华中农业大学微生物笔记讲义

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的三原界1978。3、特点1）个体微小：以nm或um计2）分布广：有生命的地方就有微生物的存在3）在局部环境中数量多4）易变异5）代谢能力强6）繁殖快：E.coli在最适条件下，20分钟可以繁殖1代。二、微生物学（microbiology）1、概念：是研究微生物生命活动规律的学科，是生物学的分支学科之一。它是研究各类微小生物，如细菌、放线菌、真菌、病毒、立克次氏体、枝原体、衣原体、原生动物以及藻类等的形态、生理、生物化学、分类、生态及其应用的科学。微生物学发展简史1）感性认识时期：中国利用微生物进行酿酒的历史，可以追溯到4000多年前的龙山文化时期。殷商时代的甲骨文中刻有“酒”字。北魏贾思勰的齐民耍术中，列有谷物制曲，酿酒、制酱、造醋和腌菜等方法。在古希腊留下来的石刻上，记有酿酒的操作过程。中国在春秋战国时期，就已经利用微生物分解有机物质的作用，进行混粪积肥。公元二世纪的神农本草经中，有白僵蚕治病的记载。公元六世纪的左传中，有用麦曲治腹泻病的记载。在10世纪的医宗金鉴中，有关于种痘方法的记载。2）微生物形态学时期17世纪，荷兰人列文虎克用自制的简单显微镜（可放大160260倍）观察牙垢、雨水、井水和植物浸液后，发现其中有许多运动者的“微小动物”，并用文字和图画科学地记载了人类最早看见的“微小动物”细菌的不同形态（球状、杆状和螺旋状等）。过了不久，意大利植物学家米凯利也用简单的显微镜观察了真菌的形态。3）微生物生理学时期微生物学的研究从19世纪60年代开始进入生理学阶段。法国科学家Louis Pasteur （1822T895）对微生物生理学的研究为现代微生物学奠定了基础。他论证酒和醋的酿造以及一些物质的腐败都是由一定种类的微生物引起的发酵过程，并不是发酵或腐败产生微生物：他认为发酵是微生物在没有空气的环境中的呼吸作用，而酒的变质则是有害微生物生长的结果；他进一步证明不同微生物种类各有独特的代谢机能，各自需要不同的生活条件并引起不同的作用；他提出了防止酒变质的加热火菌法，后来被人称为巴斯德灭菌法，使用这一方法可使新生产的葡萄酒和啤酒长期保存。后来，他开始研究人、禽、畜的传染病(狂犬病、炭疽病和鸡霍乱等)，创立了病原微生物是传染病因的正确理论，和应用菌苗接种预防传染病的方法。巴斯德在微生物学各方面的科学研究成果，促进了医学、发酵工业和农业的发展。1796年，英国人琴纳发明了牛痘苗，为免疫学的发展奠定了基础。4)微生物分子生物学时期1953年，沃森和克里克提出了 DNA分子的双螺旋结构模型和核酸半保留复制学说。富兰克尔-康拉特等通过烟草花叶病毒重组试验，证明核糖核酸(RNA)是遗传信息的载体，为奠定分子生物学基础起了重耍作用。其后，又相继发现转运核糖核酸(tRNA)的作用机制、基因三联密码的论说、病毒的细微结构和感染增殖过程、生物固氮机制等微生物学中的重要理论，展示了微生物学广阔的应用前景。微生物分子生物学生物信息学微生物分子生态学在微生物学的发展过程中，按照研究内容和目的的不同，相继建立了许多分支学科:研究微生物基本性状的有关基础理论的有微生物形态学、微生物分类学、微生物生理学、微生物遗传学和微生物生态学；研究微生物各个类群的有细菌学、真菌学、藻类学、原生动物学、病毒学等；研究在实践中应用微生物的有医学微生物学、工业微生物学、农业微生物学、食品微生物学、乳品微生物学、石油微生物学、土壤微生物学、水的微生物学饲料微生物学、环境微生物学、免疫学等。