第十三章 海洋微生物的基础知识解析
海洋微生物演示课件
海洋微生物的探索
05
与研究
海洋微生物的发现与研究历程
海洋微生物的发现
早在17世纪，科学家们就开始了 对海洋的探索，并逐渐发现了海
洋中存在着大量的微生物。
研究历程
随着科学技术的发展，海洋微生 物的研究逐渐深入，涉及领域包
括生物学、化学、地质学等。
里程碑事件
例如，1889年德国科学家赫尔曼 ·施密特的《海洋微小生物》一书 的出版，标志着海洋微生物学的
氮循环
总结词
阐述海洋微生物在氮循环中的关键作用，如固氮作用、硝化作用和反硝化作用等。
详细描述
海洋微生物在氮循环中扮演着重要的角色。其中，固氮细菌能够将大气中的氮气转化为氨，为其他生物提供氮素 营养。硝化细菌则可以将氨氧化为硝酸盐，这个过程被称为硝化作用。反硝化细菌则可以将硝酸盐还原为氮气， 释放到大气中，这个过程被称为反硝化作用。这些过程都离不开海洋微生物的参与和作用。
分类
根据其形态、生理和生态特征， 海洋微生物可分为三大类，即细 菌、古菌和真核生物。
海洋微生物的多样性
01
02
03
种类繁多
海洋中存在着数以万计的 微生物种类，其中许多尚 未被发现和描述。
适应性强
海洋微生物具有广泛的适 应性，能够在高盐、高压 、低温等极端环境下生存 。
生物地理学特征
不同海域的微生物群落结 构和组成存在差异，反映 了生物地理学特征。
海洋微生物演示课件
汇报人： 202X-12-29
contents
目录
• 海洋微生物概述 • 海洋微生物的生存环境 • 海洋微生物的生物地球化学循环 • 海洋微生物的利用与保护 • 海洋微生物的探索与研究
海洋微生物概述
海洋微生物
环境保护与治理
海洋微生物在降解污染物、净 化海水等方面具有巨大潜力， 可用于环境保护和治理。
拓展生物技术应用
海洋微生物基因资源丰富，可 用于基因工程、细胞工程等生 物技术领域，推动生物技术的
发展和应用。
02 海洋微生物的多 样性
海洋细菌
革兰氏阴性菌
如弧菌属（Vibrio）和假单胞菌属（ Pseudomonas），广泛分布于海水 和沉积物中，参与有机物的分解和循 环。
开发高效、环保的洗涤剂。
海洋微生物在环保领域的应用
生物修复
利用海洋微生物对污染物的降解作用，进行环境生物修复，如石 油污染、重金属污染等治理。
废水处理
海洋微生物可用于废水处理系统中的生物降解过程，提高废水处理 效率并降低处理成本。
温室气体减排
通过培养能够吸收和转化温室气体的海洋微生物，减少大气中温室 气体的含量，从而减缓全球气候变暖的趋势。
、异养作用等。
生态作用重要
海洋微生物在海洋生态系统的 物质循环和能量流动中发挥着
重要作用。
海洋微生物的研究意义
揭示生命起源与演化
海洋微生物是研究生命起源与 演化的重要材料，有助于揭示
生命的本质和演化规律。
开发新资源
海洋微生物能够产生多种生物 活性物质，是新药开发、工业 酶制剂和新型生物材料的重要 来源。
05 海洋微生物与环 境的关系
海洋微生物对环境的适应与响应
温度适应
海洋微生物通过调节细胞膜成分、产生热休克蛋 白等方式，适应不同温度环境。
盐度适应
通过调节细胞内外渗透压平衡，以及合成特定的 有机物来应对高盐环境。
酸碱度适应
通过调节细胞质pH值、产生酸碱平衡蛋白等方式 ，适应不同酸碱度环境。
海洋生物基础知识点总结
海洋生物基础知识点总结海洋生物是指生活在海洋中的各种生物，包括从微小的浮游生物到庞大的鲸鱼和鲨鱼等各种生物。
海洋生物在地球上占据着重要的地位，是海洋生态系统中的重要组成部分，对维持海洋生物多样性和生态平衡起着重要的作用。
了解海洋生物的基础知识对于保护海洋生态环境，促进海洋资源的可持续利用具有重要的意义。
海洋生物的分类海洋生物的分类可以从多个层次进行，主要包括按照生命形式的分类，种群的分类和物种的分类等。
海洋生物按照生命形式的分类主要包括浮游生物、底栖生物和游泳动物等。
浮游生物是指生活在海水中并会随着海水流动而移动的生物，主要包括浮游植物和浮游动物等。
底栖生物是指生活在海洋底部的生物，主要包括各种底栖植物和底栖动物等。
游泳动物是指能够自由在海洋中游动的动物，主要包括各种鱼类、鲸鱼和鲨鱼等。
海洋生物按照种群的分类主要包括单细胞生物、多细胞生物和生态群落等。
单细胞生物是指由单个细胞组成的生物，主要包括浮游细菌和浮游藻类等。
多细胞生物是指由多个细胞组成的生物，主要包括各种海藻和海底植物以及各种底栖动物等。
生态群落是指由多种不同种类的生物组成的群落，它们之间存在不同的食物链和生态关系等。
海洋生物按照物种的分类主要包括海洋植物和海洋动物，其中海洋植物主要包括各类海藻和浮游植物等，海洋动物主要包括鱼类、鲸类、鲨鱼和海洋脊椎动物等。
海洋生物的生态特点海洋生物的生态特点主要包括海水盐度高、水压大、光照受限、水温变化大、水分质量稳定、营养物质分布不均匀等。
