微生物生态学课件
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微生物优秀ppt课件
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目录
• 微生物概述 • 微生物的形态与结构 • 微生物的生长与繁殖 • 微生物的代谢与调控 • 微生物的生态与环境 • 微生物的遗传与进化 • 微生物的分类与鉴定
01 微生物概述
微生物的定义与分类
微生物定义
微生物是一类肉眼难以看见或看清的微小生物的总称，包括 细菌、病毒、真菌、放线菌、立克次氏体、支原体、衣原体 和藻类等。
微生物分类鉴定的应用实例
在医学领域，通过对病原菌的分类和 鉴定，有助于疾病的诊断和治疗。
在环境科学中，通过对环境中微生物 的监测和分类鉴定，可以评估环境的 污染程度和生态系统的健康状况。
在食品工业中，对食品中的微生物进 行分类和鉴定，可以保障食品安全和 质量。
在生物技术领域，利用微生物的分类 和鉴定技术，可以筛选具有特定功能 的微生物资源，为生物技术的发展提 供支持。
研究现状
随着科学技术的不断进步，微生物学在理论研究和应用实践方面都取得了显著成果。目前，微生物学已广泛应用 于各个领域，如生物医药、环境保护、农业生产等。同时，随着基因组学、蛋白质组学等新技术的发展，微生物 学将迎来更加广阔的发展前景。
02 微生物的形态与 结构
细菌的形态与结构
细菌的基本形态
01
微生物功能
微生物在自然界中扮演着重要角色，如参与物质循环、能量流动、生态平衡等 。此外，微生物还广泛应用于食品、医药、环保、农业等领域，为人类生活带 来诸多便利和益处。
微生物的研究历史与现状
研究历史
微生物学是研究微生物及其生命活动的科学。自17世纪列文虎克用显微镜发现微生物以来，微生物学经历了漫长 而曲折的发展过程，逐渐形成了独立的学科体系。
DNA是主要的遗传物质，RNA 在某些病毒中作为遗传物质。
目录
• 微生物概述 • 微生物的形态与结构 • 微生物的生长与繁殖 • 微生物的代谢与调控 • 微生物的生态与环境 • 微生物的遗传与进化 • 微生物的分类与鉴定
01 微生物概述
微生物的定义与分类
微生物定义
微生物是一类肉眼难以看见或看清的微小生物的总称，包括 细菌、病毒、真菌、放线菌、立克次氏体、支原体、衣原体 和藻类等。
微生物分类鉴定的应用实例
在医学领域，通过对病原菌的分类和 鉴定，有助于疾病的诊断和治疗。
在环境科学中，通过对环境中微生物 的监测和分类鉴定，可以评估环境的 污染程度和生态系统的健康状况。
在食品工业中，对食品中的微生物进 行分类和鉴定，可以保障食品安全和 质量。
在生物技术领域，利用微生物的分类 和鉴定技术，可以筛选具有特定功能 的微生物资源，为生物技术的发展提 供支持。
研究现状
随着科学技术的不断进步，微生物学在理论研究和应用实践方面都取得了显著成果。目前，微生物学已广泛应用 于各个领域，如生物医药、环境保护、农业生产等。同时，随着基因组学、蛋白质组学等新技术的发展，微生物 学将迎来更加广阔的发展前景。
02 微生物的形态与 结构
细菌的形态与结构
细菌的基本形态
01
微生物功能
微生物在自然界中扮演着重要角色，如参与物质循环、能量流动、生态平衡等 。此外，微生物还广泛应用于食品、医药、环保、农业等领域，为人类生活带 来诸多便利和益处。
微生物的研究历史与现状
研究历史
微生物学是研究微生物及其生命活动的科学。自17世纪列文虎克用显微镜发现微生物以来，微生物学经历了漫长 而曲折的发展过程，逐渐形成了独立的学科体系。
DNA是主要的遗传物质，RNA 在某些病毒中作为遗传物质。
农业微生物学ppt课件
