微生物学-绪论-教案

农业微生物学电子教案PAGE4绪论教学对象园艺技术专业学生教学方法讲授、多媒体学时分配4学时目的和要求通过本章的课堂教学，引导学生走进微生物世界，了解微生物是什么？微生物学的发展简史？微生物学的发展促进人类社会的进步以及微生物学作为一门独立学科在生命科学发展中的重要作用和地位；展望未来，激发学生的学习兴趣和明确肩负的重任。重点和难点重点：微生物学的特点和主要类群教学内容见附页：板书设计第一节微生物及其特点一、微生物二、微生物的特点第二节微生物的主要类群及分类微生物在自然界的分类地位原核生物与真核生物的区别微生物的命名第三节微生物学的发展微生物学及其分科微生物学的发展简史微生物学的发展展望第四节微生物与农业生产一、有益二、有害教学内容：绪论第一节微生物及其特点一、微生物概念微生物(microorganisms)是一群个体微小、结构简单，人的肉眼看不见的，必须借助于光学显微镜或电子显微镜才能看到的微小生物。微生物的种类很多主要包括：细菌、放线菌、支原体、立克次氏体、衣原体、蓝细菌、酵母菌、霉菌、原生动物、病毒、类病毒、朊病毒等。微生物的类群非细胞型生物：病毒、类病毒、朊病毒、拟病毒细胞型生物原核生物：细菌、放线菌、蓝细胞、支原体等真核生物：真菌（霉菌、酵母菌）、藻类等二、微生物的特点１．个体微小，结构简单微生物的个体极其微小，要测量它们，必须用um或nm作单位。如一个典型的球菌体积仅为１um3；最近芬兰科学家E.O.Kajander等发现了一种能引起尿结石的纳米细菌，其直径最小仅为50nm，甚至比最大的病毒更小一些。这种细菌分裂缓慢，三天才分裂一次，是目前所知的最小的具有细胞壁的细菌。迄今为止所知的个体最大的细菌是一个硫细菌，其大小一般在0.1-0.3mm,

能够清楚的用肉眼看到。它们的结构也是非常简单的，大多数微生物为单细胞，只有少数为简单的多细胞。又如PSTV(马铃薯纺锤形块茎类病毒)由359个核苷酸组成的RNA，长度为50nm；朊病毒仅蛋白质分子组成。表1.1微生物形态、大小和细胞类型原生生物界：小型真核生物，细胞中有核膜和核仁的分化，主要类群有单细胞藻类原生动物。植物界：大型非运动性真核生物，细胞中有细胞壁，能进行光合作用，主要类群有苔藓植物、蕨类植物、裸子植物、被子植物。动物界：大型运动性真核生物，细胞中无细胞壁，主要类群有脊椎动物和无脊椎动物。三原界系统（三域学说）是1978年由R.H.Whittaker和L.Margulis提出的。所有生物存在一个共同祖先，由它分三条进化路线，就形成了三个原界：古生菌原界、细菌原界、真核生物原界二、原核生物与真核生物的区别根据生物细胞不同，将胞生物分为：原核生物和真核生物，其细胞结构区别如下：核：原核、真核染色体：一条裸露双链DNA；两条以上染色体，DNA与蛋白质结合。细胞大小：1～10um；3～100um核糖体：70s；80s细胞分裂：二分裂；有丝分裂和减数分裂。细胞器：有间体，无内质网、线粒体等细胞器；有内质网、线粒体、叶绿体等细胞器。三、微生物的命名界、门、纲、目、科、属、种种是最基本的分类单位每一分类单位之后可有亚门、亚纲、亚目、亚科等次要分类单元亚种以下有培养物、菌株、型等非正式的类群名称双名法命名：学名=属名+种名加词+（首次定名人）+现名定名人+现名定名年份属名应大写首字母，种名加词全部小写，斜体。Escherichiacoli（Migula）CastenllanietChalmers1919当泛指某一属时，可在属名后加sp.或spp.表示，如：芽孢杆菌Bacillussp.

