环境与微生物

㈠ 周围环境的微生物种类及其分布

微生物(microorganism简称microbe)是包括细菌、病毒、真菌以及一些小型的原生动物等在内的一大类生物群体，它个体微小，却与人类生活密切相关。微生物在自然界中可谓“无处不在，无处不有”，涵盖了有益有害的众多种类，广泛涉及健康、医药、工农业、环保等诸多领域。
原核：细菌、放线菌、螺旋体、支原体、立克次氏体、衣原体。
真核：真菌、藻类、原生动物。
非细胞类：病毒和亚病毒。
微生物一般地，在中国大陆地区的教科书中，均将微生物划分为以下8大类：细菌、病毒、真菌、放线菌、立克次体、支原体、衣原体、螺旋体。
微生物的定义
一切肉眼看不见的或看不清的微小生物的总称
1 特点: 个体微小,一般<0.1mm。
构造简单,有单细胞的,简单多细胞的,非细胞的
进化地位低。
2 分类 原核类: 三菌,三体 。
真核类: 真菌,原生动物,显微藻类。
非细胞类: 病毒,亚病毒 ( 类病毒,拟病毒,朊病毒)
3 五大共性: 体积小,面积大
吸收多,转化快
生长旺,繁殖快
适应强,易变异
分布广,种类多
二、微生物的类群
1 细菌:
(1)定义:一类细胞细短,结构简单,胞壁坚韧,多以二分裂方式繁殖和水生性强的原核生物
(2)分布:温暖,潮湿和富含有机质的地方
(3)结构:主要是单细胞的原核生物,有球形,杆形,螺旋形
细胞壁
基本结构 细胞膜
细胞质
结构 拟核
鞭毛
特殊结构 荚膜
芽孢
(4)繁殖: 主要以二分裂方式进行繁殖的
(5)菌落: 单个细菌用肉眼是看不见的,当单个或少数细菌在固体培养基啊行大量繁殖时,便会形成一个肉眼可见的,具有一定形态结构的子细胞群落.
菌落是菌种鉴定的重要依据.不同种类的细菌菌落的大小,形状光泽度颜色硬度透明毒都不同.
2 放线菌
(1)定义:一类主要成菌丝状生长和以孢子繁殖的陆生性较强的原核生物
(2)分布:含水量较低,有机物较丰富的,呈微碱性的土壤中
(3)形态构造:主要由菌丝组成,包括基内菌丝和气生菌丝(部分气生菌丝可以成熟分化为孢子丝,产生孢子)
(4)繁殖:通过形成无性孢子的形式进行无性繁殖
无性繁殖 有性繁殖
(5)菌落:在固体培养基上:干燥,不透明,表面呈致密的丝绒状,彩色干粉
3 病毒
(1) 定义:一类由核酸和蛋白质等少数几种成分组成的”非细胞生物”,但是它的生存必须依赖于活细胞.
(2)结构:
(3)大小:
一般直径在100nm左右
最大的病毒直径为200nm的牛痘病毒
最小的病毒直径为28nm的脊髓灰质炎病毒
(4)增殖:以 噬菌体为例:
吸附 侵入 增殖 装配 释放
第二节微生物的营养
一、微生物的化学组成
C,H,O,N,P,S以及其他元素
二、微生物的营养物质
1 水和无机盐
2 碳源:凡能为微生物提供生长繁殖所需碳元素的营养物质
来源
作用
3氮源:凡能为微生物提供所必需氮元素的营养物质
来源
作用:主要用于合成蛋白质,核酸以及含氮的代谢产物
4 能源:能为微生物生命活动提供最初能源来源的营养物质或辐射能
根据碳源和能源分类:
5生长因子:微生物生长不可缺少的微量有机物
能引起人和动物致病的微生物叫病源微生物有八大类：
1.真菌:引起皮肤病。深部组织上感染。
2放线菌：皮肤，伤口感染。
3螺旋体：皮肤病，血液感染 如梅毒，钩端螺旋体病。
4细菌：皮肤病化脓，上呼吸道感染 ，泌尿道感染，食物中毒，败血压症，急性传染病等。
