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从不可培养微生物中寻找新的基因、新的蛋白
第二节 微生物与生物环境间的相互关系
自然环境中的微生物一般都不是单独存在的
个体、种群、群落和生态系统从低到高的组织层次 群体（population）：具有相似特性和生活在一定空间内的同种个体群，是组成群落的基本组分。
群落（community）：在一定区域或一定生态环境内，各种生物群体构成的一个生态学结构单位，群落中各生物群体之间存在各种相互作用。 生态系统（ecosystems）：生物群落和它们所生活的非生物环境结合起来的一个整体，是生物圈的组成单元。
任何一个相对完整的自然整体都可以被看作为一个生态系统，如一个池塘，一片森林，一个污水处理池，等等。 生物圈（biosphere）：地球上所有生物及其所生活的非生命环境的总称。 个体 群体 群落+非生物环境 生态系统 生物圈 微生物生态的研究特点：
以微生物群体，即种群作为主要研究单位。 生态系统中生物之间的相互关系：
? 有利关系：一种生物的生长和代谢对另一种生物的生长产生有利的影响，或相互
有利；
? 有害关系：一种生物的生长对另一种生物的生长产生有害的影响，或相互有害； ? 中性关系：二种生物生活在一起时，彼此对对方的生长代谢无明显的有利或有害
影响；
主要介绍微生物间及微生物与其它生物间最常见的几种相互关系： 一、互生
二种可以单独生活的生物，当它们生活在一起时，通过各自的代谢活动而有利于对方，或偏利于一方的一种生活方式。 “可分可合，合比分好”
（一）微生物间的互生关系 纤维素分解细菌 固氮菌
金黄色葡萄球菌的生长为本来在平板上不能生长的嗜血流感菌提供生长因子，后者在其菌苔周围形成卫星菌落。
本来不能在含青霉素的平板上生长的受体菌在转化子（含有Ampr质粒）周围形成卫星菌落（b-内酰胺酶分泌到胞外所致） （二）人体肠道正常菌群 互生关系（正常情况）
寄生关系（某些特殊条件下） 人肠道内的菌群：
60-400种不同的微生物，占粪便干重1/3的是细菌，其中厌氧菌占了绝大多数。
? 正常菌群通过肠道获取营养；
? 通过排阻、抑制外来致病菌；提供许多人体所必不可少的 维生素、氨基酸等营养物对人体作出贡献； 环境条件改变或着生部位改变： 正常菌群 致病菌
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? 滥用抗生素；
? 人身体虚弱抵抗力下降； ? 吃了不洁净的食物；
? 肠道中的正常菌群，大肠杆菌，一旦进入泌尿系统，引起尿路感染。 ? 人体表面的正常菌群，一旦它们进入伤口也会引起感染。 条件致病菌：人体的正常微生物菌群一旦进入非正常聚居部位，或生态结构发生改变而引起人类疾病的微生物。
可以通过口服某些活的微生物制剂来治疗由于正常菌群失调而导致的腹泻，例如，含蜡状芽孢杆菌（B cereus）的“促菌生”，含地衣芽孢杆菌的“整肠生”等，它们都是通过芽孢杆菌的生长，为肠道重新创造良好的厌氧环境，促使肠道内正常的厌氧菌的生长繁殖，这类活微生物制剂又称微生态制剂。
微生态制剂一般用于恢复肠道内的正常生态环境，若肠道功能正常，一般不需要服用！
二、共生
二种生物共居在一起，相互分工协作、相依为命，甚至形成在生理上表现出一定的分工，在组织和形态上产生了新的结构的特殊的共生体。 互惠共生：二者均得利
偏利共生：一方得利，但另一方并不受害 （一）微生物间的共生关系 生理上的共生：
共生菌从基质中吸收水分和无机养料；共生藻进行光合作用，合成有机物； 使地衣能在十分贫瘠的环境中生存。结构上的共生：形成有固定形态的叶状结构：真菌无规则地缠绕藻类细胞，或二者组成一定的层次排列。地衣繁殖时，在表面上生出球状粉芽，粉芽中含有少量的藻类细胞和真菌菌丝，粉芽脱离母体散布到适宜的环境中，发育成新的地衣细菌 与原生动物间的共生关系：
细菌栖息于原生动物细胞内，获得营养和保护环境，并且这些细菌在原生动物细胞外都不能生长；
原生动物通过共生菌获得生长所需要的维生素及其它生长因子 根瘤菌与豆科植物间的共生 ------形成根瘤共生体
? 根瘤菌固定大气中的气态氮为植物提供氮素养料；
? 豆科植物的根的分泌物能刺激根瘤菌的生长，同时，还为根瘤菌提供保护和稳定的
生长条件。
（二）微生物与动物的共生关系 1. 与昆虫的共生关系
? 外共生：例如白蚁与其肠道内的微生物之间的共生 食木质的白蚁自身并不能分解期望上纤维素，必须依赖肠道中共生的原生动物和细菌通过厌氧发酵过程来分解纤维素。
? 内共生：昆虫与其细胞内的共生性细菌
这些细胞内的共生性细菌能为宿主提供B族维生素，使昆虫能以缺乏维生素的植物为生。 2. 与反刍动物的共生关系
