微生物學(xué)-緒論[1]

1、學(xué)學(xué) 院院: 生命科學(xué)院生命科學(xué)院 理論理論:48學(xué)學(xué)時(shí)時(shí)主主 講講: 楊亞珍楊亞珍 實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn):20學(xué)學(xué)時(shí)時(shí)聯(lián)系方式聯(lián)系方式-mail:食食 品品 微微 生生 物物 學(xué)學(xué) 研究內(nèi)容：研究內(nèi)容：掌握與食品有關(guān)的微生物的形態(tài)結(jié)構(gòu)、掌握與食品有關(guān)的微生物的形態(tài)結(jié)構(gòu)、營養(yǎng)、生理代謝、生長、遺傳變異、生態(tài)分布等生營養(yǎng)、生理代謝、生長、遺傳變異、生態(tài)分布等生命活動(dòng)規(guī)律以及與食品生產(chǎn)、食品腐敗、食品衛(wèi)生、命活動(dòng)規(guī)律以及與食品生產(chǎn)、食品腐敗、食品衛(wèi)生、食品保存有關(guān)的微生物學(xué)問題。食品保存有關(guān)的微生物學(xué)問題。 基礎(chǔ)理論篇基礎(chǔ)理論篇第一章第一章 緒論（緒論（2學(xué)時(shí)）學(xué)時(shí)）第二章第二章 原

2、核微生物（原核微生物（4學(xué)時(shí)）學(xué)時(shí)）第三章第三章 真核微生物（真核微生物（2學(xué)時(shí)學(xué)時(shí))第四章第四章 病毒和亞病毒（病毒和亞病毒（2學(xué)時(shí)）學(xué)時(shí)）第五章第五章 微生物的營養(yǎng)和培養(yǎng)基（微生物的營養(yǎng)和培養(yǎng)基（3學(xué)時(shí)學(xué)時(shí))第六章第六章 微生物的新陳代謝（微生物的新陳代謝（1學(xué)時(shí)學(xué)時(shí))第七章第七章 微生物的生長及其控制（微生物的生長及其控制（3學(xué)時(shí)學(xué)時(shí))第八章第八章 微生物的遺傳變異與育種（微生物的遺傳變異與育種（3學(xué)時(shí)學(xué)時(shí))第九章第九章 微生物的生態(tài)（微生物的生態(tài)（1學(xué)時(shí)學(xué)時(shí)) 應(yīng)用篇應(yīng)用篇第十章第十章 發(fā)酵食品微生物（發(fā)酵食品微生物（3學(xué)時(shí)學(xué)時(shí))第十一章第十一章 微生物與食品腐敗變質(zhì)（微生物與食品腐敗

3、變質(zhì)（4學(xué)時(shí)）學(xué)時(shí)）主要教學(xué)參考書：主要教學(xué)參考書：1沈萍主編沈萍主編.微生物學(xué)微生物學(xué).北京北京:高等教育出版高等教育出版社社,2000（21世紀(jì)教材）世紀(jì)教材）2蔡靜平主編蔡靜平主編.糧油食品微生物學(xué)糧油食品微生物學(xué).北京北京:中中國輕工出版社國輕工出版社,20023張文治編著張文治編著.新編食品微生物學(xué)新編食品微生物學(xué).北京北京:中中國輕工出版社國輕工出版社,19954周德慶，微生物學(xué)，北京周德慶，微生物學(xué)，北京:高等教育出高等教育出版社，版社，2002.5（21世紀(jì)教材）。世紀(jì)教材）。 第一章 緒 論本章的學(xué)習(xí)目的與要求本章的學(xué)習(xí)目的與要求一一. 掌握微生物的概念及其在生物分類中的地位

4、掌握微生物的概念及其在生物分類中的地位二二.微生物的特點(diǎn)微生物的特點(diǎn)三三.微生物學(xué)發(fā)展簡史微生物學(xué)發(fā)展簡史四四.食品檄生物學(xué)研究的內(nèi)容與任務(wù)食品檄生物學(xué)研究的內(nèi)容與任務(wù) 一一 微生物的概念及其在生物分類中的地微生物的概念及其在生物分類中的地位位 1 微生物的概念微生物的概念 微生物（微生物（Microbe)指一類指一類肉眼看不見肉眼看不見 或或看不清看不清的微小生物的總稱。的微小生物的總稱。 2 微生物在生物分類中的地位微生物在生物分類中的地位 五界分類系統(tǒng)（美國康奈爾大學(xué)五界分類系統(tǒng)（美國康奈爾大學(xué)魏塔科魏塔科WhittakerWhittaker，19691969年）年） 原核生物界原核生物