发酵食品：发酵香肠、发酵饮料、发酵豆制品、甜酒发酵调味品：味精、酒、醋、酱油食品添加剂：抗生素、多糖、食品色素、食用香精食品的腐败：微生物毒素：黄曲霉毒素复习思考题微生物之间有什么共同点？简述微生物与人类进化文明的关系？简述微生物与人类社会的可持续发展的关系。三、四章微生物形态、结构与分类1 .原核微生物的形态、大小；细胞的基本结构（革兰氏染色的原理与用途）与特殊构造（与食品工业关系）繁殖与菌落（培养）特征：1.1 细菌的形态和大小三种基本形态：球状、杆状、螺旋状，分别称球菌、杆菌和螺旋菌大小：单位、表示方式、测量工具、测量方法1.2 细菌细胞的结构：着重掌握细菌细胞的结构、概念、特点、成分与功能基本结构：1、细胞壁（结构与成分；革兰氏染色的原理）2、细胞膜（中间体、类囊体、载色体等膜状结构）3、细胞质（核糖体；细胞内贮藏物的成分、功能及应用）4、细胞核（细菌染色体；质粒的概念、特点、种类及应用）特殊结构：1、伴胞晶体2、菌毛3,荚膜4、芽泡5、鞭毛（一）、细胞核1、细胞核为原核：没有成型的细胞核。染色体细菌染色体、拟核。组成：没有组蛋白、DNA双螺旋结构。细菌的遗传物质。2、质粒（plasmid）概念：共价闭合环状的双链DNA分子，位于细胞质中，是染色体外的遗传物质。附加体：整合在细菌染色体上的质粒。细菌的非必须结构。控制的是一些次要性状。种类：结瘤质粒、接合质粒、抗药性质粒、降解性质粒特性：可转移性、可消除性、耐碱性、可前组性、可整合性。用途：基因工程的载体。（二）、细胞质位于细胞膜内的无色透明的粘稠的胶状物质。核蛋白体:70S颗粒状内含物：A、糖原与淀粉：碳素与能源贮藏物。B、聚B-羟基丁酸（PHB）：碳素与能源贮藏物。生物塑料C、异染粒：偏磷酸盐，兰色-紫红色，磷素贮藏物。迂回刚螺菌。D、硫滴。硫粒：硫素贮藏物。E、磁粒：铁素贮藏物。Fe304F、蓝藻素颗粒：氮素贮藏物。蓝绿细菌。（三）、细胞膜概念：典型的单位膜，外侧紧贴于细胞壁，内侧包围细胞质的一层成分和结构与其它生物相似、柔软而富弹性的半透膜。功能：1、屏障，维持渗透压；2、能量代谢场所；3、传递信息，控制内外物质交换；4、参与细胞壁的合成：类脂与肽聚糖合成有关；5、鞭毛着生点并为其供能量。中间体(细菌中间体)：细菌细胞膜向细胞质内凹陷折叠而成的袋状、管状和颗粒状结构。是细菌能量代谢的场所。又称拟线粒体。类囊体：蓝细菌光合作用场所；载色体：光合细菌光合作用场所；(四)、细胞壁(Cell wall)1、细胞壁是细菌细胞膜外面具有一定硬度和韧性的壁套结构。是一层较厚(580nm)、质量均匀的网状结构，。细胞壁坚韧而有弹性。1884 Gram差别染色法革兰氏染色法阳性、阴性主要是细胞壁结构与成分的不同。2、肽聚糖(Peptidoglycan),又称粘肽(Mucopetide)。肽聚糖是由N-乙酰葡萄糖胺和 N-乙酰胞壁酸两种氨基糖经B-1.4糖背键连接间隔排列形成的多糖支架。在N-乙酰胞壁酸分子上连接四肽侧链，肽链之间再由肽桥或肽链联系起来，组成个机械性很强的网状结构。各种细菌细胞壁的肽聚糖支架均相同，在四肽侧链的组成及其连接方式随菌种而异。(五)细菌的特殊结构1、芽胞(spore)概念：某些细菌生长到一定阶段时，由原生质体失水浓缩而成的休眠体。功能：是细菌的休眠体，而不是繁殖体。类型：端生、中生比菌体小、比菌体大特点：含水量低(40%左右)、着色能力差耐热的原因：含水量低、含毗咤二陵酸钙(DPA-Ca)、含双层壁、含小分子量的酶2、荚膜概念：有些细菌生活到一定营养条件下向细胞外表面分泌的一层松散透明、粘稠状、黏液状或胶质状的物质，具有明显的外缘。