第一講微生物學(xué)概論

微生物學(xué)教程（第3版）周德慶高等教育出版社講課：陽(yáng)飛單位：生化系（C-312）E-mail：kungfu124813@163.com課程考試及相關(guān)要求考試形式：閉卷考試期末成績(jī)：平時(shí)（30%）+考試（70%）平時(shí)成績(jī)（30）：缺課一次扣2分，無(wú)故曠課3次取消考試資格實(shí)驗(yàn)及實(shí)驗(yàn)報(bào)告缺一次扣3分作業(yè)缺一次扣2分主動(dòng)回答問題并且答案正確酌情加分教學(xué)內(nèi)容緒論微生物與人類第一章原核生物的形態(tài)、構(gòu)造和功能第二章真核生物的形態(tài)、構(gòu)造和功能第三章病毒和亞病毒第四章微生物的營(yíng)養(yǎng)和培養(yǎng)基第五章微生物的新陳代謝第六章微生物的生長(zhǎng)及其控制第七章微生物的遺傳和育種第八章微生物的生態(tài)第九章傳染與免疫（自學(xué)）第十章微生物的分類和鑒定習(xí)題講解形態(tài)結(jié)構(gòu)生理生化教學(xué)安排第一講微生物學(xué)概論（緒論、第十章、結(jié)束語(yǔ)）第二講微生物形態(tài)、構(gòu)造和功能（第一章、第二章）第三講病毒和亞病毒（第三章）第四講微生物的營(yíng)養(yǎng)和培養(yǎng)基（第四章）第五講微生物的新陳代謝（第五章）第六講微生物的生長(zhǎng)及其控制（第六章）第七講微生物的遺傳和育種（第七章）第八講微生物的生態(tài)（第八章）2013年任務(wù)2014年任務(wù)參考資料：周德慶.微生物學(xué)教程（第二版）.高等教育出版社,2002楊革.微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教程（第2版）.科學(xué)出版社，2010.S.Baker...[等]編著李明春,楊文博主譯,微生物學(xué)（第3版）,北京:科學(xué)出版社,2010.沈萍.微生物學(xué).高等教育出版社，2000.7.武漢、復(fù)旦大學(xué)生物系微生物學(xué)教研室合編.微生物學(xué).高等教育出版社,1987.Microbesandtheenvironment:perspectivesandchallenges/Shuang-JiangLiu,HaroldL.Drake(eds.)Beijing:SciencePress,c2008.期刊：微生物學(xué)報(bào)、微生物學(xué)通報(bào)、各大學(xué)自然科學(xué)版第一講微生物學(xué)概論教學(xué)目標(biāo)：了解微生物與人類的特殊關(guān)系以及在生物界的地位理解微生物學(xué)在生命科學(xué)發(fā)展中的重要作用和地位理解各大類微生物的分類系統(tǒng)綱要掌握微生物的特點(diǎn)、通用分類單元以及微生物鑒定方法教學(xué)重點(diǎn)：

微生物與人類的特殊關(guān)系、微生物特點(diǎn)、微生物學(xué)及其分類、微生物分類系統(tǒng)綱要、微生物通用分類單元、微生物鑒定方法教學(xué)難點(diǎn)：三域?qū)W說(shuō)、微生物既是人類的敵人，更是人類的朋友。第一講微生物學(xué)概論一、微生物的概念及其種類微生物（microorganism，microbe）：個(gè)體微小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的一類低等生物。

?。▊€(gè)體微?。┖?jiǎn)（結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單）低（進(jìn)化地位低）微生物μm級(jí)：光鏡下可見（細(xì)胞）nm級(jí)：電鏡下可見（細(xì)胞器、病毒）少數(shù)肉眼可見單細(xì)胞簡(jiǎn)單多細(xì)胞非細(xì)胞（即“分子生物”）原核類：三菌三體真核類：真菌、原生動(dòng)物、顯微藻類非細(xì)胞類：病毒、亞病毒

人體體表及體內(nèi)存在大量的微生物：皮膚表面：平均10萬(wàn)個(gè)細(xì)菌/平方厘米；口腔：細(xì)菌種類超過(guò)500種；腸道：微生物總量達(dá)100萬(wàn)億；糞便干重的1/3是細(xì)菌，每克糞便的細(xì)菌總數(shù)為：1000億個(gè)；二、微生物與人類的關(guān)系微生物無(wú)處不在，我們無(wú)時(shí)不生活在“微生物的海洋”中。土壤中細(xì)菌數(shù)億/g，土壤中的細(xì)菌總重量估計(jì)為10034×1012

噸；

每張紙幣帶細(xì)菌：900萬(wàn)個(gè)；

每個(gè)噴嚏的飛沫含4500-150000個(gè)細(xì)菌，重感冒患者為8500萬(wàn)；★微生物既是人類的敵人，更是人類的朋友！時(shí)時(shí)刻刻與微生物“共舞”

是禍？是福？

微生物是自然界物質(zhì)循環(huán)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)；微生物是人類的朋友！

體內(nèi)的正常菌群是人及動(dòng)物健康的基本保證；

幫助消化、提供必需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、組成生理屏障

微生物可以為我們提供很多有用的物質(zhì)；

有機(jī)酸、酶、各種藥物、疫苗、面包、奶酪、白酒、啤酒、醬油、泡菜、腐乳等

基因工程為代表的現(xiàn)代生物技術(shù)；少數(shù)微生物也是人類的敵人！鼠疫天花艾滋病梅毒瘋牛病流感!白疫（黑死?。ǚ谓Y(jié)核）……禽流感超級(jí)細(xì)菌※超級(jí)細(xì)菌：

