畜牧微生物學(xué)-第四章-動(dòng)科微生物在自然界中的分布與作用名師優(yōu)質(zhì)課獲獎(jiǎng)市賽課一等獎(jiǎng)?wù)n件

第四章

微生物在自然界中

分布與作用第1頁MicrobesontheEarthLiveineverycorner&thelargestsinglemassoflifeinsideofeukaryoticcells真核細(xì)胞attemperaturesof>100℃inthepresenceoftoxicmetalslikecopper銅ormercury汞atpH's~2.0and~11.0downto3.5kmbelowtheearth'ssurfaceinsaturatedsaltsolutionsat0℃“Microbesshouldhaveevolvedtoutilizeanynichemeetingtheminimalphysicalandchemicalrequirements”第2頁生態(tài)學(xué)：碩士物系統(tǒng)與環(huán)境系統(tǒng)之間相互作用規(guī)律及其機(jī)理科學(xué)。微生物生態(tài)學(xué)：研究微生物與其周圍生物和非生物環(huán)境之間相互關(guān)系科學(xué)。各種環(huán)境中微生物種類、分布；微生物和其它生物關(guān)系；微生物與物質(zhì)循環(huán)；微生態(tài)學(xué)第3頁第4頁因?yàn)槊篮教炀质韬龅厍蚣?xì)菌可能被帶上了火星科學(xué)家在寒冰中發(fā)覺活微生物火星生命新證據(jù)第5頁Contents第一節(jié)正常動(dòng)物體微生物第二節(jié)正常飼料植物體中微生物第三節(jié)微生物在自然界物質(zhì)循環(huán)轉(zhuǎn)化中作用第三節(jié)土壤、空氣、水中微生物第6頁第一節(jié)

正常動(dòng)物體微生物在正常動(dòng)物皮膚、黏膜及外界相通各種腔道（如口腔、鼻咽腔、氣管、消化道和泌尿生殖道）等部位，存在著對機(jī)體無害微生物群，包含細(xì)菌、真菌、螺旋體、支原體等。

常住菌：在動(dòng)物體表或體內(nèi)共生或寄生微生物。與其宿主在共同長久進(jìn)化過程中，在宿主體內(nèi)某一特定部位長久適應(yīng)和選擇，定居繁殖，形成微生物區(qū)系。

過路菌：是從土壤、水、空氣和動(dòng)物所接觸環(huán)境或食物中污染微生物。第7頁第8頁第9頁正常動(dòng)物體細(xì)菌分布皮膚：表皮葡萄球菌、類白喉?xiàng)U菌、綠膿桿菌等口腔：鏈球菌、乳酸桿菌、螺旋體、梭形桿菌、白色念珠菌、表皮葡萄球菌、肺炎球菌等胃：瘤胃微生物，如：無芽孢厭氧菌腸道：厭氧菌為主如：類桿菌、雙歧桿菌、真桿菌等、腸球菌、大腸桿菌、厭氧性鏈球菌、糞鏈球菌、葡萄球菌等鼻咽腔：鏈球菌、奈氏球菌、肺炎球菌、流感桿菌、葡萄球菌、綠膿桿菌、大腸桿菌、變形桿菌等眼結(jié)膜：皮表葡萄球菌、結(jié)膜干燥桿菌、類白喉?xiàng)U菌等陰道：乳酸桿菌、白色念球菌、類白喉?xiàng)U菌、大腸桿菌等尿道：表皮葡萄球菌、類白喉?xiàng)U菌等第10頁一、體表微生物動(dòng)物皮膚和皮毛上微生物，多數(shù)是從土壤、空氣和水中污染，有是從動(dòng)物糞便中沾染。皮毛上常見微生物以球菌為主，如葡萄球菌、鏈球菌、雙球菌、四聯(lián)球菌、八疊球菌；桿菌中主要有大腸桿菌、綠膿桿菌、棒狀桿菌和枯草桿菌等。在皮膚表層、汗腺和皮脂腺內(nèi)，常有白色葡萄球菌、金黃色葡萄球菌和化膿鏈球菌等，它們是引發(fā)外傷化膿主要原因。一些患有傳染病家畜皮毛上，還常有該種疾病病原，如炭疽桿菌芽孢、布氏桿菌、結(jié)核分枝桿菌和口蹄疫病毒、痘病毒等。這些病原微生物?？山?jīng)過皮毛而傳輸，所以在處理皮革和皮毛時(shí)應(yīng)注意。第11頁二、消化道微生物正常畜禽胚胎及初生畜禽消化道是無菌出生數(shù)小時(shí)后伴隨吮乳、采食等過程，在消化道內(nèi)出現(xiàn)微生物，如大腸桿菌等。并從此在動(dòng)物消化道內(nèi)與宿主共處終生。2.消化道中微生物分布因部位不一樣而異。3.胃腸道微生物組成很復(fù)雜，它們數(shù)量和種類因畜禽種類、年紀(jì)和飼料而異，在同一動(dòng)物不一樣胃腸道部位也存在差異。在正常情況下，普通動(dòng)物腸道內(nèi)大約有200種正常菌群，每克腸道內(nèi)容物約含109～1010個(gè)菌以上，其中主要是非致病厭氧菌，如擬桿菌、真桿菌、雙歧桿菌等，占總數(shù)90％～99％，其次為腸球菌、大腸桿菌、乳桿菌和其它菌等。