成分：主要为多糖，也有的为多肽。功能：1）提高细菌对干燥的抵抗力2）增强致病菌的致病力1.3 C素和能源的贮藏物质4）具半抗原性3、鞭毛概念：着生于细菌细胞表面的从细胞膜上伸出的细长而呈波形弯曲的丝状物，是细菌的运动器官。亚显微结构：鞭毛丝、鞭毛钩、基体成分：鞭毛蛋白种类：周生（E.coli）、偏单生、两端单生、偏单端丛生、两端丛生功能：运动器官、H抗原球菌一般无鞭毛；弧菌与螺菌一般有鞭毛；杆菌有的有，有的无。运动性的检测方法：鞭毛染色、悬滴法、半固体穿刺培养其他运动方式：螺旋体借轴丝伸缩运动；兰细菌和粘细菌借黏液滑行。4、菌毛成分：蛋白质功能：性菌毛（F菌毛）、某些噬菌体的吸附与浸染位点（I菌毛）1.3 细菌的繁殖细菌主要是以二分分裂方式进行无性繁殖。但也有少数靠出芽繁殖或者劈裂繁殖。1.4 群体形态：菌落概念、描述方式、类型（表面菌落、深层菌落、菌苔）：液体净置培养特征1.5 原核微生物的分类:分类单元、依据、方法及两本手册1.6 放线菌：放线菌的形态特征、菌落特点、繁殖特点、应用Partitioning of tipCell walls thicken And constrictGrowth ptiaseOpen IcMsps. primitive spirals, hooks1.7 蓝细菌：细胞构造和形态特点、营养特点、应用1.8 古细菌:特点、种类、与其它生物的区别1.9 原核细胞和真核细胞的比较1.10 代表类群的特点与应用螺旋体;大肠杆菌：假单胞菌;醋酸细菌;立克次氏体;衣原体;支原体;兰细菌;化能自养菌;光合细菌；球菌;芽抱细菌;放线菌;乳酸菌；极端嗜盐菌;甲烷产生菌等2.其核微生物的形态、大小、细胞结构、繁殖方式，培养特征：2.1 真菌：是一类不含叶绿素，形态多样，分布广泛，单细胞或者多细胞的真核微生物2.2 细胞构造1）具有典型真核细胞特征2）盲然算中的真说除酵母菌为单细胞外，大多数真菌由菌丝组成。菌丝是一根管状的细丝，外面由细胞壁包被，里面充满原生质；有无隔菌丝和有隔菌丝之分；假菌丝2.3 菌丝的特异化：吸器、假根、菌核、菌索以及子实体等无性繁意除菌丝繁殖、裂殖、出芽繁殖外，主要以无性抱子繁殖，包括厚垣泡子、节抱子、分生抱子、抱囊抱子、游动抱子等有性繁殖：过程；卵抱子、接合抱子、子囊抱子和担抱子的产生结构及过程2 5真菌的分类匕丁系统：将真菌分为三纲一类，隶属于植物界下的菌藻植物门中的真菌亚门：藻状菌纲、子靠菌纲、相干菌纲半知菌类安氏系统：餐而独立为界，分为黏菌门和真菌门。真菌门下分五个亚门：鞭毛菌亚门、接合菌亚门、子囊菌亚门、担子菌亚门、半知菌亚门2.6真菌的代表类群1）单细胞真菌一酵母菌2）常见霉菌的形态特征及应用根霉属、毛霉属、曲霉属、青霉属、镰刀霉、伞菌3 .非细胞型微生物的形态、大小、结构、繁殖方式。噬菌体与食品业关系。4 1概念扁毒赢有细胞构造，活细胞内专性寄生的实体，在寄主内表现生命特征，在寄主外表现大分子特征。3.2 特点:没有细胞结构：活细胞内专性寄生：只有DNA或RNA 一种核酸；复制方式进行增殖；能够通过细菌过滤器；具有侵染能力3.3 形态、结构、化学组成及功能化学组成：主要是蛋白质和核酸，也有的有脂类和多糖衣壳粒：由一种或几种多肽折卷而形成的蛋白质亚单位，是病毒的最小形态单位衣壳：衣壳粒包围在核心或基因组的周围，构成病毒粒子的衣壳。