王贺祥微生物第一章 绪论

1、微生物教学课件 河北工程大学农学院 卢月霞第一章：绪论第二章：原核微生物第三章：真核微生物真菌第四章: 病毒第五章: 微生物的营养第六章 微生物的生长与环境条件第七章：微生物在自然界物质循环中的作用第一章：绪论第一节：微生物和微生物学一、什么是微生物、微生物学1、微生物：指形体微小的单细胞，多细胞或无细胞结构的低等生物类群的总称。也可以说成是：微生物：是对整个生物界中一群细小的肉眼看不到或难以分辩的生物的概称。其种类繁多，在生物圈内分布广泛，包括病毒，细菌，放线菌，蓝细菌,立克次氏体，衣原体，支原体，真菌，单细胞藻类，原生动物等。微生物的种类具有细胞结构的微生物没有细胞结构的微生物：病毒原核生

2、物：（由原核细胞构成的）真核微生物（由真核细胞构成的）真菌显微藻类原生动物细菌草履虫水绵放线菌蓝细菌立克次氏体衣原体支原体2、微生物学：（1）狭义：研究微生物生命活动的科学称为. 广义：研究微生物的生命活动，生态关系，分类关系和实际应用等方面的科学称为.3、微生物学的基本内容： (1)微生物细胞的结构和功能。研究细胞的构建及其能量、物质、信息的运转。(2).微生物的进化和多样性。研究微生物的种类，它们之间的相似性和区别，以及微生物的起源。(3).生态学规律。研究不同微生物之间，以及它们同环境之间的相互作用。(4).微生物同人类的关系。绪论二、微生物的特点1、体积小、面积大2、吸收多、转化快3、

3、生长旺、繁殖快4、适应强、易变异5、分布广、种类多病毒0.2 m杆状细菌0.52.0 m支原体立克次氏体衣原体0.20.5 m放线菌菌丝直径霉菌菌丝直径 210m酵母15530 m1. 体积小、面积大目前 发现的最小的微生物是马铃薯纺锤形块茎病的病原体类病毒，大小50nm。细胞大小以微米和纳米计量1. 体积小、面积大比面=面积/体积乳酸杆菌 120,000豌豆 6.0鸡蛋 1.5体重200磅的人 0.32. 吸收多，转化快3克地鼠每天消耗与体重等重的粮食； 1克闪绿蜂鸟每天消耗两倍于体重的粮食； 大肠杆菌每小时消耗2000倍于体重的糖。发酵乳糖的细菌在1小时内就可以分解相当于其自身重量1,00

4、010,000倍的乳糖，产生乳酸；1公斤酵母菌体，在一天内可发酵几千公斤的糖，生成酒精；有人统计，一头500公斤重的食用公牛每昼夜只能从食物中“浓缩”0.5公斤蛋白质，同样大豆，在合适条件下栽培，24小时可生产50公斤蛋白质，而同样重的酵母菌 在合适的培养条件下24小时内可合成50000公斤蛋白质。2. 吸收多，转化快自然界中广泛地存在和活动着种类繁多的微生物。就分布而言，微生物的传播几乎到了无孔不入的地步。微生物只怕明火，地球上除了火山的中心区域外，从土壤圈、水圈、大气圈直至岩石圈，到处都有微生物的踪迹；土壤、河流、深海、盐湖、沙漠、油井、地层中等有大量与其相适应的微生物活动着。 返回3.种

5、类多、分布广分布广：如: 万米深海、85公里高空、 地层下128米和427米 沉积岩中都发现有微生物存在。类型 低限 倾向种数 高限 病毒与立克次氏体 1,217 1,217 1,217 支原体 42 42 42 细菌与放线菌 1,000 1,500 1,500 蓝细菌 1,227 1,500 1,500 藻类 15,051 23,100 23,100 真菌 37,175 47,300 68,939 原生动物 24,068 24,068 30,000 总数 79,780 98,727 127,298微生物的种数，据1972年：更重要的是在于微生物的生理代谢类型多、代谢产物种类多。4. 生长旺，