5立克次氏体：斑疹伤寒等。
6衣原体：沙眼，泌尿生殖道感染。
7病毒：肝炎，乙型脑炎，麻疹，艾滋病等。
8支原体：肺炎，尿路感染。
生物界的微生物达几万种，大多数对人类有益，只有一少部份能致病。有些微生物通常不致病，在特定环境下能引起感染称条件致病菌。 能引起食品变质，腐败，正因为它们分解自然界的物体，才能完成大自然的物质循环。
有些人误将真菌当作细菌，是一种比较普遍的误解。尤其以80年代以前未受过系统生物学教育者。
微生物对人类最重要的影响之一是导致传染病的流行。在人类疾病中有50％是由病毒引起。世界卫生组织公布资料显示：传染病的发病率和病死率在所有疾病中占据第一位。微生物导致人类疾病的历史，也就是人类与之不断斗争的历史。在疾病的预防和治疗方面，人类取得了长足的进展，但是新现和再现的微生物感染还是不断发生，像大量的病毒性疾病一直缺乏有效的治疗药物。一些疾病的致病机制并不清楚。大量的广谱抗生素的滥用造成了强大的选择压力，使许多菌株发生变异，导致耐药性的产生，人类健康受到新的威胁。一些分节段的病毒之间可以通过重组或重配发生变异，最典型的例子就是流行性感冒病毒。每次流感大流行流感病毒都与前次导致感染的株型发生了变异，这种快速的变异给疫苗的设计和治疗造成了很大的障碍。而耐药性结核杆菌的出现使原本已近控制住的结核感染又在世界范围内猖獗起来。
微生物千姿百态，有些是腐败性的，即引起食品气味和组织结构发生不良变化。当然有些微生物是有益的，它们可用来生产如奶酪，面包，泡菜，啤酒和葡萄酒。微生物非常小，必须通过显微镜放大约1000 倍才能看到。比如中等大小的细菌，1000个叠加在一起只有句号那么大。想像一下一滴牛奶，每毫升腐败的牛奶中约有5千万个细菌，或者讲每夸脱牛奶中细菌总数约为50亿。也就是一滴牛奶中可有含有50 亿个细菌。
微生物能够致病，能够造成食品、布匹、皮革等发霉腐烂，但微生物也有有益的一面。最早是弗莱明从青霉菌抑制其它细菌的生长中发现了青霉素，这对医药界来讲是一个划时代的发现。后来大量的抗生素从放线菌等的代谢产物中筛选出来。抗生素的使用在第二次世界大战中挽救了无数人的生命。一些微生物被广泛应用于工业发酵，生产乙醇、食品及各种酶制剂等；一部分微生物能够降解塑料、处理废水废气等等，并且可再生资源的潜力极大，称为环保微生物；还有一些能在极端环境中生存的微生物，例如：高温、低温、高盐、高碱以及高辐射等普通生命体不能生存的环境，依然存在着一部分微生物等等。看上去，我们发现的微生物已经很多，但实际上由于培养方式等技术手段的限制，人类现今发现的微生物还只占自然界中存在的微生物的很少一部分。
微生物间的相互作用机制也相当奥秘。例如健康人肠道中即有大量细菌存在，称正常菌群，其中包含的细菌种类高达上百种。在肠道环境中这些细菌相互依存，互惠共生。食物、有毒物质甚至药物的分解与吸收，菌群在这些过程中发挥的作用，以及细菌之间的相互作用机制还不明了。一旦菌群失调，就会引起腹泻。
随着医学研究进入分子水平，人们对基因、遗传物质等专业术语也日渐熟悉。人们认识到，是遗传信息决定了生物体具有的生命特征，包括外部形态以及从事的生命活动等等，而生物体的基因组正是这些遗传信息的携带者。因此阐明生物体基因组携带的遗传信息，将大大有助于揭示生命的起源和奥秘。在分子水平上研究微生物病原体的变异规律、毒力和致病性，对于传统微生物学来说是一场革命。
