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极端海洋动力环境监测(简述海洋极端微生物的环境适应机制)

来源:www.ascsdubai.com   时间:2023-07-23 10:24   点击:259  编辑:jing 手机版

1. 简述海洋极端微生物的环境适应机制

体积小、表面积大

微生物的大小以μm计,但表面积大,必然有一个巨大的营养吸收,代谢废物排泄和环境信息接受面。这一特点也是微生物与一切大型生物相区别的关键所在。

分布广、种类多

分布区域广,分布环境广。生理代谢种类繁多,代谢产物种类繁多,代谢产物种类繁多。更重要的是,微生物有多种生理代谢和代谢产物。微生物可以在其他有机体生存的任何环境中发现,而微生物也可以存在于其他有机体无法生存的极端环境中。

吸收多、转化快

这一特性为高速生长繁殖和产生大量代谢物提供了充分的物质基础。

生长旺、繁殖快

生长繁殖率极高,如大肠杆菌在20-30分钟内分裂一次,如果连续分裂,48小时内2.2x1043个细菌数量增加,营养消耗、代谢积累和限制生长速度。这种特性可以在短时间内将大量的基板转化为有用的产品,缩短研究周期。还有一些缺点,如疾病、粮食霉变。

适应强、易变异

极其灵活适应性,对极端环境具有惊人的适应力,遗传物质易变异。易受环境条件的影响。在紫外线辐射、生物诱变剂和环境中的一些营养因子的变化中,微生物自觉地、强制性地改变其遗传结构,导致变异。据统计,在自然条件下,微生物个体变异的概率是百万分之一。

2. 简述海洋极端微生物的环境适应机制的特点

海洋中的微生物多数是分解者,但有一部分是生产者,因而具有双重的重要性。实际上,微生物参与海洋物质分解和转化的全过程。

海洋微生物分解有机物质的终极产物如氨、硝酸盐、磷酸盐以及二氧化碳等都直接或间接地为海洋植物提供主要营养。微生物在海洋无机营养再生过程中起着决定性的作用。

由于海洋微生物富变异性,故能参与降解各种海洋污染物或毒物,这有助于海水的自净化和保持海洋生态系统的稳定。

3. 极端微生物适应极端环境的原因

(一)种类繁多,分布广泛

(二)生长繁殖快,代谢能力强

(三)遗传稳定性差,容易发生变异

(一)种类繁多,分布广泛

种类极其繁多——已发现的微生物达10万种以上,新种不断发现.

分布非常广泛——可以说微生物无处不有,无处不在.

极端环境:冰川,温泉,火山口等极端环境;

土 壤:土壤是微生物的大本营,一克沃土中含菌量高达几亿甚至几十亿;

空 气:空气中也含有大量微生物,越是人员聚集的公共场所,微生物含量越高;

水:水中以江,湖,河,海中含量高,井水次之;

动植物体表及某些内部器官:如皮肤及消化道等.

微生物的多样性已在全球范围内对人类产生巨大影响.

土壤中微生物的种类繁多,几乎所有的微生物都能从土壤中分离筛选得到,要分离筛选某中微生物,多数情况都是从土壤采取样品.

首先微生物为人类创造了巨大的物质财富,目前所使用的抗生素药物,绝大多数是微生物发酵产生的,以微生物为劳动者的发酵工业,为工,农,医等领域提供各种产品.

另外微生物也为人类带来巨大危害,如疫病的传播,并且引起疫病传播的新微生物种类总不断出现.

(二)生长繁殖快,代谢能力强

大肠杆菌(Escherichia coli)在适宜的条件下,每20分钟即繁殖一代,24小时即可繁殖72代,由一个菌细胞可繁殖到47×1022个,如果将这些新生菌体排列起来,可绕地球一周有余;

生理基础:因为微生物的代谢能力很强, 由于微生物个体微小,单位体积的表面积相对很大,有利于细胞内外的物质交换,细胞内的代谢反应较快.

极大的物质资源:正因为微生物具有生长快,代谢能力强的特点,才使得微生物能够成为发酵工业的产业大军,在工,农,医等战线上发挥巨大作用;

在物质转化中的作用:如果没有微生物,自古以来的动,植物尸体不能分解腐烂,早已是动,植物尸体堆积如山,布满全球.

(三)遗传稳定性差,容易发生变异

微生物个体微小,对外界环境很敏感,抗逆性较差,很容易受到各种不良外界环境的影响;另外,微生物的结构简单,缺乏免疫监控系统, 很容易变异.

微生物的遗传不稳定性,是相对高等生物而言的,实际上在自然条件下,微生物的自发突变频率为10-6左右.

微生物的遗传稳定性差,给微生物菌种保藏工作带来一定不便.

另一方面,正因为微生物的遗传稳定性差,其遗传的保守性低,使得微生物菌种培育相对容易得多.通过育种工作,可大幅度地提高菌种的生产性能,其产量性状提高幅度是高等动,植物所难以实现的.

