1. 簡(jiǎn)述海洋極端微生物的環(huán)境適應(yīng)機(jī)制
體積小,、表面積大
微生物的大小以μm計(jì),但表面積大,必然有一個(gè)巨大的營(yíng)養(yǎng)吸收,代謝廢物排泄和環(huán)境信息接受面。這一特點(diǎn)也是微生物與一切大型生物相區(qū)別的關(guān)鍵所在,。
分布廣、種類多
分布區(qū)域廣,分布環(huán)境廣,。生理代謝種類繁多,代謝產(chǎn)物種類繁多,,代謝產(chǎn)物種類繁多,。更重要的是,微生物有多種生理代謝和代謝產(chǎn)物。微生物可以在其他有機(jī)體生存的任何環(huán)境中發(fā)現(xiàn),,而微生物也可以存在于其他有機(jī)體無法生存的極端環(huán)境中,。
吸收多、轉(zhuǎn)化快
這一特性為高速生長(zhǎng)繁殖和產(chǎn)生大量代謝物提供了充分的物質(zhì)基礎(chǔ),。
生長(zhǎng)旺,、繁殖快
生長(zhǎng)繁殖率極高,如大腸桿菌在20-30分鐘內(nèi)分裂一次,,如果連續(xù)分裂,,48小時(shí)內(nèi)2.2x1043個(gè)細(xì)菌數(shù)量增加,營(yíng)養(yǎng)消耗,、代謝積累和限制生長(zhǎng)速度,。這種特性可以在短時(shí)間內(nèi)將大量的基板轉(zhuǎn)化為有用的產(chǎn)品,縮短研究周期,。還有一些缺點(diǎn),,如疾病、糧食霉變,。
適應(yīng)強(qiáng),、易變異
極其靈活適應(yīng)性,對(duì)極端環(huán)境具有驚人的適應(yīng)力,,遺傳物質(zhì)易變異,。易受環(huán)境條件的影響。在紫外線輻射,、生物誘變劑和環(huán)境中的一些營(yíng)養(yǎng)因子的變化中,,微生物自覺地、強(qiáng)制性地改變其遺傳結(jié)構(gòu),,導(dǎo)致變異,。據(jù)統(tǒng)計(jì),在自然條件下,,微生物個(gè)體變異的概率是百萬分之一,。
2. 簡(jiǎn)述海洋極端微生物的環(huán)境適應(yīng)機(jī)制的特點(diǎn)
海洋中的微生物多數(shù)是分解者,但有一部分是生產(chǎn)者,,因而具有雙重的重要性,。實(shí)際上,微生物參與海洋物質(zhì)分解和轉(zhuǎn)化的全過程,。
海洋微生物分解有機(jī)物質(zhì)的終極產(chǎn)物如氨,、硝酸鹽、磷酸鹽以及二氧化碳等都直接或間接地為海洋植物提供主要營(yíng)養(yǎng),。微生物在海洋無機(jī)營(yíng)養(yǎng)再生過程中起著決定性的作用,。
由于海洋微生物富變異性,,故能參與降解各種海洋污染物或毒物,這有助于海水的自凈化和保持海洋生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定,。
3. 極端微生物適應(yīng)極端環(huán)境的原因
(一)種類繁多,分布廣泛
(二)生長(zhǎng)繁殖快,代謝能力強(qiáng)
(三)遺傳穩(wěn)定性差,容易發(fā)生變異
(一)種類繁多,分布廣泛
種類極其繁多——已發(fā)現(xiàn)的微生物達(dá)10萬種以上,新種不斷發(fā)現(xiàn).
分布非常廣泛——可以說微生物無處不有,無處不在.
極端環(huán)境:冰川,溫泉,火山口等極端環(huán)境;
土 壤:土壤是微生物的大本營(yíng),一克沃土中含菌量高達(dá)幾億甚至幾十億;
空 氣:空氣中也含有大量微生物,越是人員聚集的公共場(chǎng)所,微生物含量越高;
水:水中以江,湖,河,海中含量高,井水次之;
動(dòng)植物體表及某些內(nèi)部器官:如皮膚及消化道等.
