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
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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）
.
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。
-微生物生态(共36张PPT)可编辑全文
微生物类群 细菌 真菌 放线菌 藻类
原生动物
菌数(cfu/g) 108 105
105 - 106 104 - 105
104
生物量﹡ (g/m3） 160 200 160 32 38
﹡单位体积内活细胞的重量
8
（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
3）耐压：在深海或超深海的超高水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。
10
2、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。
（1）清水型水生微生物
在深层水、洁净的湖泊、山泉水中，因有机物含量低，故微生物数
至杀死它们的一种相互 嗜热微生物（嗜热菌）
微生态制剂：根据微生态学理论而制成的含有有益菌的活菌制剂。 葡萄球菌、厌氧芽胞梭菌、无芽胞厌氧菌、念珠
关系。 表皮葡萄球菌、类白喉杆菌、
典型例子：抗生素（抗菌素）、乳酸。 生态系统(ecosystem) 在一定的空间内生物的成分和非生物的成分通过物质循环和能量流动互相作用、互相依存而构成的一个生态学功能 单位。 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。
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。
微生物生态学6氮素循环和有机氮矿化ppt课件
北美洲20～25℃
不同地区硝化作用的适宜温度范围不同： 美国西南部30～40℃
热带60℃
• 底物和产物的高浓度均能抑制硝化作用的进行
NH4+过多，影响环境pH; pH>9，游离NH3过多，抑制硝化细菌生 长。 NO3-过多，反馈抑制硝酸细菌生长，造成NO3-累积而毒害亚硝酸细 菌以及污染环境。
• 土壤肥力
• 水圈中的氮（以海洋为例）
寒假来临，不少的高中毕业生和大学 在校生 都选择 去打工 。准备 过一个 充实而 有意义 的寒假 。但是 ，目前 社会上 寒假招 工的陷 阱很多
• 岩石圈中的氮 • 大气中的氮
• 水圈中的氮（以海洋为例）
N2，NH4＋，NO3－，有机氮化物; 以N2为主，占水域中总N量的97％。
2. 异养硝化菌
二、硝化作用的微生物学
细菌 节杆菌，荧光假单胞菌，巨大芽孢杆菌等
在含铵盐的有机N化物培养基上产生NO2－和NO3－
• 种类 放线菌 诺卡氏菌，链霉菌
真菌 黄曲霉，粗糙脉孢菌;在酵母膏＋蛋白胨＋葡萄糖培养基上
产生NO2－和NO3－
• 异养硝化菌的硝化率
硝化率＝ 原始土壤中的NO2-含量－培养后土壤中剩余的NO2-含量 原始土壤中的NO2-含量
胨
氨基酸
RCH•NH2（胺）
氨基脱羧酶
•
寒假来临，不少的高中毕业生和大学 在校生 都选择 去打工 。准备 过一个 充实而 有意义 的寒假 。但是 ，目前 社会上 寒假招 工的陷 阱很多
氨基糖及其多聚体的氨化
氨基糖大量为多聚体，如肽聚糖、胞壁酸、几丁质等。
以几丁质为例
•几丁质的结构单体：N-乙酰葡萄糖胺通过β-1，4糖苷键相连的含N多聚体。 •分解几丁质的微生物：细菌，放线菌，真菌，以放线菌为主（90～99％）。
《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
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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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Current research progress
• Mustard (Brassica juncea) and Cr -resistant strains .
applied to Mustard Increase biomess
Cr-resistant strains
plant
resault
• Cr -resistant strains Pseudomonas sp. PsA4 and Bacillus sp. Ba32 applied to mustard (Brassica juncea) . • The results showed that vaccinated PsA4 mustard or Ba32 have increased in 95.3 mg / g and 198.3 mg / g Cr (6 +) biomass in the soil.
• A kind of parasitic bacteria in plant body, all plants have endophytes. • Endophytic bacteria (PGPB) is a kind of parasitic life, promote the growth of the host . • Can enhance plant resistance to pathogens, drought, heavy metal.
• As a new way, biological control has huge potential, but is still in its infancy. With further research, it is expected to find more microbial resources, and developing new technologies to make practical applications possible.
Alage
• Wide distribution, a good biological adsorbent. • The walls of algae has a larger surface area. • Cell walls have a certain charge and viscous, these characteristics make the metal ion has the ability.
Scenedesmus Obliquus
• Has a larger adsorption capacity to UO22 +. • The UO22 + concentration in the water from 5.0 mg/L fell to 0.05 mg/L.
Endophytic bacteria
Prospects
• Heavy metal contamination of soil growing problem in many options in phytoremediation has its unique advantages, the focus of the problem is how to increase the resistance of plants to heavy metals.
Oxidation reduction
• many microbial oxidation or by reduction (in most cases) from the high toxicity of the heavy metal transformed into less toxic valence valence state, thereby lifting the heavy metal toxicity.
• Castor (Ricinus communis) and nickel, zinc resistance strains.
isolate
electe
inoculate
increase
• isolated from the rhizosphere soil microbes , after nickel, zinc resistance screening . • elected the heavy metal resistant strains Pseudomonas sp. And Pseudomonas jessenii. • inoculated them to castor (Ricinus communis), they found a significant increase castor biomass , and increased the accumulation of Zn, Ni, Cu 's .
Mode of resistance to heavy- metal
• Release of chelating agent and iron carrier. • Acidification of the soil environment, • Change the REDOX potential. • Reduce the absorption. • Increase the discharge • Oxidation reduction
Page 2
Page 3
Bioremediation on heavy metals
Page 4
Metal resistance of microorganisms
Plant rhizosphere bacteria
Plant endophytic bacteria
Page 5
Rhizosphere bacteria
Mechanisms of resistence to heavy -metal
Reduce
Oxidation
Adsorption
Interactio n Acidificati on
bonded
Increase
Reduce the absorption the heavy metal content in the microbial cells at a low level is maintained without causing toxic effects on cells. As a type of staph resistance of Cd2 + is the case.
Bacteria
• Widely distributed, many varieties, fast metabolism and reproduction.
• Chemical composition of bacterial cell walls contain many heavy metal ions adsorption groups, such as carboxyl, amino, hydroxyl .
Adsorption
Many microbial cell surface has a special structure, can absorb heavy metal ions and thus to reduce the concentration of heavy metal ions in solution.
Increase the discharge
• some microorganisms may be proactive manner by heavy metal ions within the cell is discharged outside the cell, thus maintaining low levels of the cell. • As one kind of resistance to Bacillus copper.
• From Elsholtzia splendens and duck plantar grass (Commelina communis) .
• Firmicutes ,Actinobacteria, Proteobacteria. • These bacteria strains in copper resistance of main groups .
Saccharomyces Cerevisiae
White-rot fungi adsorbe Pb2 + ,the
highest removal rate can reach 95%.
Black rhizopus adsorbe Ag +, Pb2,
Li + and Cd2 +, Zn2 + and Ni2 +, Cu2 +, such as heavy metal ions.
The Cr6+ resistant plant growth promoting bacteria (PGPB), Pseudomonas sp. PsA4 and Bacillus sp. Ba32 were isolated from heavy metal contaminated soils and their plant growth promoting activity on the Indian mustard.
• Grow in plant root system . • With bacteria, actinomycetes, fungi, algae, and the protozoa. • Alternate relationship between them and plant. • Plant roots interaction and promote each other.