微生物學(xué)基礎(chǔ)緒論

關(guān)于微生物學(xué)基礎(chǔ)緒論第一頁，共四十五頁，2022年，8月28日緒論微生物的概念及特點(diǎn)微生物學(xué)研究的內(nèi)容微生物學(xué)的發(fā)展微生物與人類參考書目及主要刊物第二頁，共四十五頁，2022年，8月28日一、微生物的概念與特點(diǎn)

(一)什么是微生物？微生物不是分類學(xué)上的專門名詞，是人們?nèi)庋鄄荒芸匆姷奈⑿∩锏目偡Q。包括原核微生物：細(xì)菌、古細(xì)菌、放線菌、藍(lán)細(xì)菌真核微生物：酵母菌、霉菌、單細(xì)胞藻類、原生動(dòng)物

非細(xì)胞型微生物：病毒、亞病毒第三頁，共四十五頁，2022年，8月28日

(二)微生物在生物分類中的地位二界系統(tǒng)：微生物發(fā)現(xiàn)之前，生物分為動(dòng)物界和植物界。三界系統(tǒng)：1866年Haeckel把生物分為動(dòng)物界、植物界和原生生物界五界系統(tǒng)：美國(guó)生物學(xué)家魏泰克(R.H.Whittaker)1969年根據(jù)細(xì)胞結(jié)構(gòu)及營(yíng)養(yǎng)吸收方式的不同提出。六界系統(tǒng)：五界系統(tǒng)中加上病毒界第四頁，共四十五頁，2022年，8月28日微生物研究對(duì)象包括真菌界（fungi）:酵母、霉菌原生生物界（protista）：原生動(dòng)物、單細(xì)胞藻類、粘菌原核生物界（procaryotae）病毒界（virus）三原界(域)系統(tǒng)：70年代以后，Woese提出古細(xì)菌的概念。后來提出真核生物、真細(xì)菌和古細(xì)菌三原界學(xué)說。目前較流行。第五頁，共四十五頁，2022年，8月28日（三）微生物與其它生物的共同點(diǎn)除病毒外，均由細(xì)胞組成基本化學(xué)組成相同，有蛋白質(zhì)、核酸和多糖等有新陳代謝等基本生理活動(dòng)有受基因控制的遺傳機(jī)制有繁殖能力第六頁，共四十五頁，2022年，8月28日（四）微生物的特點(diǎn)個(gè)體小、比表面大分布廣、種類多生長(zhǎng)繁殖快、轉(zhuǎn)化率高代謝類型多，生活方式多樣易變異、適應(yīng)性強(qiáng)第七頁，共四十五頁，2022年，8月28日1.個(gè)體小，比表面大

微生物的面積與體積的比值稱為比面值。球菌：面積=4πR2

體積=4/3πR3

面積/體積=4πR2/4/3πR3=3/R（R越小，比面值越大）

例如：一個(gè)球菌，若體積為1μm3

的話，用這樣的球菌堆成1cm3其總面積可達(dá)6m2，而一粒1cm3大小的豌豆，其總表面積僅6cm2。第八頁，共四十五頁，2022年，8月28日

微生物大小范圍細(xì)胞類型Viruses（病毒）0.01-0.25μmAcellularBacteria（細(xì)菌）0.1-10μmProkaryoteFungi（真菌）2μm->1mEukaryoteProtozoa（原生動(dòng)物）2-1000μmEukaryoteAlgae（藻類）1μm-數(shù)mmEukaryote微生物細(xì)胞的大小和類型第九頁，共四十五頁，2022年，8月28日第十頁，共四十五頁，2022年，8月28日德國(guó)科學(xué)家H.N.Schulz等1999年在納米比亞海岸的海底沉積物中發(fā)現(xiàn)的一種硫磺細(xì)菌（sulfurbacterium），其大小可達(dá)0.75mmThiomargaritanamibiensis---------“納米比亞硫磺珍珠”最大的細(xì)菌第十一頁，共四十五頁，2022年，8月28日2.分布廣分布：①土壤、②水域、③動(dòng)植物體內(nèi)、④極端環(huán)境、⑤食品。人跡可到之處，微生物的分布必然很多，而人跡不到的地方，也有大量的微生物存在！