第12頁瘤胃微生物牛羊等反芻動(dòng)物，草是主要飼料，但它們本身沒有分解纖維素能力，而是靠瘤胃微生物幫助分解，使纖維素變成能被牛羊吸收糖類。當(dāng)草料抵達(dá)瘤胃和網(wǎng)胃時(shí)，首先是纖維素菌將纖維素分解為纖維二糖、葡萄糖被其它微生物吸收利用轉(zhuǎn)化，產(chǎn)生乳酸，丁酸、脂肪酸等有機(jī)酸和ＣＯ２；ＣＨ４等氣體，前兩個(gè)胃沒有消化完草料進(jìn)入后兩胃，由其分泌蛋白酶消化分解產(chǎn)生氨基酸、維生素等。被動(dòng)物體吸收利用。

第13頁第14頁第15頁第16頁第17頁第18頁第19頁不一樣微生物種群相互關(guān)系：(1)協(xié)同(synergism)是指兩種或各種微生物在同一環(huán)境中，相互幫助共同完成某種作用關(guān)系。(2)競爭(competition)是指兩種或各種以上微生物共同生存時(shí)，為取得能源、空間或有限生長因子而發(fā)生爭取現(xiàn)象。(3)共棲(commensalism)是指兩種微生物共同生存時(shí)，可一方受益或相互受益，為對方提供營養(yǎng)物質(zhì)和生長因子或生存條件關(guān)系。特點(diǎn)：在生理上相互分工，交換代謝活動(dòng)產(chǎn)物；在組織上形成了新結(jié)構(gòu)，一旦彼此分離，各自就不能很好地生活。(4)吞噬(predation)是指一個(gè)較大型微生物吞人并消化另一個(gè)小型微生物以滿足其營養(yǎng)需要相互關(guān)系。第20頁（五）、消化道微生物區(qū)系平衡及其意義FunctionsofNormalFlora（1）營養(yǎng)有些微生物能合成維生素，如核黃素、生物素、葉酸、吡哆醇及維生素K等，還能合成有利于動(dòng)物吸收和利用養(yǎng)分，如必需氨基酸、揮發(fā)性脂肪酸，促進(jìn)動(dòng)物生長。另外，消化道中正常菌群還有利于破壞飼料中一些有害物質(zhì)并阻止其吸收。（2）刺激免疫應(yīng)答正常菌群釋放內(nèi)毒素等物質(zhì)可刺激機(jī)體免疫系統(tǒng)保持活躍狀態(tài)，是非特異免疫功效一個(gè)不可缺乏組成部分。（3）生物拮抗作用正常菌群經(jīng)過粘附和繁殖能形成一層自然菌膜，這是一個(gè)非特異性保護(hù)膜,可促機(jī)體抵抗致病微生物侵襲及定植,從而對宿主起到一定程度保護(hù)作用。正常菌群除與病原菌爭奪營養(yǎng)物質(zhì)和空間位置外，還能夠經(jīng)過其代謝產(chǎn)物以及產(chǎn)生抗生素、細(xì)菌素等起作用。能夠說正常菌群是人體預(yù)防外襲菌侵入生物屏障。第21頁第22頁Factorsaffectinggutmicroflora第23頁在正常情況下，正常菌群內(nèi)部及其與宿主之間處于共生、協(xié)調(diào)平衡狀態(tài)。假如宿主受到日糧突然改變、環(huán)境改變、患病、手術(shù)等應(yīng)激，或是濫用抗菌藥品等情況下，正常菌群中微生物種類、數(shù)量發(fā)生改變，菌群平衡受到破壞，即稱為菌群失調(diào)。稱為菌群失調(diào)。菌群失調(diào)常見誘因：