指濫用抗生素而使得抗藥性越來(lái)越強(qiáng)的一類細(xì)菌。超級(jí)病菌主要指耐甲氧苯青霉素金黃色葡萄球菌MRSA，是皮膚細(xì)菌的一種。超級(jí)病菌含有超級(jí)抗藥基因“新德里金屬蛋白酶-1”(NDM-1)，使“超級(jí)病菌”可在同種甚至異種細(xì)菌之間

“輕松”復(fù)制。研究人員多在大腸桿菌和肺炎克雷伯氏菌等細(xì)菌內(nèi)發(fā)現(xiàn)NDM-1基因。含這種基因的細(xì)菌對(duì)幾乎所有抗生素具有耐藥力。印度、日本、美國(guó)、英國(guó)、加拿大、韓國(guó)等20多個(gè)國(guó)家及地區(qū)報(bào)告出現(xiàn)“超級(jí)病菌”。2010年，英國(guó)媒體爆出南亞發(fā)現(xiàn)新型超級(jí)病菌NDM-1，抗藥性極強(qiáng)可全球蔓延。癥狀：在人身上造成濃瘡和毒皰，甚至逐漸讓人的肌肉壞死。更可怕的是，抗生素藥物對(duì)它不起作用，病人會(huì)因?yàn)楦腥径鹂膳碌难装Y，高燒、痙攣、昏迷直到最后死亡。傳播途徑：（1）血傳播：如全血、血漿、血清或其它血制品通過(guò)注射傳播（2）胎源性傳播：如孕婦帶毒者通過(guò)產(chǎn)道對(duì)新生兒垂直傳播（3）醫(yī)源性傳播：如醫(yī)療器械、注射器、血液透析（4）性接觸傳播：性濫交、同性戀和異性戀（5）昆蟲叮咬傳播：在熱帶、亞熱帶的蚊蟲以及各種吸血昆蟲（6）生活密切接觸傳播：與病毒攜帶者長(zhǎng)期密切接觸，唾液、尿液、血液、膽汁及乳汁，均可污染器具、物品，經(jīng)破損皮膚、粘膜而傳播。應(yīng)對(duì)措施：合理規(guī)范使用抗菌藥物，尤其應(yīng)限制萬(wàn)古霉素的濫用以減少多重耐藥菌株注意個(gè)人衛(wèi)生，尤其是正確洗手，加強(qiáng)身體鍛煉，合理膳食，注意休息，提高機(jī)體的抵抗力對(duì)全體醫(yī)院職工進(jìn)行培訓(xùn)增強(qiáng)對(duì)耐藥菌的認(rèn)識(shí)，不必談“菌”色變，不必驚慌嚴(yán)格執(zhí)行無(wú)菌技術(shù)操作，加強(qiáng)消毒隔離，切斷傳播途徑減少或縮短侵入性裝置的應(yīng)用，如中心靜脈導(dǎo)管留置和導(dǎo)尿管插管發(fā)現(xiàn)耐萬(wàn)古霉素細(xì)菌感染患者，應(yīng)及時(shí)予以隔離，進(jìn)入病房時(shí)戴手套，防止細(xì)菌廣泛污染物品表面，接觸患者時(shí)應(yīng)穿隔離衣清除感染源，對(duì)耐藥菌株患者使用的醫(yī)療用品如聽診器、血壓器等消毒提高菌檢率，加強(qiáng)對(duì)耐藥菌的監(jiān)測(cè)，尤其對(duì)易感人群耐藥菌的監(jiān)測(cè)如果去醫(yī)院探視VRE感染的患者，應(yīng)聽從醫(yī)院有關(guān)人員的指導(dǎo)，做好消毒、隔離工作，避免因探視而感染此種疾病三、微生物的發(fā)現(xiàn)和微生物學(xué)的建立與發(fā)展8000年前我國(guó)就出現(xiàn)了曲蘗釀酒；4000年前埃及人已學(xué)會(huì)烘制面包和釀制果酒；3000年前我國(guó)用長(zhǎng)霉的豆腐治療皮膚上的瘡、癰疾??；2500年前發(fā)明釀醬、醋，用曲治消化道疾??；公元6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”（一）微生物的發(fā)現(xiàn)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提出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(shuō)；16世紀(jì)明朝偉大的醫(yī)藥學(xué)家李時(shí)珍《本草綱目》中記載了“神曲”和“紅曲”治療瘡、癰、濕熱泄等疾??；討論：微生物難以發(fā)現(xiàn)的原因？個(gè)體微小外貌不顯雜居混生因果難聯(lián)安東尼.列文虎克羅伯特.科赫路易.巴斯德荷蘭人列文虎克（Antonyvanleeuwenhoek）1676年，采用放大透鏡首次觀察到了細(xì)菌和原生動(dòng)物。1677年首次描述了昆蟲、狗和人的精子。1684年他準(zhǔn)確地描述了紅細(xì)胞，證明馬爾皮基推測(cè)的毛細(xì)血管呈真實(shí)存在的。1702年他在細(xì)心觀察了輪蟲以后，指出在所有露天積水中都可以找到微生物。追蹤觀察了許多低等動(dòng)物和昆蟲的生活史，證明它們都自卵孵出并經(jīng)歷了幼蟲等階段。

