《微生物学》绪论-课件

微生物学生物技术教研室1我们生活在一个被大量微生物包围着的环境中空气水体食品

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微生物无处不在Microorganismsareubiquitous23全世界海洋中微生物的总重量约280亿吨人体肠道内菌体总数达100万亿个左右（人体细胞数量50万亿）新鲜叶子表面微生物数量大100多万个/g4第一章绪论一、微生物学的发展历史与前沿二、微生物学与人类的关系三、微生物定义及类群四、微生物的特点五、微生物学及研究内容六、微生物学的学习方法七、参考文献5

微生物（microorganism，microbe）是对所有形体微小的单细胞，或细胞结构较为简单的多细胞，或没有细胞结构的低等生物的通称。什么是微生物？6小（个体微小）单（构造简单）低（进化地位低）μm(微米)级：光学显微镜下可见（细胞）nm(纳米)级：电子显微镜下可见（细胞器，病毒）单细胞简单多细胞非细胞（即“分子生物”）非细胞类真核类原核类微生物7

个体过于微小群体外貌不显种间杂居混生形态与作用后果难以认识认识微生物的四大障碍一、微生物的发展历史8微生物学的发展主线9史前期（约8000年前—1676）进展

古中国的制曲、酿酒技术

《天工开物》《齐民要术》《东坡酒经》特点

视而不见臭而不闻触而不觉食而不察得其益而不感其好受其害而不知其恶10感性认识阶段（史前期）细菌冶金沤粪肥田提倡轮作麦曲治泻防重与治刮骨疗毒种痘防花制曲酿酒Cncnc-micro11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12

我国古代的酿酒作坊（四川新都县出土的汉代画像）13殷商酒具14初创期（1676—1861）进展最早的显微镜是由一位荷兰眼镜商在1600年前后制造的，它的结构简单，放大倍数不高，只有10～30倍，可以观察一些小昆虫，如跳蚤等，因而有人称它为“跳蚤镜”。这种显微镜是用光线照明的，属于光学显微镜。

半个多世纪后，英国物理学家罗伯特·虎克（RobertHooke，1635—1703）研制出能够放大140倍的光学显微镜，并用它来观察软木薄片，发现了细胞。19世纪30年代，光学显微镜的制造技术有了明显改进，使人们对细胞内部结构的认识向前迈进了一大步。15RobertHook和他的显微镜

形态学发展阶段初创期16初创期（1676—1861）进展

形态描述，AntonyvanLeeuwenhoek,1632-1723,十七世纪最伟大的业余科学家。特点17AntonyvanLeeuwenhoek只上过中学的布店学徒工英国皇家学会会员MemberofRoyalSociety巴黎科学院通讯院士18列文虎克的显微镜19AntonyvanLeeuwenhock(1632-1723)Thefirstpersontoaccuratelyobserveanddescribemicroorganisms20奠基期（1861—1897）进展生理水平的研究，微生物生理学的研究微生物学奠基人：巴斯德(微生物学之父)

细菌学奠基人：科赫21巴斯德对人类的贡献1、否定了生命“自然发生”学说；2、解决了当时工、农、医方面提出的许多难题，推动了生产的发展：3、奠定了微生物学的理论基础，4、创造了一些微生物学实验方法，

巴氏消毒法60-65℃

家蚕软化法22232425

……当今，似乎有两条相反的规律正在相互搏斗着：一条流血与死亡的规律，总是在设想着破坏性和强迫各民族不断地投入战场的新手段；另一条和平、工作和健康的规律，则总在发展着把人类从围困着它的灾难中解救出来的新方法。

——LouisPasteur26

在观察的领域，机遇只垂青于有准备的头脑pppp——LouisPasteurIin’yapasdessciencesappliquees…maisliyadesapplicationsdelascience.Therearenoappliedsciences…buttherearetheapplicationsofsciences.

没有所谓的应用科学……，只有科学与科学的应用

——LouisPasteur

27科赫的主要贡献-细菌学家病原学的研究炭疽病菌肺结核病病原菌病原菌的寻找与分离：1870s-1920s

科赫法则微生物学基本操作技术固体培养基的使用培养基的配制细菌的染色方法2829

划线法获得单菌落

科赫定理图示单菌落30科赫法则131科赫法则232科赫法则333科赫法则434巴斯德和科赫的杰出工作使微生物学作为一门独立的学科开始形成35发展期（1897-1953）开创了微生物生化的研究没有酵母的酒精发酵

Discoveryofcell-freefermentation德国E.Buchner36成熟期（1953-）进展分子生物学水平的研究37微生物学的发展前沿微生物基因组学微生物生态学环境微生物学细胞微生物学微生物生命现象的特性和共性微生物与其他学科的交叉微生物产业的全新发展38微生物学发展史的结论微生物学发展的历史