海洋环境中的盐度高达3.5%左右，比淡水高得多，这对海洋生物的生存和生态适应具有重要影响。
水压大是指海洋深层环境下的水压相对较高，这对海洋生物的体态结构和生物活动等产生重要影响。
光照受限是指海水中能见度一般较低，光线光照强度弱，这对海洋植物和海洋动物的光合作用和捕食等产生影响。
海洋环境中的水温变化大，从寒冷的极地海域到温暖的热带海域，水温变化相当明显。
海水中的水分质量相对稳定，但营养物质的分布不均匀，这对浮游生物和底栖生物的生态适应产生重要影响。
海洋微生物
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利用综述
利用综述
海洋是生命的发源地，其生物多样性远远超过陆生生物。海洋生物包括海洋动物、海洋植物和海洋微生物。 海洋约占地球表面积的7l%，是一个开放、多变、复杂的生态系统。正是海洋特殊的物理、化学因素的复杂性， 造就了生命活动的复杂性，物种资源、基因功能和生态功能上的生物多样性。海洋中生物资源极为丰富，生物活 性物质种类繁多，并且正在为人类提供着大量的食品，多种材料和原料，具有可再生的特点。已引起世界各国的 重视，具有巨大开发潜力。
嗜压性
海洋中静水压力因水深而异，水深每增加10米，静水压力递增1个标准大气压。海洋最深处的静水压力可超 过1000大气压。深海水域是一个广阔的生态系统,约56%以上的海洋环境处在100～1100大气压的压力之中，嗜压 性是深海微生物独有的特性。来源于浅海的微生物一般只能忍耐较低的压力，而深海的嗜压细菌则具有在高压环 境下生长的能力，能在高压环境中保持其酶系统的稳定性。研究嗜压微生物的生理特性必需借助高压培养器来维 持特定的压力。那种严格依赖高压而存活的深海嗜压细菌，由于研究手段的限制迄今尚难于获得纯培养菌株。根 据自动接种培养装置在深海实地实验获得的微生物生理活动资料判断，在深海底部微生物分解各种有机物质的过 程是相当缓慢的。
海水中的营养物质虽然稀薄，但海洋环境中各种固体表面或不同性质的界面上吸附积聚着较丰富的营养物。 绝大多数海洋细菌都具有运动能力。其中某些细菌还具有沿着某种化合物浓度梯度移动的能力，这一特点称为趋 化性。某些专门附着于海洋植物体表而生长的细菌称为植物附生细菌。海洋微生物附着在海洋中生物和非生物固 体的表面，形成薄膜，为其他生物的附着造成条件，从而形成特定的附着生物区系。
《海洋微生物学》课程教学大纲
《海洋微生物学》课程教学大纲一、课程基本情况课程编号：133C07C 学分：2 周学时：2 总学时：34 开课学期：2.1开课学院：海洋学院英文名称：Marine Microbiology适用专业：海洋资源与环境，海洋药物课程类别：专业教育平台课程修读条件：已修生物化学网络课程地址:所属基层学术组织：生物与海洋科学系二、课程简介《海洋微生物学》是生物与环境专业、海洋药物专业的专业基础课。
本课程将系统地介绍海洋微生物的分类系统、种类组成、形态结构、生长生理、生态作用、与人或其他海洋生物的疾病的关系。
本课程将通过专题式讲授和讨论结合，将海洋微生物基础理论知识与最新研究进展结合起来。
海洋微生物在海洋生态过程、全球气候变化和与其他海洋生物的相互作用中起着极为重要的作用，在当前环境生态保护和修复中起着极为重要的作用。
海洋微生物是迄今为止最为丰富但未被人们认识利用的药物和其他活性物质生产的资源。
生物化学是海洋微生物学先修课程，而海洋微生物学则是分子生物学、海洋药物、基因工程原理、近海海洋环境调查、环境生物技术、分子及微生物检测技术等课程的基础。
本课程根据学生英语基础和需求可开设双语课。
三、教学目标总目标：通过本课程的学习，使学生系统地全面了解海洋微生物学科的基本内容和科学体系，了解其在海洋生态系统中的重要地位，以及在海洋生物技术领域中的重要作用，使学生懂得海洋微生物的多样性与海洋环境复杂性的统一性，使学生熟练掌握海洋微生物的基本实验方法和技能，培养学生应用海洋微生物学原理思考和解释海洋资源环境和海洋制药专业学习中的相关现象。
知识目标：通过本课程的学习，使学生了解掌握海洋微生物的分类系统，海洋细菌、海洋古菌，海洋病毒、海洋真核微生物物种多样性，形态、结构特点；理解海洋微生物与海洋环境以及其他海洋生物的关系，使学生懂得海洋微生物的多样性与海洋环境复杂性的统一性。
能力目标：通过本课程的学习，使学生了解海洋微生物学科在海洋生态系统中的重要地位，以及在海洋生物技术领域中的重要作用，使学生熟练掌握海洋微生物的分离、鉴定及培养方法、了解微生物的致病机理及防控方法。
《海洋生物》 讲义
《海洋生物》讲义一、海洋生物的概述海洋，这个占据了地球表面约 71%的广阔领域，是一个神秘而充满生机的世界。
在其中，生活着种类繁多、形态各异的生物，共同构成了丰富多彩的海洋生态系统。
海洋生物从微小的浮游生物到巨大的鲸鱼，从简单的单细胞生物到复杂的脊椎动物，应有尽有。