他沒有上過(guò)大學(xué)，是一個(gè)只會(huì)荷蘭語(yǔ)的小商人，但卻在1680年被選為英國(guó)皇家學(xué)會(huì)的會(huì)員。微生物學(xué)的先驅(qū)（二）微生物學(xué)的奠基法國(guó)人巴斯德（LouisPasteur）（1822～1895）德國(guó)人柯赫（RobertKoch）（1843～1910）微生物學(xué)的奠基人細(xì)菌學(xué)的奠基人微生物學(xué)的奠基1、巴斯德（LouisPasteur）（1822～1895）(1)發(fā)現(xiàn)并證實(shí)發(fā)酵是由微生物引起的；(2)徹底否定了“自然發(fā)生”學(xué)說(shuō)；化學(xué)家出生的巴斯德涉足微生物學(xué)是為了治療“酒病”和“蠶病”著名的曲頸瓶試驗(yàn)無(wú)可辯駁地證實(shí)，空氣內(nèi)確實(shí)含有微生物，是它們引起有機(jī)質(zhì)的腐敗。(3)免疫學(xué)——預(yù)防接種首次制成狂犬疫苗(4)其他貢獻(xiàn)巴斯德消毒法：60～65℃作短時(shí)間加熱處理，殺死有害微生物微生物學(xué)的奠基2、柯赫（RobertKoch）（1843～1910）a）細(xì)菌純培養(yǎng)方法的建立土豆切面→營(yíng)養(yǎng)明膠→營(yíng)養(yǎng)瓊脂（平皿）（1）微生物學(xué)基本操作技術(shù)方面的貢獻(xiàn)b）設(shè)計(jì)了各種培養(yǎng)基，實(shí)現(xiàn)了在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)對(duì)各種微生物的培養(yǎng)c）流動(dòng)蒸汽滅菌d）染色觀察和顯微攝影柯赫（2）對(duì)病原細(xì)菌的研究作出了突出的貢獻(xiàn)：a）具體證實(shí)了炭疽桿菌是炭疽病的病原菌；b）發(fā)現(xiàn)了肺結(jié)核病的病原菌；（1905年獲諾貝爾獎(jiǎng)）c）證明某種微生物是否為某種疾病病原體的基本原則

——著名的柯赫原則1、在每一相同病例中都出現(xiàn)這種微生物；2、要從寄主分離出這樣的微生物并在培養(yǎng)基中培養(yǎng)出來(lái)；3、用這種微生物的純培養(yǎng)接種健康而敏感的寄主，同樣的疾病會(huì)重復(fù)發(fā)生；4、從試驗(yàn)發(fā)病的寄主中能再度分離培養(yǎng)出這種微生物來(lái)。（三）微生物學(xué)發(fā)展過(guò)程中的重大事件微生物的發(fā)現(xiàn)和微生物學(xué)的建立與發(fā)展1890VonBehring制備抗毒素治療白喉和破傷風(fēng)；1892Ivanovsky提供煙草花葉病毒是由病毒引起的證據(jù)；1928Griffith發(fā)現(xiàn)細(xì)菌轉(zhuǎn)化；1929Fleming發(fā)現(xiàn)青霉素；1944Avery等證實(shí)轉(zhuǎn)化過(guò)程中DNA是遺傳信息的載體；1953Watson和Crick提出DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)；1970～1972Arber、Smith和Nathans發(fā)現(xiàn)并提純了

DNA限制性內(nèi)切酶對(duì)其機(jī)理的研究導(dǎo)致DNA是遺傳物質(zhì)的確證；外源遺傳物質(zhì)導(dǎo)入各種細(xì)胞的基因重組技術(shù)的建立；微生物學(xué)發(fā)展過(guò)程中的重大事件1977Woese提出古生菌是不同于細(xì)菌和真核生物的特殊類群

Sanger首次對(duì)f×174噬菌體DNA進(jìn)行了全序列分析；1982～1983Prusiner發(fā)現(xiàn)朊病毒(prion)；1983～1984Mullis建立PCR技術(shù)；1995第一個(gè)獨(dú)立生活的細(xì)菌(流感嗜血桿菌)全基團(tuán)組序列測(cè)定完成；1996第一個(gè)自養(yǎng)生活的古生菌基因組測(cè)定完成；1997第一個(gè)真核生物(啤酒酵母)基因組測(cè)序完成；（四）20世紀(jì)的微生物學(xué)微生物的發(fā)現(xiàn)和微生物學(xué)的建立與發(fā)展十九世紀(jì)末到二十世紀(jì)中期：微生物學(xué)：鑒定病原菌、研究免疫學(xué)及其在預(yù)防疾病中的作用、尋找化學(xué)治療藥物、分析微生物的化學(xué)活性。普通生物學(xué)：細(xì)胞的構(gòu)造及其在繁殖和發(fā)展中的作用、植物和動(dòng)物的遺傳和進(jìn)化的機(jī)制。微生物的發(fā)現(xiàn)和微生物學(xué)的建立與發(fā)展

20世紀(jì)40年代后，微生物自身的特點(diǎn)使其成為生物學(xué)研究的“明星”，微生物學(xué)很快與生物學(xué)主流匯合，并被推到了整個(gè)生命科學(xué)發(fā)展的前沿，獲得了迅速的發(fā)展，在生命科學(xué)的發(fā)展中作出了巨大的貢獻(xiàn)。微生物學(xué)與生物學(xué)發(fā)展的主流匯合、交叉，獲得了全面、深入的發(fā)展。微生物學(xué)（Microbiology）定義：

