微生物緒論完整版

緒論Whatismicroorganisms?w

微生物是指一群形體微小，結(jié)構(gòu)簡單，大多數(shù)是單細胞，少數(shù)是多細胞（如霉菌），還有些沒有細胞結(jié)構(gòu)（如病毒）的低等生物，包括原核微生物、真核微生物和非細胞生物（病毒，類病毒和朊病毒等）。um（微米）級：光學(xué)顯微鏡下可見（細胞）nm級：電鏡下可見（細胞器，病毒）單細胞?。▊€體微?。┖唵味嗉毎⑸锖啠?gòu)造簡單）

非細胞（即“分子生物”）原核類：細菌、放線菌、支原體、立克次氏體、衣原體、藍細菌真核類：真菌（酵母、霉菌）、原生動物、顯微藻類低（進化地位低）非細胞類：病毒、類病毒、朊病毒原核微生物(Prokaryoticmicroorganisms)w

細菌(Bacteria)w

放線菌(Actinomycetes)w

支原體(Mycoplasma)w

立克次氏體(Rickettsia)w

衣原體(Chlamydia)w

藍細菌（藍藻或藍綠藻）(Cyanobacteria)真核微生物(Eukaryoticmicroorganisms)wAlgae（藻類）wFungi（真菌）wSlimemolds（粘菌）wProtozoa（原生動物）微生物的特點1.體積小，面積大對1cm3固體作10倍系列三維分割后的比面值變化邊長1.0cm立方體數(shù)1總表面積6cm2比面值6近似對象豌豆1.0mm0.1mm0.01mm1.0um0.1um0.01um1.0nm10360cm2600cm26000cm26m260細小藥丸滑石粉粒變形蟲球菌106600109600010121015101810216000060000060000006000000060m2大膠粒大分子分子600m26000m22.吸收多，轉(zhuǎn)化快Candidautilis（產(chǎn)朊假絲酵母）合成蛋白質(zhì)的能力比大豆強100倍，比食用公牛強10萬倍。1kg酵母菌在一天內(nèi)能使幾千kg糖代謝形成酒精。3.生長旺，繁殖快E.coli在合適條件下每12.5~20min繁殖一代，如按每20min分裂一次，則每1h可分裂3次，每24h可分裂72次，生成4722366500萬億個（重約4722噸）,48h數(shù)目為2.2×1043個（約等于4000個地球之重）。Howfastcanyougrow?若干微生物的代時及每日增殖率微生物名稱乳酸菌代時

每日分裂次數(shù)溫度℃25每日增殖率2.7×10111.2×10248.2×1037.0×10131.0×1034.1×10310.638分18分3880大腸桿菌根瘤菌37細菌110分31分1325枯草桿菌光合細菌釀酒酵母小球藻4630144分120分7小時23小時17小時10.4小時103012303.41.041.42.325藻類念珠藻252.1硅藻202.64草履蟲264.924.適應(yīng)強，易變異w

適應(yīng)性對“極端環(huán)境”具有驚人的適應(yīng)力（如耐高溫、嗜鹽、耐堿、抗輻射、抗靜水壓、抗藥性等）w

變異性微生物個體通常是單倍體，且具有繁殖快、數(shù)量多和與外界環(huán)境直接接觸等原因，雖然變異頻率很低，也可在短時間內(nèi)產(chǎn)生大量的變異后代。最常見的變異形式是基因突變，如青霉素產(chǎn)生菌Penicilliumchrysogenum（產(chǎn)黃青霉）的產(chǎn)量變異，致病菌對抗生素的抗藥性變異等。從醫(yī)院分離到的

S.aureus

耐青霉素菌株年份19461947381948591949681957801966耐藥株%

14＞975.分布廣，種類多w分布廣?

人體腸道中的正常菌群?

萬米深海底部的耐熱硫細菌?

幾萬米高空中的微生物?

地層下的微生物w種類多?

微生物的生理代謝類型多?

代謝產(chǎn)物種類多?

