微生物生态学复习资料

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1、微生物生态学微生物生态学一.生态学概念（ecology）：研究生物有机体与其周围环境(生物环境与非生物环境)之间相互关系的一门科学。生物环境(bioticenvironment)包括微生物、动物和植物；非生物环境(abioticenvironment)包括非生命物质，如土壤、岩石、水、空气、温度、光和PH等。生态学又称环境生物学environmentbiology。微生物生态学（microbialecology）：研究微生物有机体（细菌、真菌、病毒、放线菌、单细胞藻类及原生动物）与其周围生物环境（生物环境和非生物环境）之间相互作用及其作用规律的一门科学。又称环境微生物学

2、。二.土著微生物（Autochthonousmicroorganism）：指在一个给定的生境中那些能生存、生长和进行活跃代谢的微生物，并且这些微生物能与来自其他群落的微生物进行有效的竞争。土著微生物一般包括：G+球菌类、色杆菌、芽孢杆菌、节杆菌、分支杆菌、放线菌、青霉、曲霉等。外来微生物（Allochthonousmicroorganism）：指来自于其他生态系统的微生物，所以这些微生物不能在这一生境中长期生活下去。群落（Community）：指一定区域里，各种群体(Population)相互松散结合的一种结构单位。生态系统：生态系统就是在一定的时间和空间内，生物和非生

3、物的成分之间，通过不断的物质循环和能量流动而相互作用、相互依存的统一体，构成一个生态学的功能复合体。生态系统=生物群落+无机环境。影响土壤中微生物分布的因素l土壤颗粒性质腐殖质》砂土l土壤水分游动微生物l氧气上层好氧微生物多（穴居动物活动可以给微生物好氧生长提供条件）lpHpH对营养物质的利用，微生物吸附，胞外酶的产生和分泌产生影响l温度蓝细菌能抗变化范围很大的温度；耐寒的藻类（雪藻）l营养状况有机物对自养细菌有抑制作用（刍溪藻喜欢在营养丰富的鸟粪中）（土壤颗粒中细菌的不均匀分布）l人类生产活动三.淡水微生物的共同特征：1能在低营养物浓度下生长2微生物是可以游动的3表面

4、积和体积比大（柄细菌），有效吸收营养。研究极端环境中微生物的意义l研究其强而稳定的特殊结构、机能和遗传基因以及应答因子，对阐明物种起源、生物进化具有重要意义。l研究其生理生化特性，可用于量度地球上生命生存的理化极限，对探索宇宙星球上的生物有参考价值；l可探索出新的生理途径，生产新酶和新的生物制剂，使用于特殊环境条件，如煤脱硫、冶炼金属、处理有毒废水、高压深油井探矿、纤维素高温发酵酒精等。l研究成果可以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应用。嗜冷微生物（psychrophiles）p0℃以下或3～20℃能生长的微生物，p最适生长温度不超过15℃，p最高生

5、长温度不超过20℃。-9-7/14/2021微生物生态学耐冷菌（psychrotrophs）p0～5℃可生长繁殖，p最适生长温度可达20℃以上的微生物嗜中温微生物（mesophilies）p13～45℃下能生长的微生物低温微生物适应低温的分子机理：1.通过信号传导使低温微生物适应低温环境·膜蛋白的磷酸化、去磷酸化反应来感应温度变化·耐冷菌Pseudomonassyringae脂多糖和膜蛋白的磷酸化和去磷酸化反应和温度变化有关2.调整细胞膜脂类的组成维持膜的流动性、通透性，保证膜的正常生理功能（膜的改变）·增加不饱和脂肪酸比例，使细胞膜脂类处于流动状态，保持物质转运能力和

6、酶活力增加不饱和脂肪酸的比例，增加不饱和脂肪酸的合成·缩短脂肪酸链的长度，增加脂肪酸支链的比例，减少环状脂肪酸的比例等（有利于膜脂熔点的降低并在低温下保持液晶态）·脂含量升高、膜面积增大（有利于提高菌体细胞对营养物质的吸收能力）3.低温微生物的蛋白质和蛋白质合成（蛋白质的改变：酶分子的改变、其它蛋白质的改变）·嗜冷菌合成大量的低温酶类，弥补因低温导致的反应速率下降的问题；·嗜冷菌合成产生不同类型的低温酶类（同功酶），在一定范围的不同温度下始终保持代谢活力,维持生命现象。·低温酶在低温下具有高催化率和高柔顺分子构象。·嗜冷菌中蛋白质以单体和多聚体的形式存在（Vibrio中

7、异柠檬酸脱氢酶的单体比二聚体对热敏感）4.低温微生物通过产生冷冲击蛋白（coldshockprotein）适应低温环境·当生长温度从21℃降到5℃时，嗜冷酵母能在12h内合成26种冷冲击蛋白。5.tRNA的改变·嗜冷菌的tRNA转录后被修饰的程度较低，而这些修饰仅是维持tRNA的基本结构。维持较好的柔性以及动力学上的流动性。四.嗜热菌：在55℃或55℃以上生长的微生物都叫做嗜热菌。①专性嗜热菌：最适生长温度在65℃～70℃之间，当生长温度低于35℃时，生长便停止。②兼性嗜热菌（耐热菌）：生长温度范围介于嗜热菌和嗜中温菌生长温度（13℃～4