微生物学第一章绪论

微生物学精品课程南京师范大学生科院微生物研究所Microbiology第一章 绪论一、什么是微生物？微生物通常是指那些微小、简单、肉眼难以观察的生物。 英文 “ 微生物 ” 一词 “ microorganism” ，就是在 “ 生物（ organism） ” 词之前加上前缀 “ 非常小（ micro） ” 所构成。 微生物并不是一个分类学上的术语，它们主要是根据生物体的大小而被人为地划归在一起的。微生物主要类群真核生物 真菌、微型藻类、原生动物、 和某些寄生蠕虫原核生物 细菌、放线菌、蓝细菌 和古生菌非细胞生物 病毒、类病毒和朊病毒 二、微生物的特点1大多数微生物肉眼难以直接观察（ microscopic） 2微生物通常以独立的增殖单位存在（ independent units）3微生物结构较不复杂。（ less complex） 4微生物生长快速。（ rapid growth rates） 5微生物几乎无所不在。（ opmipresent） 6. 微生物研究使用相同的方法使用微生物的群体进行研究。使用特殊的无菌技术。微生物类群进行鉴定、培养和研究时所使用的技术相似的。实际上将互不相关的微生物类群放在一起作为一门独立学科 -微生物学加以研究，主要是根据研究微生物的方法和技术，而不是根据微生物之间的相关性。三、微生物在生命世界的位置（ a原核生物界原生生物界植物界真菌界动物界共同祖先细菌域古生菌域真核生物域（ ba 生物五界分类系统图示原核生物界原生生物界植物界真菌界动物界共同祖先细菌域古生菌域真核生物域（ b原核生物界原生生物界真菌界原核生物界原生生物界植物界 真菌界 动物界共同祖先细菌域古生菌域共同祖先细菌域古生菌域真核生物域生物三域分类系统图示四、微生物的分类微生物的系统分类单元遵循林耐建立的系统分类单元，自上而下依次可分七级，即：界 Kingdom，门 Phylum，纲 Class，目 Order，科 Family，属 Genus，种 Species。必要时每一级都还可有若干辅助单元，故共可有十余级 。所有细胞微生物的种名均遵守林耐制定的拉丁双名法，即一个种的学名用拉丁词或拉丁化的词组成，应排成斜体字。根据双名法的规则，学名通常由一个属名加一个种的加词构成。出现在分类学文献中的学名，在此两者之后往往还加上定名人，但在一般使用时，定名人部分经常是省略的。例 1：大 肠 埃希氏菌（即大 肠 杆菌）Escherichia coli（ Migula） Castellani et Chalmers例 2：黄曲霉菌Aspergillus flavus例 3：粟酒裂殖酵母Schizosaccharomyces pombe当微生物名称是一个亚种（ subspecies，简称 “subsp ”，排正体字）或变种（ variety，简称 “var ”，排正体字）时，学名就应按 “三名法 ”构成，即：例 1： 苏 云金芽 孢 杆菌蜡螟 亚 种Bacillus thuringiensis subsp galleria例 2： 酿 酒酵母 椭圆变 种Saccharomyces cerevisiae var ellipsoideus当一个微生物种名在一篇文章或著作中反复出现时，常常可以对学名进行省略。属及以上分类单位的名称不能省略，只有种名可省略。当它在有关文章或资料中首次出现时，不能省略，必须写全，以后均可省略。省略时，只能简略种名中的属名，种加词不能省略。 如 Escherichia coli， E. coli （大肠杆菌），但是这种省略也要遵循一定的原则。五、微生物学研究范围微生物学就是研究微生物的科学，其研究范围包括微生物的多样性、微生物的生命活动规律及其对人类社会经济活动的影响。 六、微生物学的重要性与社会需求微生物与人类和动物健康及疾病密切相关微生物在工业生产中有很多应用 微生物对农业生产有着很大的影响 微生物学促进了生物学的发展 微生物作为模式生物具有如下优点：（ 1） 微生物具有相对不复杂的结构；（ 2） 微生物培养成本低、群体数量大，易于获得统计学上可信度高的结果；（ 3） 微生物生长速度快，倍增时间短，极大缩短了世代培养研究所需周期。 微生物学发展史上的重大事件 1546 Fracastoro提出不可 见 到的生物引起疾病 1676 Leeuwenhoek 发现 了 “animalcules” 1765-1776 Spallanzani 反 驳 自然 发 生 说 1786 Muller 提出了第一个 细 菌分 类 1798 Jenner 介 绍 了牛痘疫苗 1838 1839 Schwann & Schleiden 提出了 细 胞理 论 1857 Pasteur证 明了乳酸 发 酵是由微生物引起的 1861 Pasteur用曲 颈 瓶 实验证 明微生物非自然 发 生，推翻 了争 论 以久的 “自生 说 ” 1864 Pasteur建立了巴氏消毒法1867 1869 Lister 创 立了消毒外科，并首次成功的 进 行 了石炭酸消毒 实验 Miescher 发现 核酸18761877 Koch 证 明了炭疽病由炭疽杆菌引起1881 Koch等首 创 用明胶固体培养基分离 细 菌，巴斯德制 备 了炭疽菌苗1882 Koch发现结 核杆菌 (Mycobacterium tuberculosis) 1883 Koch首次 发 表 Koch氏法 则 。 