它是病毒粒子的支架和抗原成分，对抗原具有保护作用核衣壳：包括核髓和衣壳病毒的包含体：GV、CPV、NPV3.4 噬菌体：感染细菌和放线菌的病毒3.5 烈（毒）性噬菌体：在短期内连续完成吸附、侵入、增殖、成熟（装配）、裂解五个过程而实现繁殖的噬菌体噬菌斑：将噬菌体与敏感细菌混合培养在营养琼脂中，由于噬菌体的裂解，在琼脂上形成的透明空斑3.6 毒性噬菌体（烈性噬菌体）的侵染循环3.7 温和噬菌体：吸附和侵入细胞后，将其DNA整合到寄主核酸分子中并随寄主细胞的复制而复制，一般不进行增殖和裂解寄主细胞的噬菌体几个概念：原噬菌体；溶源性细菌；溶源性；自发裂解；诱导裂解：溶源细胞复愈；人噬菌体；P1型噬菌体3.8 两类噬菌体的应用或危害3.9 亚病毒：类病毒和肮病毒3.10 病毒的分类3.11 病毒与人类的关系4.微生物的分类单位、分类依据、命名。分类单元：界(kingdom)、f J(phylum),纲(class)、目(order)、科(family)、属(genus )、3是分类中的最基本单位，是由一群具有高度表型相似性的个体组成，而且它又和其它类群具明显差异。Bergey氏细菌鉴定手册(已出第九版)Bergey氏系统细菌学手册命名：1753年瑞典林奈的双名法属名(名词，首字母大写)+种名(形容词，首字母小写)，如Bacillus subtilis (枯草芽抱杆菌)()(古细)女修生物11 .简述荚膜的主要功能？12 .描述蓝细菌的形态特征和繁殖方式？13 .试述链霉菌的形态特征和繁殖方式？14 .比较立克次体、支原体、衣原体与病毒？15 .简述古细菌和真细菌的主要差异？第五章微生物的营养与生长微生物细胞的化学组成：和其他生物一样，微生物细胞是由C、H、0、N、S、P等大量元素和K、 Na、Ca、Mg、Fe、Mn, Cu、Zn、Mo、Co 等微量元素组成，其中 C、H、0、 N、S、P约占细胞干重的97%,以水、无机盐和有机物存在。微生物细胞的化学组成不是一成不变的，随种类、年龄、培养基成分等不同而在一定程度上变化。如：幼龄菌比老龄菌含N量高；硫细菌比其他细菌含硫量高；N源丰富的培养基上生长的菌含氮量要比贫N培养基上生长的菌高。不同微生物并不是需要同样的化学成分。1.营养物质及其生理作用:碳源、氮源、生长因子、无机盐、水分2 .碳源:定义、种类及其功能概念：凡是能够被微生物用来构成细胞物质或代谢产物中碳素来源的营养物质，都称为碳源。碳源是组成微生物细胞的主要元素，也是异养微生物生命活动的能源。碳素养料在微生物细胞中含量最稳定，约占细胞干重的50%。可作为培养基的碳源物质很多，最常用的碳源为葡萄糖，因为能利用葡萄糖的微生物最多，其他糖类如蔗糖、麦芽糖、甘露醇、淀粉、纤维素，以及蛋白质、脂肪、有机酸、醇类、烧等都可作为培养不同微生物时选择使用的碳源。自养型的微生物以CO2作为碳素营养在细胞内合成有机物质，故不需要向它们提供现成的有机碳化物作为碳素营养。3 .氮源:定义、种类及其功能概念：凡是能够被微生物利用来构成菌体物质或代谢产物中氮素来源的营养物质，都称为氮源。氮素是组成细胞蛋白质的主要成分，也是构成所有微生物细胞的基本物质。某些固氮细菌可利用分子态氮素，其他微生物都需要化合态氮作为氮素养料。化合态氮有无机氮和有机氮两类，无机氮有铁盐、硝酸盐等。大多数真菌利用镀盐以及硝酸盐；许多细菌能利用铁盐，但对硝酸盐则不利用。有机氮有蛋白陈、牛肉膏或牛肉浸汁、各种氨基酸等，此外，豆芽汁、酵母膏等也是常用的有机氮源。4.无机盐:定义、种类及其功能磷、硫、钾、钙、镁、铁等，一般采用含有这些元素的盐类即可。