第三节微生物学的发展一、微生物学及其分支微生物学：微生物学是研究微生物及其生命活动规律的学科。研究的内容涉及微生物的形态结构、分类鉴定、生理生化、生长繁殖、遗传变异、生态分布以及微生物对自然界微生物各类群之间，微生物与其他生物之间的相互作用、相互影响，微生物在农业、工业、环境保护、医疗卫生事业各方向的应用等。微生物学是研究微生物生命活动规律的学科。它的基本内容是：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。微生物学随着研究范围的日益广泛和深入，又形成了许多分支。1.按研究微生物学基本生命活动规律为目的来分有普通微生物学、微生物分类学、微生物生理学、微生物生态学、微生物遗传学等。2.按微生物的研究对象分有细菌学、真菌学、病毒学、菌物学、藻类学等。3.按微生物的应用领域分有农业微生物、工业微生物、医学微生物、食品微生物、兽医微生物学、预防微生物学等。4.按微生物所在的生态环境分有土壤微生物学、海洋微生物学、环境微生物学、宇宙微生物学等。二、微生物学的发展历史（可分为五个时期）1.史前期史前期是指人类还未见到微生物个体尤其是细菌细胞前的一段漫长的历史时期，大约在距今8000年前一直到1676年间。在史前期，世界各国人民在自已的生产生产实践中都积累了许多利用有益微生物和防治有害微生物的经验。主要体现（1）酿造业方面我国人民所创造的制曲酿酒工艺有四大特点：历史悠久、工艺独特、经验丰富、品种多样。以后也逐渐能利用微生物制造醋、酱油。（2）农业方面古人提出了肥田要熟粪（堆肥）及瓜豆间作的耕作制度（主要利用根瘤菌固氮）。同时对作物、牧畜、蚕桑的病害及防治也逐步有认识。（3）医学方面对疾病的病原及传染问题已有接近正确的推论，对防治疾病有丰富的经验。例如：种“牛痘“就是通过种“人痘”发展来的，用于预防天花。2.初创期从1676年Leeuwenhoek用自制的单式显微镜观察到细菌的个体起，直至1861年近200年的时间。在这一时期中，人们对微生物的研究仅停留在形态描述的低级水平上，对它们的生理活动及其与人类实践活动的关系却未加研究，因此微生物学作为一门学科在当时还未形成。主要代表人物是：何兰的Leeuwenhoek。3.奠基期从1861年巴斯德根据曲颈瓶试验彻底推翻生命的自然发生说并建立胚种学说起，直至1897年的一段时间。这个阶段的主要特点是：①建立了一系列研究微生物所必要的独特方法；②借助于良好的研究方法，开创了寻找病原微生物的“黄金时期”；③把微生物的研究从形态描述推进到生理学研究的新水平；④微生物学以独立的学科形式开始形成。主要代表人物是法国的Pasteur和德国的Koch，他们分别被称为微生物学的奠基人和细菌学的奠基人4.发展期1897年德国人Buchner用无细胞酵母菌压榨汁中的“酒化酶”对葡萄糖进行酒精发酵成功，从而开创了微生物生化研究的新时代。在发展期中，微生物学研究有以下几个特点：①进入微生物生化水平的研究；②应用微生物的分支学科更为扩大，出现了抗生素等学科；③开始寻找各种有益微生物代谢产物；④普通微生物学开始形成；⑤各相关学科和技术方法相互渗透，相互促进，加速了微生物学的发展。主要代表人物是美国的Doudoroff。5.成熟期从1953年4月25日在英国的《自然》杂志上发表关于DNA结构的双螺旋模型起，整个生命科学就进入了分子生物学研究的新阶段，同样也是微生物学发展史上成熟期的到来的标志。本时期的特点：①微生物学从一门在生命科学中较为孤立的以应用为主的学科，成为一门十分热门的前沿基础学科；②在基础学理论的研究方面，逐步进入到分子水平的研究，微生物迅速成为分子生物学研究中的最主要的对象；③在应用研究方面，向着更自觉、更有效和可人控制的方向发展。主要代表人物是WatsonandCrick。三、微生物学的发展展望1.生物基因组学的研究将全面展开；2.微生物学的研究将全面深入；3.微生物生命现象的特性和共性将更加受到重视；4.与其他学科广泛渗透、交叉，形成新的边缘学科；5.微生物产业将呈现全新的局面。第四节微生物学与农业生产一、微生物对农业的有益作用

