1、微生物學(xué)課前認(rèn)識我們在一個被大量微生物包圍著的環(huán)境中生活。微生物無處不在。課前請大家講述對微生物的認(rèn)識？認(rèn)識微生物的四大障礙：個體過于微小群體外貌不顯種間雜居混生形態(tài)與作用后果難以認(rèn)識一些數(shù)字每個噴嚏的飛沫含4500-150000個細(xì)菌，重感冒患者為8500萬；全世界海洋中微生物的總重量約280億噸細(xì)菌數(shù)億/g土壤，土壤中的細(xì)菌總重量估計為：10034 1012 噸人體腸道內(nèi)菌體總數(shù)達100萬億個左右（人體細(xì)胞數(shù)量50萬億）新鮮葉子表面微生物數(shù)量達100多萬個/g每張紙幣帶有9106個細(xì)菌，其中兩角紙幣帶有的菌數(shù)將近是十元紙幣的5倍。生活在土壤中和地下的細(xì)菌數(shù)加起來，估計其總重量為100341

2、012噸。人的皮膚上平均每平方厘米含有105個細(xì)菌人體腸道內(nèi)菌體總數(shù)達100萬億個左右（人體細(xì)胞數(shù)量50萬億）。糞便中細(xì)菌大約占糞便干重的1/3微生物既是人類的敵人，更是人類的朋友！第一章緒言一、微生物概述二、微生物學(xué)的研究內(nèi) 容與成就 三、微生物學(xué)的重要性四、顯微鏡下的微生物 微生物概述1、 什么是微生物2、 生物中哪些是微生物3、 微生物的特點第一章緒言第一章緒言微生物通常包括生 物細(xì)胞生物非細(xì)胞生物：病毒、亞病毒原核生物：細(xì)菌、古菌真核生物：真菌、單細(xì)胞藻類、原生動物大小和特征見表1.1表1.1 微生物形態(tài)、大小和細(xì)胞類型 微生物大小近似值 細(xì)胞的特性 病毒0.010.25m 非細(xì)胞的

3、細(xì)菌0.110m 原核生物 真菌2m1m 真核生物 原生動物21000m 真核生物 藻類1米幾米 真核生物 第一章緒言R.H.Whittaker（1969）的五界學(xué)說真核類生物多細(xì)胞植物界真菌界（絲狀真菌及蕈菌）單細(xì)胞原生生物界（原生動物、單細(xì)胞藻類和粘菌）、酵母菌動物界原核類 原核生物界(細(xì)菌、藍細(xì)菌)古生菌3、微生物的特點1) 個體微小，結(jié)構(gòu)簡單。3) 代謝類型多，活性強分解作用；產(chǎn)能方式最多樣；生物固氮作用；合成各種次生代謝產(chǎn)物；極端環(huán)境抵抗能力； 分解氰,酚,多氯聯(lián)苯等劇毒物質(zhì)能力等。第一章緒言4) 分布廣泛,種類多，數(shù)量多土壤圈、水圈、大氣圈至巖石圈(地球上除火山中心區(qū)域等少數(shù)地方)

4、；植物、動物、人; 第一章緒言任何有其它生物生存的環(huán)境中，都能找到微生物。而在其它生物不可能生存的極端環(huán)境中也有微生物存在。6) 易變異，適應(yīng)性強。第一章緒言突變頻率一般為10-510-10，但因繁殖快，數(shù)量多，與外界環(huán)境直接接觸，因而在短時間內(nèi)可出現(xiàn)大量變異的后代。 青霉素產(chǎn)量變異、耐藥性變異舉例例如，青霉素生產(chǎn)菌 Penicillium chrysogenum(產(chǎn)黃青霉)的產(chǎn)量1943年為每毫升發(fā)酵液中含20單位青霉素，40多年來，經(jīng)過世界各國微生物遺傳育種工作者的不懈努力使該菌產(chǎn)量變異逐漸積累，加上發(fā)酵條件的改進，目前世界上先進國家的發(fā)酵水平每毫升已超過5萬單位，甚至接近10萬單位。微生