微生物的種數(shù)多主要微生物的種數(shù)種

數(shù)類

型低限1217傾向性種數(shù)高限1217病毒與立克次氏體支原體1217424242細菌與放線菌藍細菌＞10001227150015002310047300240689872715002500藻類15051371752406879780231006893930000127298真菌原生動物總計微生物學(xué)的發(fā)展史1.史前期指人類還未見到微生物個體尤其是細菌細胞之前的一段漫長的時期，大約距今8000年前~公元1676年。代表人物和主要成就：w

我國勞動人民的釀酒制曲技術(shù)w

對傳染病及其規(guī)律的認識?

公元前556年：驅(qū)逐狂犬預(yù)防傳染病。?

公元二世紀：張仲景認為傷寒病的流行與環(huán)境季節(jié)有關(guān)。?

宋真宗時代：種人痘防治天花

→1796年英國人秦納（E.Jener）

發(fā)展種牛痘防治天花。2.初創(chuàng)期（形態(tài)學(xué)期）1676年列文虎克用自制的單式顯微鏡觀察細菌個體~1861年（近200年）。代表人物和主要成就：w

荷蘭業(yè)余科學(xué)家

—微生物學(xué)先驅(qū)者列文虎克?

1676年用自制的單式顯微鏡觀察雨水、污水、腐敗肉汁等物質(zhì)，看到了球狀、桿狀、螺旋狀的細菌以及原生動物等微生物，并繪制成圖。?

一生制作了419架顯微鏡，放大率一般為50~200倍，最高達266倍。?

發(fā)表了約400篇論文，其中375篇寄往英國皇家學(xué)會發(fā)表。3.奠基期（生理學(xué)期）1861年巴斯德根據(jù)曲頸瓶試驗徹底推翻生命的自然發(fā)生說并建立胚種學(xué)說~1897年。代表人物和主要成就：w

法國的巴斯德

—微生物學(xué)的奠基人、微生物學(xué)之父–

創(chuàng)立巴氏消毒法（72℃，15sec）。–

奠定傳染病微生物病原說的基礎(chǔ)。–

否定微生物的自然發(fā)生說，建立胚種學(xué)說。w

德國醫(yī)生科赫

—細菌學(xué)的奠基人–

1884年科赫提出確定病原菌的原則

—科赫法則。–

建立研究微生物的一系列重要方法：如瓊脂平板培養(yǎng)技術(shù)、細菌鞭毛染色法、懸滴培養(yǎng)法、顯微攝影技術(shù)等。–

建立分離和純化微生物的平板分離法。曲頸瓶試驗科赫確定病原菌實驗4.發(fā)展期1897年德國人E.Buchner用無細胞酵母菌壓榨汁中的酒化酶對葡萄糖進行酒精發(fā)酵成功，開創(chuàng)微生物生化研究的新時代。主要特點：?

進入了微生物生化水平的研究。?

應(yīng)用微生物的分支學(xué)科更為擴大，出現(xiàn)抗生素等新學(xué)科。?

出現(xiàn)尋找各種有益微生物代謝產(chǎn)物的熱潮。?

普通微生物學(xué)開始形成（代表人物：美國加里福利亞大學(xué)伯克利分校的M.Doudoroff）。?

各相關(guān)學(xué)科和技術(shù)方法相互滲透促進，加速了微生物學(xué)的發(fā)展。5.成熟期1953.4.25J.D.Waston和H.F.C.Crick在英國的《自然》雜志上發(fā)表DNA雙螺旋模型，生命科學(xué)進入分子生物學(xué)階段。主要特點：?

微生物學(xué)發(fā)展成為一門十分熱門的前沿基礎(chǔ)學(xué)科。?

在基礎(chǔ)理論的研究方面，微生物成為分子生物學(xué)研究中的最主要的對象。?

