第二节第二节 微生物与生物环境的关系微生物与生物环境的关系美国美国黄石公园黄石公园的温泉里有很多耐高温微生物的温泉里有很多耐高温微生物讨论的流程讨论的流程概述微生物与生物环境的关系详述微生物与生物环境的具体关系及实例小结微生物与生物环境的关系学习目标了解本节的了解本节的了解本节的一些基本概念一些基本概念一些基本概念掌握几种常见掌握几种常见掌握几种常见的种间关系的种间关系的种间关系了解微生物与了解微生物与了解微生物与生物环境关系的实例生物环境关系的实例生物环境关系的实例判断微生物与判断微生物与判断微生物与生物环境间的关系生物环境间的关系生物环境间的关系学习学习 目标目标 对甲乙两种微生物的关系，不外乎有以下对甲乙两种微生物的关系，不外乎有以下9种情况：种情况：甲方甲方乙方乙方 有利无利有害有利无利有害呵呵，主要是以下9种王尼玛，微生物间的相互作用具体有哪些啊？相互作用型 甲方 乙方相互作用的特征1中性作用00两种生物彼此不受影响2竞争，直接干扰 _每一种群直接抑制另一个3竞争，资源利用_资源缺乏时间接抑制4偏害作用0种群A受抑制，种群B无影响5寄生作用+_种群A寄生者，通常较种群B个体小6捕食作用_种群A寄生者，通常较种群B个体大7偏利作用0种群A偏利者，宿主B无影响8原始合作(互生)+相互作用对两者都有利，但不必然9互利共生+相互作用对两者必然有利注：+表示从中获利，-表示受到抑制，0表示无影响呵呵，我 （Cao）王尼玛，现在我们就以互生、共生、寄生、抗生和捕食为例，来进行学习。1.互生互生 (metabiosis)互生是两种可以单独生活的生物，当它们一起时，通过各自的代谢活动而有利于对方，或偏利于一方的生活方式 。1.1 微生物与植物互生：微生物与植物互生：植物内生菌是一类生活于植物体内，但不与植物一起形成特殊组织结构的微生物。满江红的叶腋处有固氮的鱼腥藻，互生时，满江红为蓝藻提供养料，蓝藻为满江红提供氮素。满江红生境满江红植株鱼腥藻鱼腥藻u植物内生真菌多属于子囊菌( 一类高级真菌 )。右图为小麦上长的麦角菌。 麦角是一类名贵药材，主要功能是引起肌肉痉挛收缩，故常用作妇产科药物 ，促使子宫收缩。麦角菌分泌的生物碱可阻止动物食用。但也会使植物减产。植物与内生菌的关系不一定总是互生植物与内生菌的关系不一定总是互生的。例如，植物组培实验中，植物就的。例如，植物组培实验中，植物就可能被内生菌污染。可能被内生菌污染。约一个星期后约一个星期后内生菌内生菌(放放线菌线菌)污染污染天竺葵天竺葵污染前污染前u互生现象与发酵工业中的混菌培养互生现象与发酵工业中的混菌培养1.2 微生物间的互生大肠杆菌+谢氏丙酸杆菌产出VB12纤维素分解菌+米曲霉提高酱油产率混合培养混合曲u互生现象与发酵工业中的混菌培养互生现象与发酵工业中的混菌培养莱氏莱氏 法法VC发酵工艺发酵工艺 葡萄糖葡萄糖 山梨醇山梨醇 山梨糖山梨糖2-酮酮 -古龙酸古龙酸VCH2O2醋杆菌醋杆菌莱氏法化学方法化学方法 u互生现象与发酵工业中的混菌培养互生现象与发酵工业中的混菌培养二步发二步发 酵法酵法VC发酵工艺发酵工艺葡萄糖葡萄糖 山梨醇山梨醇 山梨糖山梨糖 2-酮酮-古龙酸古龙酸 VCH2O2醋杆菌醋杆菌巨大芽孢杆菌巨大芽孢杆菌条纹假单胞菌条纹假单胞菌二步发酵法二步发酵法u环境污染物降解，也需要多种微生物参与。环境污染物降解，也需要多种微生物参与。(蒂氏脱硫念珠菌)待鉴定菌株BZ-2(产甲烷杆菌)海洋中石油泄漏时，部分微生物的代谢情况。u土壤微生物中，互生关系十分普遍。土壤微生物中，互生关系十分普遍。提提供供氮氮素素 提提供供有有机机酸酸 圆褐固氮菌圆褐固氮菌纤维素分解菌纤维素分解菌1.3 微生物与人的互生在第八章第一节已有讲述，这里从略。我们只是了解一下人体肠道正常菌群的作用。1. 排阻、抑制外来致病菌2. 产生若干酶类3. 固氮作用作用：作用：肺炎克雷伯氏菌肺炎克雷伯氏菌 人体内的固氮菌人体内的固氮菌4. 