5、界 原核細(xì)胞原核細(xì)胞 真菌界真菌界 原生生物界原生生物界 1866年海克爾年?？藸?藻類藻類 、原生動(dòng)物、真菌、原生動(dòng)物、真菌 細(xì)菌細(xì)菌 植物界植物界 動(dòng)物界動(dòng)物界真核細(xì)胞真核細(xì)胞細(xì)細(xì)胞胞生生物物 病毒界病毒界 非細(xì)胞生物非細(xì)胞生物 個(gè)體小，面積大個(gè)體小，面積大（以以 m或或 nm表示表示）基礎(chǔ)基礎(chǔ) 二二.微生物的特點(diǎn)微生物的特點(diǎn) 巨大的營養(yǎng)物質(zhì)的吸收面巨大的營養(yǎng)物質(zhì)的吸收面具有具有 巨大的代謝廢物的排泄面巨大的代謝廢物的排泄面 巨大的環(huán)境信息的接受面巨大的環(huán)境信息的接受面 比表面積比表面積 =表面積表面積 / 體積體積 生長旺，繁殖快生長旺，繁殖快 大腸桿菌大腸桿菌( E . coli )1

6、2.5-20min/ 分裂一次分裂一次 90min，“五世同堂五世同堂” 48h , 地球大小地球大小 在發(fā)酵工業(yè)上有重要的實(shí)踐意義（有利方面）在發(fā)酵工業(yè)上有重要的實(shí)踐意義（有利方面） 病原、腐敗微生物給人類帶來極大的麻煩（有害方面）病原、腐敗微生物給人類帶來極大的麻煩（有害方面） 代謝類型多，活性強(qiáng)代謝類型多，活性強(qiáng) 如發(fā)酵乳糖的細(xì)菌在如發(fā)酵乳糖的細(xì)菌在1h內(nèi)可分解其自重內(nèi)可分解其自重100010000倍的乳糖倍的乳糖 在自然界物質(zhì)轉(zhuǎn)化中起重要作用在自然界物質(zhì)轉(zhuǎn)化中起重要作用 “活的化工廠活的化工廠” 種類數(shù)量多，分布廣種類數(shù)量多，分布廣 微生物體積小，重量輕，可以到處傳播，無孔不入微生物體

7、積小，重量輕，可以到處傳播，無孔不入 動(dòng)植物的內(nèi)外、溫泉、海水、沙漠、巖石、土壤、空氣動(dòng)植物的內(nèi)外、溫泉、海水、沙漠、巖石、土壤、空氣存在著大量的微生物存在著大量的微生物 微生物資源豐富，利用微生物前景十分廣闊微生物資源豐富，利用微生物前景十分廣闊 在微生物生產(chǎn)實(shí)踐及理論研究在微生物生產(chǎn)實(shí)踐及理論研究 操作中，操作中， 一定要無菌操作。一定要無菌操作。 適應(yīng)性強(qiáng)，適應(yīng)性強(qiáng)，易變異易變異 有益變異：在發(fā)酵工業(yè)中進(jìn)行菌種選育，有益變異：在發(fā)酵工業(yè)中進(jìn)行菌種選育， 提高生產(chǎn)性能提高生產(chǎn)性能 青霉素青霉素產(chǎn)黃青霉（產(chǎn)黃青霉（Penicillium chrysogenum) 1943 20單位單位/mL

8、發(fā)酵液發(fā)酵液，病人需注射十萬單位，病人需注射十萬單位 各國微生物遺傳育種工作者的不懈努力各國微生物遺傳育種工作者的不懈努力 產(chǎn)量變異逐漸累積產(chǎn)量變異逐漸累積 其他發(fā)酵條件的改變其他發(fā)酵條件的改變 1983 5-10萬單位萬單位/mL發(fā)酵液發(fā)酵液有害變異：致病菌對抗生素產(chǎn)生的抗藥性變異有害變異：致病菌對抗生素產(chǎn)生的抗藥性變異 1943 重病人每天分幾次共注射重病人每天分幾次共注射10萬萬單位的青霉素單位的青霉素 現(xiàn)在現(xiàn)在， 病人每天分幾次共注射病人每天分幾次共注射100萬萬單位的青霉素單位的青霉素3 微生物學(xué)及其主要分文學(xué)科微生物學(xué)及其主要分文學(xué)科微牛物學(xué)微牛物學(xué)-是研究微生物在一定條件下的形態(tài)