二、菌种资源的开发
菌种筛选的一般原则和基本步骤： 采集菌样：了解目标菌分布情况、首选样品是土壤 富集培养：利用选择性培养基的原理，向所采土样中加入某些特殊营养物，并创造一些有利于待分离对象生长的条件，使样品中少量的能分解利用该营养物的微生物大量繁殖，以提高其在群体中的比例，使之便于分离。 纯种分离（参见第四章） 性能测定
(1)开发利用新的微生物资源，包括特异性的基因资源； (2)为微生物生理、遗传和分类乃至生命科学及相关学科领域（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； (3)为生物进化、生命起源的研究提供新的材料。
研究意义：
(五) 工农业产品上的微生物
工业产品上的霉腐 大量的工业产品都是直接或间接用动植物作原料制成的，例如木制品、纤维制品、革制品、橡胶制品、卷烟、化妆品、中成药等。 有些工业产品如塑料、建筑涂料等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。
两种可独立生活的生物，当它们生活在一起时，通过各自的代谢活动而有利于对方，或偏利于一方的一种生活方式。
一）根际微生物（教材P242）
什么叫根际？ 也称根圈，指生长中的植物根系直接影响的土壤范围，包括根系表面至几毫米的土壤区域。 它是植物根系有效吸收养料和水分的范围，也是根系分泌作用旺盛的部位，因而是微生物和植物相互作用的界面。
淡水的pH值变幅从3.7到10.5，多数为6.5-8.5，因而适合于多数水生微生物的生长。
海洋微生物具有耐压、嗜冷和低营养要求的特点。
(三) 微生物在空气中的分布
一）空气不是微生物良好的生存场所 没有营养物质、充足水分，有紫外线。 二）空气中微生物的来源 土壤、水、动植物体上的微生物随气流运动被携带至空气中。
菌种筛选的一般原则和基本步骤： 采集菌样：了解目标菌分布情况、首选样品是土壤 富集培养：利用选择性培养基的原理，向所采土样中加入某些特殊营养物，并创造一些有利于待分离对象生长的条件，使样品中少量的能分解利用该营养物的微生物大量繁殖，以提高其在群体中的比例，使之便于分离。 纯种分离（参见第四章） 性能测定
(1)开发利用新的微生物资源，包括特异性的基因资源； (2)为微生物生理、遗传和分类乃至生命科学及相关学科领域（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； (3)为生物进化、生命起源的研究提供新的材料。
研究意义：
(五) 工农业产品上的微生物
工业产品上的霉腐 大量的工业产品都是直接或间接用动植物作原料制成的，例如木制品、纤维制品、革制品、橡胶制品、卷烟、化妆品、中成药等。 有些工业产品如塑料、建筑涂料等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。
两种可独立生活的生物，当它们生活在一起时，通过各自的代谢活动而有利于对方，或偏利于一方的一种生活方式。
一）根际微生物（教材P242）
什么叫根际？ 也称根圈，指生长中的植物根系直接影响的土壤范围，包括根系表面至几毫米的土壤区域。 它是植物根系有效吸收养料和水分的范围，也是根系分泌作用旺盛的部位，因而是微生物和植物相互作用的界面。
淡水的pH值变幅从3.7到10.5，多数为6.5-8.5，因而适合于多数水生微生物的生长。
海洋微生物具有耐压、嗜冷和低营养要求的特点。
(三) 微生物在空气中的分布
一）空气不是微生物良好的生存场所 没有营养物质、充足水分，有紫外线。 二）空气中微生物的来源 土壤、水、动植物体上的微生物随气流运动被携带至空气中。
第六章 微生物生态学的研究方法ppt课件
.
