。 7. 抗辐射微生物 对辐射这一不良环境因素有抗性的微生物。
测定空气中微生物的数目可用培养皿沉降法或液
体阻留法等方法进行.
（四）、工农业产品上的微生物
1. 工业产品的霉腐 大量的工业产品都是直接或间接用动、植物作原料 制成的，含有微生物需要的各种营养物。因此，其 上分布大量的、种类各异的微生物。一旦遇适宜的 温度、湿度时会大量生长繁殖，引起严重霉腐、变 质。
第八章
微生物的生活环境
生态学 是一门研究生物系统与其环境条件间相互作用
规律性的科学。 微生物生态学 就是研究微生物群体——微生物区系与
其周围的生物和非生物环境条件相互作用关系的科学。 研究微生物间及其与他种生物间的相互关系，有 助于发展新的微生物农药、微生物肥料以及积极防治 人和动、植物病虫害
微生物在自然界的分布 与 菌种资源的开发
1、为微生物提供了良好的Ｃ源、Ｎ源、能源。
2、为微生物提供有机物、无机盐、微量元素。 3、满足了微生物对水分的要求。 4、土壤pＨ值范围5.5－8.5之间。 5、温度、季节与昼夜温差不大。 6、土壤颗粒空隙间充满着空气和水分。 7、适宜的渗透压。
②土壤中各种微生物含量 （按种类递减） 细菌（～108）＞放线菌（～107）＞霉菌（～106）＞
由于水中病原菌的含量总是较少，难以直接找到， 但只要通过检查水样中的指示菌——E．coli数即可 知道该水源被粪便污染程度，从而间接推测其他病
原菌存在的概率。检验E．coli可用以前介绍过的伊
红美蓝鉴别性培养基（EMB）。
（三） 空气中的微生物
1、 无原生的微生物区系 空气中不含微生物生长繁殖所必须的营养物、充足 的水分和其他条件，且日光中的UV还具强烈的杀菌 作用，因而不宜于微生物的生存。 2、来源 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，一般与其所在环境的微生物种 类有关。 4、数量 取决于尘埃数量。
一、微生物在自然界的分布 二、 菌种资源的开发
一、微生物在自然界的分布
（一）土壤中的微生物
①土壤具备了各种微生物生长发育所需要的营养、 水分、空气、酸碱度、渗透压和温度等条件，所
以土壤是微生物生活的良好环境。
土壤是微生物的“大本营”；土壤是人类最丰富 的“菌种资源库”。
土壤是微生物良好的生活场所