在應(yīng)用研究方面，至70年代初，有關(guān)發(fā)酵工程的研究已與遺傳工程、細胞工程和酶工程緊密結(jié)合，微生物成為新興的生物工程中的主角。微生物學(xué)發(fā)展促進了人類進步1.醫(yī)療保健戰(zhàn)線上的“六大戰(zhàn)役”?

外科消毒術(shù)的建立?

尋找人畜病原菌?

免疫防治法的應(yīng)用?

化學(xué)治療劑的發(fā)明?

抗生素治療的興起?

用遺傳工程和生物工程技術(shù)使微生物生產(chǎn)生化藥物2.微生物在工業(yè)發(fā)展過程中的六個里程碑?

自然發(fā)酵與食品、飲料的釀造?

罐頭保藏：1804年法國廚師N.Appert發(fā)明食品的玻璃瓶罐藏技術(shù)。?

厭氧純種發(fā)酵技術(shù)?

深層液體通氣攪拌培養(yǎng)?

代謝調(diào)控理論在發(fā)酵工業(yè)上的應(yīng)用?

生物工程的興起v

生物工程學(xué)：以生物學(xué)（特別是其中的微生物學(xué)、遺傳學(xué)、生物化學(xué)和細胞學(xué)）的理論和技術(shù)為基礎(chǔ)，結(jié)合化工、機械、電子計算機等現(xiàn)代工程技術(shù)，充分應(yīng)用分子生物學(xué)的最新成就，自覺地操縱遺傳物質(zhì)，定向地改造生物或其功能，短期內(nèi)創(chuàng)造出具有超遠源性狀的新物種，再通過合適的生物反應(yīng)器對這類“工程菌”或“工程細胞株”進行大規(guī)模的培養(yǎng)，以生產(chǎn)大量有用代謝產(chǎn)物或發(fā)揮它們獨特生理功能的一門新興技術(shù)。常規(guī)菌（或常規(guī)細胞株）①遺傳工程改造物種商品生產(chǎn)②細胞工程“工程菌”（或“工程細胞株）生物工程（學(xué)）③微生物工程④酶工程⑤生物反應(yīng)器工程經(jīng)濟效益大量產(chǎn)品

社會效益生態(tài)效益3.微生物學(xué)促進了農(nóng)業(yè)的進步如：以菌治病，以菌治蟲（微生物農(nóng)藥）以菌治草（微生物除草劑）以菌當(dāng)飼料（單細胞蛋白作飼料）以菌當(dāng)蔬菜（蘑菇、香菇、木耳等食用菌）以菌增肥（固氮菌）以菌促長（赤霉素等促進植物生長）以菌當(dāng)藥物（藥用真菌）以菌產(chǎn)沼氣（產(chǎn)甲烷菌）4.微生物與生態(tài)和環(huán)境保護的關(guān)系如：污水處理、自然界物質(zhì)循環(huán)等。5.微生物學(xué)對生物學(xué)基礎(chǔ)理論研究的貢獻?

以微生物作為研究對象解決了生物學(xué)上的許多重大爭論問題。?

是分子生物學(xué)的三大來源和三大支柱之一。?

遺傳學(xué)研究對象的微生物化促使經(jīng)典遺傳學(xué)發(fā)展成為分子遺傳學(xué)。?

微生物與基因工程?

高等生物研究和利用中的微生物化趨向方興未艾?

微生物學(xué)中的一套獨特實驗技術(shù)迅速擴散到生命科學(xué)的各研究領(lǐng)域。遺傳學(xué)研究對象的不斷微生物化年份186519091941Beadle等

Lederberg等脈孢菌

大腸桿菌194640~50年代Delbrück等T系噬菌體非細胞生物代表人物

MendelMorgen果蠅生物對象

豌豆生物體制

大型真核，中型真核，小型真核，

原核，植物繁殖速度

數(shù)月~1年/代昆蟲真菌細菌9~12天/代

~9天/代

群體：＜1天/代

群體：數(shù)小時/代細胞：20分/代

個體：~15分/代研究水平

細胞染色體基因基因基因成果提出遺傳

提出基因

開創(chuàng)生化