4.数学模型法
研究微生物生态学过程中惯用的方法，是以感官 观察为基础，经过一些实验将搜集的资料加以分析和 解释，并进一步归纳、假设和推理。在这过程中，其 结果大多数是描述性的，数据基本是孤立的。将数学 研究应用于微生物生态学研究中，以统计数据和建立 生态模型来定量描述微生物生态学问题。
首先在实验室中建立人工的经过简化的环境。
• 目前已经进行测序的核酸序列数目很有限， 这样对某些生态系统中存在的微生物和核 酸序列就不可能进行全面的了解，必须对 各种生物的16SrRNA和23SrRNA进行测序和 研究，才能设计足够的探针来监测高度可 变的目标样品中的所有微生物。
.
.
图8-1 核酸探针和杂交技术的基本过程（池振明，2005）
.
2.培养法
➢培养微生物的方法是很多的，一般来说对所采集的样品应 进行适当的稀释，以便每一个平板上只能生长有一定数目的 微生物菌落。 ➢其最大优点便是可以计算自然样品中的活微生物数目，并 可以辨认真菌、放线菌和细菌。 ➢其缺点是造成计算误差的因素很多。比如： A.自然中的许多微生物细胞成群粘接在一起，用普通的方法 很难把它们分开，这样形成的菌落可能是由许多个细胞增殖 而来的，而不是由单个细胞形成的菌落.
• 微生物生态学研究中采用的分子生物学方法主要 有核酸探针技术、PCR扩增技术、rRNA序列同源性 分析方法、梯度凝胶电泳方法等。
.
一、核酸探针杂交技术
• 核酸杂交技术快速，能灵敏地探测出环境微生物中 特殊的核酸序列，并且用光密度测定法可直接比较 核酸杂交所得到的阳性条带或斑点就能得出定量的 结果，从而反映出相关微生物的存在及功能。
.
3.生理生化法
同位素示踪法。我们知道一个微生物群体的大 小，那么通过测定H3标记的胸腺嘧啶组入微生 物群体DNA中的速率便可以估计微生物的代时。
4.数学模型法
研究微生物生态学过程中惯用的方法，是以感官 观察为基础，经过一些实验将搜集的资料加以分析和 解释，并进一步归纳、假设和推理。在这过程中，其 结果大多数是描述性的，数据基本是孤立的。将数学 研究应用于微生物生态学研究中，以统计数据和建立 生态模型来定量描述微生物生态学问题。
首先在实验室中建立人工的经过简化的环境。
• 目前已经进行测序的核酸序列数目很有限， 这样对某些生态系统中存在的微生物和核 酸序列就不可能进行全面的了解，必须对 各种生物的16SrRNA和23SrRNA进行测序和 研究，才能设计足够的探针来监测高度可 变的目标样品中的所有微生物。
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图8-1 核酸探针和杂交技术的基本过程（池振明，2005）
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2.培养法
➢培养微生物的方法是很多的，一般来说对所采集的样品应 进行适当的稀释，以便每一个平板上只能生长有一定数目的 微生物菌落。 ➢其最大优点便是可以计算自然样品中的活微生物数目，并 可以辨认真菌、放线菌和细菌。 ➢其缺点是造成计算误差的因素很多。比如： A.自然中的许多微生物细胞成群粘接在一起，用普通的方法 很难把它们分开，这样形成的菌落可能是由许多个细胞增殖 而来的，而不是由单个细胞形成的菌落.