主要是使用抗生素、同位素、激素、患有慢性消耗性疾病時(shí)腸道、呼吸道、泌尿生殖道功效失常也是主要原因。去除誘因后普通可使菌群復(fù)常，也有長久失調(diào)難于逆轉(zhuǎn)情況。菌群失調(diào)（六）、菌群失調(diào)及其影響第24頁條件致病菌：人體正常微生物菌群一旦進(jìn)入非正常聚居部位，或生態(tài)結(jié)構(gòu)發(fā)生改變而引發(fā)疾病微生物。在一定條件下，正常菌群中細(xì)菌也能使人患?。海?）因?yàn)闄C(jī)體防衛(wèi)功效減弱,引發(fā)本身感染。比如皮膚粘膜受傷（尤其是大面積燒傷）、身體受涼、過分疲勞、長久消耗性疾病等，可造成正常菌群本身感染；（2）因?yàn)檎＞航杈硬课桓淖?，發(fā)生了定位轉(zhuǎn)移，也可引發(fā)疾病。比如大腸桿菌進(jìn)入腹腔或泌尿道，可引發(fā)腹膜炎、泌尿道感染。人體表面正常菌群，一旦它們進(jìn)入傷口也會(huì)引發(fā)感染。第25頁四、無菌動(dòng)物和無特定病原動(dòng)物無菌動(dòng)物(germ-freeanimals，GFA)是指體內(nèi)外不攜帶任何微生物或寄生蟲動(dòng)物。無菌動(dòng)物必須經(jīng)無菌剖腹產(chǎn)、并在絕對無菌隔離器內(nèi)培育喂養(yǎng)。實(shí)際上一些內(nèi)源性病毒極難除去，所以無菌動(dòng)物是一個(gè)相對概念。無特定病原動(dòng)物(specificpathogenfreeanimals，SPFA)是指不存在一些特定含有病原性或潛在病原性微生物及其抗體或寄生蟲動(dòng)物(或禽胚胎)。滅絕原蟲反芻動(dòng)物(defaunatedruminantanimals)是在研究反芻家畜瘤胃發(fā)酵及其功效過程中，通常將反芻家畜進(jìn)行滅原蟲處理(如降低瘤胃內(nèi)pH或使之出生后與其它動(dòng)物隔離等方法)，去除動(dòng)物體內(nèi)原蟲。

第26頁悉生生物：指整個(gè)個(gè)體不攜帶或只攜帶已知微生物生物種類喂養(yǎng)方法說明附記無菌動(dòng)物隔離系統(tǒng)以封閉無菌技術(shù)取得，用現(xiàn)有方法不能檢出任何微生物和寄生蟲動(dòng)物。

悉生動(dòng)物隔離系統(tǒng)確知所帶微生物（植物和動(dòng)物）經(jīng)特殊喂養(yǎng)動(dòng)物。確知所帶有微生物無特定病原體動(dòng)物屏障系統(tǒng)沒有指定致病性微生物和寄生蟲動(dòng)物。確知不帶有微生物通常動(dòng)物開放系統(tǒng)不明確所帶微生物、寄生蟲動(dòng)物，稱普通動(dòng)物，但不得帶有些人畜共患傳染病病原體。對微生物帶有情況不明確第27頁五、微生態(tài)制劑微生態(tài)制劑(microbialecologicalagents)是指一類可經(jīng)過有益微生物活菌或?qū)?yīng)有機(jī)物質(zhì)，幫助宿主建立起新腸道微生物區(qū)系，以抵達(dá)預(yù)防疾病、促進(jìn)生長添加劑。益生菌：普通是指經(jīng)過改進(jìn)腸內(nèi)微生物區(qū)系平衡而對動(dòng)物起有利作用微生物活菌添加劑，也稱微生物活菌制劑。被用作益生素微生物通常有乳酸桿菌、雙歧桿菌等。益生元：是指不被宿主消化吸收，但能選擇性地促進(jìn)宿主消化道有益微生物，或飼喂益生菌活性和生長，從而對宿主有益飼料或食品中一些成份，如寡果糖等。

