单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,微生物概述主题知识讲座,微生物概述主题知识讲座,第1页,微生物概述主题知识讲座,第2页,微生物概述主题知识讲座,第3页,微生物,(microorganism),：对全部形体微小，单细胞或个体结构较为简单多细胞、甚或没有细胞结构低等生物通称。其中包含：不具细胞结构病毒；单细胞立克次氏体、细菌、放线菌；属于真菌酵母菌与霉菌；单细胞藻类、原生动物等。,一、,什么是微生物,微生物概述主题知识讲座,第4页,微生物,小（个体微小）,m,（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）,简（结构简单）,单细胞,简单多细胞,非细胞（即“分子生物”）,低（进化地位低）,真核类：真菌（酵母菌、霉菌、藫菌）、原生动物、显微藻类,原核类：细菌、放线菌、蓝细菌、支原体，立克次氏体、衣原体等,非细胞类：病毒、亚病毒（类病毒、拟病毒、朊病 毒）,微生物概述主题知识讲座,第5页,二、微生物在分类学中地位,(,六界分类系统,),：,非细胞生物,病毒界（,各类病毒,）,动物界,高等生物,生物,植物界,真核生物,真核原生生物界（,原生动物与藻类,）,细胞生物 低等生物,菌物界（,粘菌、酵母菌与霉菌,）,原核生物,原核生物界（,细菌与蓝细菌等,）,微生物概述主题知识讲座,第6页,三、微生物学及其分科,微生物学,：研究微生物科学，是一门在细胞、分子或群体水平上,研究,微生物形态结构、生理代谢、遗传变异、生态分布和分类进化等生命活动基础规律，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科学，其,根本任务,是发掘、利用、改进和保护有益微生物，控制、毁灭有害微生物，为人类进步服务。,微生物概述主题知识讲座,第7页,微生物分科,:,依据,研究对象,不一样分为,：,细菌学、真菌学、病毒学等。,依据研究微生物学,基础问题,不一样分为：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,微生物概述主题知识讲座,第8页,依据微生物学应用分为：,农业微生物学、工业微生物学、医学微生物学、兽医微生物学、食品微生物学、乳品微生物学、石油微生物学、海洋微生物学、土壤微生物学等。,微生物概述主题知识讲座,第9页,四、微生物普通特点,1.,体积小，比表面积大,球菌表面积,(S),4,2,球菌体积,(V),4,3,3,比表面积表面积,/,体积,3/r,微生物概述主题知识讲座,第10页,2.,吸收多，转化快。,微生物大表面积必定含有强接收环境信息、物质和能量交,换能力，因而有极高生长和繁殖速度，为微生物生产量和代谢产物生产提供了充分,物质基础。,微生物概述主题知识讲座,第11页,3.,生长旺，繁殖快,微生物含有极高生长和繁殖速度，,E.coli,发酵：生产效率高，发酵周期短，不受气候和季节影响,生物学基础理论研究：研究周期大为缩短，空间降低、经费降低，效率提升,微生物概述主题知识讲座,第12页,4.,易变异，适应强,极端环境,微生物个体普通是单细胞、简单多细胞甚至是非细胞，通常都是单倍体，繁殖速度快，数量多，与外界环境直接接触，即使其变异频率十分低，也可在短时间内产生大量变异后代。,微生物概述主题知识讲座,第13页,种类多，分布广,物种多样性：总数,50,万,600,万，记载约,20,万，原核生物,3500,，病毒,4000,，真菌,9,万，原生动物和藻类,10,万,生理代谢类型多样性：分解初级有机物,天然气、木质素；产能方式多；生物固氮；合成次级代谢产物；对复杂有机分子基团生物转化；分解有毒或剧毒物质能力；抵抗极端环境能力。,代谢产物多样性：,1992,年，仅微生物产生次生代谢产物,16500,种，且每年还以,500,种化合物速率递增。