以人类基因组计划为代表的生物体基因组研究成为整个生命科学研究的前沿，而微生物基因组研究又是其中的重要分支。世界权威性杂志《科学》曾将微生物基因组研究评为世界重大科学进展之一。通过基因组研究揭示微生物的遗传机制，发现重要的功能基因并在此基础上发展疫苗，开发新型抗病毒、抗细菌、真菌药物，将对有效地控制新老传染病的流行，促进医疗健康事业的迅速发展和壮大!
从分子水平上对微生物进行基因组研究为探索微生物个体以及群体间作用的奥秘提供了新的线索和思路。为了充分开发微生物（特别是细菌）资源，1994年美国发起了微生物基因组研究计划（MGP）。通过研究完整的基因组信息开发和利用微生物重要的功能基因，不仅能够加深对微生物的致病机制、重要代谢和调控机制的认识，更能在此基础上发展一系列与我们的生活密切相关的基因工程产品，包括：接种用的疫苗、治疗用的新药、诊断试剂和应用于工农业生产的各种酶制剂等等。通过基因工程方法的改造，促进新型菌株的构建和传统菌株的改造，全面促进微生物工业时代的来临。
工业微生物涉及食品、制药、冶金、采矿、石油、皮革、轻化工等多种行业。通过微生物发酵途径生产抗生素、丁醇、维生素C以及一些风味食品的制备等；某些特殊微生物酶参与皮革脱毛、冶金、采油采矿等生产过程，甚至直接作为洗衣粉等的添加剂；另外还有一些微生物的代谢产物可以作为天然的微生物杀虫剂广泛应用于农业生产。通过对枯草芽孢杆菌的基因组研究，发现了一系列与抗生素及重要工业用酶的产生相关的基因。乳酸杆菌作为一种重要的微生态调节剂参与食品发酵过程，对其进行的基因组学研究将有利于找到关键的功能基因，然后对菌株加以改造，使其更适于工业化的生产过程。国内维生素C两步发酵法生产过程中的关键菌株氧化葡萄糖酸杆菌的基因组研究，将在基因组测序完成的前提下找到与维生素C生产相关的重要代谢功能基因，经基因工程改造，实现新的工程菌株的构建，简化生产步骤，降低生产成本，继而实现经济效益的大幅度提升。对工业微生物开展的基因组研究，不断发现新的特殊酶基因及重要代谢过程和代谢产物生成相关的功能基因，并将其应用于生产以及传统工业、工艺的改造，同时推动现代生物技术的迅速发展。
农业微生物基因组研究认清致病机制发展控制病害的新对策
据资料统计，全球每年因病害导致的农作物减产可高达20％，其中植物的细菌性病害最为严重。除了培植在遗传上对病害有抗性的品种以及加强园艺管理外，似乎没有更好的病害防治策略。因此积极开展某些植物致病微生物的基因组研究，认清其致病机制并由此发展控制病害的新对策显得十分紧迫。
经济作物柑橘的致病菌是国际上第一个发表了全序列的植物致病微生物。还有一些在分类学、生理学和经济价值上非常重要的农业微生物，例如：胡萝卜欧文氏菌、植物致病性假单胞菌以及我国正在开展的黄单胞菌的研究等正在进行之中。日前植物固氮根瘤菌的全序列也刚刚测定完成。借鉴已经较为成熟的从人类病原微生物的基因组学信息筛选治疗性药物的方案，可以尝试性地应用到植物病原体上。特别像柑橘的致病菌这种需要昆虫媒介才能完成生活周期的种类，除了杀虫剂能阻断其生活周期以外，只能通过遗传学研究找到毒力相关因子，寻找抗性靶位以发展更有效的控制对策。固氮菌全部遗传信息的解析对于开发利用其固氮关键基因提高农作物的产量和质量也具有重要的意义。
环境保护微生物基因组研究找到关键基因降解不同污染物