当用天然的植物性或动物性物质制备培养基时，往往不必加这些盐或只加一部分，因为它们本身含有这些元素。除某些特殊生物的特殊需要外，一般在配制培养基时，不加微量元素，因为在营养物质及天然水中已含有一些可供微生物的微量元素。生理功能：1、参与酶的组成：辅助因子或辅酶；2、维持细胞结构的稳定性：Mg2+与核糖体；3、微生物生长的能源物质：Fe2+, S；4、控制细胞的氧化还原电位；5、调节和控制细胞的渗透压平衡。5.生长因子:定义、种类及其功能概念：是一类需要量很少却能够促进微生物生长的小分子有机物质的总称。核苜类（噂吟、嗑咤）；维生素；氨基酸野生型（wildtype）:不需生长素而能够在基础培养基上生长的菌株。营养缺陷型（auxotroph）：自发或诱导突变后需要特定生长物质才能生长的菌株。常用于遗传和代谢的研究工作中。6.水分:功能维持细胞的膨压和作为生化反应的溶剂。a.水是构成微生物细胞的重要物质，其含量约占微生物细胞的70%-90%o细菌75%-85%,酵母菌70-90%,丝状真菌85-90%,芽胞50%左右。b.溶剂：生化反应、物质的吸收。c.比热大。d.供氢体。一般情况下，配制培养基时，可用自来水、井水等天然水，但在测定微生物某些生理特性、合成产物数量以及其他要求精确性高的试验时，则必须采用蒸馀水甚至重储水，以保证结果的准确。7 .微生物的营养类型:依据碳源、供氢体、能源的不同可分为光能自养型、光能异养型、化能自养型、化能异养型四种营养型8 .四种营养类型的概念、反应式、代表菌及特点1）、光能自养型（photolithotroph）1、概念：又称光能无机营养型，以光能为能源，以水或者还原态的无机物作为He供体来同化C02为细胞成分的营养类型。2、类型a产氧光合作用反应式：C02+H20f CH2On+O2光、叶绿素代表菌：兰细菌、藻类b不产氧的光合作用2）、光能异养型概念：又称光能有机营养型，以光能为能源，以小分子有机物作为He供体来同化CO2为细胞成分的营养类型。反应式：nC02+nCH3CHOHCH3-CH2OJn+CH3COCH3+H2O代表菌：红螺菌属（Rhodospirillum）3）、化能自养型概念：又称化能无机营养型，以氧化还原态的无机物为能源（NH4+、H2S、 Fe2+、H2）来同化CO2为细胞成分的营养类型。代表菌：1、硝化细菌将NH4+转化为NO3-，释放能量。2、硫化细菌将H2S转化为SO42-,释放能量。3、铁细菌Fe2+转化为Fe3+,释放能量。4、氢细菌将H2转化为H20,释放能量。释放的能量供这些细菌来固定CO2o4）、化能异养型概念：又称化能有机营养型，以有机物为碳源和能源的营养类型。反应式：代表菌：绝大多数细菌，全部的放线菌、真菌、原生动物以及病毒都属于此类型。此营养类型又分为：腐生型、寄生型和兼性寄生型。9.微生物对营养物质的吸收:简单扩散、促进扩散、主动运输及基团转位的特点及差异10 .培养基:概念、配制培养基的原则、过程、培养基的类型（按来源分、按物理状态分、按用途分）、微生物的培养方法、琼脂11 .生长的概念生长的概念： Growth may be generally defined as a steady increase in all of the chemical components of an organism. Growth usually results in an increase in the size of a cell and frequently results in cell division12 .