9、結(jié)構(gòu)、是研究微生物在一定條件下的形態(tài)結(jié)構(gòu)、生理生化、遺傳變異以及微生物的進(jìn)化、分類、生態(tài)等生理生化、遺傳變異以及微生物的進(jìn)化、分類、生態(tài)等生命活動(dòng)規(guī)律及其應(yīng)用的一門學(xué)科。生命活動(dòng)規(guī)律及其應(yīng)用的一門學(xué)科。四四.微生物學(xué)發(fā)展簡史微生物學(xué)發(fā)展簡史1. 感性認(rèn)識(shí)階段（史前期）感性認(rèn)識(shí)階段（史前期） 發(fā)明和使用顯微鏡前，人們自然地與微生物打交道。發(fā)明和使用顯微鏡前，人們自然地與微生物打交道。 釀酒、制醋、制醬油、淹菜；釀酒、制醋、制醬油、淹菜； 豆科植物的根瘤有增產(chǎn)作用；豆科植物的根瘤有增產(chǎn)作用； 輪作等農(nóng)業(yè)措施可提高作物產(chǎn)量。輪作等農(nóng)業(yè)措施可提高作物產(chǎn)量。2.形態(tài)學(xué)階段形態(tài)學(xué)階段 處在形態(tài)描述的低級水

10、平處在形態(tài)描述的低級水平荷蘭荷蘭 列文虎克（列文虎克（Anthony Van Leenwenhock)1676,自制了簡單的顯微鏡，觀察了許多微小物體和生物自制了簡單的顯微鏡，觀察了許多微小物體和生物1695，發(fā)表了，發(fā)表了列文虎克所發(fā)現(xiàn)的自然界的秘密列文虎克所發(fā)現(xiàn)的自然界的秘密一書，一書，375篇論文篇論文列文虎克列文虎克是是第一個(gè)發(fā)現(xiàn)細(xì)菌（活細(xì)胞）的人第一個(gè)發(fā)現(xiàn)細(xì)菌（活細(xì)胞）的人 微生物學(xué)奠基人微生物學(xué)奠基人3. 生理學(xué)發(fā)展階段生理學(xué)發(fā)展階段代表人物的主要貢獻(xiàn)：代表人物的主要貢獻(xiàn)： A法國的巴斯德法國的巴斯德(Louis Pasteur）（1）巴斯德的曲頸瓶實(shí)驗(yàn)，推翻了）巴斯德的曲頸瓶實(shí)驗(yàn)

11、，推翻了“自然發(fā)生說自然發(fā)生說”（2）證實(shí)發(fā)酵是由微生物引起的）證實(shí)發(fā)酵是由微生物引起的十九世紀(jì)中葉，法國南部釀酒業(yè)由于酒變質(zhì)而損失慘重。十九世紀(jì)中葉，法國南部釀酒業(yè)由于酒變質(zhì)而損失慘重。Pasteur認(rèn)為：葡萄汁發(fā)酵變成酒是酵母菌作用的結(jié)果，認(rèn)為：葡萄汁發(fā)酵變成酒是酵母菌作用的結(jié)果， 葡萄汁變質(zhì)是小桿菌即乳酸桿菌引起的乳酸發(fā)酵。提出葡萄汁變質(zhì)是小桿菌即乳酸桿菌引起的乳酸發(fā)酵。提出先將葡萄汁加熱，再接種酵母菌，得到純粹的酒精發(fā)酵，得到了品質(zhì)先將葡萄汁加熱，再接種酵母菌，得到純粹的酒精發(fā)酵，得到了品質(zhì)優(yōu)良的葡萄酒。優(yōu)良的葡萄酒。 巴斯德消毒法巴斯德消毒法Pasteur又用試驗(yàn)證明又用試驗(yàn)證明 不