• 微生物生态学研究中采用的分子生物学方法主要 有核酸探针技术、PCR扩增技术、rRNA序列同源性 分析方法、梯度凝胶电泳方法等。
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一、核酸探针杂交技术
• 核酸杂交技术快速，能灵敏地探测出环境微生物中 特殊的核酸序列，并且用光密度测定法可直接比较 核酸杂交所得到的阳性条带或斑点就能得出定量的 结果，从而反映出相关微生物的存在及功能。
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3.生理生化法
同位素示踪法。我们知道一个微生物群体的大 小，那么通过测定H3标记的胸腺嘧啶组入微生 物群体DNA中的速率便可以估计微生物的代时。
《微生物生态学》课件
微生物生态学的发展历程
早期探索
早在17世纪，微生物学家就开始研究微生物的形态和分类。随后，随着培养技术和显微技术的发展，人们对微生物的 认识逐渐深入。
学科建立
20世纪中叶，随着分子生物学和遗传学的发展，微生物生态学逐渐成为一门独立的学科。研究者开始关注微生物在 生态系统中的作用和功能。
现代发展
近年来，随着高通量测序技术的快速发展，微生物生态学研究进入了一个新的时代。人们可以更深入地 揭示微生物群落的组成和功能，以及它们与环境之间的相互作用关系。
互利共生
01
两种微生物相互依存，彼此提供必要的生存条件和营养物质，
共同生长繁殖。
偏利共生
02
一种微生物因共生而受益，而另一种微生物既不受益也不受害
。
寄生关系
03
一种微生物寄生于另一种微生物体内或体表，从寄主身上获取
营养，并对寄主造成一定的损害。
寄生关系
内寄生
一种微生物寄生于另一种 微生物体内，如病毒、细 菌和原生动物等。
在极地、高山等低温环境中，存在着 一些能够在低温下生存和繁殖的微生 物，如冰川细菌等。这些微生物具有 适应低温环境的特殊代谢机制和生物 化学特性。
在高盐环境下，如盐湖、盐碱地等， 存在着一些能够在高盐浓度下生存和 繁殖的微生物，如嗜盐菌等。这些微 生物具有适应高盐环境的特殊结构和 代谢机制。
生物体内环境中的微生物
生态意义
微生物在物质循环中的重要作用使得 生态系统中的各种元素得以循环利用 ，维持了生态平衡和地球上生物圈的 稳定。
微生物生态学在实践中的应
06
用
在环境保护中的应用
污水处理
微生物通过分解有机物，将污水 中的有害物质转化为无害物质， 达到净化水质的目的。
微生物学课件ppt完整版
医院感染
分为内源性感染（由体内正常菌 群引起的感染）和外源性感染（ 由外界环境中的微生物引起的感
染）。
感染类型
局部感染局限于某一部位，而全 身感染则涉及多个器官和系统。
局部感染与全身感染
在医院等医疗机构内获得的感染 ，多由耐药菌引起，治疗难度较 大。
微生物感染的预防与治疗
预防措施
包括个人卫生、环境卫生、疫苗接种等，以 降低感染风险。
无菌操作
进行微生物实验时，要保 持无菌操作环境，避免杂 菌污染。
实验记录
详细记录实验过程和结果 ，包括培养基的配制、接 种方法、培养条件、观察 结果等。
实验后处理
实验结束后，要对实验器 材进行清洗和消毒处理， 保持实验室的整洁和卫生 。
2023
REPORTING
THANKS
感谢观看
食品工业
利用微生物发酵技术生产酒类、面 包、酸奶等食品。
03
02
农业应用
利用微生物制剂防治植物病害、促 进作物生长等。
生物能源
利用微生物发酵产生沼气、生物柴 油等可再生能源。
04
2023
PART 05
微生物的免疫与感染
REPORTING
微生物的免疫机制与特点
先天性免疫
通过遗传获得的非特异性免疫，包括皮肤、黏膜 屏障、吞噬细胞等。
病原学检查
通过直接涂片镜检、分离培养等方法确定病 原微生物种类。
免疫学检查
利用抗原抗体反应等免疫学原理检测病原微 生物及其产物。
2023
PART 06
微生物学实验技术与方法
REPORTING
微生物学实验室常用设备与器材
培养箱
提供适宜的温度和湿度条件， 用于培养微生物。
分为内源性感染（由体内正常菌 群引起的感染）和外源性感染（ 由外界环境中的微生物引起的感
染）。
感染类型
局部感染局限于某一部位，而全 身感染则涉及多个器官和系统。
局部感染与全身感染
在医院等医疗机构内获得的感染 ，多由耐药菌引起，治疗难度较 大。
微生物感染的预防与治疗
预防措施
包括个人卫生、环境卫生、疫苗接种等，以 降低感染风险。
无菌操作
进行微生物实验时，要保 持无菌操作环境，避免杂 菌污染。
