上海交通大学微生物第1章解读.ppt

微生物学,农业与生物学院王恒安hawang,授课教师,理论课授课教师,严亚贤王恒安,实验课教师严亚贤、支月娥、王恒安、汪毅,本课程的学习参考资料,1、报刊及网上与微生物学相关的科技新闻；2、参考书：（1）微生物学教程，周德庆，高等教育出版社，2002（2）“InstantNotesinMicrobiology”中英对照版，科学出版社，1999（3）“BrocksBiologyofMicroorganism10TH”，MichaelT.MadiganJohnM.MartinkoJackParker，PrenticeHall3、参考杂志JournalofBacteriology、ArchiveofBacteriology、Microbiology微生物学通报、微生物学杂志,课程考核1：平时成绩占30%A:一篇小文章，篇幅不限，附参考文献。B：期末提交10个问题。C：可能的期中考试。2：期末考试成绩占70%,课程学习中应注意的几个问题1：内容多，讲课速度快。2：内容杂，头绪多。3：PPT的部分内容是课本上没有的。,人体体表及体内存在大量的微生物：皮肤表面：平均10万个细菌/平方厘米；口腔：细菌种类超过500种；肠道：微生物总量达100万亿，粪便干重的1/3是细菌，每克粪便的细菌总数为：1000亿个；,第一章绪论一、微生物与我们,微生物无处不在，我们无时不生活在“微生物的海洋”中。,细菌数亿/g土壤，土壤中的细菌总重量估计为：100341012吨；,每张纸币带细菌：900万个；,每个喷嚏的飞沫含4500-150000个细菌，重感冒患者为8500万；,微生物既是人类的敌人，更是人类的朋友！,时时刻刻与微生物“共舞”是祸？是福？,微生物是自然界物质循环的关键环节；,微生物是人类的朋友！,体内的正常菌群是人及动物健康的基本保证；帮助消化、提供必需的营养物质、组成生理屏障,微生物可以为我们提供很多有用的物质；有机酸、酶、各种药物、疫苗、面包、奶酪、啤酒、酱油等等,基因工程为代表的现代生物技术；如：已肝疫苗、干扰素,少数微生物也是人类的敌人！,鼠疫；天花；艾滋病；疯牛病；埃博拉病毒；流感病毒；,二、微生物的发现和微生物学的建立与发展（一）微生物的发现1664年，英国人虎克（RobertHooke）曾用原始的显微镜对生长在皮革表面及蔷薇枯叶上的霉菌进行观察。,1676年，微生物学的先驱荷兰人列文虎克（Antonyvanleeuwenhoek）首次观察到了细菌。他没有上过大学，是一个只会荷兰语的小商人，但却在1680年被选为英国皇家学会的会员。,（二）微生物学的奠基,二、微生物的发现和微生物学的建立与发展,法国人巴斯德（LouisPasteur）（18221895）,德国人柯赫（RobertKoch）（18431910）,（二）微生物学的奠基,二、微生物的发现和微生物学的建立与发展,1.巴斯德,(1)发现并证实发酵是由微生物引起的；,(2)彻底否定了“自然发生”学说；,化学家出生的巴斯德涉足微生物学是为了治疗“酒病”和“蚕病”,著名的曲颈瓶试验无可辩驳地证实，空气内确实含有微生物，是它们引起有机质的腐败。,(3)免疫学预防接种,首次制成狂犬疫苗,(4)其他贡献,巴斯德消毒法：6065作短时间加热处理，杀死有害微生物,（二）微生物学的奠基,二、微生物的发现和微生物学的建立与发展,2.柯赫,a）细菌纯培养方法的建立,土豆切面营养明胶营养琼脂（平皿）,（1）微生物学基本操作技术方面的贡献,b）设计了各种培养基，实现了在实验室内对各种微生物的培养,（二）微生物学的奠基,四、微生物的发现和微生物学的建立与发展,2.柯赫,（2）对病原细菌的研究作出了突出的贡献：,a）具体证实了炭疽杆菌是炭疽病的病原菌；,b）发现了肺结核病的病原菌；（1905年获诺贝尔奖）,c）证明某种微生物是否为某种疾病病原体的基本原则著名的柯赫原则,1、在每一相同病例中都出现这种微生物；2、要从寄主分离出这样的微生物并在培养基中培养出来；3、用这种微生物的纯培养接种健康而敏感的寄主，同样的疾病会重复发生；4、从试验发病的寄主中能再度分离培养出这种微生物来。