微生物多樣性

主要內(nèi)容微生物的共性1微生物多樣性2微生物與人類的關(guān)系3研究和保護微生物多樣性的原因及意義4第一頁，共35頁。問題：什么是微生物？一切肉眼看不見或看不清的微小生物的總稱。

它們都是一些個體微?。ㄒ话?lt;0.1mm）、構(gòu)造簡單的低等生物(單細(xì)胞或結(jié)構(gòu)較為簡單的多細(xì)胞生物、甚至沒有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物)。第二頁，共35頁。一、微生物的共性體積小、面積大吸收多、轉(zhuǎn)化快生長旺、繁殖快適應(yīng)強、易變異分布廣、種類多第三頁，共35頁。微生物多樣性由國際保護自然和自然資源聯(lián)合會定義為“生物的所有生命形式，生態(tài)系、生態(tài)過程，以及可以認(rèn)識到的有關(guān)的基因、類群和分子水平上的遺傳特性。二、微生物多樣性第四頁，共35頁。物種多樣性生理代謝類型多樣性遺傳基因多樣性生態(tài)多樣性第五頁，共35頁。物種多樣性微生物的總數(shù)約為50萬～600萬種，已記載過的約20萬種（1995年）。其中原核生物3500種，病毒4000種，真菌9萬種。第六頁，共35頁。第七頁，共35頁。生理代謝類型多樣性

微生物的生理代謝類型之多，無論從能量代謝還是從物質(zhì)代謝角度講,

是動、植物所不能及的。

表現(xiàn)在：對各種物質(zhì)甚至有毒物質(zhì)的分解、多種產(chǎn)能方式、生物固氮作用、合成各種次生代謝產(chǎn)物和復(fù)雜有機物、對復(fù)雜有機分子基團的生物轉(zhuǎn)化、抵抗極端環(huán)境的能力等等。第八頁，共35頁。第九頁，共35頁。遺傳基因多樣性

指微生物群體或群落在基因水平上數(shù)目和頻率的分布差異。

主要體現(xiàn)在組成核酸分子的堿基數(shù)量的巨大性和排列順序的多樣性上。此外,DNA復(fù)制中出現(xiàn)的堿基對變化、雙鏈/單鏈DNA等多種遺傳形式的存在,轉(zhuǎn)導(dǎo)、轉(zhuǎn)化和接合等基因重組現(xiàn)象,使微生物遺傳多樣性大大擴展。例如16SrDNA是微生物遺傳多樣性分析最常用的指標(biāo)。第十頁，共35頁。

微生物基因組種類多樣（2000年5月止，已發(fā)表的微生物基因組31個、即將發(fā)表的15個），基因庫資源豐富。第十一頁，共35頁。第十二頁，共35頁。生態(tài)多樣性生態(tài)結(jié)構(gòu)多樣性包括生境分布廣泛性和種群、群落結(jié)構(gòu)多樣性生態(tài)功能多樣性主要指微生物與其它生物、非生物環(huán)境的關(guān)系。

第十三頁，共35頁。

微生物廣泛分布于地球表面各處及各種極端環(huán)境；微生物與微生物或與其它生物間還存在眾多的相互依存關(guān)系（互生、共生、寄生等），如此眾多的生態(tài)系統(tǒng)類型就會產(chǎn)生出各種相應(yīng)生態(tài)類型的微生物。第十四頁，共35頁。第十五頁，共35頁。微生物的“生物界之最”：個體最小形態(tài)最簡‘胃口’最大食譜最廣繁殖最快數(shù)量最多變異最易抗性最強休眠最長種類最多分布最廣起源最早發(fā)現(xiàn)最晚界級最寬第十六頁，共35頁。三、微生物與人類的關(guān)系微生物與食品微生物與醫(yī)藥微生物與疾病……第十七頁，共35頁。微生物與食品1、酵母菌饅頭、面包第十八頁，共35頁。葡萄酒啤酒白酒第十九頁，共35頁。2、醋酸菌制醋第二十頁，共35頁。3、乳酸菌制作泡菜第二十一頁，共35頁。制作酸奶第二十二頁，共35頁。微生物與醫(yī)藥頭孢霉素和青霉素是真菌產(chǎn)生的抗生素第二十三頁，共35頁。卡那霉素、金霉素、鏈霉素、慶大霉素是放線菌產(chǎn)生的鏈霉素慶大霉素金霉素卡那霉素第二十四頁，共35頁。生產(chǎn)胰島素生產(chǎn)乙肝疫苗生產(chǎn)干擾素第二十五頁，共35頁。微生物與疾病如艾滋病第二十六頁，共35頁。黃曲霉毒蠅蕈毒紅菇毒粉褶菌第二十七頁，共35頁。微生物自然界中N、C、S等元素循環(huán)農(nóng)業(yè),以菌造肥,以菌催長,以菌防病,以菌治病工業(yè),微生物應(yīng)用于食品、皮革、紡織、石油、化工、冶金等醫(yī)藥工業(yè),利用微生物制造抗生素、維生素污水處理,利用微生物降解有機磷、氰化物等基因工程技術(shù)中提供多種工具酶和載體系統(tǒng),創(chuàng)建有益的工程菌新品種有少數(shù)微生物能引起人類和動、植物的病害第二十八頁，共35頁。四、研究和保護微生物多樣性的原因及意義以往人們感興趣的微生物主要是那些模式菌株及具有直接經(jīng)濟價值的種群,而那些被忽視的大多數(shù)未知種群也蘊藏著目前還無法估量的資源。因而研究和保護微生物多樣性是十分必要的。第二十九頁，共35頁。Tiedje(1994)總結(jié)為如下理由：對極端生境微生物的研究不僅使人類了解和探索生命的策略和極限,而且為超常物質(zhì)的開發(fā)利用提供了資源。微生物在生物圈的維持中起“中樞”作用,它們是地球上生物化學(xué)循環(huán)的主要工作者。微生物資源對生物技術(shù)尤其具有價值,它們及它們的基因代表了最大的、未開發(fā)的無價資源。第三十頁，共35頁。微生物可用于監(jiān)控環(huán)境變化,它們的群體通常對環(huán)境狀況反應(yīng)迅速,因而是一個地區(qū)或歷史環(huán)境變遷的良好記錄。微生物在高等生物的保護和恢復(fù)生物學(xué)中起重要作用。微生物可作為闡明生態(tài)和生物進化原理的模式,因為它們?nèi)菀撞僮?、具有獨特的交叉反?yīng)并在地球上存在的歷史悠久。……第三十一頁，共35頁。微生物資源的開發(fā),是21世紀(jì)生命科學(xué)生命力之所在。如何利用和保護微生物多樣性已成為亟待解決的問題。近年來,世界各國和國際組織已對此做了許多努力，并提出了一項微生物多樣性行動計劃。第三十二頁，共35頁。微生物多樣性行動計劃：建立推動微生物多樣性研究的國際組織；召開關(guān)于微生物“種”的概念和分類指征研討會；提出已知種的目錄；發(fā)展微生物分離、培養(yǎng)和保藏的技術(shù)；發(fā)展微生物群