微生物生长量的测定：计数板直接测数染色涂片计数法比浊法稀释平板测数法液体稀释培养测数法干重法、含氮量测定法、DNA测定法13 .生长曲线:概念及四个阶段（特点及相应的应用）、世代时间将少量单细胞纯培养接种到恒定容积的液体培养基中培养，定时取样计数，以培养时间为横坐标，细菌数的对数为纵坐标所绘制出的S形曲线，叫细菌生长曲线。分为滞留适应期、对数生长期、稳定期、衰老期14 .连续培养与批量培养15 .同步培养16 .灭菌、消毒及防腐的概念与方法17 .理化因子对微生物生长和代谢的影响1）温度：微生物生长温度范围：每种微生物细胞都有一的生长温度范围。根据各种微生物所适应的最适生长温度通常把微生物分为专性嗜冷微生物、兼性嗜冷微生物、嗜中温微生物、嗜热微生物、嗜高温微生物五种类型1 many to count|.59 单糖+糖醉酸I IjV四.微生物对果胶(pectin)类物质的分解果胶类物质主要是以半乳糖醛酸为主要组成的高分子聚合物，在存在与植物细胞壁及细胞间层中可占到植物残体干重的15%-30%o降解果胶类物质的微生物中，好氧细菌有芽抱杆菌、软腐欧氏菌等，厌氧细菌费氏浸麻菌等、真菌有青酶、曲霉、毛酶、根酶等。降解过程:原果胶+一。3果胶/可溶性果胶+聚戊糖可溶性果胶+坨0色吧果胶酸+甲醇果胶酸+%0）交遨虫半乳糖醛酸五.微生物对淀粉（starch）的分解淀粉是植物细胞中的储藏性多糖物质，在粮食加工、食品、纺织、印染废水中常含有大量的淀粉。L淀粉分解菌：分解淀粉的微生物有细菌、放线菌、真菌。其中以细菌和真菌的分解能力较强。2.微生物对淀粉的分解途径：丁酸+乙酸+ COz + H2六.微生物对石油的降解石油是含有烷烧、环烷始、芳香煌及少量非烧化合物的复杂混合物。石油污染主要出现在采油区和石油运输事故现场以及石化行业的工业废水中。1.石油成分的生物降解性A.链长度链中等长度（6。-心）链很长的第24以上）短链B.链结构直链支链不饱和饱和烷嫌芳煌C.链末端有季碳原子（四周都与C相连）的煌以及多环芳煌极难降解2 .降解石油的微生物降解石油的微生物很多，据报道有200多种细菌假单胞菌、棒杆菌属、微球菌属、产碱杆菌属放线菌诺卡氏菌酵母菌假丝酵母霉菌青霉属、曲霉属藻类蓝藻和绿藻3 .石油的降解机理A.链烷煌的降解8 .无支链环烷煌的降解C.芳香煌：芳香煌普遍具有生物毒性，但在低浓度范围内它们可以不同程度的被微生物分解。3. 2氮素循环一.固氮作用：固氮微生物：固氮细菌和蓝藻产物：NH；和氮化合物二、氨化作用：氨化微生物：蛋白质分解细菌和真菌产物：NH4 nh3三、硝化作用：氨硝化微生物：亚硝化细菌、硝化细菌产物：NO3-NO2-四、反硝化作用：反硝化微生物：反硝化细菌 产物：N23.3微生物与硫素循环硫是生命物质所必需的元素，它是一些必需氨基酸和某些维生素、辅酶等的成分，其需要量大约是氮素的1/10。一自然界中的硫素循环自然界中的硫和硫化氢经微生物氧化形成so； so.,2被植物和微生物同化还原成有机硫化物，组成其自身；动物食用植物、微生物，将其转变成动物有机硫化物；当动植物和微生物尸体的有机硫化物，主要是含硫蛋白质，被微生物分解时，以H2s和S的形式返回自然界。另外，SO六在缺氧环境中可被微生物还原成H?S。概括地讲。硫素循环可划分为脱硫作用、同化作用、硫化作用和反硫化作用。异化琬酸拈还.光合施值蚤臼度的SH挺M*,光合编曲二微生物在硫素循环中的作用微生物参与了硫素循环的各个过程，并在其中起很重要的作用。