第28頁第三節(jié)土壤、空氣、水中微生物土壤是固體無機(jī)物(巖石和礦物質(zhì))、有機(jī)物、水、空氣和生物組成復(fù)合物，是微生物適當(dāng)生境。是微生物大本營。

土壤微生物種類多、數(shù)量多、代謝潛力巨大，是主要微生物源。一、土壤中微生物第29頁土壤中環(huán)境條件：營養(yǎng)、水分、空氣、酸堿度、滲透壓和溫度條件都適于微生物生活，是微生物天然培養(yǎng)基、也是人類最豐富“菌種資源庫”。土壤中微生物數(shù)量：按種類遞減細(xì)菌——放線菌——霉菌——酵母菌——藻類——原生動(dòng)物~108~107 ~106~105~104~103個(gè)/g分布廣泛，各種條件土壤中都有微生物存在。微生物數(shù)量也與土層深度相關(guān)，普通離地面10-20cm土壤層微生物最多，伴隨土層加深，微生物數(shù)量逐步降低。土壤中微生物種類和分布第30頁1）土壤微生物數(shù)量和分布主要受到營養(yǎng)物、含水量、氧、溫度、pH等因子影響，并隨土壤類型不一樣而有很大改變；2）土壤微生物數(shù)量和分布受季節(jié)影響；3）微生物數(shù)量也與于土層深度相關(guān)，普通土壤表層微生物最多，伴隨土層加深，微生物數(shù)量逐步降低；4）土壤中微生物以細(xì)菌最多，其次位放線菌和霉菌。土壤中微生物分布特點(diǎn)：第31頁空氣中環(huán)境條件：無營養(yǎng)和水分、紫外線直射，所以無原生微生物區(qū)系。存在狀態(tài)：漂浮，短暫停留，以吸附于塵埃微粒上形式存在（氣溶膠形式存在）?？諝庵袎m埃顆粒數(shù)與微生物數(shù)量有直接關(guān)系，數(shù)量取決于塵埃數(shù)量分布：越靠近地面空氣含菌量越高，當(dāng)前人類檢測到微生物存在最高處為85km高空。第三節(jié)土壤、空氣、水中微生物二、空氣中微生物第32頁起源于土壤、水體及人類生產(chǎn)、生活活動(dòng)；種類主要為球菌、芽孢桿菌、產(chǎn)色素細(xì)菌、真菌孢子，普通與其所在環(huán)境微生物種類相關(guān)；與人類關(guān)系：傳輸動(dòng)、植物疾病造成食品及發(fā)酵生產(chǎn)中污染；空氣中微生物殺滅與去除：紫外線照射、甲醛熏蒸、藥品噴霧、過濾除菌等，慣用過濾介質(zhì)有棉花、紗布、石棉濾板、活性炭或超細(xì)玻璃纖維過濾紙等。空氣中微生物種類和分布第33頁1）無原生微生物區(qū)系，主要以氣溶膠形式存在；2）起源于土壤、水體及人類生產(chǎn)、生活活動(dòng)；3）種類主要為真菌和細(xì)菌，普通與其所在環(huán)境微生物種類相關(guān)；4）數(shù)量取決于塵埃數(shù)量；5）停留時(shí)間和塵埃大小、空氣流速、濕度、光照等因素相關(guān)；6）與人類關(guān)系：傳輸動(dòng)、植物疾病造成食品及發(fā)酵生產(chǎn)中污染第34頁三、水中微生物各種水域中都生存著對應(yīng)微生物。水域中微生物種類和數(shù)量與水域有機(jī)物、無機(jī)物種類和含量，光照、酸堿度、滲透壓、溫度、含氧量和有毒物質(zhì)含量有親密關(guān)系。水是僅次于土壤第二天然培養(yǎng)基。微生物數(shù)量和類群：數(shù)量：大量外來腐生細(xì)菌，尤其是細(xì)菌和原生動(dòng)物大量繁殖，每毫升污水微生物含量到達(dá)107~108個(gè)。類群：腐敗型水生微生物、真菌、螺旋體、噬菌體、藻類、還有一些隨人畜排泄物和病體污物進(jìn)入水體動(dòng)植物致病菌。繁殖及后果：通常因水體環(huán)境中營養(yǎng)等條件不能滿足其生長繁殖要求，加上周圍其它微生物競爭和拮抗關(guān)系，普通難以長久生存，并最終造成水自凈作用。但因?yàn)樗w流動(dòng)，也會(huì)造成病原菌傳輸甚至疾病流行。第三節(jié)土壤、空氣、水中微生物第35頁1）數(shù)量和種類與接觸土壤有親密關(guān)系；2）垂直分帶分布3）多是吸附在懸浮在水中有機(jī)物上及水底；4）多能運(yùn)動(dòng)，有些含有很異常形態(tài)（比如柄細(xì)菌）；5）靠近城市或城市下游水中微生物多，而且有很多對健康不利細(xì)菌，所以不宜作為飲用水源；6）水體本身存在自我凈化作用：第36頁土壤、水、空氣中病原微生物及其傳輸土壤

