极端微生物课件.ppt

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1、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。1嗜酸微生物嗜碱微生物嗜冷微生物嗜热微生物

2、嗜盐微生物耐辐射微生物嗜压微生物极端微生物不同的种类2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。嗜酸微生物3冶金应用利用环境保护应用医疗应用在不同领域上的应用嗜酸微生物4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

3、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。冶金应用利用1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环境保护应用23医疗应用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

4、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。5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嗜碱微生物6生态分布地球上碱性最强的自然环境是碳酸盐湖及碳酸盐荒漠，那里的pH高达10.5—11.0。我国的碱性环境则有青海湖等。碳酸盐是这些

5、环境碱性物质的主要来源。还有人为产生的碱性环境如石灰水、碱性污水等。生物用途嗜碱菌在发酵工业中，可作为许多种酶制剂的生产菌。由嗜碱细菌产生的蛋白酶具有碱性条件下催化活力高、热稳定性强之优点，常作为洗涤剂的添加剂。由嗜碱芽孢杆菌产生的木聚糖酶能够水解木聚糖产生木糖和寡聚糖，因此可用来处理人造纤维废物。嗜碱微生物7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

6、质的的主要微生物类群。嗜冷微生物8兼性嗜冷菌专性嗜冷菌嗜冷微生物分类适应在低于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，在工业和日常生活中都有应用价值。9特点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

7、生物的酶有较强的极性，含有较少的亲水性氨基酸，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较高，在低温下膜也能保持半流动[1]。生态分布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，深海及性冷环境中分布的微生物，耐冷菌仍然占大多数。10由于嗜冷菌可在0℃-8℃的普通家用冰箱中生长、发育，因而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