1.提高土壤肥力，促进作物生长2.生产生物肥料和农药3.发酵食品和饲料4.保护环境，提供能源二、微生物对农业的不良影响和危害

1.肥力，促进作物生长2.肥料喝农药3.发酵食品和饲料4.保护环境，提供能源附：研究微生物学的基本方法在自然科学中，微生物世界难以被认识的主要障碍是：个体微小、外貌不显、杂居混生、因果难联。在微生物学的创立和发展中，克服这四道难关的主要代表是列文虎克、巴斯德、柯赫等人。由他们所创建的显微镜技术、无菌技术、纯种分离技术和微生物培养技术等四项独特研究方法，为微生物学的创建和发展奠定了基础，而且至今仍有力地推动着现代生物学的研究和生产实践的发展。1.显微镜技术栖居于自然界中的微生物是以肉眼难以分辩地杂居丛生着。在显微镜问世之前，人们是无法目睹这个丰富多彩的微生物世界。光学显微镜的诞生，它将肉眼的分辨率提高到微米级水平，而电子显微镜的出现使人眼分辨达到纳米水平。从此过去视而不见、触而不觉的微生物世界就展现在人们的眼前。第一台显微镜是由荷兰的杨森父子发明的。列文虎克是第一个用显微镜来观察和描述微生物的。以后光学显微镜中相继出现了相差、暗视野和荧光等新附件，加上良好的制片和染色技术等又大大推动着微生物学形态、解剖和分类等研究。30年代初电子显微镜技术，以及与之配套的各种新技术和新方面的应用，使微生物学的研究从细胞水平逐渐向亚细菌和分子水平迈进。所以显微镜技术的问世和完善，不仅为揭开微生物世界作出贡献，同是也为揭示微观领域的奥秘提供了强有力的工具。2.无菌技术要真正揭开微生物世界的奥秘，就得深入研究，也就是必须创造一个无其他微生物干扰的无菌环境，即我们熟称的无菌技术，无菌技术是在分离、转接及培养纯培养物时防止其被其他微生物污染的技术。现代无菌技术是由法国人阿贝特（Appert）在食品保藏中偶然发现的。而对灭菌技术的原理等作出科学解释的是巴斯德，他所进行的举世闻名的曲颈瓶实验，不仅彻底否定了当时十分流行的“生命自然发生学说”，而且为微生物学中的无菌技术的创立和发展奠定了理论和实践基础。3.纯种分离技术纯种分离技术是人类揭开微生物世界奥秘的重要手段。要揭开在自然条件下处于杂居混生状态的某一微生物的特点，以及它们对人类是有益还是有害，就必须采用在无菌技术基础上的纯种分离方法。早期对微生物群体进行单个纯化分离者是李斯特。但真正取得突破的是柯赫发明的培养皿琼脂平板技术。从此它为微生物的纯种分离技术奠定了扎实的基础。直到现在它仍广泛地应用于微生物菌种的筛选、鉴定、育种、计数及各种生物测定等工作中。4.纯种培养技术微生物纯种培养技术在科学实验和生产实践中有着极其重大的理论与实践意义。若为微生物提供一个初级培养的实验方法并不复杂，但要使微生物在大规模生产中良好地生长或累积代谢产物，就得考虑一些最为合理的培养装置和