是一門在細(xì)胞、分子或群體水平上研究微生物的形態(tài)、生理代謝、遺傳變異、生態(tài)分布和分類進(jìn)化等生命活動(dòng)基本規(guī)律，并將其應(yīng)用于工業(yè)發(fā)酵、醫(yī)藥衛(wèi)生、生物工程和環(huán)境保護(hù)等實(shí)踐領(lǐng)域的科學(xué)，其根本任務(wù)是發(fā)掘、利用、改善和保護(hù)有益微生物，控制、消滅或改造有害微生物，為人類社會(huì)的進(jìn)步服務(wù)?！镂⑸飳W(xué)的分類按研究微生物的基本生命活動(dòng)規(guī)律分按微生物應(yīng)用領(lǐng)域分按研究微生物對(duì)象分按微生物所處的生態(tài)環(huán)境分按學(xué)科的交叉、融合分按實(shí)驗(yàn)方法、技術(shù)分微生物分類學(xué)、生理學(xué)、遺傳學(xué)、生態(tài)學(xué)、分子微生物學(xué)工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)、藥用、診斷、食品微生物學(xué)、抗生素學(xué)細(xì)菌學(xué)、真菌學(xué)、病毒學(xué)、原核生物學(xué)、自養(yǎng)菌生物學(xué)、厭氧菌生物學(xué)土壤生物學(xué)、海洋生物學(xué)、環(huán)境微生物學(xué)、水微生物學(xué)、宇宙微生物學(xué)化學(xué)微生物學(xué)、分析微生物學(xué)、微生物信息學(xué)、微生物數(shù)值分類學(xué)實(shí)驗(yàn)微生物學(xué)、微生物研究方法Jacob等通過(guò)研究大腸桿菌誘導(dǎo)酶的形成機(jī)制而提出操縱子學(xué)說(shuō)，闡明了基因表達(dá)調(diào)控的機(jī)制，為分子生物學(xué)的形成奠定了基礎(chǔ)。60年代Nirenberg等人通過(guò)研究大腸桿菌無(wú)細(xì)胞蛋白質(zhì)合成體系及多聚尿苷酶，發(fā)現(xiàn)了苯丙氨酸的遺傳密碼，繼而完成了全部密碼的破譯，為人類從分子水平上研究生命現(xiàn)象開辟了新的途徑?！皵嗔鸦颉?、“跳躍基因”、“重疊基因”的發(fā)現(xiàn)，以及基因結(jié)構(gòu)的精細(xì)分析、基因組測(cè)序等。1941年Beadle和Tatum用粗糙脈胞霉進(jìn)行的突變實(shí)驗(yàn)使基因和酶的關(guān)系得以闡明，并提出了“一個(gè)基因一個(gè)酶”的假說(shuō)。微生物的發(fā)現(xiàn)和微生物學(xué)的建立與發(fā)展（五）微生物學(xué)在生命科學(xué)發(fā)展中的重要地位1．微生物是生物學(xué)基本理論研究中的理想實(shí)驗(yàn)對(duì)象，對(duì)微生物

的研究促進(jìn)許多重大生物學(xué)理論問題的突破

基因和酶關(guān)系的闡明及“一個(gè)基因一個(gè)酶”的假說(shuō)；

遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)的闡明

基因概念的發(fā)展

遺傳密碼的破譯

基因表達(dá)調(diào)控機(jī)制的研究

生物大分子合成的中心法則；DNA→RNA→蛋白質(zhì)微生物學(xué)在生命科學(xué)發(fā)展中的重要地位2．對(duì)生命科學(xué)研究技術(shù)的貢獻(xiàn)細(xì)胞的人工培養(yǎng)突變體篩選DNA重組技術(shù)和遺傳工程3．微生物與“人類基因組計(jì)劃”作為模式生物基因與基因組的功能研究的重要工具基因水平轉(zhuǎn)移---細(xì)菌DNA的主動(dòng)分泌與攝取聰明的黏菌

生命起源的研究；微生物的發(fā)現(xiàn)和微生物學(xué)的建立與發(fā)展（六）21世紀(jì)微生物學(xué)展望1．微生物自身的特點(diǎn)（共性和特性）將會(huì)更加受到關(guān)注和利用

以微生物為研究材料繼續(xù)對(duì)一些基本生命現(xiàn)象進(jìn)行研究；

生物進(jìn)化方面的研究；在微生物基因組上進(jìn)行的考古

性別分化的意義；

生物智慧的發(fā)展；

微生物產(chǎn)業(yè)的開發(fā)；

重要致病菌的特點(diǎn)及其防治；

極端環(huán)境的微生物的研究；共性：微生物具有其他生物共有的基本生物學(xué)特性：生長(zhǎng)、繁殖、代謝、共用一套遺傳密碼等，甚至其基因組上含有與高等生物同源的基因，充分反映了生物高度的統(tǒng)一性。特性：微生物具有其它生物不具備的生物學(xué)特性，例如可在其他生物無(wú)法生存的極端環(huán)境下生存和繁殖，具有其他生物不具備的代謝途徑和功能，反映了微生物極其豐富的多樣性。微生物自身特性的進(jìn)一步開發(fā)、利用，例如降解性塑料，分解纖維素、生產(chǎn)單細(xì)胞蛋白等。借助（利用）微生物特點(diǎn)的基因工程產(chǎn)業(yè)，利用微生物生產(chǎn)原本它們不能生產(chǎn)的藥物、疫苗等。

微生物具備生命現(xiàn)象的特性和共性，將是21世紀(jì)進(jìn)一步解決生物學(xué)重大理論問題（如生命起源與進(jìn)化，物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律等）和實(shí)際應(yīng)用問題（如新的微生物資源的開發(fā)利用，能源、糧食等的最理想的材料）。21世紀(jì)微生物學(xué)展望2．與其他學(xué)科實(shí)現(xiàn)更廣泛的交叉，獲得新的發(fā)展學(xué)科交叉永遠(yuǎn)是科學(xué)創(chuàng)新的源泉！