微生物的多樣性已在全球范圍內(nèi)對(duì)人類產(chǎn)生巨大影響.
土壤中微生物的種類繁多,幾乎所有的微生物都能從土壤中分離篩選得到,要分離篩選某中微生物,多數(shù)情況都是從土壤采取樣品.
首先微生物為人類創(chuàng)造了巨大的物質(zhì)財(cái)富,目前所使用的抗生素藥物,絕大多數(shù)是微生物發(fā)酵產(chǎn)生的,以微生物為勞動(dòng)者的發(fā)酵工業(yè),為工,農(nóng),醫(yī)等領(lǐng)域提供各種產(chǎn)品.
另外微生物也為人類帶來巨大危害,如疫病的傳播,并且引起疫病傳播的新微生物種類總不斷出現(xiàn).
(二)生長(zhǎng)繁殖快,代謝能力強(qiáng)
大腸桿菌(Escherichia coli)在適宜的條件下,每20分鐘即繁殖一代,24小時(shí)即可繁殖72代,由一個(gè)菌細(xì)胞可繁殖到47×1022個(gè),如果將這些新生菌體排列起來,可繞地球一周有余;
生理基礎(chǔ):因?yàn)槲⑸锏拇x能力很強(qiáng), 由于微生物個(gè)體微小,單位體積的表面積相對(duì)很大,有利于細(xì)胞內(nèi)外的物質(zhì)交換,細(xì)胞內(nèi)的代謝反應(yīng)較快.
極大的物質(zhì)資源:正因?yàn)槲⑸锞哂猩L(zhǎng)快,代謝能力強(qiáng)的特點(diǎn),才使得微生物能夠成為發(fā)酵工業(yè)的產(chǎn)業(yè)大軍,在工,農(nóng),醫(yī)等戰(zhàn)線上發(fā)揮巨大作用;
在物質(zhì)轉(zhuǎn)化中的作用:如果沒有微生物,自古以來的動(dòng),植物尸體不能分解腐爛,早已是動(dòng),植物尸體堆積如山,布滿全球.
(三)遺傳穩(wěn)定性差,容易發(fā)生變異
微生物個(gè)體微小,對(duì)外界環(huán)境很敏感,抗逆性較差,很容易受到各種不良外界環(huán)境的影響;另外,微生物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,缺乏免疫監(jiān)控系統(tǒng), 很容易變異.
微生物的遺傳不穩(wěn)定性,是相對(duì)高等生物而言的,實(shí)際上在自然條件下,微生物的自發(fā)突變頻率為10-6左右.
微生物的遺傳穩(wěn)定性差,給微生物菌種保藏工作帶來一定不便.
另一方面,正因?yàn)槲⑸锏倪z傳穩(wěn)定性差,其遺傳的保守性低,使得微生物菌種培育相對(duì)容易得多.通過育種工作,可大幅度地提高菌種的生產(chǎn)性能,其產(chǎn)量性狀提高幅度是高等動(dòng),植物所難以實(shí)現(xiàn)的.