它们适应了海洋独特的环境条件，如高压、低温、高盐度和有限的光照等。
海洋生物的分布也极为广泛。
从浅海的珊瑚礁到深海的海沟，从温暖的赤道海域到寒冷的极地海洋，都有它们的身影。
二、海洋生物的分类海洋生物大致可以分为以下几类：1、浮游生物这是一类体型微小，大多数需要借助显微镜才能看清的生物。
它们包括浮游植物和浮游动物。
浮游植物主要是一些藻类，如硅藻、甲藻等，它们是海洋生态系统中初级生产力的重要组成部分，为其他生物提供了食物来源。
浮游动物则有桡足类、水母幼体等，它们以浮游植物为食，同时也是许多鱼类的饵料。
2、底栖生物这类生物生活在海洋底部。
它们有的固着在海底，如牡蛎、贻贝等贝类；有的则在海底爬行或游动，如螃蟹、海星、海参等。
底栖生物的种类繁多，形态和生活方式也各不相同。
3、游泳生物包括各种鱼类、鲸类、海豚、海龟等。
它们具有较强的游泳能力，能够在海洋中自由穿梭。
鱼类是海洋中数量最多的游泳生物之一，它们的种类繁多，适应了不同的海洋环境和生活方式。
鲸类和海豚则是海洋中的哺乳动物，具有高度发达的智力和社交行为。
4、海洋微生物海洋微生物包括细菌、真菌、病毒等。
它们在海洋生态系统中发挥着重要的作用，参与物质循环、分解有机物等过程。
三、海洋生物的特点1、独特的身体结构为了适应海洋环境，海洋生物发展出了独特的身体结构。
例如，鱼类通常具有流线型的身体，以减少在水中的阻力；海豚和鲸鱼具有厚厚的脂肪层，用于保暖和储存能量；一些深海生物则具有能发光的器官，用于在黑暗的环境中寻找食物和配偶。
2、出色的呼吸系统海洋生物的呼吸方式也各不相同。
鱼类通过鳃来呼吸，鳃可以有效地从水中摄取氧气。
海洋微生物 科普书
海洋微生物科普书（原创版）目录1.海洋微生物的概述2.海洋微生物的重要性3.海洋微生物的种类4.海洋微生物的生存环境5.海洋微生物的科研价值6.海洋微生物的科普书推荐正文1.海洋微生物的概述海洋微生物是指生活在海洋中的微生物，包括细菌、病毒、原生动物、藻类等。
海洋微生物是海洋生态系统中不可或缺的组成部分，它们在海洋物质循环、能量流动以及生态平衡中起着至关重要的作用。
2.海洋微生物的重要性海洋微生物的重要性体现在以下几个方面：（1）生物地球化学循环：海洋微生物参与海洋中营养物质的循环，将无机物质转化为有机物质，同时将有机物质分解为无机物质，为生态系统提供能量和物质来源。
（2）生物多样性：海洋微生物种类繁多，构成了海洋生物多样性的重要组成部分，维持着海洋生态系统的稳定。
（3）环境保护：海洋微生物可以分解有机污染物，净化水质，对海洋环境保护具有重要意义。
3.海洋微生物的种类海洋微生物种类繁多，包括以下几类：（1）细菌：海洋细菌是海洋微生物的主要组成部分，包括好氧细菌、厌氧细菌、光合细菌等。
（2）病毒：海洋病毒主要侵染海洋生物，对海洋生态系统有一定影响。
（3）原生动物：原生动物是一类单细胞真核生物，包括草履虫、阿米巴等。
（4）藻类：藻类是一类光合生物，能将光能转化为化学能，为生态系统提供能量。
4.海洋微生物的生存环境海洋微生物的生存环境包括海水、海底沉积物、海洋生物等。
不同种类的海洋微生物有着不同的生存环境和生活习性。
5.海洋微生物的科研价值海洋微生物的科研价值主要体现在以下几个方面：（1）生物资源：海洋微生物是巨大的生物资源库，有很多具有潜在应用价值的微生物等待人们去发现和利用。
（2）环境保护：研究海洋微生物有助于了解其对海洋环境的影响，为海洋环境保护提供理论依据。
（3）生物技术：海洋微生物在生物技术领域具有广泛的应用，如生产酶制剂、抗生素等。
6.海洋微生物的科普书推荐《海洋微生物学》、《海洋微生物资源与利用》等书籍对海洋微生物有详细的介绍，适合对海洋微生物感兴趣的读者阅读。
海洋微生物
第一章绪论一、海洋微生物的定义海洋微生物（marine microbe）以海洋水体为正常栖居环境的一切微生物。
自八十年代起海洋生物技术蓬勃发展，“向海洋要药物”是新世纪海洋生物技术提出的口号。
海洋微生物的研究起步较晚，但在最近几年也受到了普遍重视。
二、海洋环境的特征(1) 海洋占地球表面积的71% —资源丰富；(2) 海洋平均深度：4000m ——高压，低温(3) 主要离子：Na+，Cl-，Ca2+，K+，SO42- ——高盐(4) 营养匮乏（N，P，Fe）——稀营养1 . 远海环境（1）栖居着浮游（自由泳动）微生物（2）地球上最大的环境（3）一般有大空间规模的环境变化（温度、光度等）2 . 深海环境（1）沉积物表面（2）提供了附加的表面积（3）提供小生境的多样性，使得有小空间规模的环境变化3 . 海洋雪(marine snow)（1）海洋雪定义：生存或死亡的有机体被黏多糖（微生物和浮游植物分泌的胞外产物）粘在一起形成的大的聚集体。
（2）海洋雪的形成①黏多糖形成纤丝②纤丝凝结形成透明结构③透明结构不断碰撞形成更大的颗粒，即海洋雪。