微生物基因組的序列測(cè)定和分析；

微量熱技術(shù)對(duì)生命過(guò)程的研究；

微生物的快速檢定；

計(jì)算機(jī)技術(shù)與微生物學(xué)的結(jié)合；四、微生物的特點(diǎn)體積小、面積大；吸收多、轉(zhuǎn)化快；生長(zhǎng)旺、繁殖快；適應(yīng)強(qiáng)、易變異；種類多、分布廣。（1）個(gè)體小、面積大:測(cè)量單位：微米或鈉米桿菌的平均長(zhǎng)度：2微米；

1500個(gè)桿菌首尾相連=一粒芝麻的長(zhǎng)度；

10-100億個(gè)細(xì)菌加起來(lái)重量=1毫克面積/體積比：人=1，大腸桿菌=30萬(wàn)比表面積大特別有利于它們和周圍環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)、能量、信息的交換。微生物的其它很多屬性都和這一特點(diǎn)密切相關(guān)?；鹦请E石中發(fā)現(xiàn)的細(xì)菌化石（直徑10nm）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)0.75mm，Thiomargaritanamibiensis----納米比亞嗜硫菌珠”微生物獲取營(yíng)養(yǎng)的方式多種多樣，其食譜之廣是動(dòng)植物完全無(wú)法相比的！纖維素、木質(zhì)素、幾丁質(zhì)、角蛋白、石油、甲醇、甲烷、天然氣、塑料、酚類、氰化物、各種有機(jī)物均可被微生物作為糧食?。?）吸收多、轉(zhuǎn)化快（3）生長(zhǎng)旺、繁殖快24小時(shí)后：4722366500萬(wàn)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！大腸桿菌一個(gè)細(xì)胞重約10–12

克，平均20分鐘繁殖一代一頭500kg的食用公牛，24小時(shí)生產(chǎn)0.5kg蛋白質(zhì),而同樣重量的酵母菌，以質(zhì)量較次的糖液（如糖蜜）和氨水為原料，24小時(shí)可以生產(chǎn)50000kg優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)。（4）適應(yīng)強(qiáng)、易變異個(gè)體小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)且多與外界環(huán)境直接接觸繁殖快、數(shù)量多

短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生大量的變異后代突變率：10-5~10-10證實(shí)：青霉素的生產(chǎn)：20單位/ml（1943）10000單位/ml青霉素的用量：最高：10萬(wàn)單位/天（40年代）數(shù)百萬(wàn)-千萬(wàn)單位/次細(xì)菌抗藥性的產(chǎn)生：（5）種類多、分布廣很多細(xì)菌都可以非常方便地進(jìn)行人工培養(yǎng)！在自然界中（土壤、水體、空氣，動(dòng)植物體內(nèi)和體表）都生存有大量的微生物！種類多——微生物的多樣性：

（microbiodiversity）物種的多樣性生理代謝類型的多樣性代謝產(chǎn)物種類的多樣性遺傳基因的多樣性生態(tài)類型的多樣性一般認(rèn)為目前為人類所發(fā)現(xiàn)的生物約200萬(wàn)種,目前估計(jì)微生物總數(shù)約在50萬(wàn)~600萬(wàn)種，但1995年統(tǒng)計(jì)記載過(guò)的僅約20萬(wàn)種。五、微生物的分類和鑒定微生物分類學(xué)：按微生物的親緣關(guān)系和進(jìn)化規(guī)律把它們安排成條理清楚的各種分類單元或分類群的科學(xué)。任務(wù)：分類（classification）

鑒定（identification）

命名（nomenclature）1、通用分類單元（taxon，taxa/category）種以上的系統(tǒng)分類單元界Kingdom門Phylum（或Division）——亞門綱Class——亞綱

——超目 目Order——亞目 科Family——亞科

——族

——亞族 屬Genus

種Species各級(jí)分類單元詞尾種（species）的概念定義：

種是一個(gè)基本分類單位，是一大群表型特征高度相似、親緣關(guān)系極其接近與同屬內(nèi)其他種有明顯差異的菌株的總稱。在微生物中，一個(gè)種只能用該種內(nèi)的一個(gè)典型菌株（typestrain）作為具體標(biāo)本，它就是該種的模式種（

typespecies）或模式活標(biāo)本。新種：

sp.nov.或nov.sp.，新被鑒定的種發(fā)表時(shí)應(yīng)在其學(xué)名后標(biāo)上sp.nov.的符號(hào)，新種發(fā)表前應(yīng)將其模式菌株的培養(yǎng)物存放在一個(gè)永久性的保藏機(jī)構(gòu)，并應(yīng)允許人們從中取得。（2001年）（2001年）（2001年）2、微生物的俗名

(commonname，vernacularname)具有大眾化和簡(jiǎn)明等優(yōu)點(diǎn)，但往往涵義不夠確切，易于重復(fù)，尤其不便于國(guó)際間的學(xué)術(shù)交流。大腸桿菌——大腸埃希氏桿菌枯草桿菌——枯草芽孢桿菌結(jié)核桿菌——結(jié)核分枝桿菌紅色面包霉——粗糙脈孢菌3、微生物的學(xué)名★學(xué)名(scientificname)是微生物的科學(xué)名稱，它是按照有關(guān)微生物分類國(guó)際委員會(huì)擬定的法則命名的。學(xué)名由拉丁詞或拉丁化的外來(lái)詞組成。學(xué)名的命名有雙名法和三名法兩種。①雙名法(binominalnomenclature)：屬名：拉丁文名詞或用作名詞的形容詞，單數(shù)，首字母大寫，表示微生物的主要特征，由微生物構(gòu)造、形狀或由科學(xué)家命名。種名：拉丁文形容詞，字首小寫，為微生物次要特征,如微生物色素、形狀、來(lái)源或科學(xué)家姓名等。排斜體字排正體字（可省略）學(xué)名=屬名+種名+（首次定名人）+現(xiàn)定名人+定名年份例1：大腸埃希氏菌（簡(jiǎn)稱“大腸桿菌”）