4. 在海洋环境中,在微生物和其他自然条件作用下

1  在海洋生态系中的作用:海洋经历着剧烈的变动而又不断地保持着动态平衡,始终富有生命力和生产力,海洋微生物在其中起着重要的作用。当海洋生态系的动态平衡遭受某种破坏时,海洋微生物以其敏感的适应能力和极快的繁殖速度,迅速形成异常微生物区系,积极参与氧化、还原活动,调整和促进新动态平衡的形成和发展。

2  在海洋氮循环中的作用:海洋氮循环的基本途径与陆地相仿,至今尚未从海洋中直接分离得到根瘤菌,但通过定量PCR方法发现地中海腐殖泥中有大量放射型根瘤菌(Rhizobium radiobacter)。固氮菌可以从海洋中分离到,硝化细菌多集中分布于海洋沉积物中。在海水中,硝酸盐的含量随着靠近海底沉积物的距离而逐渐增加,因此硝化作用在大陆架和近岸海域较为明显,海洋中的硝酸盐主要是通过这一途径产生。反硝化作用在有机物来源丰富、溶解氧浓度低的内湾和河口海域较为强烈,反硝化细菌在一定条件下影响海洋中可利用状态的氮。

3  在海洋硫循环中的作用:某些异养细菌分解含硫蛋白类物质时产生硫化氢;在有机物丰富的浅海嫌气水域,硫酸盐还原细菌还原硫酸盐时,也产生大量硫化氢,污染大片海湾与滩涂。这些硫化氢可由各种硫细菌逐步氧化,最终形成硫酸盐。

4  在海洋磷循环中的作用:细菌分解海洋动植物残体,并释放出可供植物利用的无机态磷酸盐。磷也是海洋微生物繁殖和分解有机物过程所必需的因子。

5  在海洋食物链中的作用:海洋微生物多数是分解者,有一部分是生产者,因而具有双重性,参与海洋物质分解和转化的全过程。在嫌气条件下,有机物质分解的最终产物是甲烷和硫化氢等;在多氧条件下,有机物质的分解是不完全的。在海洋中,分解有机物的代表性菌群是随着被作用有机物的类别而不同的:分解有机含氮化合物者,分别有液化明胶、消化鱼蛋白、蛋白胨多肽、氨基酸、含硫蛋白以及分解尿素等细菌;分解碳水化合物者,分别有分解各种糖类、淀粉、纤维素、琼胶、褐藻酸以及甲壳素等细菌。另有降解烃类化合物以及利用芳香化合物(如酚等)的细菌。海洋微生物分解有机物质的终极产物,如氨、硝酸盐、磷酸盐以及二氧化碳等,都直接或间接地为海洋植物提供营养。

5. 海洋环境适应性

海洋微生物主要包括三大类,即原核微生物(如细菌)、真核微生物(如真菌、藻类和原虫)和无细胞生物(如病毒),它们在自然界分布广,种类多。凭借其代谢途径的多样性和遗传适应性,它们能够在许多极端环境中得以生存,并发挥重要的生态作用,不得不令人类对它们刮目相看。

6. 简述海洋极端微生物的环境适应机制有哪些

沸水能杀死大多数的微生物,但是不能杀死海洋中所有的微生物,有些海洋微生物能在沸水中繁

衍生息。比如嗜热菌在130℃的环境中,它也能维持生命,只是不能繁衍。其中最不怕热的要数超嗜热菌了,它们喜欢在80~120℃的环境中生活。

高温甚至是嗜热微生物生长的必要条件,例如一种生长在大洋中脊热液口壁上的古菌,它的最佳

生长温度是105℃,当温度低于90℃时,它就会停止生长。

7. 海洋微生物需要适应的条件

沸水能杀死大多数的微生物,但是不能杀死海洋中所有的微生物。  

首先,海洋微生物是指以海洋水体为正常栖居环境的一切微生物,包括单细胞藻类,细菌,真菌以及噬菌体等等,而传统意义上的沸水在100摄氏度,不同种微生物所能承受的极限温度是不同的,大约90%海洋环境的温度都在5℃以下,绝大多数海洋微生物的生长要求较低的温度,一般温度超过37℃就停止生长或死亡。但是也有多种生活在海底火山口的细菌可以承受数百摄氏度的高温,所以说沸水可以杀死绝大部分海洋微生物,但是不能杀死海洋中所有的微生物。  

8. 简述海洋生物适应海洋环境

1,小丑鱼

但凡养海水鱼的鱼友,大多都喜欢养几尾皮实好看的小丑鱼。体色鲜艳的小丑鱼同海葵是共生关系。因为脸上都有一条或两条白色条纹,好似京剧中的丑角,所以俗称“小丑鱼”。

小丑鱼新到家之后,前2-3天,可以不喂或者少喂,这是为了让它们先适应水质。不用担心它会被饿死,一条健康的海水鱼,通常1-2个月才会被饿死。

2,蓝吊名字的由来跟它体上的颜色有一定的联系,鱼体基本上是蓝色的,上半部分从胸鳍到尾柄都是黑色,不过胸鳍后面有一条长椭圆形的蓝斑。蓝吊大部分生活在有潮流经过的礁区水域中,它们通常是成群生活,适应环境后就很容易饲养。

3,黄金吊,又名黄高鳍刺尾鱼、黄三角、黄三角倒吊、三角倒吊,成鱼的头部及身体呈现出色调一致的鲜黄色,面孔还挂有着永远的“微笑”,漂亮又皮实,比较容易饲养。

4,蓝魔有着湛蓝色的鱼体,雌鱼全蓝,雄鱼尾巴有桔色,对水质要求不高,饲养起来很皮实,其自我保护能力也比较强,非常适合新手。一个缸里边养一对蓝魔是最佳的搭配,也是闯缸的必备生物。

9. 海洋生物如何适应环境

海洋(创伤)弧菌,是一种生存于近海、海湾的海水及海底沉积物中的细菌,适宜在温度大于20℃、盐度0.7%-1.6%的海水中生长。海鱼、牡蛎、螃蟹、贝类等海洋生物都有可能携带该细菌。

创伤弧菌感染人体,途径有两种:一是伤口感染。最常见的是渔民、牡蛎剥壳者在工作过程中受伤,海产品刺伤皮肤,被海水、海产品上的创伤弧菌感染。

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