（3）海洋雪的特点①海洋雪的产量随光合作用强度和洋流季节性地波动，春天更大一些。
② 80%的初级生产者分泌黏多糖③海洋雪的沉降速率是16-25m/d，沉降过程中颗粒不断增加。
④提供养料给深海生物。
三、海洋生物的特征（1）多样性（2）复杂性（3）特殊性四、陆栖微生物的研究拥有辉煌的历史微生物活性代谢物是药物的丰富源泉：自19世纪60年代首先从微生物中发现了青霉素以来，人们陆续从陆栖微生物中寻找到抗生素类药物、化疗药阿霉素、免疫抑制药环孢霉素A等120多种重要的临床使用药物。
五、陆栖微生物研究陷入了困境（1）陆栖微生物中发现新代谢产物的速率明显降低，重复发现率极高。
（2）传染性病菌对传统抗生素的抗药性正在迅速发展。
目前，约12种重要的病菌已有抗药性，寻找活性物质新源成为当务之急。
海洋微生物--非常全
于感受态，从而摄取重组DNA的水平方向的基因转移过程。 其方法有CaC12法和电穿孔法。
CaC12法即用高浓度的Ca2+诱导细胞使其成为能摄取外源DNA 的感 受状态，该方法自建立以来已广泛用于以大肠杆菌为受体的重组质粒 的转化，但该方法转化效率不高。
海洋微生物来源的天然产物化合物具有高度的化学多 样性(结构类型包括生物碱、聚酮、萜类、大环内脂、肽 类、脂肪酸、酰胺等)和生物活性多样性(包括抗病毒、抗 菌、抗炎、抗肿瘤等多种活性)。
特性
与陆地相比，海洋环境以高盐、高压、低温和稀营养为 特征。海洋微生物长期适应复杂的海洋环境而生存，因而有 其独具的特性。
1、海洋微生物难培养的原因
1.4 生长缓慢的微生物被忽视 当把微生物从原始的生态环境中突然转入人为的环境时
，适合生长的微生物占据优势地位,它们对营养成分的大量摄 取使生长缓慢的微生物得不到充足的营养而生长受到限制。 在培养基平板上，一个菌落中细胞的数目至少为105个才能用 肉眼观察到，而那些生长速度较慢、其生长达不到高密度的 细菌种类，在培养基上用肉眼是看不到菌落的，从而导致这 些微生物的生长不被发觉，表现为“不可培养”。
宏基因组学( metagenomics)是一种以环境样品中的微生物群体 基因组为研究对象，以功能基因筛选和测序分析为研究手段，以微生 物多样性、种群结构、进化关系、功能活性、相互协作关系及与环境 之间的关系等为研究目的的新的微生物研究方法，也称为微生物环境 基因组学、元基因组学或生态基因组学。
宏基因组学技术流程
宏基因组技术在开发未 培养微生物中的应用
1998年，ARIDA Pharmaceuticals公司的科学家Handelsman等首次 提出宏基因组(the genomes of the total micro biota found in nature)的概念。宏基因组是指某一特定的环境中全部微生物（可培 养的和未培养）基因的总和。
海洋微生物
海洋微生物海洋微生物是生活在海洋中的微小生物的总称，包括细菌、古菌、真菌、原生生物、微藻和病毒等。
它们是海洋生态系统的重要组成部分，对海洋生物地球化学循环和海洋生态系统功能起着至关重要的作用。
本文将简要介绍海洋微生物的分类、分布、功能及其在海洋生态系统中的作用。
一、海洋微生物的分类与分布1.分类海洋微生物的分类主要依据其形态、生理生化特征、遗传信息等进行。
根据细胞结构，海洋微生物可分为原核生物和真核生物两大类。
原核生物包括细菌和古菌，真核生物包括真菌、原生生物和微藻。
病毒也是海洋微生物的重要组成部分，但它们的分类地位尚存在争议。
2.分布海洋微生物广泛分布于全球海洋各个角落，包括沿海、开阔大洋、深海等环境。
在不同深度、温度、盐度等条件下，海洋微生物的种群结构和生物量存在显著差异。
例如，在表层海水中，微藻和细菌的生物量较高，而在深海环境中，古菌和细菌的生物量占主导地位。
二、海洋微生物的功能1.生物地球化学循环海洋微生物在海洋生物地球化学循环中发挥着关键作用。
它们参与碳、氮、磷、硫等元素的循环过程，如硝化作用、反硝化作用、固氮作用、硫氧化作用等。
这些过程对全球气候变化具有重要影响，如海洋微生物固定的碳约占全球初级生产力的50%。
2.生态系统功能海洋微生物是海洋生态系统中的基础生物，为海洋生物提供能量和营养物质。
它们参与食物网的构建，为浮游动物、底栖生物等提供食物来源。
同时，海洋微生物还能降解有机污染物，净化海洋环境。
3.生物活性物质生产海洋微生物能产生丰富的生物活性物质，如抗生素、酶、色素等。
这些物质在医药、农业、环保等领域具有广泛的应用前景。
近年来，随着基因组学和代谢组学技术的发展，海洋微生物资源的开发和利用逐渐成为研究热点。
三、海洋微生物在海洋生态系统中的作用1.初级生产者海洋微生物中的微藻和蓝细菌等光合作用微生物是海洋生态系统中的初级生产者。
它们通过光合作用将太阳能转化为化学能，为海洋生物提供能量和营养物质。
海洋生物学讲义