实验记录
详细记录实验过程和结果 ，包括培养基的配制、接 种方法、培养条件、观察 结果等。
实验后处理
实验结束后，要对实验器 材进行清洗和消毒处理， 保持实验室的整洁和卫生 。
2023
REPORTING
THANKS
感谢观看
食品工业
利用微生物发酵技术生产酒类、面 包、酸奶等食品。
03
02
农业应用
利用微生物制剂防治植物病害、促 进作物生长等。
生物能源
利用微生物发酵产生沼气、生物柴 油等可再生能源。
04
2023
PART 05
微生物的免疫与感染
REPORTING
微生物的免疫机制与特点
先天性免疫
通过遗传获得的非特异性免疫，包括皮肤、黏膜 屏障、吞噬细胞等。
病原学检查
通过直接涂片镜检、分离培养等方法确定病 原微生物种类。
免疫学检查
利用抗原抗体反应等免疫学原理检测病原微 生物及其产物。
2023
PART 06
微生物学实验技术与方法
REPORTING
微生物学实验室常用设备与器材
培养箱
提供适宜的温度和湿度条件， 用于培养微生物。
微生物生态(共36张PPT)
量很少（10～103／ml ）。
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。霉菌中水霉属和绵霉属的一些种可生长于腐烂的 有机残体上。藻类以及一些原生动物在水面生长。
11
（2）腐败型水生微生物
清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.
Nacl中。
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。
25
第三节 微生物与生物环境间的关系
自然环境中的微生物一般都不是单独存在的。生物 间的关系既多样又复杂。微生物与生物环境间的关 系分为：
26
一、互生
两种可单独生活的微生物，当它们在一起时，通过各自 代谢活动而有利于对方，或偏利于一方的生活方式。
1、为微生物提供了良好的营养。 2、土壤覆盖阻挡了紫外线对微生物的杀伤。 3、满足了微生物对水分的要求。 4、土壤pＨ值范围－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。
6
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。
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。
5. 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。
24
6. 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%
害的微生物，称为正常菌群 .
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。霉菌中水霉属和绵霉属的一些种可生长于腐烂的 有机残体上。藻类以及一些原生动物在水面生长。
11
（2）腐败型水生微生物
清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.
Nacl中。
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。
25
第三节 微生物与生物环境间的关系
自然环境中的微生物一般都不是单独存在的。生物 间的关系既多样又复杂。微生物与生物环境间的关 系分为：
26
一、互生
两种可单独生活的微生物，当它们在一起时，通过各自 代谢活动而有利于对方，或偏利于一方的生活方式。
1、为微生物提供了良好的营养。 2、土壤覆盖阻挡了紫外线对微生物的杀伤。 3、满足了微生物对水分的要求。 4、土壤pＨ值范围－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。
6
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。
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。
5. 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。
24
6. 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%
害的微生物，称为正常菌群 .
