极端微生物PPT

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医 疗 应 用
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嗜酸微生物生产的耐酸酶可能的应用包括从催化酸 性溶液中化合物的合成到动物饲料添加剂，它被用 来在动物的胃中发挥作用，改善廉价粮食的可消化 性，以避免对更加昂贵食物的要求。一种克服酒醉 的含有嗜酸嗜碱耐高温微生物基因产物的制品，可 保护肝脏及人体其他器官免于酒精毒害，是已有的 微生物基因产物在基因修复领域的应用。
简介：嗜碱微生物是指最适生长在 pH8．0以上，通常在9-10之间的微 生物，主要有巴氏芽孢杆菌、嗜碱芽 孢杆菌等。碱性环境较少见，如石灰 厂排放水、某些含碱食品制造过程的 污染、碳酸盐湖及碳酸盐沙漠。能在 pH9以上生长，而生长的最适pH为中 性或接近中性的微生物称为耐碱微生 物

ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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生态分 布
生物用 途
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嗜冷微生物（psychrophile）是一 种最低生长温度0 ℃以下，最适生 长温度 ≦15 ℃，最高生长温度 20℃左右的细菌，一般生长在地球 两极，海洋深处。还有种兼性嗜冷 菌，能在0 ℃生长，但最适生长温 度 20℃~40 ℃。常见于冷水，土壤， 冰箱变质腐败的食物中，是影响冰 箱中食物变质的的主要微生物类群。
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嗜 热 微 生 物
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概念 只能生活在低PH(<4）条件下， 在中性PH下即死亡的微生物称嗜酸 微生物或嗜酸菌。少数种类还可以 生活在PH<2的环境中。许多真菌和 细菌可生长在PH5以下，少数甚至 可生长在PH2中，但因为在中性PH 下也能生活，故只能归属于耐酸微 生物。
极端微生物是这个星球留给人类独特的生物资源和极其珍贵的科 研素材。开展极端微生物的研究，对于揭示生物圈起源的奥秘， 阐明生物多样性形成的机制，认识生命的极限及其与环境的相互 作用的规律等，都具有极为重要的科学意义。极端微生物中发现 的适应机制，还将成为人类在太空中寻找地外生命的理论依据。 极端微生物研究的成果，将大大促进微生物在环境保护、人类健 康和生物技术等领域的利用。 我国对微生物的研究已有20多年的历史，研究内容涉及极端 微生物的资源调查、物种分析以及生理生态研究等。近年来，又 在极端微生物分子生物学、基因组学和蛋白质组学等方面取得了 重要进展。
兼性嗜冷菌
以在低温下生长，但也可以
在20℃以上生长。
研究开发嗜好冷微生物的最 适反应温度低的酶，在工业
嗜冷微生物 分类
和日常生活中都有应用价值。
专性嗜冷菌
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1）嗜冷微生物的酶在低温下能有效起催化作用，其
酶的二级结构含有较多的 α螺旋，能使酶蛋白在寒冷
环 境 中 有 较 强 的 弹 性 。
2）嗜冷微生物的酶有较强的极性，含有较少的亲水
有研究者利用氧化亚铁硫杆菌来处理酸性矿山废水中的 Fe2+形成Fe3+，再使Fe3+水解并形成沉淀析出。与传统 选矿工艺相比，微生物浸出工艺具有能耗低工艺流程简单 易操作环境污染相当小等主要优点。利用嗜酸菌处理污泥 中的重金属，Cu、Zn、Ni、Cd 等的去除率可达80%以上， 而且处理成本比传统的无机酸溶解法低得多
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嗜热微生物是一类生长温度跨度在 40～150℃之间的微生物,它可分为 轻度嗜热(最适生长温度低于60℃)、 中度嗜热(最适生长温度低于85℃ 和极度嗜热(最适生长温度大于 85℃) ,主要分布于地热环境和其它 高温环境(如堆肥、厩肥、高温水处
理厂) 。
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嗜热酶是一类主要来源于嗜热微生物的热稳定酶,能 够在高温下长时间保持活性而不变性,其特点可概括 为三点：
生态分布
环境中分布的微生物，耐冷菌仍然占
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大多数。
由于嗜冷菌可在0 ℃-8 ℃的普通家用冰箱中生长、发育，因而
人为环境 中的嗜冷 菌
常常给人的健康带来威胁。通常人们习惯的认为，无论是生、熟 食品，只要放在冰箱中便可长期保存、久置不腐，平安无事。然 而，食物一旦被嗜冷菌污染，久置冰箱，反而使嗜嗜冷菌大量繁 殖，一经食用，便可酿成几环甚或不幸。 对于久置冰箱的食物一定要尽力充分加热处理后再食用。
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冶金应用利用
的在 应不 用同 领 域 上
环境保护应用
医疗应用
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冶金 应用 利用
环境 保护 应用
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嗜酸菌将贫矿和尾矿中金属溶出并回收的方法称为生物 湿法冶金。自养型细菌则不需要外加有机碳源，可以利 用空气中的 CO2 作为生长所需的碳源，所以在目前的 生物浸矿领域被大量采用。最近通过分离海底沉积物样 品得到的嗜酸异养微生物，在酸性厌氧条件下，微生物 利用MnO2 作为代谢呼吸链最终电子受体，传递氧化有 机物产生的电子，还原溶浸MnO2。
性氨基酸，有助于在低温下保持蛋白质的弹性及酶的
活 性 。
3）嗜冷微生物细胞膜的脂类中不饱和脂肪酸的含量
特点
较高，在低温下膜也能保持半流动[1]
。
嗜冷菌对温度很敏感，即使在很短的
时间内受热也会造成一定的伤害甚至
死亡，因此分布受到环境的限制，他 们的主要分布在永久性的冷环境中， 如南北极，冰窖，高山，深海及性冷
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适应在低于 20 ℃ 以下的环境中生
活，高于 20 ℃ 即死亡。有一种专
性嗜冷菌，在温度超过 22 ℃ 时， 其蛋白质的合成就会停止。专性 嗜冷菌的细胞膜内含有大量的不 饱和脂肪酸，而且会随温度的降 低而增加，从而保证了膜在低温 下的流动性，这样，细胞就能在 低温下不断从外界环境中吸收营 养物质
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为何嗜盐微生物能在高盐环境下生长？
嗜盐微生物积累或产生一些能使细胞内外渗透压维持平衡又有 助于细胞正常新陈代谢的兼容性物质。除此之外,嗜盐菌普遍能合 成糖、氨基酸等,以调节渗透压,维持细胞在高盐环境下正常地进行 代谢活动，所以嗜盐微生物能在高盐环境下生长。
作用的最佳温度 高 嗜热酶作用 最佳温度大多数 在60～80 ℃之
具有良好
具有良好 的耐热性 的PH和热 稳定性
间,但也有少数
例外。
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生长的最适盐浓度大于 0.2mol/L（氯化物）的微生物。 根据微生物对盐的需要可分为 非嗜盐微生物、弱嗜盐微生物、 中度嗜盐微生物、极端嗜盐微 生物。耐盐微生物 （halotolerant microorganism）属于非嗜盐 微生物，但在较高盐浓度中仍 能生长。