5、物的數(shù)量性狀變異和育種使產(chǎn)量提高的幅度之大，是動植物育種工作中絕對不可能達到的。正因為如此，幾乎所有微生物發(fā)酵工廠都十分重視菌種選育工作。微生物學(xué)的重要性(與人類關(guān)系)有益方面農(nóng)業(yè) 生物防治技術(shù)：以微生物農(nóng)藥為主要手段；微生物肥料；食用菌生產(chǎn)技術(shù)；生物能源技術(shù)：沼氣等；免耕技術(shù)，等等。第一章緒言微生物與工業(yè) 工業(yè)微生物涉及多個行業(yè)。很多 食品如 酸奶、奶酪、酒、食品添加劑（味精、醬油等）、豆腐乳、臭豆腐；食品罐藏防腐、食用菌等，藥品，由不同的微生物制成；某些特殊的微生物還參與冶金、采油、采礦等過程，甚至直接作為清潔用品的添加劑。第一章緒言環(huán)境 地球生物化學(xué)循環(huán)；廢物處理（生活垃圾、工業(yè)廢水、堆

6、肥的制作）； 降解殺蟲劑,除草劑,纖維素,木質(zhì)生物外源性物質(zhì)(666,塑料等等)。第一章緒言污水自 凈醫(yī)藥 人類絕大多數(shù)病癥是由微生物引起，其大多數(shù)藥物用微生物生產(chǎn)，如疫苗、抗生素。人類的健康水平大幅度提高，平均壽命約提高了25歲。第一章緒言微生物與能源開發(fā)石油、煤、天然氣等一次性化學(xué)燃料資源日益短缺，開發(fā)新型的可持續(xù)能源迫在眉睫。豐富的微生物資源及其產(chǎn)物將是人類尋找新型能源的寶庫。微生物具有將大量有機廢棄物轉(zhuǎn)化為氫、乙醇等清潔能源的潛力。利用微生物的產(chǎn)氫、乙醇等新型能源是今后能源生產(chǎn)領(lǐng)域的必然趨勢。第一章緒言有害方面引起人、動物、植物的病害。絕大多數(shù)病癥是由微生物引起；目前已知微生物中的致病

7、菌不到1%。食物的腐?。焊探圩冘?，長霉；鋼鐵腐蝕、木材等腐爛，野生菌等；環(huán)境水體污染 富營養(yǎng)化和近海赤潮已經(jīng)不再是新鮮名詞。我國近海每年都有大面積的赤潮發(fā)生。我國面臨的水體污染狀況滇池厚達5 cm的微囊藻水華中科院水生所“滇池藍藻水華污染試驗技術(shù)研究”課題組示范區(qū)6.1 km2的滇池水面在治理中水質(zhì)逐漸好轉(zhuǎn)，成群的紅嘴鷗飛至湖面捕食、嬉戲。 “滇池藍藻水華污染控制技術(shù)研究”基地的重力斜篩自動脫水設(shè)備在對滇池藍藻水華進行脫水處理。脫水后形成的藻漿經(jīng)去毒處理，可成為上好的有機肥料或飼料。我國水體富營養(yǎng)化和赤潮發(fā)生流域圖中國各海區(qū)赤潮發(fā)生情況（1952-1998） 資料來自“鄒景忠，赤潮災(zāi)害，海洋志

8、”微生物農(nóng)藥 利用微生物或其產(chǎn)物來防治植物病蟲害和雜草危害的一類微生物制劑。當(dāng)這些病原體和拮抗微生物或其代謝產(chǎn)物為昆蟲吞食、接觸或病菌感染后，通過微生物的活動、毒素的作用而使害蟲和病原菌的新陳代謝受影響，破壞其機體器官，影響其發(fā)育繁殖或變態(tài)，從而達到滅菌防病的目的。第一章緒言微生物農(nóng)藥的種類 細(xì)菌殺蟲劑真菌殺蟲劑病毒殺菌劑農(nóng)用抗生素微生物除草劑第一章緒言S42對黃瓜枯萎病的抑制番茄早疫病S42發(fā)酵液對西瓜（左）和黃瓜（右）病原菌的抑制效果S42、S36對黃瓜炭疽病原菌的抑制效果S42、S36對西瓜枯萎病原菌的抑制效果玉米彎孢微生物農(nóng)藥的特點：對脊椎動物和人類無害,不污染環(huán)境；對植物無毒害；能保