《微生物的生态》PPT课件
a
3
微生物生态 研究处于环境中的微生物和与微生物
相联系的物理、化学和生物等环境条件,以 及它们之间的相互关系的一门分支科学。
研究微生物生态的意义: 发掘丰富的菌种资源，推动进化、分
类的研究，开发应用微生物制剂，生态农 业、生物能源、生态平衡、智治理环境污 染
a
4
第一节 自然界中的微生物 一.土壤中的微生物
a
10
发酵性微生物区系(Fermentative microbial
flora)
是指对新鲜有机物很为敏感在有新鲜有机物 进入时可爆发性地旺盛发育，而在新鲜有机物 消失后又很快消退的微生物类群。如格兰氏阴 性无芽孢杆菌、酵母菌、芽孢杆菌、链霉菌、 根霉、曲霉、木霉、镰刀霉等
有新鲜有机物时发酵性微生物区系占优势。 衰退后，土著性微生物区系重占优势
采样 测定
饮用水消毒常用方法：加入液态氯或 次氯酸盐
a
16
三. 空气中的微生物
微生物在空气中只能短时间停留，就要落地， 大部分死亡，包括一些人体病原菌， 但结核、白喉 ，炭疽等杆菌和肺炎双球菌、
葡萄球菌、流或病毒、脊髓灰质炎病毒抗性 比较强。能传染疾病。
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。
万个／克土），纤毛虫，鞭毛虫、肉足虫等为主，
它们以其它微生物和有机物碎片为食，对其它几类
微生物的数量起调节作用。
数量分布：
细菌＞放线菌＞真菌＞藻类＞原生动物
a
7
影响因数
例如：
有机物含量（水平）、 湿度、pH、土壤类型、 深度、施肥、季节；
不同土壤中的微生物的 数量
施肥对土壤中微生物数 量的影响
不同深度的土壤中所含 的微生物的数量
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生态学的空间属性是指生态系 统具有一定的地理空间分布范畴， 包括其经纬度和气候带、自然地理 带属性及相邻生态系统的关系位置； 生态学又同时具有时间属性， 指生态系统在其动态（进化、演替、 生长发育等）过程中的时间尺度。
对硫化叶菌株的九个基因位点的序 列进行系统发育分析，菌株远离水 且沉积物样品的采集来自嵌套层次 结构的五个地理位置。分化枝对应 的五个地理区域，显示出在一个区 域内的菌株有着共同的进化历史， 与在其他地区发现不同的菌株是不 同的。(相同的样品的菌株用相同 的颜色描绘)
微生物生态学与生态学
微生物生态学是基于微生物群体的科学。其研 究在于探究微生物群体之间及微生物群体与环 境之间的关系。 自然生态系统和减缓气候变化的管理
废水处理、工业化学生产、制药生产、生 物修复
更强调把微生物作为一个群体(物质交换、 能量流动和信息交流),有机地组成了微生物基 本研究单元，如微生物种群、群落和一系列有 机集合体等
生态物种的概念 测量多样性和物种丰 富度 空间尺度 多样性-能量关系 时间尺度 微生物活动的多变性 竞争策略 行为
生态物种的概念:
生态理论研究的是物种中的个体。 物种：是生物分类学的基本单位。 生态物种：是指基于生态学的歧化选择造成群体之间形成基 因流障碍的过程，是物种形成的一种方式。生态物种形成的 一个关键因素就是生态学差异产生的歧化选择。 举例：环境差异（海拔、降水、温度）可以导致在不同 的群体中自然选择产生不同的性状。
生态理论在微生物生态学中的作用
主要内容
1.摘要 2.内容 3.总结
摘要
生态理论 微生物生态 学
生态学
微生物生态学与生态理论
1）生态理论对于微生物生态学:
微生物生态学的影响遍及微生物学、生态学和生态 系统科学，微生物生态学的发展需要理论的应用。 理论在微生物生态的应用是严重缺乏的，但是确实 极其重要的，理论可预测实用价值的发生。 2）微生物生态学对于生态理论： 已建立的大多数的生态理论必须以微生物系统的角 度去测试。
存在于植物和动物生态学中的已建 立的理论，与微生物和大型生物之 间存在着差异，这些差异在某种程 度上限制了现有理论应用于微生物 生态。