1 .脱硫作用动植物和微生物尸体中的含硫有机物被微生物降解成H2s的过程称为脱硫作2 .硫化作用即硫的氧化作用，是指硫化氢、元素硫或硫化亚铁等在微生物的作用下被氧化生成硫酸的过程。自然界能氧化无机硫化物的微生物主要是硫细菌。3 .同化作用由植物和微生物引起。可把硫酸盐转变成还原态的硫化物，然后再固定到蛋白质等成分中。4 .反硫化作用硫酸盐在厌氧条件下被微生物还原成HB的过程称为反硫化作用。微生物不仅在自然界的硫素循环中发挥了巨大的作用，而且还硫矿的形成，地下金属管道、舰船、建筑物基础的腐蚀，铜、铀等金属的细菌沥滤以及农业生产耸彭有着密切的关系。在农业生产上，由微生物硫化作用所形成的硫酸，不仅可作为植物的硫素营养源，而且还有助于土壤中矿质元素的溶解，对农业生产有促进作用。在通气不良的土壤中所进行的反硫化作用，会使土壤中H2s含量提高,对植物根部有毒害作用。4微生物与其他物种间的相互关系4. 1互生：两独立生活的生物，共同生活时，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。是一种“可分可合，合比分好”的相互关系。例：纤维素分解菌与固氮菌亚硝化细菌与硝化细菌硫磺细菌（H2sS042）与解酚菌根际微生物与高等植物动物与正常菌群4.2、 生：两生物紧密共居在一起，彼此依赖、互为对方创造生存条件，甚至达到难解难分、合二为一的一种相互关系。如：地衣：单细胞真菌与藻类（微生物与微生物）根瘤：豆科植物与根瘤菌（微生物与植物）菌根：真菌与高等植物（微生物与植物）牛瘤胃与厌氧纤维素分解菌（微生物与动物）4.3、 生：指一种小型生物生活在另一种大型生物的体表或体内，从中获得营养和进行生长繁殖，同时使后者蒙受损失甚至被杀害的现象。如：噬菌体、食菌蛭弧菌及其他病原微生物；植物病原菌与植物；白僵菌与鳞翅目幼虫。4.4、 拮抗：由某种生物所产生的某种代谢物可抑制其它种生物的生长发育甚至杀死它们的一种相互关系。非特异性：乳酸菌产乳酸抑制非耐酸菌酵母菌产乙醉抑菌特异性：抗生素4.5、 猎（捕）食：较大型的生物直接捕捉、吞食小型生物以满足其营养需要的相互关系。如：原生动物吞食细菌和藻类4.6、 种间共处5微生物生态应用实例5. 1微生物对有机污染物的降解一.微生物对污染物降解的一般途径：1 .矿化作用：如氧化、还原、水解、脱水、脱氨基、脱瘦、脱卤和裂解等作用2 .共代谢作用二.影响微生物对有机污染物的降解的因素1 .污染物质的化学结构2 .共代谢作用3 .物理化学因素4 .降解或转化的中间或终产物毒性三.微生物对典型环境有机污染物的降解1.多氯联苯（polychlorinated biphenyl）类A.用途：稳定剂（润滑油、绝缘油、增塑剂、油漆、热载体、油墨等都含有）B.危害：急性中毒，是一种致癌因子（米糠油事件）C.降解菌：产碱杆菌、不动杆菌、假单胞菌、芽抱杆菌以及沙雷氏菌的突变体通过共代谢完成氯苯的完全降解。2 .多环芳煌（polycyclic aromatic hydrocarbons）：多环芳煌是指具有三个或三个以上的苯环结构的芳香化学物质。多环芳煌的衍生物多具有强烈的致癌性。A.多环芳煌的降解菌：气单胞菌属、芽泡杆菌束、黄杆菌属、假单胞菌属等B.降解途径图7-4白腐真菌降解菲的途径3 .洗涤剂可分为阴离子型、阳离子型、非离子型、两性电解质四类。我国目前生产的洗涤剂属于阴离子型烷基苯磺酸钠。较早开发的是非线性的丙烯四聚物型烷基苯磺酸盐(ABS)：甲基分支干扰生物降解，链末端与4个碳原子相连的季碳原子抗攻击的能力更强。