9、護害蟲天敵；昆蟲不易產(chǎn)生抗藥性；自然傳播感染能力:有些昆蟲病原微生物,可在昆蟲群落中自然傳播感染成流行??；容易進行大量生產(chǎn)。第一章緒言應(yīng)用根瘤菌肥料的增產(chǎn)效果CK Spr4-5應(yīng)用菌根菌的增產(chǎn)效果應(yīng)用菌根菌和根瘤菌雙接種的增產(chǎn)效果第一章緒言微生物學(xué)的研究內(nèi)容與成就微生物學(xué)的基本內(nèi)容微生物的主要分枝學(xué)科微生物學(xué)發(fā)展中的重大事件 研究微生物學(xué)基本方法1、微生物學(xué)的基本內(nèi)容 微生物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能，研究細(xì)胞的構(gòu)建及其能量、物質(zhì)、信息的運轉(zhuǎn)；微生物的進化和多樣性，研究微生物的種類，它們之間的相似性和區(qū)別，以及微生物的起源；生態(tài)學(xué)規(guī)律，研究不同微生物之間以及它們同環(huán)境之間的相互作用；微生物同人類的關(guān)系。

10、 第一章緒言2、微生物的主要分枝學(xué)科3、微生物學(xué)的發(fā)展真正看見并描述微生物的第一個人列文虎克 (Antony van Leeuwenhoek）和他的顯微鏡第一章緒言Louis Pasteur (1822-1895) working in his laboratory.(P2,6)第一章緒言巴期德否定“自然發(fā)生說”的曲頸瓶試驗 Robert Koch (1843-1910)Examining a specimen in his laboratory.(P2,6-7)2、微生物學(xué)發(fā)展中的重大事件 時 間重 大 事 件1857巴斯德證明乳酸發(fā)酵是由微生物引起的1861巴斯德用曲頸瓶實驗證明微生物非自

11、然發(fā)生，推翻了爭論已久的“自生說”1864巴斯德建立巴氏消毒法1867Lister創(chuàng)立了消毒外科，并首次成功地進行了石炭酸消毒試驗1867-1877柯赫證明炭疽病由炭疽桿菌引起1881柯赫等首創(chuàng)用明膠固體培養(yǎng)基分離細(xì)菌，巴斯德制備了炭疽菌苗1882柯赫*發(fā)現(xiàn)結(jié)核桿菌1884柯赫法則首次發(fā)表；Metchnikoff*闡述吞噬作用；建立高壓蒸汽滅菌和革蘭氏染色法1885巴斯德研究狂犬疫苗成功，開創(chuàng)了免疫學(xué)1887Richard Petri發(fā)明了雙層培養(yǎng)皿2、微生物學(xué)發(fā)展中的重大事件 時 間重 大 事 件1888Beijerinck首次分離根瘤菌(豌豆)1890Von Behring*制備抗毒素治療

12、白喉和破傷風(fēng)1891Steinberg與巴斯德同時發(fā)現(xiàn)了肺炎球菌1892Ivanowsky提供煙草花葉病毒是由病毒引起的證據(jù)；Winogradsky發(fā)現(xiàn)硫循環(huán)1897Buchner用無細(xì)胞存在的酵母菌抽提液對葡萄糖進行酒精發(fā)酵成功1899Ross*證實瘧疾病原菌由蚊子傳播1909-1910Ricketts發(fā)現(xiàn)立克次氏體；Ehrtich*首次合成了治療梅毒的化學(xué)治療劑1928Griffith發(fā)現(xiàn)細(xì)菌轉(zhuǎn)化1929Fleming*發(fā)現(xiàn)青霉素1935Stanley*首次提純了煙草花葉病毒，并獲得了它的“蛋白質(zhì)結(jié)晶”1943Luria*和Delbruck*用波動試驗證明細(xì)菌噬菌體的抗性是基因自發(fā)突變所致