海洋生物学讲义海洋大学水产与生命学院第一章绪论1. 2324太阳紫外线、闪电、高温等的作用下产生地球聚合，缩合反应长期演变海洋环境1952 S.L. Miller 电击试验聚集进化，分支生命起源于海洋按生态类型分：浮游动物、底栖动物、游泳动物海洋环境分区水层区底层区海水中可溶性物质的含量用‰表示，称为盐度海水热容量：1摩尔物质温度升高（降低）1度时所吸收（释放）的热量海洋环境问题：人类利用海洋环境不当、人为排污海洋环境污染、海洋生物多样性下降及资源衰竭、海洋生境破坏及生态失衡、有害赤潮、全球环境变化及效应问题厄尔尼诺、拉尼娜现象赤潮：一种有害的海洋生态学现象，特定环境条件下，海洋某些浮游植物、原生动物或细菌爆发性增殖或高度聚集造成水体变色人类活动对生物适应性的影响：海洋污染带来的生物学效应（损害生物资源，危害人类健康）、物种多样性下降（过度商业捕捞和人为污染）、外来物种入侵（船底携带、压舱水、人为引进）、赤潮发生过程中赤潮生物的演替现象藻类主要特征：1.藻类是低等植物，分布广，绝大多数生活于水中。
2.个体大小相差悬殊，小球藻3-4μm，巨藻长60m。
3.具叶绿素，能进行光合作用的自养型生物(autotrophic- plant)。
4.没有真正的根、茎、叶的分化，又称叶状体植物。
5.繁殖器官简单，以单细胞的孢子或合子进行繁殖，无胚，又叫孢子植物(spore plant)。
总之，藻类是无胚而具叶绿素的自养叶状体孢子植物。
藻类的繁殖方式可分为3种：⏹营养繁殖（vegetative reproduction）⏹无性繁殖(asexual propagation)⏹有性繁殖(sexual propagation)营养繁殖：不经过任何生殖细胞（配子或者孢子）而进行的繁殖方式。
养料充足、温度适合环境中进行。
细胞分裂、群体破碎、藻丝体断裂无性（孢子）繁殖：通过产生不同类型的孢子来进行繁殖。
产生孢子的母细胞叫孢子囊，孢子不需要结合，一个孢子可长成为一个新的植物体孢子类型：游动孢子、静孢子、厚壁孢子（休眠孢子）有性繁殖：通过生殖细胞（配子）的结合形成合子，合子萌发（经减数分裂）形成新的植物体，或由合子产生孢子，再由孢子萌发成新个体。
第十三章-微生物物种的多样性
第十三章微生物物种的多样性生物多样性包括遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性等。
它们是由进化而形成的，不仅直接为人类提供了食品、药物、纺织品、燃料、材料等，而且还通过参与物质循环来维持地球上生命所必需的生存环境。
因此，保护生物的多样性，就是保护人类自己。
微生物多样性是生物多样性的重要组成部分，而且有其独特之处，起着不可替代的作用。
前几章已对微生物遗传多样性、生态系统多样性等作了阐述。
本章将阐明其物种的多样性，简要的介绍原核微生物(真细菌、古生菌)和真核微生物(真菌、粘菌、单细胞藻类、原生动物)的多样性。
第一节真细菌的多样性一、真细菌系统发育总观对细菌的系统发育以往的概念是根据类群的表型特征(主要是形态特征和生理生化特征及少量的遗传特征)来判断它们的系统发育和进化途径。
而通过细菌16s rRNA的序列分析已经揭示出，不同细菌本身保守的16SrRNA寡核苷酸序列才是识别系统发育的标记。
据此，细菌的系统发育包括12个独特的类群(图13-1)。
图13-1 细菌的系统发育树类群1. 紫色光合细菌及其有关细菌：目前将类群1称为变形细菌(Proteobacterium)。
是细菌中包括的属最多而且在生理特性上最具有多样性，由α、β、γ、δ、和ε5个亚门组成。
其中能进行光合作用的紫色细菌包括在α、β和γ3个亚门中，但一些有机化能营养的属，如：埃希氏菌属、假单胞菌属、醋单胞菌属和一些无机化能营养的属，如：硝化杆菌属、亚硝化单胞菌属、贝日阿托氏菌属等也包括在这3个亚门中。
δ和ε2个亚门只包括非光合作用的细菌。
尽管所有的肠道细菌、大多数的假单胞菌、自生和共生固氮细菌以及大多数化能无机营养细菌在形态、生理和生态分布的表型上与紫色细菌有明显的区别，但是，在系统发育上却都与紫色细菌有关。
由紫色细菌谱系可以引申出各种各样在生理特性和生态分布上有差异的重要细菌。
16s rRNA 序列分析的结果指明，AAAUUGG序列用以鉴别α亚门的紫色细菌；CYUUACACAUG(Y表示任意一个嘧啶)是β亚门的序列特征；ACUAAAACUCAAAG序列存在于大多数δ亚门紫色细菌的16SrRNA中。
海洋生物学知识点
海洋生物学知识点深藏于海底的奥秘，吸引着无数人深入海底探索，寻找更多的生物学知识。
海洋生物学是研究海洋中生物的产生、分布、数量、生态关系及其与海洋环境的交互关系的一门学科。
本文将要介绍一些海洋生物学的基础知识，帮助读者更深入了解海洋中神秘的生物世界。
一、海洋生态系统海洋是一个复杂的生态系统，由微生物、底栖生物、浮游生物、浅海生物、深海生物等组成。