數(shù)十公里的高空（最高離地85公里，須用火箭采樣）；

幾千米的地下；

強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、高熱的極端環(huán)境；

常年封凍的冰川；第十二頁，共四十五頁，2022年，8月28日種類多動(dòng)物：150萬種植物：50萬種微生物：已知10多萬種

病毒：4000多種原核生物：5000多種藻類： 23100種真菌： 47300種原生動(dòng)物：24000種第十三頁，共四十五頁，2022年，8月28日3.生長(zhǎng)繁殖快比面值大的微生物必然有一個(gè)大的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收面，一個(gè)大的代謝物的排泄面，所以小的微生物代謝旺盛，繁殖快。大腸桿菌一個(gè)細(xì)胞重約10–12

克，平均20分鐘繁殖一代。24小時(shí)后：4722366500萬億個(gè)后代，重量達(dá)到：4722噸48小時(shí)后：2.2×1043個(gè)后代，重量達(dá)到2.2×1025噸相當(dāng)于4000個(gè)地球的重量！第十四頁，共四十五頁，2022年，8月28日轉(zhuǎn)化率高如產(chǎn)朊假絲酵母合成蛋白質(zhì)的能力比大豆強(qiáng)100倍，比公牛強(qiáng)10萬倍。一頭500kg重的公牛每天可增加蛋白質(zhì)0.5kg，而500kg的酵母24h可合成50000kg的蛋白質(zhì)。第十五頁，共四十五頁，2022年，8月28日4.代謝類型多自養(yǎng)、異養(yǎng)、光能、化能……生活方式多樣互生、共生、寄生、腐生……第十六頁，共四十五頁，2022年，8月28日5.適應(yīng)強(qiáng)，抗逆性強(qiáng)微生物適應(yīng)性強(qiáng)是動(dòng)植物無法比擬的抗寒：有些微生物可以在―12℃~―30℃的低溫生長(zhǎng)；抗酸堿：細(xì)菌能耐受并生長(zhǎng)的pH范圍：pH0.5~13；耐滲透壓：蜜餞、腌制品，飽和鹽水（NaCl,32%)中都有微生物生長(zhǎng)；抗壓力：有些細(xì)菌可在1400個(gè)大氣壓下生長(zhǎng)；抗熱：有的細(xì)菌能在250℃的條件下生長(zhǎng)；自然界中細(xì)菌生長(zhǎng)的最高溫度可以達(dá)到121℃第十七頁，共四十五頁，2022年，8月28日易變異微生物由于個(gè)體小易受環(huán)境條件影響發(fā)生變異。變異有好的一面，如提高青霉素產(chǎn)生菌效價(jià)，變異也有壞的一面，如細(xì)菌產(chǎn)生抗藥性。第十八頁，共四十五頁，2022年，8月28日二、微生物學(xué)研究的內(nèi)容微生物學(xué)：研究微生物生命活動(dòng)規(guī)律及其應(yīng)用的科學(xué)。包括:微生物的形態(tài)、細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能（物質(zhì)、能量和信息的轉(zhuǎn)運(yùn)）。微生物的多樣性和進(jìn)化(diversityandevolution)。微生物的生態(tài)學(xué)（Ecology）規(guī)律，即微生物與環(huán)境、微生物之間、微生物與其他生物間的關(guān)系。微生物同人類的關(guān)系，發(fā)掘和利用有益微生物，改造或殺死有害微生物。第十九頁，共四十五頁，2022年，8月28日本課程的主要內(nèi)容微生物形態(tài)學(xué)：認(rèn)識(shí)主要微生物類群的個(gè)體形態(tài)、群體特征，包括繁殖方式。---第一章、第二章、第三章、第四章微生物生理學(xué)：微生物的營(yíng)養(yǎng)機(jī)制、物質(zhì)和能量代謝。---第五章、第六章

微生物遺傳學(xué):了解微生物遺傳信息傳遞過程的特殊性以及細(xì)菌基因重組的不同方式。---第七章微生物生態(tài)學(xué)：了解微生物在自然界元素循環(huán)中的作用、微生物在自然界的分布，與植物、動(dòng)物的相互關(guān)系。---第八章第二十頁，共四十五頁，2022年，8月28日三、微生物學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史史前期：人類對(duì)微生物的認(rèn)識(shí)和利用建立在生產(chǎn)-實(shí)踐的基礎(chǔ)上。初創(chuàng)期：呂文虎克(AntonyvanLeeuwenhock)