产生气体及粪臭物质 如CO2，CH4，H2，H2S，NH3。5. 提供维生素VHVB1VB2VB6VKVPPVB12E. coli在人在人肠道中产生肠道中产生维生素维生素2 . 共生共生 （symbiosis）共生指两种生物共居在一起，相互分工合作，相依为命，甚至形成独特结构，达到难分难解，合二为一的极其紧密的一种相互关系。2.1 2.1 微生物微生物间间的共生的共生最常见的就是地衣地衣。地衣地衣Lichen菌类 Fungi藻类 Algae菌类菌类藻类藻类提供有机物提供矿物质同层地衣异层地衣地衣按形状可分为 壳状地衣、叶状地衣、枝状地衣。叶状地衣（肺衣）壳状地衣（雪果茶渍）枝状地衣（石蕊）地衣是怎样繁殖滴捏？藻细胞菌丝地衣的这种几根菌丝缠绕数个藻细地衣的这种几根菌丝缠绕数个藻细胞所组成的繁殖单位叫做胞所组成的繁殖单位叫做粉芽粉芽。 部分草履虫体内共生有藻类。 我们常叫我们常叫它们它们 绿草绿草履虫履虫 。Gif动态图下载下来即可观看主要有根瘤、菌根两种形式2.2 2.2 微生物与植物共生微生物与植物共生根瘤菌与植物共生根瘤菌与植物共生根瘤菌与豆科植物共生根瘤菌与豆科植物共生放线菌与非豆科植物的共生放线菌与非豆科植物的共生大豆与根瘤菌拌种大豆与根瘤菌拌种植物是无偿地为根瘤菌提供有机物的么？对照对照 充入氧气，降低氮含量植物切断对根瘤菌的营养供给。根瘤菌无法正常繁殖，生长停滞。根瘤菌无法固氮菌根是真菌与植物的根系形成的一类特殊共生体。菌根菌与植物共生菌根菌内生菌根内生菌根外生菌根外生菌根内生菌根是长在植物细胞内的菌根内生菌丝内生菌丝外生菌根是长在植物细胞外的菌根菌丝体菌丝体 菌根具有改善植物营养，调节植物新陈菌根具有改善植物营养，调节植物新陈代谢和增强植物抗病能力等功能。代谢和增强植物抗病能力等功能。E蜜环菌和壳斗蜜环菌和壳斗科的栎树形成菌科的栎树形成菌根根但但是是蜜环菌和兰科植物天麻是捕食关系（后面会讲）2.3 2.3 微生物微生物与动与动物共生物共生微生物与昆虫的共生蚜虫的内共生菌为蚜虫提供蚜虫的内共生菌为蚜虫提供VB12u外共生生物：生活在宿主外共生生物：生活在宿主细胞外细胞外的共生生物的共生生物u内共生生物：生活在宿主内共生生物：生活在宿主细胞内细胞内的共生生物的共生生物细胞膜纤维素能量假如让一只白蚁吞下假如让一只白蚁吞下一张报纸一张报纸,它肚子里它肚子里的微生物将帮助其分的微生物将帮助其分解解,变成两升氢气变成两升氢气,足足够驱动燃料电池车跑够驱动燃料电池车跑上公里。上公里。 白蚁的胃里有外共生菌瘤胃微生物与反刍动物的共生瘤胃微生物瘤胃微生物是共生在牛、羊、鹿和是共生在牛、羊、鹿和骆驼等反刍动物瘤胃中的细菌、真骆驼等反刍动物瘤胃中的细菌、真菌和原生动物的总称。菌和原生动物的总称。 一种瘤胃微生物瘤胃微生物 纤维素纤维素能量3. 寄生寄生 （Parasitism）寄生是一种生物侵入另一生物体内获取自己生长所需的营养物质，进行生长、繁殖，对后者造成损害或死亡的现象。3.1 微生物间的寄生微生物间的寄生E. coli蛭弧菌3.2 3.2 微生物与动物的寄生微生物与动物的寄生寄生于动物的微生物即为动物病原微病原微病原微病原微生物生物生物生物，种类极多，包括各种病毒、细菌、真菌和原生动物等。AIDSH7N9E疟原疟原虫生活虫生活史史疟原虫在人体红细胞内繁殖u正常菌群正常菌群 致病菌致病菌 ？1、寄居部位改变：、寄居部位改变： 一定菌群定居在一定部位属正常现象，每逢迁居不当就可致病。膀胱炎膀胱炎肾亏肾亏大肠泌尿系统E. coli2、机体免疫功能下降：、机体免疫功能下降： 免疫功能正常时，少量细菌入侵不会发病。一旦下降，就会发病。u正常菌群正常菌群 致病菌致病菌 ？如：正常皮肤时，绿脓杆菌可以寄存，不发病，一旦烧伤或外伤时，就会感染。3、菌群比例失调：、菌群比例失调： 群居在同一部位的各种细菌，通常维持着一定数量的比例关系，如此比例发生异常即为菌群比例失调。