在全面推进经济发展的同时，滥用资源、破坏环境的现象也日益严重。面对全球环境的一再恶化，提倡环保成为全世界人民的共同呼声。而生物除污在环境污染治理中潜力巨大，微生物参与治理则是生物除污的主流。微生物可降解塑料、甲苯等有机物；还能处理工业废水中的磷酸盐、含硫废气以及土壤的改良等。微生物能够分解纤维素等物质，并促进资源的再生利用。对这些微生物开展的基因组研究，在深入了解特殊代谢过程的遗传背景的前提下，有选择性的加以利用，例如找到不同污染物降解的关键基因，将其在某一菌株中组合，构建高效能的基因工程菌株，一菌多用，可同时降解不同的环境污染物质，极大发挥其改善环境、排除污染的潜力。美国基因组研究所结合生物芯片方法对微生物进行了特殊条件下的表达谱的研究，以期找到其降解有机物的关键基因，为开发及利用确定目标。
极端环境微生物基因组研究深入认识生命本质应用潜力极大
在极端环境下能够生长的微生物称为极端微生物，又称嗜极菌。嗜极菌对极端环境具有很强的适应性，极端微生物基因组的研究有助于从分子水平研究极限条件下微生物的适应性，加深对生命本质的认识。
有一种嗜极菌，它能够暴露于数千倍强度的辐射下仍能存活，而人类一个剂量强度就会死亡。该细菌的染色体在接受几百万拉德a射线后粉碎为数百个片段，但能在一天内将其恢复。研究其DNA修复机制对于发展在辐射污染区进行环境的生物治理非常有意义。开发利用嗜极菌的极限特性可以突破当前生物技术领域中的一些局限，建立新的技术手段，使环境、能源、农业、健康、轻化工等领域的生物技术能力发生革命。来自极端微生物的极端酶，可在极端环境下行使功能，将极大地拓展酶的应用空间，是建立高效率、低成本生物技术加工过程的基础，例如PCR技术中的TagDNA聚合酶、洗涤剂中的碱性酶等都具有代表意义。极端微生物的研究与应用将是取得现代生物技术优势的重要途径，其在新酶、新药开发及环境整治方面应用潜力极大。
微生物在整个生命世界中的地位!
当人类在发现和研究微生物之前，把一切生物分成截然不同的两大界－动物界和植物界。随着人们对微生物认识的逐步深化，从两界系统经历过三界系统、四界系统、五界系统甚至六界系统，直到70年代后期，美国人Woese等发现了地球上的第三生命形式－古菌，才导致了生命三域学说的诞生。该学说认为生命是由古菌域（Archaea）、细菌域（Bacteria）和真核生物域（Eucarya）所构成。在图示“生物的系统进化树”中，左侧的黄色分枝是细菌域；中间的褐色和紫色分枝是古菌域；右侧的绿色分枝是真核生物域。
古菌域包括嗜泉古菌界（Crenarchaeota）、广域古菌界（Euryarchaeota）和初生古菌界（Korarchaeota）；细菌域包括细菌、放线菌、蓝细菌和各种除古菌以外的其它原核生物；真核生物域包括真菌、原生生物、动物和植物。除动物和植物以外，其它绝大多数生物都属微生物范畴。由此可见，微生物在生物界级分类中占有特殊重要的地位。
生命进化一直是人们关注的热点。Brown等依据平行同源基因构建的“Cenancestor”生命进化树，认为生命的共同祖先Cenancestor是一个原生物。原生物在进化过程中产生两个分支，一个是原核生物（细菌和古菌），一个是原真核生物，在之后的进化过程中细菌和古菌首先向不同的方向进化，然后原真核生物经吞食一个古菌，并由古菌的DNA取代寄主的RNA基因组而产生真核生物。
从进化的角度，微生物是一切生物的老前辈。如果把地球的年龄比喻为一年的话，则微生物约在3月20日诞生，而人类约在12月31日下午7时许出现在地球上。