A.危害：ABS可以在天然水体中存留800h以上，使这得接纳他的水体长时间保持，产生大量泡沫，引起水体缺氧。为使洗涤剂易于生物降解，人们将ABS的结构改变为线性的直链烷基苯磺酸盐(LAS),济减少了分支，它的生物分解速度大为提高。B.降解洗涤剂的微生物细菌：假单胞菌、邻单胞菌、黄单胞菌、产碱单胞菌、产碱杆菌、微球菌、大多数固氮菌放线菌：诺卡氏菌由于这些微生物的作用，虽然每年排放入环境中的洗涤剂数量逐年递增，但环境中并没有发生洗涤剂的明显增加。因而洗涤剂一般不会引起环境的有机污染。洗涤剂目前存在的问题主要是洗涤剂中的添加剂聚磷酸盐造成的水体富营养化问题 C.洗涤剂的降解机理苯甲酸4 .塑料危害：白色污染(1)土地板结(2)被海鸟及海洋哺乳动物误食，致使这些动物消化系统停滞，引起死亡。具报道每年海洋中死于废弃塑料的海鸟和海洋哺乳动物，数目之多令人触FI惊心。（3）影响景观目前W现能降解塑料的微生物，种类很少，而且降解速度缓慢。他们主要是细菌、放线菌、曲霉中的某些成员。ZZZ -CH2cHzcCH2cH2O不嬴；CH2CH2CCH3+ CH2=CHNorish hvCH2cH2c + CH2cH2cH2g/RH+CH3cH2coOH5 .农药如杀虫剂、除草剂等化学成分：有卤素、磷酸基、氨基、硝基、羟基及其它取代物的简单煌骨架（有机磷、有机锡、有机氯等）。相比较其它取代基团而言，微生物对卤素取代基往往不适应，因而随着卤素取代基数量的增多，农药的生物可降解性大幅度下降。水中来源：农田土壤的灌溉水或雨水。危害：生物毒性（急性、慢性、致癌、致畸变）最典型的一个例子就是杀虫剂DDT （二氯二苯三氯乙烷），由于氯代基数量大，在自然界的半衰期长达半年以上，由于DDT不溶于水而易溶于脂肪，因而可在动物脂肪组织中堆积,并沿着食物链在逐级向上不断积累，引起生物各种急慢性中毒。降解农药的微生物：细菌假单胞菌、芽抱杆菌、产碱杆菌、黄杆菌放线菌诺卡氏菌真菌曲霉这些微生物往往需共代谢将农药逐级降解。图7-82.4-口降解途径二乙基磷，对硫磷的主要降解途径6 .微生物对富化物、乙胞、丙月青、正丁盾、丙烯脂等月青类化合物的降解水中来源：化工精纶废水、国防工业废水、电镀废水等。A.危害：生物毒害、环境积累B.降解这些物质的微生物细菌紫色杆菌、假单胞菌放线菌诺卡氏菌真菌氧化性酵母菌和霉菌中的赤霉菌（茄科病镰刀霉）、木霉及担子菌等 C.降解机理5.2微生物对重金属的转化一重金属离子的毒性金属离子的毒性取决于重金属的种类、浓度、存在状态（包括价态、络合态、共存离子性质）。例如，Cr比Cr”毒得多；甲基汞的毒性比其他的汞化合物毒性大得多；有机锡比无机锡毒，有机锡中的烷基锡比芳香基锡毒，烷基锡中三烷基又比其他烷基锡毒。二微生物转化（一）微生物对重金属的氧化还原作用,镒氧化细菌MrT Mnb铭还原细菌Z 汕G然，l -r./、八J m f-rn1 .汞的形式A.无机汞（多难溶）：Hg22- Hg+ Hg”注：Hgr= HgHg零价的金属汞与一价汞盐几乎不溶二价汞盐除了硫化汞、碘化汞外几乎均可溶解B.有机汞（易溶）：通式RHgX和R2Hg其中R为有机原子基团，X为无机离子如卤素原子、硫酸根、硝酸根、磷酸根、氟化物、羟基等。2 .汞化合物的毒性难溶的汞生物吸收困难，毒性很小易溶的汞容易吸收，毒性很强（其中甲基汞的毒性最强）毒性体现：神经麻痹以致引起死亡。日本的水俣湾甲基汞中毒事件就是典型的汞污染事件。这类汞中毒一般都不是通过直接饮用水被汞污