如：过渡使用抗生素。u正常菌群正常菌群 致病菌致病菌 ？P虫草也是常见的例子虫草也是常见的例子调节免疫抵抗肿瘤调节呼吸提高细胞能量3.3 微生物与植物的寄生微生物与植物的寄生烟草病毒烟草病毒 我们先看一个例子我们先看一个例子寄生专性寄生专性寄生：只能寄生兼性寄生兼性寄生：寄生或腐生多数植物病原菌是病毒，必须寄生生活，多数植物病原菌是病毒，必须寄生生活，但有些真菌可以兼性寄生。但有些真菌可以兼性寄生。再看一个兼性寄生的例子吧。镰刀菌是一类世界性分布的真菌，它不仅可以在土壤中越冬越夏，还可侵染多种植物，引起植物的根腐、茎腐、茎基腐、花腐和穗腐等多种病害。4. 拮抗拮抗（Antagonism） 拮抗是指某种生物所产生的某种代谢产物可抑制其他种生物的生长发育甚至杀死他们的一种相互关系。 又叫抗生、偏害共生。E制作馒头时，酵母菌无氧呼吸产生的酒精，可以抑制其他微生物的生长。E制作泡菜时，制作泡菜时，乳酸杆菌产生乳酸杆菌产生的有机酸，可的有机酸，可以抑制其他不以抑制其他不耐酸微生物的耐酸微生物的生长。生长。一些真菌代谢的抗生素可以抑制细菌和放线菌的生长。H真菌是这样做到的真菌是这样做到的.5. 捕食捕食（Predation）捕食是指一种较大型生物直接捕捉、吞食另一种小型生物以满足其营养需要的相互关系。捕食关系在控制种群密度，组成生态系食物链中，具有重要意义。原生动物吞食细菌藻类，是水体生态系统中食物链的基本环节，在污水净化中也有重要作用。E吸管虫捕食藻类草履虫捕食藻类当然，草履虫也当然，草履虫也有被吃的时候有被吃的时候 .变形虫草履虫Gif动态图下载下来即可观看过程是这样的过程是这样的：捕食性真菌是通过营养菌丝形成的特化捕食结构来捕获线虫、变形虫等微小生物作为营养源的一类特殊菌群。线虫线虫菌菌丝丝H真菌捕食肠道中的线虫黏菌是类似于原生动物的一类真菌。在其单倍体（幼是类似于原生动物的一类真菌。在其单倍体（幼年）时期，像变形虫，无细胞壁，通过年）时期，像变形虫，无细胞壁，通过捕食细菌捕食细菌为生。为生。 二倍体（成年）时期，才表现出真菌的性状。二倍体（成年）时期，才表现出真菌的性状。世世代代交交替替黏菌孢子黏菌孢子黏菌合子黏菌子实体H黏菌捕食细菌在兰科植物天麻的生活史中, 存在天麻与蜜环菌(一种担子菌)捕食、反捕食的关系。 这类植物叫做食菌植物。互生、共生的区别 寄生、捕食的区别抗生，和共生一样也是一直共栖形式，常被叫做偏害共生。互生的生物，好分好合，好聚好散互生的生物，好分好合，好聚好散 共生的生物，难分难解，相依为命共生的生物，难分难解，相依为命寄生，寄生，一种生物往往从另一种生物上获一种生物往往从另一种生物上获取养料、汁液。一种生物往往不会使另一取养料、汁液。一种生物往往不会使另一种生物致死。种生物致死。 捕食，捕食，一种生物往往获取另一种生物的整一种生物往往获取另一种生物的整体或部分器官。体或部分器官。一种生物往往使另一种一种生物往往使另一种生物致死。生物致死。 小结：小结：Key words:互生互生 植物内生菌植物内生菌 二步发酵法二步发酵法 子囊菌子囊菌 人体肠道正常菌群人体肠道正常菌群共生共生 地衣地衣 菌根菌根 根瘤根瘤 内生菌根内生菌根 外生菌根外生菌根 瘤胃微生物瘤胃微生物寄生寄生 病原微生物病原微生物 兼性寄生兼性寄生 专性寄生专性寄生拮抗拮抗 抗生抗生素素捕食捕食 捕食捕食性真菌性真菌 黏菌黏菌 食菌植物食菌植物 Life is beautiful. Exploring the secret of life will make our life more beautiful, also make the living world more beautiful! 生命是美丽的。探索生命的奥秘一定会生命是美丽的。探索生命的奥秘一定会使我们的人生更美好，也将使生命世界使我们的人生更美好，也将使生命世界更美好！更美好！一位生物学家说过：一位生物学家说过：