,微生物概述主题知识讲座,第14页,遗传基因多样性：至,年,5,月，已发表微生物基因组有,31,个，其中细菌,22,个；古生菌,5,个；真核微生物,4,种。另,572,株病毒。,生态类型多样性：土壤圈、水圈、大气圈、岩石圈、冰雪圈。,之间关系：互生、共生、寄生、抗生、猎食,微生物概述主题知识讲座,第15页,五、微生物学发展简史,1,、,古代,对微生物利用,（朦胧阶段）,特点：,未见微生物个体,凭时间经验利用微生物有益活动,微生物概述主题知识讲座,第16页,2,、微生物学,初创时期,（形态描述阶段）,特点：,自制,单式显微镜，观察到细菌等微生物个体,对一些微生物进行形态描述,微生物学先驱者,列文虎克,微生物概述主题知识讲座,第17页,列文虎克,（,Antony van leeuwenhoek,）,：,英国皇家学会会员，制造过,400,多架单式显微镜和放大镜，放大率普通为,50,300,倍，发表过约,400,篇论文，其中绝大个别（,375,篇）寄往英国皇家学会发表。,微生物概述主题知识讲座,第18页,3,、微生物学,奠基时期,（生理水平研究阶段）,特点：,微生物学开始建立,创建了一套完整微生物学研究基础方法,建立了分支学科,进入寻找人和动物病原菌黄金时期,开始利用“实践理论实践”思维方式进行研究,巴斯德、柯赫：微生物之父,微生物概述主题知识讲座,第19页,巴斯德,（,Louis Pasteur,）（法国人）,(1),发觉并证实发酵是由微生物引发；化学家出生巴斯德涉足微生物学是为了治疗“酒病”和“蚕病”,.,（,2,）彻底否定了“自然发生”学说,:,著名曲颈瓶试验无可反驳地证实，空气内确实含有微生物，是它们引发有机质腐败。,(3),免疫学,预防接种,首次制成狂犬疫苗,(4),其它贡献,巴斯德消毒法：,60,65,作短时间加热处理，杀死有害微生物,.,微生物概述主题知识讲座,第20页,Louis Pasteur,18221895,微生物概述主题知识讲座,第21页,柯赫,（,Robert Koch,）（,1843,1910,）德国人,（,1,）微生物学基础,操作技术,方面贡献,a,）,细菌纯培养方法建立,土豆切面,营养明胶,营养琼脂（平皿）,b,）,设计了各种培养基，实现了在试验室内对各种微生物培养,c,）,流动蒸汽灭菌,d,）,染色观察和显微摄影,微生物概述主题知识讲座,第22页,(2),对病原细菌研究作出了突出贡献：,a),详细证实了炭疽杆菌是炭疽病病原菌；,b),发觉了肺结核病病原菌；（,1905,年获诺贝尔奖）,c),证实某种微生物是否为某种疾病病原体基础标准,著名柯赫标准,1,、在每一相同病例中都出现这种微生物；,2,、从寄主分离出这么微生物并在培养基中培养出来；,3,、用这种微生物纯培养接种健康而敏感寄主，一样疾病会重复发生；,4,、从试验发病寄主中能再度分离培养出这种微生物来。,微生物概述主题知识讲座,第23页,微生物概述主题知识讲座,第24页,4,、,微生物学,发展时期,（生化水平研究阶段）,特点：（,1,）,进入了微生物生化水平研究。,（,2,）,应用微生物学分支学科更为扩充，出现了抗生素等新学科。,（,3,）,开始出现微生物学史上第二个“淘金热”,寻找各种有益微生物代谢产物热潮。,（,4,）,一门以研究微生物基础生物学规律综合学科,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，加速了微生物学发展。