Escherichiacoli

（Migula）CastellanietChalmers1919例2：金黃色葡萄球菌

Staphylococcusaureus

Rosenbach1884例3：枯草芽孢桿菌（簡(jiǎn)稱“枯草桿菌”）

Bacillussubtilis

（Ehrenberg）Cohn1872例4：結(jié)核分枝桿菌：

Mycobacteriumtuberculosis（Zopf）LehmannetNewmann1896例5：兩歧雙歧桿菌：

Bifidobacteriumbifidum（Tissier）Orla-Jensen1924◆當(dāng)泛指某一屬微生物，而不特指該屬中某一種（或未定種名）時(shí)可在屬名后加sp.或ssp.（分別代表species

縮寫單數(shù)和復(fù)數(shù)形式）例如：Saccharomycessp.表示酵母菌屬中的一個(gè)種。◆菌株名稱——在種名后面自行加上數(shù)字、地名或符號(hào)等，如：Bacillussubtilis

AS1.389AS=AcademiaSinica

Bacillussubtilis

BF7658BF=北紡

Clostridiumacetobutylicum

ATCC824

丙酮丁醇梭菌◆當(dāng)文章中前面已出現(xiàn)過(guò)某學(xué)名時(shí)，后面的可將其屬名縮寫成1~3個(gè)字母。如：Escherichiacoli可縮寫成E.coliStaphylococcusaureus可縮寫成S.aureus②三名法（trinominalnomenclature）用于對(duì)亞種（subspecies，簡(jiǎn)稱“subsp”）或變種（variety，簡(jiǎn)稱“var”）的命名。

例1：蘇云金芽孢桿菌臘螟亞種

Bacillusthuringiensis

subsp.

Galleria例2：釀酒酵母橢圓變種：

Saccharomycescerevisiae（var）ellipsoideus例3：脆弱擬桿菌卵形亞種：

Bacteroidesfragilis（subsp）ovatus學(xué)名=屬名+種名+符號(hào)subsp或var+亞種或變種的加詞排斜體字排正體字（可省略）排斜體字（不可省略）★熟記一些基本的微生物學(xué)名或?qū)倜?P355-356)4、亞種以下的分類單元亞種（subspeciers，subsp，ssp.）：種的進(jìn)一步細(xì)分，一般指其某一民而穩(wěn)定的特征與模式中不同的種常在種名、署名的加詞后寫上subsp.然后再寫具體亞種的加詞；變種（variety）：容易引起混亂；型（form）：使用中用型作為后綴表示細(xì)菌菌株現(xiàn)已作廢；類群（group）：沒有分類地位非正式地指定一組具有某些共同性狀的生物；菌株（strain）：表示任何由一個(gè)獨(dú)立分離的單細(xì)胞繁殖而成的純種群體及其一切后代；實(shí)際上是一個(gè)微生物達(dá)到純遺傳性標(biāo)志。小種（race）：涵義較亂，在不同分支學(xué)科中由不同涵義；相（phase）：自然界存在的微生物交互變異的一定階段；態(tài)（state）：通常指微生物的菌落變異狀態(tài)。5、微生物在自然界的地位二界系統(tǒng)三界系統(tǒng)四界系統(tǒng)五界系統(tǒng)六界系統(tǒng)三域?qū)W說(shuō)生物的界級(jí)分類學(xué)說(shuō)是在認(rèn)識(shí)發(fā)展過(guò)程中存在的對(duì)生物分類的不同階段的不同觀點(diǎn)。植物界與動(dòng)物界植物界、動(dòng)物界、原生生物界植物界、動(dòng)物界、原始生物界、菌界植物界、動(dòng)物界、原生生物界、真菌界、原核生物界植物界、動(dòng)物界、原生生物界、真菌界、真細(xì)菌界、古細(xì)菌界細(xì)菌域、古生菌域、真核生物域