一些人和動(dòng)物病原菌與其它病原微生物，在條件適宜時(shí)以土壤為媒介，引發(fā)人和動(dòng)物傳染病發(fā)生，即為土壤感染。抵抗力強(qiáng)能形成芽孢病原菌，如炭疽桿菌、腐敗梭菌等可生存多年甚至幾十年。土壤一旦污染了這些病原菌，則可成為疫源地，隨時(shí)都可能使人和動(dòng)物感染對應(yīng)傳染病。第37頁土壤、水、空氣中病原微生物及其傳輸空氣在醫(yī)院、獸醫(yī)院及畜禽舍空氣中，常懸浮帶有病原微生物氣溶膠，人或動(dòng)物吸入感染，分為飛沫傳輸和塵埃傳輸，總稱為空氣傳輸。抵抗力較強(qiáng)病原微生物可在空氣中生存一個(gè)時(shí)期，如化膿性葡萄球菌、肺炎球菌、鏈球菌、結(jié)核桿菌、炭疽桿菌、破傷風(fēng)梭菌、氣腫疽梭菌、綠膿桿菌等。常引發(fā)呼吸道傳染病：如結(jié)核、肺炎、肺炭疽、流感、化膿性感染等。第38頁土壤、水、空氣中病原微生物及其傳輸水

病原微生物可隨人和動(dòng)物排泄物等直接或間接污染水源，可由大小河流廣泛傳輸，由污染飲水引發(fā)人和動(dòng)物傳輸發(fā)病，即為水傳染。傷寒、痢疾、結(jié)核、炭疽等傳染病。病原微生物進(jìn)入水中后，常因水自凈作用而難以長久存活。第39頁土壤細(xì)菌學(xué)檢驗(yàn)主要測定菌落總數(shù)、大腸菌值和產(chǎn)氣莢膜梭菌值3項(xiàng)指標(biāo)。大腸菌值(產(chǎn)氣莢膜梭菌值)是指能檢出大腸桿菌(產(chǎn)氣莢膜梭菌)最小土壤量(g)。水細(xì)菌學(xué)檢驗(yàn)主要測定菌落總數(shù)和大腸菌群數(shù)。我國家標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)：飲用水菌落總數(shù)≤100個(gè)/ml，總大腸菌群數(shù)≤3個(gè)/L?？諝饧?xì)菌學(xué)檢驗(yàn)主要是測定1m3

空氣中菌落總數(shù)和鏈球菌數(shù)。土壤、水、空氣細(xì)菌學(xué)檢驗(yàn)第40頁飲用水微生物指標(biāo)：總菌數(shù)：

<100個(gè)/ml大腸桿菌：<3個(gè)/L第41頁第42頁1、嗜熱微生物嗜熱微生物是一類生活在高溫環(huán)境中微生物，如火山