4. 在海洋環(huán)境中,在微生物和其他自然條件作用下
1 在海洋生態(tài)系中的作用:海洋經(jīng)歷著劇烈的變動(dòng)而又不斷地保持著動(dòng)態(tài)平衡,始終富有生命力和生產(chǎn)力,海洋微生物在其中起著重要的作用,。當(dāng)海洋生態(tài)系的動(dòng)態(tài)平衡遭受某種破壞時(shí),海洋微生物以其敏感的適應(yīng)能力和極快的繁殖速度,,迅速形成異常微生物區(qū)系,,積極參與氧化、還原活動(dòng),,調(diào)整和促進(jìn)新動(dòng)態(tài)平衡的形成和發(fā)展,。
2 在海洋氮循環(huán)中的作用:海洋氮循環(huán)的基本途徑與陸地相仿,至今尚未從海洋中直接分離得到根瘤菌,但通過定量PCR方法發(fā)現(xiàn)地中海腐殖泥中有大量放射型根瘤菌(Rhizobium radiobacter),。固氮菌可以從海洋中分離到,,硝化細(xì)菌多集中分布于海洋沉積物中。在海水中,,硝酸鹽的含量隨著靠近海底沉積物的距離而逐漸增加,,因此硝化作用在大陸架和近岸海域較為明顯,海洋中的硝酸鹽主要是通過這一途徑產(chǎn)生,。反硝化作用在有機(jī)物來源豐富,、溶解氧濃度低的內(nèi)灣和河口海域較為強(qiáng)烈,反硝化細(xì)菌在一定條件下影響海洋中可利用狀態(tài)的氮,。
3 在海洋硫循環(huán)中的作用:某些異養(yǎng)細(xì)菌分解含硫蛋白類物質(zhì)時(shí)產(chǎn)生硫化氫,;在有機(jī)物豐富的淺海嫌氣水域,硫酸鹽還原細(xì)菌還原硫酸鹽時(shí),,也產(chǎn)生大量硫化氫,,污染大片海灣與灘涂。這些硫化氫可由各種硫細(xì)菌逐步氧化,,最終形成硫酸鹽,。
4 在海洋磷循環(huán)中的作用:細(xì)菌分解海洋動(dòng)植物殘?bào)w,并釋放出可供植物利用的無機(jī)態(tài)磷酸鹽,。磷也是海洋微生物繁殖和分解有機(jī)物過程所必需的因子,。
5 在海洋食物鏈中的作用:海洋微生物多數(shù)是分解者,有一部分是生產(chǎn)者,,因而具有雙重性,,參與海洋物質(zhì)分解和轉(zhuǎn)化的全過程。在嫌氣條件下,,有機(jī)物質(zhì)分解的最終產(chǎn)物是甲烷和硫化氫等;在多氧條件下,有機(jī)物質(zhì)的分解是不完全的,。在海洋中,分解有機(jī)物的代表性菌群是隨著被作用有機(jī)物的類別而不同的:分解有機(jī)含氮化合物者,,分別有液化明膠,、消化魚蛋白、蛋白胨多肽,、氨基酸,、含硫蛋白以及分解尿素等細(xì)菌;分解碳水化合物者,,分別有分解各種糖類,、淀粉、纖維素,、瓊膠,、褐藻酸以及甲殼素等細(xì)菌。另有降解烴類化合物以及利用芳香化合物(如酚等)的細(xì)菌,。海洋微生物分解有機(jī)物質(zhì)的終極產(chǎn)物,,如氨、硝酸鹽,、磷酸鹽以及二氧化碳等,,都直接或間接地為海洋植物提供營(yíng)養(yǎng)。
5. 海洋環(huán)境適應(yīng)性
海洋微生物主要包括三大類,,即原核微生物(如細(xì)菌),、真核微生物(如真菌、藻類和原蟲)和無細(xì)胞生物(如病毒),,它們?cè)谧匀唤绶植紡V,,種類多。憑借其代謝途徑的多樣性和遺傳適應(yīng)性,,它們能夠在許多極端環(huán)境中得以生存,,并發(fā)揮重要的生態(tài)作用,不得不令人類對(duì)它們刮目相看,。
6. 簡(jiǎn)述海洋極端微生物的環(huán)境適應(yīng)機(jī)制有哪些