?三域?qū)W說(shuō)6、各大類微生物的分類系統(tǒng)綱要原核生物分類系統(tǒng)綱要—伯杰氏系統(tǒng)細(xì)菌學(xué)手冊(cè)真菌界分類系統(tǒng)——Ainsworth綱要P335-342P342-3447、微生物的鑒定主要步驟：純化獲得微生物純培養(yǎng)物測(cè)定一系列必要的鑒定指標(biāo)查找權(quán)威性的菌種鑒定手冊(cè)形態(tài)生理生化生態(tài)特性生活史、有性生殖情況血清反應(yīng)對(duì)噬菌體的敏感性其它鑒定技術(shù)的水平：細(xì)胞的形態(tài)和習(xí)性：形態(tài)特征、運(yùn)動(dòng)性、酶反應(yīng)、營(yíng)養(yǎng)要求、生長(zhǎng)條件代謝特性、致病性、抗原性和生態(tài)學(xué)特性等；細(xì)胞組分水平：細(xì)胞壁成分、氨基酸庫(kù)、脂類、醌類、光合色素等，借助紅外光譜氣相色譜、高效液相色譜和質(zhì)譜分析；蛋白質(zhì)水平：氨基酸序列分析、凝膠電泳、免疫標(biāo)記、血清學(xué)反應(yīng)等；基因或DNA水平：（G+C）mol%、核酸分子雜交、轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)導(dǎo)、16S或18SrRNA寡核苷酸族分分析、DNA或RNA核苷酸序列分析等。數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)或計(jì)算生物學(xué)水平鑒定技術(shù)：API細(xì)菌數(shù)值鑒定系統(tǒng)“Enterotube”系統(tǒng)“Biolog”全自動(dòng)和手動(dòng)細(xì)菌鑒定系統(tǒng)生物芯片法免疫傳感器法激光散射儀法★數(shù)值分類法（numericaltaxonomy）即統(tǒng)計(jì)分類法，在200年前M.Adanson（1727~1806，法國(guó)植物學(xué)家）發(fā)表的分類原理基礎(chǔ)上結(jié)合現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展而來(lái)的。主要觀點(diǎn)：數(shù)值分類學(xué)是以表象相似性為基礎(chǔ)的，分類學(xué)應(yīng)作為一門經(jīng)驗(yàn)科學(xué)來(lái)看待和實(shí)踐；在一個(gè)分類群中，其所含信息量越大，即分類所依據(jù)的性狀越多，其分類效果也越好；順序建立自然分類單元時(shí)，每個(gè)性狀都是等權(quán)的；任何兩分類實(shí)體間的整體相似性，都是由每一對(duì)的相似性計(jì)算而來(lái)的，能夠由類群間相似性的差異識(shí)別不同的分類實(shí)體；如果給予有關(guān)進(jìn)化途徑和機(jī)制的某些假定，可以從組群的分類學(xué)結(jié)構(gòu)或從性狀相關(guān)上作出種系發(fā)生的推論?！飻?shù)值分類的基本步驟：計(jì)算兩菌株間的相似系數(shù)

Ssm= SJ=列出相似度矩陣將矩陣圖轉(zhuǎn)換成樹狀圖a+da+b+c+daa+b+c注：a—兩菌株均呈正反應(yīng)的性狀數(shù)b—甲呈正反應(yīng)而乙呈負(fù)反應(yīng)的性狀數(shù)c—甲呈負(fù)反應(yīng)而乙呈正反應(yīng)的性狀數(shù)d—兩菌株均呈負(fù)反應(yīng)的性狀數(shù)思考題名詞解釋：微生物、微生物學(xué)、學(xué)名、菌株P(guān)11-12

：8、9、12抗（逆）性強(qiáng)：抗熱：有的細(xì)菌能在265個(gè)大氣壓，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113℃