,微生物概述主题知识讲座,第25页,E.,Buchner,德国人,生物化学奠基者,李斯特,(Lister),提出了无菌外科操作方法,弗莱明,(Fleming),发觉了青霉菌能抑制细菌,梅契尼柯夫,(M),发觉了白细胞噬菌作用,他又利用绿僵菌进行控制害虫试验,微生物概述主题知识讲座,第26页,5,、,当代微生物学,发展,（分子生物学研究阶段）,特点：,广泛利用,分子生物学理论和当代研究方法，揭示微生物各种生命活动规律；,以基因工程为主导，把传统工业发酵提升到发酵工程新水平,大量理论性、交叉性、应用性和试验性分支学科飞速发展,推进了生命科学各领域飞速发展,微生物基因组研究促进了生物信息课时代到来,J.D.Watson,和,H.F.C.Crick,微生物概述主题知识讲座,第27页,1928,年，,Griffith,发觉细菌转化；,对其机理研究造成,DNA,是遗传物质确实证；,外源遗传物质导入各种细胞基因重组技术建立；,1929 Fleming,发觉青霉素；,1953 Watson,和,Crick,提出,DNA,双螺旋结构；,1970,1972,Arber,、,Smith,和,Nathans,发觉并提纯了,DNA,限制性内切酶,1977,Woese,提出古生菌是不一样于细菌和真核生物特殊类群,微生物概述主题知识讲座,第28页,1982,1983,Prusiner,发觉朊病毒,(prion),；,1983,1984,Mullis,建立,PCR,技术；,1995,第一个独立生活细菌,(,流感嗜血杆菌,),全基团组序列测定完成；,1996,第一个自养生活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；,微生物概述主题知识讲座,第29页,微生物概述主题知识讲座,第30页,六、微生物学对人类贡献,1,、,微生物与医疗保健,（,1,）,外科消毒术建立,（,2,）,寻找人畜病原菌,（,3,）,免疫防治法应用,（,4,）,化学治疗剂创造,（,5,）,抗生素治疗兴起,（,6,）用遗传工程和生物工程技术使微生物生产生化药品。,微生物概述主题知识讲座,第31页,2,、,微生物与发酵工业,（,1,）,自然发酵与食品、饮料酿造,（,2,）,罐头保藏,（,3,）,厌氧纯种发酵技术,（,4,）,深层液体通气搅拌培养,（,5,）,代谢调控理论在发酵工业上应用,（,6,）,生物工程兴起。,微生物概述主题知识讲座,第32页,3,、,微生物与农业,a),提升土壤肥力。,b),植物病虫害防治。,c),微生物饲料。,d),农产品加工。,微生物概述主题知识讲座,第33页,4,、,微生物与生态和环境保护,从微生物是食物链中主要步骤、污水处理中中心角色、生态农业中主要办法及自然界物质循环中关键作用等多方面，都能够看到微生物在生态和环境保护中所起主要作用。,微生物概述主题知识讲座,第34页,5,、,微生物与生命科学,微生物是生物学基础理论研究中理想试验对象，对微生物研究促进许多重大生物学理论问题突破,基因和酶关系说明及“一个基因一个酶”假说；,1941,年,Beadle,和,Tatum,用粗糙脉胞霉进行突变试验使基因和酶关系得以说明，并提出了“一个基因一个酶”假说。,基因概念发展；“断裂基因”、,遗传物质基础说明；,“跳跃基因”、“重合基因”发觉，以及基因结构精细分析、基因组测序等。,微生物概述主题知识讲座,第35页,遗传密码破译：,60,年代,Nirenberg,等人经过研究大肠杆菌无细胞蛋白质合成体系及多聚尿苷酶，发觉了苯丙氨酸遗传密码，继而完成了全部密码破译，为人类从分子水平上硕士命现象开辟了新路径。,基因表示调控机制研究：,Jacob,等经过研究大肠杆菌诱导酶形成机制而提出操纵子学说，说明了基因表示调控机制，为分子生物学形成奠定了基础。,生物大分子合成中心法则：,DNA,RNA,蛋白质,微生物概述主题知识讲座,第36页,对生命科学研究技术贡献：细胞人工培养；突变体筛选；,DNA,重组技术和遗传工程；微生物试验技术在生命科学研究中作用。,如：显微、染色、无菌操作，纯种分离，培养基，突变体筛选，深层液体发酵，原生质体等技术利用。,微生物与“人类基因组计划”作为模式生物；基因与基因组功效研究主要工具。,微生物概述主题知识讲座,第37页,课程总课时,(48 hours),讲授,(36 hours),试验,(12 times),教学安排,微生物概述主题知识讲座,第38页,Reference books,微生物概述主题知识讲座,第39页,