12、同的微生物可引起不同的發(fā)酵，不同的微生物可引起不同的發(fā)酵， 酵母菌引起酒精發(fā)酵酵母菌引起酒精發(fā)酵 乳酸桿菌引起乳酸發(fā)酵乳酸桿菌引起乳酸發(fā)酵 醋酸桿菌引起醋酸發(fā)酵醋酸桿菌引起醋酸發(fā)酵 發(fā)酵作用就是微生物無氧呼吸的結(jié)果。發(fā)酵作用就是微生物無氧呼吸的結(jié)果。Pasteur的研究奠定了發(fā)酵工業(yè)的基礎(chǔ)的研究奠定了發(fā)酵工業(yè)的基礎(chǔ)（3）免疫學(xué)）免疫學(xué)預(yù)防接種預(yù)防接種D英國醫(yī)生英國醫(yī)生 Jenner,1798年接種牛痘預(yù)防天花。年接種牛痘預(yù)防天花。 D1850，因炭疽病死亡的牛血液中有大量的桿狀物，且桿，因炭疽病死亡的牛血液中有大量的桿狀物，且桿狀物在血液中培養(yǎng)數(shù)目增加；狀物在血液中培養(yǎng)數(shù)目增加； 將這種血液接

13、種健康的牛，將這種血液接種健康的牛，至使健康牛生炭疽病。至使健康牛生炭疽病。 D D Pasteur研究雞霍亂病原菌認(rèn)為：長老了的細(xì)菌會(huì)失去致病研究雞霍亂病原菌認(rèn)為：長老了的細(xì)菌會(huì)失去致病力，但這種減毒細(xì)菌仍然保留著刺激宿主產(chǎn)生抗體物質(zhì)的能力，但這種減毒細(xì)菌仍然保留著刺激宿主產(chǎn)生抗體物質(zhì)的能力。而抗體能保護(hù)宿主以后接觸有毒有機(jī)體是不受侵襲。力。而抗體能保護(hù)宿主以后接觸有毒有機(jī)體是不受侵襲。（4）其他貢獻(xiàn)：其他貢獻(xiàn)：一直沿用至今的巴斯德消毒法一直沿用至今的巴斯德消毒法(60一一65）B 德國的柯赫（德國的柯赫（R.Koch) 具體證實(shí)了炭疽病菌是炭疽病的病原菌具體證實(shí)了炭疽病菌是炭疽病的病原菌

14、發(fā)現(xiàn)了肺結(jié)核病的病原菌，獲諾貝爾獎(jiǎng)發(fā)現(xiàn)了肺結(jié)核病的病原菌，獲諾貝爾獎(jiǎng) 創(chuàng)立柯赫原則創(chuàng)立柯赫原則 純純培養(yǎng)培養(yǎng)技術(shù)技術(shù) 配制培養(yǎng)基配制培養(yǎng)基 4. 近代微生物學(xué)的發(fā)展（近代微生物學(xué)的發(fā)展（1900-1953） 主要是應(yīng)用微生物學(xué)和基礎(chǔ)微生物學(xué)，主要是應(yīng)用微生物學(xué)和基礎(chǔ)微生物學(xué)， 注重代謝活動(dòng)與生化方面的研究注重代謝活動(dòng)與生化方面的研究 布赫納（布赫納（Buchner)研究酵母菌的酒精發(fā)酵，認(rèn)為酒精研究酵母菌的酒精發(fā)酵，認(rèn)為酒精發(fā)酵是酶作用的結(jié)果。發(fā)酵是酶作用的結(jié)果。 1929，英國弗萊明英國弗萊明(A.Fleming)發(fā)現(xiàn)青霉素。發(fā)現(xiàn)青霉素。 1943，瓦克斯曼瓦克斯曼(Waksman)發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)

15、土壤放線菌鏈霉菌產(chǎn)土壤放線菌鏈霉菌產(chǎn)生鏈霉素。生鏈霉素。 工業(yè)微生物學(xué)工業(yè)微生物學(xué) 微生物生理學(xué)微生物生理學(xué) 農(nóng)業(yè)微生物學(xué)農(nóng)業(yè)微生物學(xué) 獸醫(yī)微生物學(xué)獸醫(yī)微生物學(xué) 環(huán)境微生物學(xué)環(huán)境微生物學(xué)5. 微生物分子生物學(xué)的發(fā)展（微生物分子生物學(xué)的發(fā)展（1953至今）至今） 自自1953年年4月月25日日 Watson和和Crick在在自然自然雜志上發(fā)表雜志上發(fā)表DNA結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)的雙螺旋模型起，整個(gè)生命科學(xué)就進(jìn)入了分子生物學(xué)研究的新階段。的雙螺旋模型起，整個(gè)生命科學(xué)就進(jìn)入了分子生物學(xué)研究的新階段。 微生物學(xué)迅速成為一門十分熱門的前沿基礎(chǔ)學(xué)科，微生物迅速成微生物學(xué)迅速成為一門十分熱門的前沿基礎(chǔ)學(xué)科，微生物迅速成