；有些細(xì)菌的芽孢，需加熱煮沸8小時(shí)才被殺死；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)；一、生物農(nóng)藥“Bt”細(xì)菌殺蟲劑作用機(jī)制及應(yīng)用研究在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，人們?cè)谔镩g經(jīng)常噴灑化學(xué)農(nóng)藥以防治作物病蟲害的發(fā)生，由于某些農(nóng)藥及其代謝物的理化性質(zhì)穩(wěn)定，在土壤中的積累而引起了環(huán)境污染問題。土壤環(huán)境是受農(nóng)藥污染重要場(chǎng)所。農(nóng)藥在土壤中長(zhǎng)期殘留累積的結(jié)果，致使農(nóng)作物及畜產(chǎn)品中出現(xiàn)微量的殘留農(nóng)藥，污染了食品，危害人類的人體健康。為了避免化學(xué)殺蟲劑的毒性作用，研制“Bt”細(xì)菌殺蟲劑，對(duì)人畜安全、對(duì)蟲害天敵和植物無(wú)害，有利于環(huán)境保護(hù)。根據(jù)你所掌握的知識(shí)分析“Bt”細(xì)菌殺蟲劑的作用機(jī)制及應(yīng)用情況。完成者學(xué)號(hào)尾數(shù)：01、08、15、23、33、39二、恒天然濃縮乳清蛋白產(chǎn)品污染事件的深層思考2008年發(fā)生的“三鹿奶粉”事件讓人們對(duì)所謂的“名牌”平添了不少憂慮?！盁o(wú)獨(dú)有偶”，五年之后的2013年“肉毒桿菌”溜進(jìn)奶粉里，無(wú)疑是在八月燒烤天火上澆油，眼看著洋奶粉粉絲們的心靈深度灼傷，就在千般撫慰皆無(wú)效，治愈遙遙無(wú)期之際，不曾想峰回路轉(zhuǎn)。8月28日，新西蘭初級(jí)產(chǎn)業(yè)部發(fā)布聲明，確認(rèn)在恒天然濃縮乳清蛋白中檢測(cè)的微生物是生孢梭菌，而非高致病性的肉毒桿菌，產(chǎn)品不存在安全問題。為何會(huì)如此虛驚一場(chǎng)，談?wù)勀愕目捶按嬖诘膯栴}癥結(jié)所在。完成者學(xué)號(hào)尾數(shù)：03、09、17、25、34三、提高啤酒產(chǎn)量和風(fēng)味的途徑啤酒（Beer）是世上歷史最悠久，普及范圍最廣的酒精飲料之一，主要是通過(guò)大麥麥芽糖化及發(fā)酵釀制而成。大多數(shù)的啤酒利用加入啤酒花的手段形成獨(dú)特苦味并起到防腐作用，也有啤酒添加香草或水果等改變風(fēng)味。據(jù)此分析啤酒釀造過(guò)程中的酵母菌種類以及如何提高啤酒的產(chǎn)量及風(fēng)味特點(diǎn)。完成者學(xué)號(hào)尾數(shù)：04、10、18、26、35四、如何提高農(nóng)作物產(chǎn)量的方法與途徑糧食問題是當(dāng)今制約人類生存與發(fā)展的重大問題。如何提高糧食產(chǎn)量是世界各國(guó)所面臨的共同難題，我國(guó)的水稻專家袁隆平為糧食增產(chǎn)做出了重要貢獻(xiàn)。光合作用是生物界最基本的物質(zhì)代謝和能量代謝，是我們?nèi)祟惿婧桶l(fā)展的基礎(chǔ)，是與我們的生產(chǎn)生活實(shí)際緊密聯(lián)系的生物化學(xué)過(guò)程，控制影響光合作用的因素是提高作物產(chǎn)量的重要依據(jù)。通過(guò)對(duì)光合作用相關(guān)過(guò)程及意義的了解，尋求提高農(nóng)作物產(chǎn)量的方法。完成者學(xué)號(hào)尾數(shù)：05、12、19、28、36五、轉(zhuǎn)基因大豆油的思考轉(zhuǎn)基因大豆產(chǎn)自美國(guó)、巴西、阿根廷，被美國(guó)這個(gè)跨國(guó)公司控制。阿根廷以前并不生產(chǎn)這種轉(zhuǎn)基因大豆，但是在美國(guó)這個(gè)跨國(guó)公司的風(fēng)狂進(jìn)攻下本國(guó)的非轉(zhuǎn)基因大豆節(jié)節(jié)敗退，最后不得不退出市場(chǎng)，被轉(zhuǎn)基因大豆一統(tǒng)天下。同樣，阿根廷的豆農(nóng)當(dāng)然也就被這跨國(guó)公司控制了。我國(guó)在大豆植物油這塊情況跟阿根廷相似，被美國(guó)的跨國(guó)公司全盤控制?，F(xiàn)在，當(dāng)我們走進(jìn)超市的時(shí)候，一般賣油的地方有“非轉(zhuǎn)基因”醒目的大字。根據(jù)所學(xué)知識(shí)，談?wù)勣D(zhuǎn)基因植物如何獲得并分析其利弊。完成者學(xué)號(hào)尾數(shù)：06、14、20、29、37、38六、微生物法如何防治水污染“人口膨脹、資源短缺、環(huán)境惡化”為當(dāng)今世界三大社會(huì)問題，其中環(huán)境污染越來(lái)引起關(guān)注，尤其是水資源。水資源分布不均是一大因素，主要在于水資源的污染越來(lái)越嚴(yán)重，主要是工業(yè)生產(chǎn)造成的，工業(yè)污水成為水資源污染的罪魁禍?zhǔn)?，如何避免水資源污染，從生物學(xué)角度分析應(yīng)用微生物如何處理工業(yè)廢水。完成者學(xué)號(hào)尾數(shù)：07、21、22、31、32、40一、轉(zhuǎn)基因水稻2014年4月，記者報(bào)導(dǎo)在武漢一家大型超市隨機(jī)購(gòu)買了5種大米。這些大米被送往中國(guó)檢驗(yàn)檢疫科學(xué)研究院進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果顯示有3種含有轉(zhuǎn)基因成分BT63。國(guó)際環(huán)保組織“綠色和平”曾在武漢市及周邊地區(qū)采集了25個(gè)稻種、稻谷和大米樣本，送到德國(guó)轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室“基因時(shí)代”(GeneScan)檢驗(yàn)。4月7日結(jié)果顯示在25個(gè)樣品中有19個(gè)在DNA檢測(cè)中呈陽(yáng)性，為轉(zhuǎn)基因稻米。農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全管理辦公室負(fù)責(zé)人介紹稱，農(nóng)業(yè)部于1999年受理了這兩種轉(zhuǎn)基因水稻的安全評(píng)價(jià)申請(qǐng)，經(jīng)過(guò)11年的評(píng)價(jià)，于2009年8月17日頒發(fā)了安全證書。中國(guó)科學(xué)院院士、作物遺傳育種及分子生物學(xué)家、湖北華中農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院院長(zhǎng)張啟發(fā)，是抗蟲轉(zhuǎn)基因水稻的研究者，也是申請(qǐng)將自己研制的產(chǎn)品進(jìn)行商業(yè)化種植的科學(xué)家之一。他認(rèn)為轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物是安全的，至今無(wú)法證明轉(zhuǎn)基因食品不安全，轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物在全球大面積種植已有9年之久，食用轉(zhuǎn)基因食品的人群超過(guò)十多億之眾，至今還沒有關(guān)于轉(zhuǎn)基因食品不安全的任何證據(jù)。強(qiáng)調(diào)轉(zhuǎn)基因作物的“巨大潛在價(jià)值”：少投入，即少施化肥，少打農(nóng)藥，少用水，少用土地和少用勞動(dòng)力；多產(chǎn)出，即高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、農(nóng)產(chǎn)品的多用途和食品多樣化；保護(hù)環(huán)境，包括減少食品污染，有利于人類健康。2013年7月，張啟發(fā)曾聯(lián)合60名兩院院士聯(lián)名上書國(guó)家領(lǐng)導(dǎo)人建議書中寫道，“推動(dòng)轉(zhuǎn)基因水稻種植產(chǎn)業(yè)化不能再等，再遲緩就是誤國(guó)，轉(zhuǎn)基因產(chǎn)業(yè)化發(fā)展不起來(lái)，則商業(yè)發(fā)展不起來(lái)，對(duì)科研影響非常大”。水稻專家袁隆平：“我個(gè)人認(rèn)為，政府應(yīng)該特別慎重批準(zhǔn)轉(zhuǎn)基因植物商業(yè)化?？茖W(xué)家不能完全預(yù)知對(duì)生物進(jìn)行轉(zhuǎn)基因改造有可能導(dǎo)致何種突變，而對(duì)環(huán)境和人造成危害。雖然實(shí)驗(yàn)非常成熟，但其對(duì)人類可能造成的影響，或許要