匹配适合的理论：接近于微生物有机体的系统、 规模，检验生态原则的真正的普遍性并创造一 个人工合成的生态，让它涵盖所有生物。
生态理论领域的例子
理论框架
在下面的章节中，我们讨论 的生态理论领域的例子，与此同时， 我们试图确定是否微生物的特定的 特性对于应用已经在植物和高等动 物上形成的生态理论会呈现困难， 是否新的理论会被微生物领域所需 要，以加强或取代既定的生态理论。
意义：依赖于环境和营养条件，增长率可以改变几个数量级，物种形成
依赖于生长和扩散。在微生物生态学中的许多紧迫的问题需要考虑的空间 和时间尺度。
空间尺度（分布格局）
1、意义：空间格局的作用生态学中被 广泛认可。许多系统，如支离破碎的 栖息地和分散的人口，在一个不确定 的空间内研究是不能进行的。 2、方法：距离-衰减关系。遗传/群 落组成相似性与空间距离呈负相关 SAR模式，即物种丰富度-区域面积斜率，描述物种数量随取样面积增加 而变化的规律。S = c × AZ 3、经验证据表明，动物和植物在连续 的栖息地内，Z一般是在0.1到0.2的范 围内，而在离散的区域Z是陡峭（0.2 ＜Z＜0.39）
物种形成包括生态物种形成和突变主导的物种形成。
基因流
基因流又叫基因转移（转化、接合、转导）。
以细菌为例，基因转移的结果是形成细菌的基因组。细菌的基 因组被认为由两部分组成：核心基因组和辅助基因组。核心基 因组在大多数情况下是必不可少的，可能会通过基因重组形成， 用来保持物种的连贯性。辅助（副）基因组编码特殊的生态适 应性基因，很容易获得和失去。 16S核糖体RNA基因序列的调查显示了细菌菌落的巨大多样性， 但我们对于一个涉及流动性质的细菌基因组与细菌群落的生态 个体理论，仍有人类和植物病原体的 传播，并使用这些预测，实施控制政策。 改进的定量理论可以提高废水处理过程的效率。 微生物群落结构，人口动态和活动之间的联系 的定量信息，有助于评估微生物对气候变化的 贡献及影响，并导致气候变化对特定生态系统 过程贡献的定量预测。
限制了微生物生态学理论发展的两个因素
DNA的复性动力学：变性、 复性。最丰富的序列重组和 复性动力学反映相似序列的 基本分布，因此，基因组多 样性得以产生。
微生物生态学中的尺 度效应
各种生态学问题产生和形成基 于不同的空间尺度、时间尺度和生 态学组织尺度层面，没有任何一种 生态学现象可以孤立地依存于单一 尺度上得以研究。 目前，关于尺度效应的研究集 中于时间和空间尺度。
微生物生态学可以说是当代生态学面临的最具说 服性的挑战之一。 了解控制上述过程的因素至关重要，那么最好的 实现方法便是基于现有的观察和随后的实验验证得出 的生态理论。
理论的重要性
理论的基础定义
理论在微生物学上应用的例子
定义：
理论是用来对周围的世界进行分类、解释和预测 的。没有它，微生物生态学只能在有限的范围内 对相关情况进行陈述，提供很少的见解。
进化分支图可以显示时间 和类群间的进化时间
时间尺度 体现：相对于植物和动物，微生物有潜在的快速增长和短世代。特别是
在强大的选择压力，微生物的进化可以迅速发生，有可能导致生态和进化 的时间尺度缩短。
应用：这个基本属性可以被利用来研究当代在生态环境，如气候变化方
面的问题，包括其中与人为方面可能有关的是进化对生物环境关系的影响。
数据的缺乏：在自然中观察微生物固有的困 难，往往不能在实验室中培养，缺乏必要的 检测微生物的分子技术的基本原则和机制的 理论工具。 文化观念。传统生态学家的方法是基于理解 上的生理机制，而不注重理论。
当前的生态理论:
微生物与植/动物有差异：
微生物个体微小，增长迅速，分 散程度高，丰富度大，在自然界 中分布的广度和空间都不如植/动 物明确。 挑战
物种多样性和物种丰富度
1、物种丰富度是指一个群落中物种数目的多少； 2、物种多样性是物种丰富度和物种均匀度的综合指标。
测量多样性和物种丰富度--群落构建与演化
关于微生物群落生态的许多关键问题需要对物种丰富度可靠的估计。
微生物生态的克隆库是 如此之小（103），微生 物的群落如此（1015）， 所以样本的分布不能像 群落那样被绘制