其中微生物是海洋生态系统的重要成分，是生态系统中的“领头羊”，起着至关重要的作用。
底栖生物、浮游生物和浅海生物直接受海洋生态系统物理化学条件的影响，一旦这些条件发生变化，生物群落也会相应变化。
深海生物则适应了海水的高压、低温、低氧等特殊环境，它们对海洋生态系统做出了独特的贡献。
二、海洋生物分类海洋生物有很多分类方法，其中按照生物特征分类比较常见。
例如，按照外形和构造可将海洋生物分为无脊椎动物和脊椎动物两大类。
无脊椎动物包括海藻、海绵、水母、螃蟹、贝类、虾、蚯蚓等；脊椎动物包括鱼类、两栖动物、爬行动物、海豹、海狮、海鸟、鲸等。
按照生态型分为海洋浮游生物、底栖生物、沉积生物、藻类、海草等类别，按照生活环境分为近海生物和远海生物。
三、海洋生物多样性海洋生物的多样性非常丰富，其中有些生物栖息在岩石或海床上，有些生物漂浮在海面上或水里；有些生物以植物为食，有些以动物为食，还有些生物可以吸收有机物质以为食。
多样性的进化和分类规律被广泛研究，许多生物学家通过分子遗传学和生态学分析，探讨了生物群落的多样性演化机制。
四、渔业资源与保护海洋渔业资源是海洋生物学的重要组成部分。
随着人口的增加和人类经济的发展，海洋渔业资源也受到了很大的影响，它们正逐渐逐渐枯竭。
对于保护海洋生物资源，我们有许多办法，例如建设养殖场，禁渔、限渔，控制捕捞方式等。
同时，也需要通过科学的研究和数据分析，保护好生态系统，保护好海洋生物的多样性。
五、海洋生物药物海洋生物也被人类广泛用于药物开发和生物技术领域。
海洋微生物3篇
海洋微生物海洋微生物是指生活在海洋中的微生物，包括细菌、原生动物、浮游植物和动物等。
海洋微生物在海洋中具有重要的生态功能和经济价值，通过与海洋环境的相互作用，对海洋生态系统和全球生态系统具有重要的影响。
下面将从海洋微生物的分类、多样性和生态功能三个方面介绍海洋微生物相关知识。
一、海洋微生物的分类海洋微生物较为复杂，根据其形态和功能，可以将其分为不同的类别。
1. 细菌细菌是海洋中最常见的微生物之一，它们可以分解有机物质、参与氮和磷等元素的循环过程，并能够克服海洋环境较为恶劣的条件，如高盐、低温、高压和低氧等。
2. 原生动物原生动物广泛存在于海洋中，体型很小，约为0.2-2mm。
它们具有不同的生态功能，有的是浮游生物，有的是底栖生物，包括食物网中的消费者和生产者。
3. 浮游植物浮游植物是海洋生物种群中中的重要组成部分，它们通过进行光合作用，将太阳能转化为生物质能，同时还能吸收Co2和放出O2，具有重要的环境意义。
4. 浮游动物浮游动物在海洋生态系统中具有重要的生态作用，它们可以承担重要的食物链中的角色，被物种的复杂性和多样性所影响。
5. 其它微生物海洋微生物还包括一些其它的真菌、浮游细胞和病毒等，由于其重要的生态功能，它们已成为海洋生态系统中的研究热点。
二、海洋微生物的多样性海洋微生物的多样性非常丰富，可以分为不同的生态功能群。
目前全球已知的海洋细菌有三个大类，细菌数量约在2至50种之间，而且细菌的数量在海洋环境中具有较高的比例。
另外，海洋中的原生动物数量也很多，其中最常见的是甲藻、金藻和硅藻群。
此外，海洋浮游植物主要包括浮游硅藻、钙藻和异养质藻等，以及海洋浮游动物也十分的丰富。
三、海洋微生物的生态功能海洋微生物在海洋生态系统中具有重要的生态功能，其中最重要的是在环境中的有机物降解过程和元素循环过程中所产生的作用。
下面对海洋微生物的生态功能进行简单的介绍。
1. 地球大气CO2的吸收海洋生物通过进行光合作用，可以吸收大量的CO2，将其转化为有机物，并放出大量O2。
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（三）海洋微藻的分离 1.样品采集 浮游微藻：过滤； 附着微藻：动植物表面、口腔滤器等、非生
命基质表面 沉积微藻：海底沉积物中
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2，培养基要求 通常在天然的海水中经常或多或少的缺乏
一些藻类所需的营养物质，需要大量藻类 就不能方接用它作培养基。与淡水藻类相 比，海洋藻类的培养比较难， ①海水：加入有机缓冲剂，金属螯合剂， ②低硬度琼脂 ③维生素 ④在琼脂中加入表面活性剂（吐温、Triton）
放线菌多为陆源， ②芽孢杆菌
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2，革兰氏阴性菌
G-多存在于海水中，海洋生物肠道中，好氧 或兼性厌氧，是海洋化能异养原核生物中 最大且最多样的一类，常见有假单胞菌、 弧菌、螺旋菌、柔膜菌等
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三、真核微生物 真核微生物特点 （一）微藻 （二）化能异养微生物 1，原生动物 2，真菌