沸水能殺死大多數(shù)的微生物,,但是不能殺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,。比如嗜熱菌在130℃的環(huán)境中,,它也能維持生命,只是不能繁衍,。其中最不怕熱的要數(shù)超嗜熱菌了,,它們喜歡在80~120℃的環(huán)境中生活。
高溫甚至是嗜熱微生物生長(zhǎng)的必要條件,,例如一種生長(zhǎng)在大洋中脊熱液口壁上的古菌,,它的最佳
生長(zhǎng)溫度是105℃,當(dāng)溫度低于90℃時(shí),,它就會(huì)停止生長(zhǎng),。
7. 海洋微生物需要適應(yīng)的條件
沸水能殺死大多數(shù)的微生物,,但是不能殺死海洋中所有的微生物?! ?/p>
首先,,海洋微生物是指以海洋水體為正常棲居環(huán)境的一切微生物,包括單細(xì)胞藻類,,細(xì)菌,,真菌以及噬菌體等等,而傳統(tǒng)意義上的沸水在100攝氏度,,不同種微生物所能承受的極限溫度是不同的,,大約90%海洋環(huán)境的溫度都在5℃以下,絕大多數(shù)海洋微生物的生長(zhǎng)要求較低的溫度,一般溫度超過37℃就停止生長(zhǎng)或死亡,。但是也有多種生活在海底火山口的細(xì)菌可以承受數(shù)百攝氏度的高溫,,所以說沸水可以殺死絕大部分海洋微生物,但是不能殺死海洋中所有的微生物,?! ?/p>
8. 簡(jiǎn)述海洋生物適應(yīng)海洋環(huán)境
1,小丑魚
但凡養(yǎng)海水魚的魚友,,大多都喜歡養(yǎng)幾尾皮實(shí)好看的小丑魚,。體色鮮艷的小丑魚同海葵是共生關(guān)系,。因?yàn)槟樕隙加幸粭l或兩條白色條紋,,好似京劇中的丑角,所以俗稱“小丑魚”,。
小丑魚新到家之后,,前2-3天,可以不喂或者少喂,,這是為了讓它們先適應(yīng)水質(zhì),。不用擔(dān)心它會(huì)被餓死,一條健康的海水魚,,通常1-2個(gè)月才會(huì)被餓死,。
2,藍(lán)吊名字的由來跟它體上的顏色有一定的聯(lián)系,,魚體基本上是藍(lán)色的,,上半部分從胸鰭到尾柄都是黑色,不過胸鰭后面有一條長(zhǎng)橢圓形的藍(lán)斑,。藍(lán)吊大部分生活在有潮流經(jīng)過的礁區(qū)水域中,,它們通常是成群生活,適應(yīng)環(huán)境后就很容易飼養(yǎng),。
3,,黃金吊,,又名黃高鰭刺尾魚、黃三角,、黃三角倒吊,、三角倒吊,成魚的頭部及身體呈現(xiàn)出色調(diào)一致的鮮黃色,,面孔還掛有著永遠(yuǎn)的“微笑”,漂亮又皮實(shí),,比較容易飼養(yǎng),。
4,藍(lán)魔有著湛藍(lán)色的魚體,,雌魚全藍(lán),,雄魚尾巴有桔色,對(duì)水質(zhì)要求不高,,飼養(yǎng)起來很皮實(shí),,其自我保護(hù)能力也比較強(qiáng),非常適合新手,。一個(gè)缸里邊養(yǎng)一對(duì)藍(lán)魔是最佳的搭配,,也是闖缸的必備生物。
9. 海洋生物如何適應(yīng)環(huán)境
海洋(創(chuàng)傷)弧菌,,是一種生存于近海,、海灣的海水及海底沉積物中的細(xì)菌,適宜在溫度大于20℃,、鹽度0.7%-1.6%的海水中生長(zhǎng),。海魚、牡蠣,、螃蟹,、貝類等海洋生物都有可能攜帶該細(xì)菌。
創(chuàng)傷弧菌感染人體,,途徑有兩種:一是傷口感染,。最常見的是漁民、牡蠣剝殼者在工作過程中受傷,,海產(chǎn)品刺傷皮膚,,被海水、海產(chǎn)品上的創(chuàng)傷弧菌感染,。