13、；Chain*和Florey*形成青霉素工業(yè)化生產(chǎn)的工藝1944Avery等證實轉(zhuǎn)化過程中DNA是遺傳信息的載體；Waksman*發(fā)現(xiàn)鏈霉素1946-1947Lederberg*和Tatum發(fā)現(xiàn)細(xì)菌的接合現(xiàn)象、基因連鎖現(xiàn)象1949Enders*、Robbins*和Weller*在非神經(jīng)的組織培養(yǎng)中，培養(yǎng)脊髓灰質(zhì)炎病毒成功1952Hershey*和Chase發(fā)現(xiàn)噬菌體將DNA注入宿主細(xì)胞；Lederberg*發(fā)明了影印培養(yǎng)法；Zinder和Lederberg發(fā)現(xiàn)普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)1953Watson*和Crick*提出DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)1956Umbarger發(fā)現(xiàn)反饋阻遏現(xiàn)象1961Jacob*和Mono

14、d*提出基因調(diào)節(jié)的操縱子模型1961-1966Holhy*、Khorana*、Nirenberg*等闡明遺傳密碼1969Edelman*測定了抗體蛋白分子的一級結(jié)構(gòu)1970-1972Arber*、Nathans*和Smith*發(fā)現(xiàn)并提純了限制性內(nèi)切酶；Temin和Baltimore發(fā)現(xiàn)反轉(zhuǎn)錄酶1973Ames建立細(xì)菌測定法檢測致癌物；Cohen等首次將重組質(zhì)粒轉(zhuǎn)人大腸桿菌成功1975Khler和Milstein*建立生產(chǎn)單克隆抗體技術(shù)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X174噬菌體DNA進行了全序列分析19821983Cech*和Altman*發(fā)

15、現(xiàn)具催化活性的RNA(ribozyme)；McClintock*發(fā)現(xiàn)的轉(zhuǎn)座因子獲得公認(rèn)；Prusiner*發(fā)現(xiàn)朊病毒(prion)1983-1984Gallo和Montagnier分離和鑒定人免疫缺陷病毒；Mullis*建立PCR技術(shù)1988Deisenhofer等發(fā)現(xiàn)并研究細(xì)菌的光合色素1989Bishop*和Varmus*發(fā)現(xiàn)癌基因1995第一個獨立生活的生物(流感嗜血桿菌)全基因組序列測定完成1996第一個自養(yǎng)生活的古生菌基因組測定完成1997第一個真核生物(啤酒酵母)基因組測序完成4、研究微生物學(xué)的基本方法：顯微鏡技術(shù) 無菌技術(shù) 純種分離技術(shù) 純種培養(yǎng)技術(shù)第一章緒言顯微鏡下的微生物 S

16、ingle Rod (Bacillus)Streptobacillus Arrangement (Note bacilli in chains)第一章緒言Scanning Electron Micrograph of Streptococcus pneumoniae Image provided by Dr. Richard Facklam .Courtesy of the Centers for Disease Control and Prevention. 第一章緒言Electron Micrograph of Neisseria gonorrhoeae, a Diplococcus Ca

17、ption:- Neisseria gonorrhoeae - Gram-negative, coccus prokaryote (dividing); causes gonorrhea. File Name:- 97218ACategory:- Bacteria Type of Image:- SEMMagnification:- x4,250-(Based on an image size of 1 inch in the narrow dimension)第一章緒言Filamentous Bacterium Electron Micrograph of Staphylococcus aureus , a Staphylococcus青霉菌產(chǎn)生對人類有用的抗生素青霉素第一章緒言思考題1、什么是微生物？微生物有哪些主要特點？2、微生物包括哪些類群？（從細(xì)胞與非細(xì)胞角度劃分）3、微生物的三域?qū)W說，指哪三域？參考書目參考書周德慶著微生物學(xué)教程 北京：高等教育出版社，2006沈萍主編微生物學(xué)北京：高等教育出版社，2000尼克林著，林稚蘭譯微生物學(xué)科學(xué)出版社，2000周群英. 環(huán)境工程微生物學(xué) 北京：高等教育出版社，2000和文祥. 環(huán)境微生物學(xué) 北京：中國農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社，2007馬迪根等著，楊文博等譯微生物生物學(xué)北京：科學(xué)出版社，2001陳文新