认识微生物的历史开发利用有益微生物的历史控制和消灭有害微生物的历史微生物是一把双刃剑double-edgedsword39二、微生物与人类的关系人类健康工业发酵生物工程学农业生产环境保护生命科学基础理论研究4041用“工程菌”生产药物干扰素脑菲肽胰岛素乙肝疫苗众抗生素各种单克隆抗体免疫血清微生物与医药卫生微生物的发展促进了人类的进步4243微生物与农业和畜牧业微生物饲料农用抗菌素生物农药生物菌肥微生物能源44农用抗菌素某些微生物能够产生具有抑制或杀死植物病原菌的物质,该物质称农用抗菌素。生物农药细菌农药真菌农药病毒农药45微生物饲料菌体蛋白饲料、饲料酵母、维生素饲料、发酵饲料、青贮饲料生物菌肥主要是根瘤菌肥即含固氮菌活菌的肥料。46微生物与工业酶工业氨基酸工业有机酸工业新材料开发生物化工食品工程47微生物与饮食、调味品

青方、红方酱，酱油，豆豉食用醋发酵饮料味精发酵面食食、药用菌食用色素食品添加剂淹渍蔬菜48微生物与环保

微生物处理腈纶废水的塔式滤池49我国利用卫星回收搭载微生物培养（2000年6月）50生物工程商品生产改造物种常规菌(或常规细胞株)①遗传工程

②细胞工程“工程菌”（或“工程细胞株”）

③微生物工程

④酶工程

⑤生物反应器工程经济效益大量产品社会效益生态效益51

个体小，比表面积大

吸收多，转化快

生长旺，繁殖快

适应强，易变异

分布广，种类多

三、微生物的五大共性

52体积小面积大比表面积大比表面积SurfacetoVolumeRatio营养物质吸收、代谢废物排泄、环境信息交换53表对比表面分割后的变化边长立方体数总表面积比面值类似对象1.0cm16cm26豌豆1.0mm10360cm260细小药丸0.1mm106600cm2600滑石粉粒0.01mm1096000cm26000变形虫1.0um10126m260000球菌0.1um101560m2600000大胶粒0.01um1018600m26000000大分子1.0nm10216000m260000000分子54吸收多转化快大肠杆菌每小时可分解其自重1000-10000倍的乳糖Candidautilis（产朊假丝酵母）比大豆强100倍的蛋白质合成能力微生物的高呼吸速率55生长旺繁殖快E.coli:12.5-20min/次分裂以20min/次计算，请计算每天可产生多少子细胞？液体培养物细菌浓度一般仅为108-109CFU/mL为什么？对于发酵工业的实践意义生产效率高发酵周期短56适应强易变异灵活的适应性或代谢调节机制蛋白质分子的数量

E.coli分子中能容纳20万-30万蛋白质分子，2000-3000种执行不同生理功能的蛋白质极端环境的适应能力极端环境高温、高酸、高盐、高辐射、高压、低温、高碱、高毒低的变异频率57分布广种类多无孔不入，随遇而安微生物的种类多样性

DiversityinspeciesDiversityinMetabolismDiversityinMetabolizedendproductsDiversityinGeneticinformationDiversityinecologicaltypes生物多样性的保护微生物资源学58物种的多样性50万-600万种真细菌古生菌真核生物59生理代谢的多样性初级有机物的分解多样化的产能方式生物固氮作用复杂有机物的合成能力生物转化能力有毒物质的分解能力抵抗极端环境的能力60代谢产物的多样性次生代谢产物

抗生素Antibiotics

毒素：黄曲霉毒素初生代谢产物

有机酸醇61遗传信息的多样性微生物基因组测序（Genome）

ATCGCGATSequence-Function62生态类型多样性生态环境多样性决定微生物生态类型多样性

地球表层生物圈极端微生物63四、微生物学的研究内容、分支什么是微生物学（Microbiology）？一门在细胞、分子或群体水平上研究微生物的形态构造、生理代谢、遗传变异、生态分布和分类进化等生命活动基本规律，并将其应用于工业发酵、医药卫生、生物工程和环境保护等实践领域的科学。微生物学的根本任务

有益微生物有害微生物64微生物学的分科周德庆教材的分类

微生物的基本生命活动规律

普通微生物学、微生物分类学、微生物生理学、遗传学、生态学和分子生物学应用领域

应用微生物学、工业、农业、医学、药用、诊断、抗生素、食品微生物学

研究对象

细菌学、真菌学（菌物学）、病毒学、原核生物学、自养菌生物学和厌氧菌生物学65生态环境土壤、海洋（MarineMicrobiology）、环境、水、宇宙微生物学学科交叉融合化学微生物学、分析微生物学、微生物生物工程学、微生物化学分类学、微生物数值分类学、微生物地球化学、微生物信息学实验方法与技术实验微生物学、微生物研究方法学66微生物学的分类沈萍教材的分类67五、微生物学的学习方法微生物学是一门实践性很强的学科从微生物学的角度和观点看待问题

拉丁学名广泛阅读兴趣主动