16、為分子生物學(xué)研究中的最主要對象，微生物成為新型的生物工程的為分子生物學(xué)研究中的最主要對象，微生物成為新型的生物工程的主角主角。突出在以下幾方面突出在以下幾方面 ： 生物生物多樣性、生物進(jìn)化和三原界學(xué)說多樣性、生物進(jìn)化和三原界學(xué)說 細(xì)菌細(xì)菌染色體結(jié)構(gòu)可全基因組測序染色體結(jié)構(gòu)可全基因組測序 細(xì)菌細(xì)菌基因表達(dá)的調(diào)控基因表達(dá)的調(diào)控 細(xì)菌細(xì)菌對環(huán)境變化的適應(yīng)機(jī)制對環(huán)境變化的適應(yīng)機(jī)制 細(xì)菌細(xì)菌的發(fā)育及其分子機(jī)制的發(fā)育及其分子機(jī)制 細(xì)菌細(xì)菌細(xì)胞之間和細(xì)菌同動(dòng)植物之間的信號(hào)傳遞細(xì)胞之間和細(xì)菌同動(dòng)植物之間的信號(hào)傳遞 分子技術(shù)分子技術(shù)在微生物原位研究中的應(yīng)用在微生物原位研究中的應(yīng)用五五 食品微生物學(xué)研究的內(nèi)容與任

17、務(wù)食品微生物學(xué)研究的內(nèi)容與任務(wù) 5.1 食品微生物學(xué)研究的內(nèi)容食品微生物學(xué)研究的內(nèi)容 食品微生物學(xué)食品微生物學(xué)(Food Microbiology)是專是專門研究微生物與食品之間相互關(guān)系的一門學(xué)科。門研究微生物與食品之間相互關(guān)系的一門學(xué)科。 食品微生物學(xué)所食品微生物學(xué)所研究的內(nèi)容研究的內(nèi)容包括：包括： 研究與食品有關(guān)的微生物的活動(dòng)規(guī)律研究與食品有關(guān)的微生物的活動(dòng)規(guī)律 研究如何利用有益微生物為人類制造食品研究如何利用有益微生物為人類制造食品 研究如何控制有害微生物，防止食品發(fā)生腐敗變質(zhì)研究如何控制有害微生物，防止食品發(fā)生腐敗變質(zhì) 研究檢測食品中微生物的方法，制定食品中微生物研究檢測食品中微生物的

18、方法，制定食品中微生物指標(biāo)，從而為判斷食品的衛(wèi)生質(zhì)量而提供科學(xué)依據(jù)。指標(biāo)，從而為判斷食品的衛(wèi)生質(zhì)量而提供科學(xué)依據(jù)。52 食品微生物學(xué)的任務(wù)食品微生物學(xué)的任務(wù) 5.2.1 有益微生物參食品制造中的應(yīng)用有益微生物參食品制造中的應(yīng)用 微生物在食品中的應(yīng)用有微生物在食品中的應(yīng)用有3種方式：種方式： 微生物菌體的應(yīng)用：食用菌；乳酸菌發(fā)酵，微生物菌體的應(yīng)用：食用菌；乳酸菌發(fā)酵，單細(xì)胞蛋白單細(xì)胞蛋白 微生物代謝產(chǎn)物的應(yīng)用：如酒類、食醋、氨微生物代謝產(chǎn)物的應(yīng)用：如酒類、食醋、氨基酸、有機(jī)酸、維生索等?；?、有機(jī)酸、維生索等。 微生物酶的應(yīng)用：如豆腐乳、醬油。微生物酶的應(yīng)用：如豆腐乳、醬油。522 有害微生物對食品的危害及防止有害微生物對食品的危害及防止食品的腐敗變質(zhì)；有些微生物；可產(chǎn)生毒素微生物。食品的腐敗變質(zhì)；有些微生物；可產(chǎn)生毒素微生物。食品微生物學(xué)工作者應(yīng)該設(shè)法控制或消除微生物對人類的這食品微生物學(xué)工作者應(yīng)該設(shè)法控制或消除微生物對人類的這些有害作用；采用現(xiàn)代的檢測手段，對食品中的微生物進(jìn)行些有害作用；采用現(xiàn)代的檢測手段，對食品中的微生物進(jìn)行檢測，以保證食品安全性，這也是食品微牛物學(xué)的任務(wù)之一。檢測，以保證食品安全性，這也是食品微牛物學(xué)的任務(wù)之一。 總之，食品微生物學(xué)的任務(wù)在于，為人類提供既有益于總之