6、繁殖快大肠杆菌（Escherichia）的细胞在合适生长条件下，每分裂1次的时间是12.5-20min，若按每20min分裂1次计算，每昼夜可分裂72次，后代数为4722366500万亿个 返回4. 生长旺，繁殖快在液体培养基中，细菌细胞的浓度一般为108109个/ml。利用微生物的这一特性就可以:实现发酵工业的短周期、高效率生产。例如生产鲜酵母时，几乎12小时就可以收获一次，每年可以收获数百次。谷氨酸短杆菌：摇瓶种子50吨发酵罐：52小时内细胞数目可增加亿倍。表13 若干微生物的代时及每日增殖率微生物名称 代时 每日分裂次数 温度 每日增殖率乳酸菌 38分 38 25 2.71011大肠杆菌

7、 18分 80 37 1.21024根瘤菌 110分 13 25 8.2103枯草杆菌 31分 46 30 7.01013光合细菌 144分 10 30 1.0103酿酒酵母 120分 12 30 4.1103小球藻 7小时 3.4 25 10.6念珠藻 * 23小时 1.04 25 2.1硅藻 17小时 1.4 20 2.64草履虫 10.4小时 2.3 26 4.92* 为念珠蓝菌属 (Nostoc) 的旧称，与细菌同属原核生物。微生物有非常灵活得适应性，即使在恶劣的“极端环境”条件下，它们亦能存活。大多数细菌能在0- -196的低温维持生命；海洋深处的一些硫细菌可在250高温下正常生长；

8、有些嗜盐菌能在饱和盐水中正常生活；耐酸、碱菌可以生长的酸、碱范围要比一般生物宽得多；厌氧或兼性厌氧菌在无氧或缺氧条件下能够正常生长繁殖 返回5.适应性强，易变异5.适应性强，易变异突变频率一般为10-510-10，但因繁殖快，数量多，与外界环境直接接触，因而在短时间内可出现大量变异的后代。 青霉素产量变异、耐药性变异举例例如，青霉素生产菌 Penicillium chrysogenum(产黄青霉)的产量1943年为每毫升发酵液中含20单位青霉素，40多年来，经过世界各国微生物遗传育种工作者的不懈努力使该菌产量变异逐渐积累，加上发酵条件的改进，目前世界上先进国家的发酵水平每毫升已超过5万单位，甚

9、至接近10万单位。微生物的数量性状变异和育种使产量提高的幅度之大，是动植物育种工作中绝对不可能达到的。正因为如此，几乎所有微生物发酵工厂都十分重视菌种选育工作。三、微生物在生物界中的地位 Linnaeus（林柰） 1735年 分成二界系统 Haeckel （海洛尔） 1866年 提出三界系统：动物界、植物界、原生生物界。原生生物界包括细菌、真菌、单细胞藻类和原生动物。 Whitlaker（魏泰克） 1969年 提出新的生物界分类系统：五界 原核生物界：各类细菌 原生生物界：单细胞藻类和原生动物 真菌界 植物界 动物界其后提出新的生物界分类系统：六界补上了病毒这类不具备细胞结构的生物类群动物界植

10、物界二界（1753年） 1753年瑞典学者林奈，在其名著植物种志中首次提出了动物界和植物界。动物界植物界原生生物界三界（1860年） 1860年，德国动物学家E.H.Haeckel建议在动物界和植物界之外，增加一个由低等生物构成的第三界-原生生物界。动物界植物界原生生物界真菌界原核生物界1969年， R. H. Whittaker：动物界、植物界、原生生物界、真菌界和原核生物界原核生物界原生生物界植物界菌物界动物界病毒界1949年，Jahn等提出六界系统：动物界、后生植物界、原生生物界、真菌界、原核生物界和病毒界。1977年，我国学者王大耜提出：动物界、植物界、原生生物界、真菌界、原核生物界和