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四、病毒 1，病毒：动植物病毒、噬菌体 2，病毒与海洋微生物生态系统 ①海洋碳素循环中的作用 ②控制海洋微生物种群和数量
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第二节 海洋微生物的分离方法
一、取样 1，准备 ①灭菌取样工具和容器 ②低温设备 ③样品采集原则
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二、海洋微生物的分离纯化
关键因素：分离培养基成分和培养条件 ①培养基：营养、选择压力 ②培养条件：温度、时间、酸度、盐度、氧
浓度、压力、光照
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（一）海洋细菌和放线菌的分离
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（二）海洋真菌的分离 1，样品采集 2，样品保存 3，分离培养基配置 ①通用培养基 ②选择压力：低pH(3-5），有机酸，抗生素
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2，产氧光合菌 蓝细菌、原绿菌 电子供体：H2O 特点： ①好氧 ②固氮作用 ③光合色素为叶绿素
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3，光能自养细菌的应用 （1）作为单细胞蛋白在养殖上的应用 光合细菌菌体无毒，富含营养物质，蛋白
质含量高达60 -65 ，还含有多种B族维生素 及泛酸、叶酸、辅酶Q等生理活性物质。
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(2) 在农业上的应用 ①固氮，增加土壤肥力 ②降解农药残留、硫化氢和胺类有毒物质 ③具有一定抗动植物病虫害能力
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③嗜热古菌应用 嗜高温酶在工业中的应用 发酵工业 微生物采油 高温废水处理
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（2）嗜酸古菌 ①嗜酸菌分类 根据最适生长温度分 跟据碳源分
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A，化能自养嗜酸菌
B，化能异养嗜酸菌
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②抗性机理 A，嗜酸机理：细胞膜上的脂类物质 B，耐重金属离子机理： 具有重金属离子主动排出的机制 通过特殊蛋白结合重金属离子降低毒性 调节蛋白结构使对重金属离子不敏感 特殊的转化重金属离子成无毒价态的酶
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二、细菌 细菌结构特点
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微生物基本营养类型
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（一）光能自养菌 光合作用
CO2+H2A→光 （CH2O）+2A+H2O
电子受体 电子供体
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1，不产氧光合细菌
紫细菌（变形菌）、绿细菌 硫细菌电子供体：H2S, S, SO32+ 非硫细菌电子供体：H2, CH3CHOHCH3,
CH3CHOHCOOH 特点： ①厌氧或兼性厌氧 ②光合色素为细菌叶绿素
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第三节 海洋微生物在海洋物质循 环中的作用
一、海洋微生物生境 1，微生物次级生产 2，物质循环中的作用：物质生物泵
病毒
CO2
自养菌 浮游植物
DOC
异养菌
POC
原生动物
动物
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三、氮素循环
同化
1，基本模式：
无机氮 分解
有机氮
同化：多发生在Euphotic zone
浮游植物 N2
固氮菌
NH4- Gln机工业废水 嗜盐菌在盐田中的应用 制作光电元件
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2，嗜热酸古菌 （1）嗜热古菌 ①嗜热古菌分类 中度嗜热菌 嗜热菌 超嗜热菌