㈡ 微生物的生理特点与环境的关系

微生物分为细菌、真菌和放线菌，不同环境中微生物群落组成不同，主要由环境的温度、湿度、酸碱度和需氧及厌氧等条件决定的。

㈢ 微生物与环境的关系

在自然界，各种不同类群的微生物能在多种不同的环境中生长繁殖。微生物与微生物之间，微生物与其它生物之间彼此联系，相互影响。通常，这种彼此之间的相互关系可归纳为四大类，即互生、共生、拮抗和寄生。

互生

互生是指两种可以单独生活的生物生活在一起时有利于对方。这是一种可分可合，合比分好的相互关系。例如在土壤中，当分解纤维素的细菌与好氧的自生固氮菌生活在一起时，后者可将固定的有机氮化合物供给前者需要，而纤维素分解菌也可将产生的有机酸作为后者的碳源和能源物质，从而促进各自的增殖和扩展。在植物根部生长的根际微生物与高等植物之间也存在着互生关系。在人体肠道中，正常菌群可以完成多种代谢反应，对人体生长发育有重要意义，而人体的肠道则为微生物提供了良好的生态环境。

共生

共生是指两种生物共居在一起相互分工协作，彼此分离就不能很好地生活。地衣就是微生物间共生的典型例子，它是真菌和蓝细菌或藻类的共生体。在地衣中，藻类和蓝细菌进行光合作用合成有机物，作为真菌生长繁殖所需的碳源，而真菌则起保护光合微生物的作用，在某些情况下，真菌还能向光合微生物提供生长因子和运输无机营养。

根瘤菌与豆科植物共生形成根瘤共生体，是微生物与植物共生的又一典型。由于彼此双赢，所以称为互惠共生。菌固定大气中的氮气，为植物提供氮素养料，而豆科植物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。许多真菌能在一些植物根上发育，菌丝体包围在根面或侵入根内，形成了两者的共生体，称为菌根。一些植物，例如兰科植物的种子若无菌根菌的共生就无法发育，杜鹃科植物的幼苗若无菌根菌的共生就不能存活。微生物与动物互惠共生的例子也很多，例如，牛、羊、鹿、骆驼等反刍动物，吃的草料为它们胃中的微生物提供了丰富的营养物质，但这些动物本身却不能分解纤维素，食草动物瘤胃中的纤维素分解菌能够将其分解成糖，并被其它菌转化成有机酸，最后经氧化，成为动物的主要能量来源。

拮抗

生物之间并非都是友好相处，也有矛盾和争斗，甚至生死相拼。拮抗关系是指一种微生物在其生命活动中，产生某种代谢产物或改变环境条件，从而抑制其它微生物的生长繁殖，甚至杀死其它微生物的现象。在制造泡菜、青储饲料时，乳酸杆菌产生大量乳酸，导致环境变酸，即pH值的下降，抑制了其它微生物的生长，这属于非特异性的拮抗作用。而可产生抗生素的微生物，则能够抑制甚至杀死其它微生物，例如青霉菌产生的青霉素能抑制一些革兰氏阳性细菌，链霉菌产生的制霉菌素能够抑制酵母菌和霉菌等，这些属于特异性的拮抗关系。

寄生

寄生指的是小型生物生活在较大型的生物体内或体表，从后者获得营养，进行生长、繁殖，并使后者蒙受损害甚至被杀死的现象。例如动、植物体表或体内的病毒，以及一些寄生性细菌、真菌等即是如此。寄生于人和有益动物或者经济作物体表或体内，危害寄主的生长及繁殖，固然是有害的，但如果寄生于有害生物体内，对人类有利，则可加以利用，例如利用昆虫病原微生物防治农业害虫等。

㈣ 微生物与自然生态和环境保护的关系

环境保护和污染环境的生物修复是21世纪全球性的一项战略任务，微生物可在其中发挥不可取代的重大作用。例如1利用微生物肥料、杀虫剂或农用抗生素等来取代会严重污染环境和不可降解的化学肥料或化学农药2利用微生物生产的phb、phb或聚乳酸制造易降解的医用塑料、快餐盒等制品以减少“白色污染”3利用微生物的降解、氧化等生化活性来净化生活污水、有毒工业污水和生活有机垃圾4利用微生物来检测环境的污染度，如用艾姆氏方法检测“三致”物质，利用emb培养基检测饮用水等样品中的肠道菌群，以及利用发光细菌来检测水源的污染度等。

㈤ 人与环境存在哪些关系(人与动植物和微生物)