Metchnikoff阐 述了 吞噬作用。建立高 压 蒸汽 灭 菌和革 兰 氏染色法1884 Pasteur研究狂犬病疫苗成功，开 创 了免疫学 1887 Richard Petri发 明了双 层 培养皿 1889 Winogradsky发现 硫循 环 和硝化 细 菌。 Beijerinck首次分离根瘤菌 1890 Von Behring制 备 抗毒素治 疗 白喉和破 伤风 1891 Sternberg与巴斯德同 时发现 了肺炎 链 球菌 1895 Ivanowsky提供烟草花叶病是由病毒引起的 证 据； Bordet发现 互 补 现 象 1896 Bchner用无 细 胞存在的酵母菌抽提液 对 葡萄糖 进 行酒精 发 酵成功 1899 Ross证实疟 疾病原菌由蚊子 传 播 19091910 Ricketts 发现 立克次氏体； Ehrlich首次合成治 梅毒的化学治 疗剂1928 Griffith发现细 菌 转 化1929 Fleming发现 青霉素1935 Stanley首次提 纯 了烟草花叶病毒，并 获 得了它 的 “蛋白 质结 晶 ”1943 Luria和 Delbck用波 动实验证 明 细 菌噬菌体的抗 性是基因自 发 突 变 所致； Chain和 Flory形成青霉素工 业 化生 产 的工 艺1944 Avery等 证实转 化 过 程中 DNA是 遗传 信息的 载 体； Waksman发现链 霉素19461947 Lederberg和 Tatum发现细 菌的接合 现 象、 基因 连锁现 象1949 Enders、 Robbins和 Weller在非神 经 的 组织 培养 中，培养脊髓灰 质 炎 病毒成功 1952 Hershey和 Chase发现 噬菌体将 DNA注入宿主 细 胞； Lederberg发 明了影印培养法；Zinder和 Lederberg发现 普遍性 转导Watson和 Crick提出 DNA双螺旋 结 构 1956 Umbarger发现 反 馈 阻遏 现 象 1961 Jocob和 Monod提出基因 调节 的操 纵 子模型 19611966 Holley 、 Khorana、 Nirenberg等 阐 明 遗传 密码 1969 Edelman测 定了抗原蛋白 质 分子的一 级结 构 19701972 Arber、 Nathans和 Smith发现 并提 纯 了限制性内切 酶 ； Temin和 Baltimore发现转录 酶1973 Ames建立 细 菌 测 定法 检测 致癌物； Cohen 等首次将重 组质 粒 转 入大 肠 杆菌中 获 得成功1974 Khler和 Milstein建立生 产单 克隆抗体的技 术1977 Woese提出古生菌是有不同于 细 菌和真核生物 的特殊 类 群； Sanger首次 对 X174噬菌体 DNA进 行了全序列分析19821983 Cech和 Altman发现 具有催化活性的RNA（ ribozyme） ； McClintock发现 的 转 座因子 获 得公认 ； Prusiner发现朊 病毒（ prion） 19831984 Gallo 和 Montagnier分离和 鉴 定人免疫 缺陷病毒； Mullis建立 PCR技 术 1988 Deisenhofer等 发现 并研究 细 菌的光合色素 1995 第一个独立生活的生物（流感嗜血杆菌）全基因 序列 测 定完成 1996 第一个自养生活的古生菌基因 组测 定完成 1997 第一个真核生物（啤酒酵母）基因 组测 序完成 2000 霍乱弧菌基因 组测 序完成与微生物学有关的 诺贝 尔 生理或医学 奖Nobel Prize in Physiology or Medicine 1901 1999之 间 有 39项 。 总 人数： 77人 美国 46人，英国人 11人，法国人 7人，德国人 6人，瑞士人 4人，澳大利 亚 人 2人，意大利人 1人 1945年，青霉素的 发现 与 发 展 1952年， 链 霉素的 发现 与 发 展 1953年，碳水化合物在 细 胞中的代 谢 1958年，微生物 遗传 的生物化学研究 1959年， DNA 和 RNA的 发现 与合成机理 1962年， DNA结 构的 测 定 1965年， 细 胞中基因活性的 调节 研究 1969年， 细 胞病毒感染的机理研究 1984年， 单 克隆抗体技 术 的 发 展，免疫学研究 1997年， 朊 病毒的研究 1999年，蛋白 质 在 细 胞中的移 动 和定位机理研究 1、感性认识阶段（史前期）（约 800年前 1676）七、微生物的发现与微生物学发展 2、形态学描述阶段 初创期（ 16761861）法国科学家巴斯德（ Louis Pasteur， 1822-1895） 彻底否定了自然发生说证实发酵由微生物引起发明了狂犬病毒减毒疫苗制备方法发明巴氏