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②嗜热机理 细胞膜中脂类物质 嗜热菌蛋白和酶的动态平衡学说 嗜热菌蛋白质肽链氨基酸组成 嗜热菌蛋白中的空间相互作用 嗜热菌蛋白或酶的化学修饰 核酸的耐热机理
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（5）光合细菌在其他领域的应用 ①天然色素提取 ②光合细菌微生态保健制剂
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（二）化能自养细菌 1，硝化细菌
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2，硫化细菌
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3，甲烷氧化细菌
（CH2O）n产甲烷菌
甲烷氧化细菌
CH4
CO2
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（三）化能异养细菌 1，革兰氏阳性菌 G+多存在于海洋沉积物和海洋共生系统中。 ①放线菌具有丰富的次级代谢产物，海洋中
第十三章 海洋微生物的基 础知识
1
第一节 海洋微生物的种类
一、海洋古菌 （1）古菌分类 ①海洋浮游古菌 浮游古菌分布 浮游古菌种类、数量
2
②海洋沉积物中古菌 研究方法：核酸杂交、PCR扩增 种群和数量丰富度
3
③海洋附着或寄、共生古菌 我国南海海绵体内共生古菌分离出8株古菌
，分属5个属，与当前基因库中收录的古菌 16S rDNA序列比较，相似性均不超过90%.
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③嗜酸古菌应用 湿法冶金 重金属污染废水、土壤的净化
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3，产甲烷古菌 （1）产甲烷菌的发现 （2）产甲烷菌的分类 ①最适生长温度分 ②营养类型分：H2\CO2营养型、乙酸营养型
、甲基化合物营养型（甲醇、甲基胺、甲 基硫）
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（3）产甲烷菌的生化机制
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（4）产甲烷菌的应用 废弃物厌氧消化 高浓度有机废水处理 沼气发酵
Gln或Glu
分解：多发生在Aphotic zone
异养
硝化
微生物
细菌
PON
DON
反硝化
细菌
NO3-
N2
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硝化作用;
Step 1 氨氧化: NH3 + 1½ O2 → NO2- + H+ + H2O Step 2 亚硝酸氧化: NO2- + 1½ O2 → NO3-
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(2)古菌在海洋中分布生活环境 ①传统观点 ②古菌在海洋分布的影响因素
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（3）古菌细胞结构
①细胞形态：球、杆、螺旋 ②细胞结构：具备原核细胞的特性 具有细胞壁的古菌在细胞壁之外具有独特
的外膜表面结构 独特的核糖体、独特的细胞壁和质膜
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1，嗜盐古菌 ①嗜盐微生物分类
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②嗜盐菌嗜盐机制 嗜盐古菌细胞壁成分 嗜盐古菌可以调节渗透压 嗜盐古菌的酶在低盐中变性失活 紫膜的H+泵作用和排盐作用
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（3）在废水处理上的应用 光合菌能耐受紫外线、高盐、氰、酚、氯、
重金属等具有毒性的物质，可以在比较恶 劣的环境下发挥其处理有机废水的作用。
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（4）在新能源生产中的应用 氢酶：2H+ + Dred → H2 + Dox
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固氮酶：N2 + 8 H+ + 8 e− + 16 ATP → 2 NH3 + H2 + 16 ADP + 16 Pi