開創(chuàng)的微生物形態(tài)學(xué)階段。奠基期：巴斯德開創(chuàng)的微生物生理學(xué)階段。發(fā)展期：應(yīng)用微生物學(xué)和基礎(chǔ)微生物學(xué)?，F(xiàn)代微生物學(xué)階段：分子微生物學(xué)第二十一頁，共四十五頁，2022年，8月28日1、史前期4000年前埃及人已學(xué)會(huì)烘制面包和釀制果酒；2500年前發(fā)明釀醬、醋，用曲治消化道疾??；公元六世紀(jì)(北魏時(shí)期)賈思勰的巨著“齊民要術(shù)”；公元2世紀(jì)，張仲景：禁食病死獸類的肉和不清潔食物；公元前112年-212年間，華佗：“割腐肉以防傳染”；公元九世紀(jì)痘漿法、痘衣法預(yù)防天花；16世紀(jì)，古羅巴醫(yī)生G.Fracastoro：疾病是由肉眼看不見的生物(livingcreatures)引起的；1641年，明末醫(yī)生吳又可也提出“戾氣”學(xué)說；第二十二頁，共四十五頁，2022年，8月28日2、初創(chuàng)期AntonyvanLeeuwenhock(1632-1723)微生物的發(fā)現(xiàn)

Leeuwenhoek：呂文虎克，荷蘭人，微生物學(xué)的先驅(qū)。1676年，利用自制的顯微鏡首次觀察到了細(xì)菌。1590年荷蘭人詹森兄弟制作了第一臺(tái)顯微鏡。1664年英國(guó)人羅伯特.胡克用自制的顯微鏡并描述了霉菌的子實(shí)體結(jié)構(gòu)。第二十三頁，共四十五頁，2022年，8月28日羅伯特·胡克的顯微鏡

第二十四頁，共四十五頁，2022年，8月28日呂文虎克觀察到的微生物第二十五頁，共四十五頁，2022年，8月28日

1748年英國(guó)傳教士尼達(dá)姆（JohnNeedham）“微生物自生說”

法國(guó)路易斯·巴斯德（LouisPasteur）

德國(guó)科學(xué)家羅伯特·柯赫（RobertKoch）1865年李斯特外科消毒術(shù)

微生物學(xué)的基本技術(shù)已建立并完善：顯微術(shù)19世紀(jì)出現(xiàn)改良的顯微鏡----現(xiàn)代光學(xué)顯微鏡純培養(yǎng)技術(shù)、滅菌技術(shù)、革蘭氏染色法等3、奠基期---生理生化時(shí)期第二十六頁，共四十五頁，2022年，8月28日現(xiàn)代光學(xué)顯微鏡第二十七頁，共四十五頁，2022年，8月28日

巴斯德（Pasteur1822–1895）：法國(guó)化學(xué)家，微生物生理學(xué)奠基人。推翻“生命自然發(fā)生說”。證明只有活的微生物才是傳染病、發(fā)酵和腐敗的真正原因。LouisPasteurPasteur和自然發(fā)生說的終結(jié)第二十八頁，共四十五頁，2022年，8月28日LouisPasteur的貢獻(xiàn)

通過曲頸瓶實(shí)驗(yàn)徹底否定了自然發(fā)生說生理學(xué)證實(shí)發(fā)酵由微生物引起：證明酒精發(fā)酵由酵母菌引起。發(fā)明了巴氏消毒法（Pasteurization：62-63℃

/30分鐘或71℃

/15分鐘）。免疫學(xué)：

發(fā)明用接種減毒細(xì)菌來預(yù)防雞霍亂，發(fā)明疫苗，首次制成了狂犬疫苗。第二十九頁，共四十五頁，2022年，8月28日

柯赫（Koch）與Koch法則Koch,德國(guó)醫(yī)生，創(chuàng)立疾病的種質(zhì)學(xué)說，成為細(xì)菌學(xué)奠基人。1876年,證明炭疽桿菌引起炭疽病（anthrax）；1882年，發(fā)現(xiàn)結(jié)核桿菌，并因此獲諾貝爾獎(jiǎng)?？潞辗▌t（Koch’spostulates）:用于確定某種微生物是否是引起某種疾病的病原體的法則。發(fā)明了固體培養(yǎng)基，獲得微生物的純培養(yǎng)種質(zhì)學(xué)說（theGermTheoryofDisease）純培養(yǎng)（PureCulture）只有一種微生物組成的細(xì)胞群體。RobertKoch(1843-1910)第三十頁，共四十五頁，2022年，8月28日柯赫法則：病原微生物總在患傳染病的動(dòng)物中發(fā)現(xiàn)而不存在于健康的個(gè)體中。病原微生物可以離開動(dòng)物體，并被培養(yǎng)為純培養(yǎng)物。這種純培養(yǎng)物接種到敏感動(dòng)物體后，應(yīng)當(dāng)出現(xiàn)特有的病征。該微生物可從患病的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中重新分離出來，并可在實(shí)驗(yàn)室中再次培養(yǎng)，此后它仍與原始病原微生物相同。第三十一頁，共四十五頁，2022年，8月28日貝耶林克（Beijerinck）和

