8微生物生态学-3.1极端自然环境中的微生物1
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Microbial Ecology绪论1. 名词解释:微生物生态学:是研究微生物与其周围生物和非生物环境之间相互关系的一门科学。
微生态学:是生态学的一个层次,是研究正常微生物在细胞或分子水平上相关关系的科学环境、自然环境+生物环境生境、指生物的个体、种群或群落生活地域的具体环境。
生物+非生物栖息地、生物生活或居住的范围的物理环境。
如林地生境中的不同树冠层、树干生态位、一个种群在生态系统中,在时间空间上所占据的位置及其与相关种群之间的功能关系与作用。
基础生态位、一个物种能够占据的生态位空间,由物种的变异和适应能力决定,而非其地理因素。
基本生态位是实验室条件下的生态位,里面不存在捕食者和竞争。
实际生态位、自然界中真实存在的生态位。
物种流是指物种的种群在生态系统内或系统之间时空变化的状态。
2.微生物生态学的研究意义有哪些?①发现新的在工农业(如固氮)、食品(如发酵)、医药(如抗生素)和环境保护(如生物修复)方面有重要用途的微生物菌株(包括极端环境中微生物资源的发掘);②微生物在地球物质化学循环中具有重要作用;③开发和利用自然界中的微生物资源,保护好微生物基因资源;④控制有害微生物,利用微生物净化环境,保护环境,维持环境生态平衡;⑤保护人类健康和保护生态平衡发挥微生物的最佳作用。
3.微生物生态学主要研究内容有哪些?①正常自然环境中的微生物种类、分布及变化规律;②极端自然环境中的微生物;③微生物之间、微生物与动植物相互关系;④微生物在净化污染环境中的作用;⑤现代分子微生物生态学的研究方法。
4.生态系统的功能有哪些?物种流能量流食物链营养级信息流5.什么是微生物生态系统?其特点是什么?是指各种环境因子如物理、化学及生物因子对微生物区系(即自然群体)的作用和微生物区系对外界环境的反作用。
特点:微环境稳定性适应性7.简述物种流的含义及其特点。
是指物种的种群在生态系统内或系统之间时空变化的状态。
不同生态系统间的交流和联系。
《环境生物技术》课程笔记第一章:环境生物技术的生物学基础1.1 我们与微生物微生物是地球上最古老、最普遍、最丰富的生物群体。
它们存在于自然界的每一个角落,包括土壤、水体、空气、极端环境等。
微生物在地球生态系统中扮演着重要的角色,如参与物质循环、维持生态平衡、影响气候变化等。
人类与微生物的关系密切,微生物在人类的健康、食品、医药等领域具有重要作用。
1.2 微生物的特点微生物具有体积小、表面积大、繁殖速度快、适应能力强等特点。
这些特点使微生物在环境治理中具有独特的优势,如高效降解污染物、快速修复受损环境等。
微生物的多样性丰富,包括细菌、放线菌、古菌、蓝细菌、真菌、原生动物、后生动物等。
1.3 微生物与环境污染治理微生物在环境污染治理中具有重要作用。
它们可以通过生物降解、生物转化、生物吸附等途径去除环境中的污染物。
此外,微生物还可以用于生物修复技术,修复受污染的土壤、水体和空气。
微生物在污水治理、固体废物处理、有机废气处理等方面具有广泛应用。
1.4 如何观测微生物观测微生物的方法有很多,如显微镜观察、染色技术、分子生物学技术等。
其中,显微镜是观察微生物最常用的工具,包括光学显微镜、电子显微镜等。
染色技术可以帮助我们更清晰地观察微生物的形态和结构。
分子生物学技术如PCR、DNA测序等可以用于分析微生物的遗传信息和种群结构。
1.5 细菌的结构和性质细菌是原核生物,其基本结构包括细胞壁、细胞膜、细胞质、核糖体等。
细菌具有多种形态,如球形、杆形、螺旋形等。
细菌的营养方式多样,有的可以通过光合作用自养,有的则需异养。
细菌的繁殖方式为二分裂,繁殖速度快。
1.6 放线菌、古菌及蓝细菌放线菌是一类具有分支状菌丝体的细菌,广泛分布于土壤、水体等环境中。
放线菌具有很强的抗生素生产能力,对人类生活和医药产业具有重要意义。
古菌是一类生活在极端环境中的微生物,具有独特的生理和代谢特性。
古菌在生物地球化学循环中发挥着重要作用。
蓝细菌是一类能进行光合作用的细菌,广泛分布于水体和土壤中。
列举五种极端环境下微生物及其应用所谓极端环境是指高低温环境,高盐环境,高酸,高碱环境,高酸热环境,高压环境,还有其他特定环境如油田、矿山、火山地、沙漠的干旱地带、地下的厌气环境、原子炉等高放射能环境、高卤环境以及低营养环境等。
能够在这些具有强烈限制性因子的环境下顽强生存的微生物,一般统称为极端环境微生物。
【1.极端嗜盐菌】人们发现在高浓度盐环境中,存在许多抗高渗压的微生物。
我国从新疆和内蒙古的盐碱湖中分离出了一些极端耐盐菌。
它们竟能在含0—15%Nacl的环境中生长。
有些菌株可以在含5%—25%Nacl范围中生长。
极端嗜盐微生物中唯一的真细菌是光合微生物的外硫红螺菌属;唯一的真核嗜盐微生物是杜氏藻类。
微生物学家琼纳斯克在含盐量高达36%盐液中发现一种微生物,命名为Halophiles。
还有地中海嗜盐杆菌等应用:第一,医药工业:西班牙学者报道地中海嗜盐杆菌在高浓度NaCl介质中生长,聚B-羟基丁酸积累达细胞干重的45%,具有一定的应用前景。
PHB能用于医学领域可降解生物材料的开发,如人造骨骼支架、药物微球体、外科手术以及裹伤用品等。
此外,目前发现有些嗜盐菌素对去盐作用不敏感,所以可能有比较广泛的应用领域,筛选抑菌谱广、性质稳定的嗜盐菌素,在理论和实践中具有重要意义。
第二,环境生物治理:嗜盐碱放线菌Nocardioidessp. M6能快速降解污染物2,4,6-三氯酚可应用于环境治理,利用其嗜盐特性除去工业废水中的磷酸盐,还可用于开发盐碱地等。
由于bR蛋白具有质子泵作用,在未来的太阳能利用技术设备中,还可用作海水淡化和研制天然的太阳能电池。
【2.极端嗜碱菌】多生活在盐碱湖和盐池中,生活环境PH值可达11.5以上,最适PH值8—10,但在中性环境如PH值6.5以下,不能生长或生长非常缓慢。
如嗜碱放线菌。
应用:第一,纤维素的降解:B-1,4木聚糖酶(E.C.3.2.1.8)是降解木聚糖的主要酶,降解木聚糖为木聚寡糖或木糖。