11、病毒界。生物非细胞生物细胞生物原核生物真核生物细菌放线菌蓝细菌立克次氏体衣原体支原体动物植物真菌藻类原生动物病毒-病毒界-原核生物界-动物界植物界真菌界原生生物界-第二节微生物学的发展简史一、早期发展（古代人对微生物的利用）二、微生物的发现及形态学发展阶段吕文虎克三、微生物学的发展巴斯德柯赫四、近代微生物学的发展一、早期发展（古代人对微生物的利用）丰富多彩的酒文化远古人类发现，吃剩的米粥数日后变成 了醇香可口的饮料人类最早发明的酒 商代,用腐烂的野草和粪便作肥料发现豆科植物可提高地力.公元3世纪,提到稻田栽培紫云英作绿肥农业:食用菌:我国公元7世纪(唐朝)开始栽培食用菌,西方关于人工栽培食用菌

12、的记载是在18世纪开始的一、早期发展（古代人对微生物的利用一、早期发展（古代人对微生物的利用首创用牛痘预防天花，是免疫学的发展，开创了预防医学的先河。在医学上公元四世纪有如何防治狂犬病的记载公元二世纪张仲景判断伤寒的流行与季节有关二、微生物的发现及形态学发展阶段1664年，英人虎克用于观察霉菌的单筒复式显微镜形态学发展阶段 初创期列文. 虎克二、微生物的发现及形态学发展阶段 1676年荷兰人Anthnoy van Leeuwenhoek用自磨镜片，创造了一架能放大 266倍的原始显微镜。二、微生物的发现及形态学发展阶段Anthnoy van Leeuwenhoek与他的显微镜形态学发展阶段 二

13、、微生物的发现及形态学发展阶段Anthnoy van Leeuwenhoek 1684年寄给皇家协会信的部分内容 巴斯德 (Louis Pasteur)1、发明巴斯德消毒法2、发现了防治霍乱的疫苗3、否定了生命“自然发生”学说4、解决了当时工、农、医方面提 的许多难题，推动了生产的发展；5、奠定了微生物学的理论基础，6、创造了一些微生物学实验方法。三、微生物学的发展雁颈瓶实验柯赫(Koch)1、发现了许多病原菌，如炭疽杆菌、结核杆菌、霍乱弧菌等；2、发明了固体培养基，提出了纯培养的概念和方法；3、创造了细菌染色的方法.4、柯赫氏法则(Koch postulates)柯赫柯赫氏法则(Koch p

14、ostulates） 从动植物的患者体内分离出病原物 进行纯培养 回接到同样类型的动植物体，引起同样的病症 从试验发病的寄主中能再分离得到同种病原菌这个时期又涌现了许多 优秀的微生物学家布西纳狄巴利梅契尼克夫贝哲林克伊万诺夫斯基四、近代微生物学的发展（20世纪初到20世纪40年代）特点；微生物学对实践的联系的各个方面，都发展非常快。（20世纪50年代以后）1、微生物学同相邻的兄弟学科（生物化学、遗传学）的联系非常紧密，由此诞生了新学科分子生物学；2、微生物学与工程紧密联系，为微生物学的实际运用打下前景.特点：第三节微生物的应用一、微生物在农业上的应用二、在畜牧水产上的应用三、在食品加工、食用和药用上的应用四、在工业上的应用五、微生物在遗传工程中的作用六、其他危害一、微生物在农业上的应用1.土壤肥力的形成与发展2.有机肥的沤制3.沼气制作4.无机速效肥的缓释作用5.生物农药、生物肥料二、在畜牧水产上的应用1.青贮饲料2.单细胞蛋白饲料3.水中浮游生物的食料三、在食品加工、食用和药用上的应用酿酒、制醋、酱、酱油、豆豉、发酵面食、发酵饮料、淹渍蔬菜、发酵奶制品1.食品加