,（三）微生物学发展过程中的重大事件,二、微生物的发现和微生物学的建立与发展,据有关统计，20世纪诺贝尔生理学和医学奖获得者中，有1/3从事微生物有关的问题研究。,（四）20世纪的微生物学,二、微生物的发现和微生物学的建立与发展,十九世纪末到二十世纪中期：,微生物学：鉴定病原菌、研究免疫学及其在预防疾病中的作用、寻找化学治疗药物、分析微生物的化学活性。,普通生物学：细胞的构造及其在繁殖和发展中的作用、植物和动物的遗传和进化的机制。,Jacob等通过研究大肠杆菌诱导酶的形成机制而提出操纵子学说，阐明了基因表达调控的机制，为分子生物学的形成奠定了基础。,60年代Nirenberg等人通过研究大肠杆菌无细胞蛋白质合成体系，发现了苯丙氨酸的遗传密码，继而完成了全部密码的破译，为人类从分子水平上研究生命现象开辟了新的途径。,“断裂基因”、“跳跃基因”、“重叠基因”的发现，以及基因结构的精细分析、基因组测序等。,二、微生物的发现和微生物学的建立与发展,（五）微生物学在生命科学发展中的重要地位,1微生物是生物学基本理论研究中的理想实验对象，对微生物的研究促进许多重大生物学理论问题的突破,基因和酶关系的阐明及“一个基因一个酶”的假说；,遗传的物质基础的阐明；,基因概念的发展；,遗传密码的破译；,基因表达调控机制的研究；,生物大分子合成的中心法则；,DNARNA蛋白质,二、微生物的发现和微生物学的建立与发展,（五)我国微生物学的发展,汤飞凡：沙眼病原体的分离和确证(1897.8.201958.9.30)湖南人。1921年获湘雅医学院医学博士学位。任教于北京协和医院。,陈华癸：根瘤菌固氮作用的研究（华中农业大学）,高尚荫：创建了我国病毒学的基础理论研究和第一个微生物学专业（武汉大学）,抗生素的总产量已耀居世界首位,两步法生产维生素C的技术居世界先进水平,钩端螺旋体、表皮葡萄球菌、SARS病毒等,二、微生物的发现和微生物学的建立与发展,（六）21世纪微生物学展望,1微生物自身的特点（共性和特性）将会更加受到关注和利用,以微生物为研究材料继续对一些基本生命现象进行研究；,微生物产业的开发；,重要致病菌的特点及其防治；,极端环境的微生物的研究；,微生物自身特性的进一步开发、利用：例如降解性塑料，分解纤维素、生产单细胞蛋白等。借助（利用）微生物特点的基因工程产业：利用微生物生产原本它们不能生产的药物、疫苗等。,三、微生物的特点,为了使大家对微生物先有一个简单的了解，以方便以后各章节的学习，在此先扼要介绍一点微生物的基本特点。微生物是微小生物的总称，一般只有借助显微镜才能其进行观察。,微生物的特点：,个体小、结构简、胃口大、食谱广、繁殖快、易培养、数量大、分布广、种类多、级界宽、变异易、抗性强、休眠长,个体小:,测量单位：微米、纳米病毒：纳米球菌：直径（微米）杆菌：长、宽（微米）当然也有很大的肉眼可见的微生物：蘑菇,食谱广：,微生物获取营养的方式多种多样，其食谱之广是动植物完全无法相比的！,纤维素、木质素、几丁质、角蛋白、石油、甲醇、甲烷、天然气、塑料、酚类、氰化物、各种有机物均可被微生物作为粮食,繁殖快：,24小时后：4722366500万亿个后代，重量达到：4722吨48小时后：2.21043个后代，重量达到2.21025吨,相当于4000个地球的重量！,大肠杆菌一个细胞重约1012克，平均20分钟繁殖一代,易培养：,很多细菌都可以非常方便地进行人工培养！,数量大：,在自然界中（土壤、水体、空气，动植物体内和体表）都生存有大量的微生物！,级界宽：,Woese三原界分类系统,变异易：,SARA病毒流感病毒细菌耐药性,细菌抗药性的产生：,抗（逆）性强：,抗热：有些细菌的芽孢