微生物是自然环境及生物体内本身存在的，它们种类丰富、多样，与依存的自然环境和生物体发生着物质和能量的交换，因此与自然环境和生物体本身的关系密切。生物体包括：人、动植物以及微生物。
它们对自然环境及生物体本身归结起来有几方面的作用：1、对环境和生物体是有益的，可简称做有益菌（或有益微生物），这些有益微生物在环境中生存能够变废为宝、改善环境；在生物体中生存能够帮助生物体往好的方向发展，包括抵抗疾病、促进养分吸收、拮抗病原微生物等等；2、对环境和生物体是有害的，可简称做有害微生物。这些微生物存在环境中会让环境持续恶化，进而影响依存在此环境中的人和动植物；在生物体中的这类微生物，能够毒害生物体、或导致生物体生命力低下、生产性能低下等等；3、与环境和生物体互存，没有明显的厉害关系。
就目前来说，微生物跟自然环境与生物体是密不可分的，比较明显的就是有益和有害的相互影响。纵观人类发展史，微生物在对人类和自然环境中的作用，那是功不可没。比如：抗生素产生菌的发现，让人类有了抵抗病原微生物感染的有利武器，挽救了无数人的生命；有害方面也很明显，比如无数次的疫病暴发，都是很多种病原微生物造成的。
但现在的诸如医药、农业、化工、新材料、能源等等方面的新技术、新手段，都与微生物有极强的依赖。比如：微生物生产的乙醇、石油分解菌、新药产生菌、拮抗病原的有益菌、调整人和动植物健康的益生菌。从这方面来说，有益微生物的研究和发展应是无可限量的。单就从近些年微生物方面的国家支持和扶持研究的项目，及在此方面转化和进行的项目来看，微生物应该说是微生态产业正是当下的朝阳产业。

㈥ 微生物与环境生物之间的关系

微生物与生物环境之间的关系可归纳为四大类，即互生、共生、拮抗和寄生。

互生指两种可以单独生活的生物生活在一起时有利于对方。这是一种可分可合，合比分好的相互关系。

共生指两种生物共居在一起相互分工协作，彼此分离就不能很好地生活。

拮抗指一种微生物在其生命活动中，产生某种代谢产物或改变环境条件，从而抑制其它微生物的生长繁殖，甚至杀死其它微生物的现象。

寄生指小型生物生活在较大型的生物体内或体表，从后者获得营养，进行生长、繁殖，并使后者蒙受损害甚至被杀死的现象。

微生物的主要特征

1、体小面大

一个体积恒定的物体，被切割的越小，其相对表面积越大。微生物体积很小，如一个典型的球菌，其体积约1mm，可是其表面积却很大。这个特征也是赋予微生物其他如代谢快等特性的基础。

2、吸多转快

微生物通常具有极其高效的生物化学转化能力。据研究，乳糖菌在1个小时之内能够分解其自身重量1000-10000倍的乳糖，产朊假丝酵母菌的蛋白合成能力是大豆蛋白合成能力的100倍。

3、生长繁殖快

微生物具有极高的生长繁殖速度，大肠杆菌能够在12.5-20分钟内繁殖1次。

以上内容参考 网络--生物种间关系

㈦ 那些大学资源与环境微生物学这专业，这专业未来就业等情况怎么样。

我来劝你一句，如果你上不了北大清华复旦交大，就千万不要报！
我也是一本学校大三的人了，学药的，和生科院隔壁。那个专业就是两出路：考研，然后再考博。或者出国！
我打算考研的时候曾经考虑过考微生物制药这方面，但是和老师质询了下，交大的这个专业的博士都找不到工作！所以奉劝你一句，同学你要慎重啊！
不要去羡慕看上去很美的专业，学生物的，哪怕在国外，工作都是很难找的，君不见很多来中国当外教的老师是啥啥基因工程了，生物工程毕业的研究生吗？他们找得到工作还来中国教英语干嘛？
所以综合情况，生物产业在中国乃至世界都是起步阶段，选择这条路，你愿意拿你的青春来做赌注吗？
也行生物产业在20年以后会腾飞吧。反正我是放弃了，无论怎么选择，我们都要注重外部条件。

㈧ 环境微生物与土壤微生物的区别和联系

环境微生物包括的范围广。
环境微生物包括正常环境微生物和极端环境微生物。正常环境微生物又包括土壤微生物、空气微生物、水域微生物及生物体内外微生物。
极端环境微生物又包括深层土壤微生物、高空微生物、深海底微生物和温泉微生物。
可见。土壤微生物只是环境微生物中的一部分。

㈨ 环境微生物学和环境工程微生物学友什么不同

从理科工科分的话，我觉得前者应是理科后者是工科，前者认识对环境有影响的微生物种类及作用原理，而后者则是应用这些理论去作用于微生物来改造环境。一个理论一个实用！