? 反刍动物，如牛、羊、骆驼、长颈鹿等以植物的纤维素为主要
食物，它们在瘤胃中经微生物发酵变成有机酸和菌体蛋白再供动物吸收利用。
? 瘤胃也为里面居住的微生物提供了必要的营养和生长条件 ----食物和严格的厌氧环境
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3、深海火山口细菌与蠕虫的共生关系
三、寄生
一种小型生物生活在另一种相对较大型生物的体内或体表，从中取得营养和进行生长繁殖，同时使后者蒙受损害甚至被杀死的现象。 寄生物（parasite） 寄主或宿主（host） （一）微生物间的寄生
? 噬菌体—细菌 ? 蛭弧菌—细菌 ? 真菌—真菌
? 真菌、细菌—原生动物
（二）微生物与动植物间的寄生关系 各种各样的致病菌多是行寄生生活
择生生物，或称为悉生生物或定菌生物（Gnotobiote）： -------------整个个体不携带或只携带已知微生物的生物
? 用于科学研究：
干扰因素少，操作易控制，既可进行定性分析，也可进行定量分析，实验结果准确、可靠，对于了解微生物与宿主之间复杂的关系及其机理具有十分重要的作用。
四、拮抗
某种生物产生的代谢产物可抑制它种生物的生长发育甚至将后者杀死。
? 微生物间的“化学战术”
抗生菌产生能抑制其它生物生长发育的抗生素；
? 微生物间的生长抑制
因某种微生物的生长而引起的其它条件的改变，从而抑制它种生物的生长
五、竞争
两个种群因需要相同的生长基质或其它环境因子，致使增长率和种群密度受到限制时发生的相互作用，其结果对两种种群都是不利的。
六、捕食
一种种群被另一种种群完全吞食，捕食者种群从被食者种群得到营养，而对被食者种群产生不利影响。
微生物间的捕食现象：
? 原生动物吞食细菌和藻类； ? 粘细菌吞食细菌和其它微生物； ? 真菌捕食线虫和其它原生动物；
捕虫菌目（Zoopagales）在长期的自然进化中形成的特化结构，特化菌丝构成巧妙的网，可以捕捉小型原生动物或无脊椎动物，捕获物死后，菌丝伸入体内吸收营养。
第三节 微生物在生态系统中的作用
一、微生物在生态系统中的地位 （参见P288） 生态系统：
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生物群落 物质循环 能量流动 所生活的非生物环境 生产者：从无机物合成有机物
消费者：利用有机物进行生活，一般不能将有机物直接分解成有机物 分解者：分解有机物成无机物
微生物可以在多个方面但主要作为分解者而在生态系统中起重要作用
1、微生物是有机物的主要分解者； 微生物最大的价值也在于其分解功能。它们分解生物圈内存在的动物和植物残体等复杂有机物质，并最后将其转化成最简单的无机物，再供初级生产者使用。 2、微生物是物质循环中的重要成员； 微生物参与所有的物质循环，大部分元素及其化合物都受到微生物的作用。在一些物质的循环中，微生物是主要的成员，起主要作用；而一些过程只有微生物才能进行，起独特作用；而有的是循环中的关键过程，起关键作用。 3、微生物是生态系统中的初级生产者；
光能营养和化能营养微生物是生态系统的初级生产者，它们具有初级生产者所具有的二个明显特征，即可直接利用太阳能、无机物的化学能作为能量来源，另一方面其积累下来的能量又可以在食物链、食物网中流动。 4、微生物是物质和能量的贮存者；
微生物和动物、植物一样也是由物质组成和由能量维持的生命有机体。在土壤、水体中有大量的微生物生物量，贮存着大量的物质和能量。 5、微生物在地球生物演化中的作用；
微生物是最早出现的生物体，并进化成后来的动、植物。藻类的产氧作用，改变大气圈中的化学组成，为后来动、植物出现打下基础。 “微生物与自然界中的物质循环”
“微生物与环境保护” 自学！
思考题 ：
1）试论微生物与水体富营养化作用，你认为对此类污染该如何进行防治？ 2）试用一些典型例子说明微生物与生物环境之间的相互关系。 3）微生物在生态系统中的地位怎样？
第十四章 传染与免疫
病原微生物感染 机体对抗 （免疫学）
免疫(immunity)：生物体能够辩认自我与非自我，对非我做出反应以保持自身稳定的功能。 传统的免疫概念：机体抵抗病原微生物的能力，即抗传染免疫。 免疫功能的分类 类别 功能正常 功能异常 免疫防御 抵御病原体的侵害和中和其毒素（抗变态反应、反复感染或免疫缺陷综合 传染免疫） 症 免疫稳定 清除体内自然衰老或损伤的细胞，进识别紊乱，导致自身免疫病的发生 行免疫调节，以维护机体内环境的相 对稳定性 免疫监视 某些免疫细胞发现并清除突变的自身功能失调时，导致癌变或持续感染的 88 细胞（癌细胞） 发生