維諾格拉德斯基（Winogradsky）Winogradsky(1856-1953),俄國(guó)人Beijerinck(1851-1931),荷蘭人兩人均對(duì)土壤和水體微生物感興趣，被看作普通微生物學(xué)的奠基人。第三十二頁，共四十五頁，2022年，8月28日4、發(fā)展期：二十世紀(jì)初，對(duì)微生物生理、生化研究的開展和深入，微生物開始涉入農(nóng)業(yè)、工業(yè)和醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域，一系列分支學(xué)科開始出現(xiàn)：大體分為：基礎(chǔ)微生物學(xué)，應(yīng)用微生物學(xué)按生命活動(dòng)規(guī)律分：普通微生物學(xué)、微生物形態(tài)學(xué)、分類學(xué)、遺傳學(xué)、生理學(xué)……按應(yīng)用領(lǐng)域：工業(yè)微生物、農(nóng)業(yè)微生物、環(huán)境微生物……第三十三頁，共四十五頁，2022年，8月28日AlexanderFleming(1881-1955)1929年：AlexanderFleming(弗萊明)發(fā)現(xiàn)了青霉素；1944年：Waksman在土壤放線菌中找到鏈霉素。開始了抗生素研究的熱潮1953年,Watson-CrickDNA雙螺旋的發(fā)現(xiàn)開創(chuàng)了微生物分子生物學(xué)的發(fā)展時(shí)期。第三十四頁，共四十五頁，2022年，8月28日5、現(xiàn)代微生物學(xué)階段：

20世紀(jì)80年代以來，微生物學(xué)進(jìn)入分子研究水平。微生物成為生物技術(shù)和遺傳工程的主角。

分類學(xué)：三原界學(xué)說基因組學(xué)：細(xì)菌基因組測(cè)序細(xì)菌基因表達(dá)調(diào)控研究微生物與動(dòng)植物互作的分子機(jī)理研究…………第三十五頁，共四十五頁，2022年，8月28日

微生物學(xué)的未來

沿著分子微生物學(xué)領(lǐng)域繼續(xù)發(fā)展是一個(gè)重要方面。基因工程菌的構(gòu)建全面展開微生物基因組和后基因組的研究廣泛和深入地開展微生物多樣性的研究利用微生物治理環(huán)境微生物致病性和免疫機(jī)制的研究第三十六頁，共四十五頁，2022年，8月28日四、微生物與人類第三十七頁，共四十五頁，2022年，8月28日醫(yī)學(xué)微生物制藥抗生素疫苗等

工業(yè)上的貢獻(xiàn)食品工業(yè)與發(fā)酵、微生物冶金、生物降解等等

農(nóng)業(yè)與生物技術(shù)生物防治、生物肥料等微生物與環(huán)境保護(hù)在生態(tài)系統(tǒng)中的作用利用微生物改善環(huán)境

對(duì)生物學(xué)基礎(chǔ)研究的貢獻(xiàn)微生物繁殖快、價(jià)值低，沒有種族上的異議，是很好的實(shí)驗(yàn)材料模式菌株

危害開發(fā)和利用有益微生物，控制和殺死有害微生物。第三十八頁，共四十五頁，2022年，8月28日沈萍

1999.微生物學(xué)

高等教育出版社周德慶

2002.微生物學(xué)教程

第二版。高等教育出版社楊蘇聲周俊初

.2005微生物學(xué)，科學(xué)出版社

中文參考書目李阜棣

胡正嘉

.2000微生物學(xué)，

中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社

黃秀梨

.1998.微生物學(xué),

第五版,中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社

第三十九頁，共四十五頁，2022年，8月28日2．“Microbiology”，LansingM.Prescott,DonaldKlein,JohnHarley，McGraw-HillHigherEducation，2002及其中譯本（沈萍等，高等教育出版社，2003）英文參考書及多媒體輔助課件:3．"MicrobeZoo"CD-ROM,theMichiganStateUniversityBoardofTrustees,19981．"Brock'sBiologyofMicroorganism10TH"，MichaelT.MadiganJohnM.MartinkoJackParker，PrenticeHall，2002第四十頁，共四十五頁，2022年，8月28日微生物學(xué)國(guó)內(nèi)主要刊物中