第一章緒論4學(xué)時(shí)

1、1 1、報(bào)刊及網(wǎng)上與微生物學(xué)相關(guān)的科技新聞；、報(bào)刊及網(wǎng)上與微生物學(xué)相關(guān)的科技新聞；2 2、參考書：、參考書：（1 1）微生物學(xué)教程微生物學(xué)教程第二版，周德慶，高等教育出版社，第二版，周德慶，高等教育出版社，20022002（2 2）微生物學(xué)微生物學(xué)，薛泉宏，世界圖書出版公司，薛泉宏，世界圖書出版公司，20002000（3 3）“microbiologymicrobiology”， lansing m. prescott,donald klein, lansing m. prescott,donald klein, john harleyjohn harley，mcgraw-hill highe

2、r educationmcgraw-hill higher education，20002000（4 4）沈萍，彭珍榮主譯）沈萍，彭珍榮主譯. .微生物學(xué)微生物學(xué). .第第5 5版版. .北京：高等教育出版北京：高等教育出版社，社，20032003 3 3、參考雜志、參考雜志 “微生物學(xué)報(bào)微生物學(xué)報(bào)”、 “微生物學(xué)通報(bào)微生物學(xué)通報(bào)”、“微生物學(xué)雜志微生物學(xué)雜志”、 “生命的科學(xué)生命的科學(xué)”本課程的學(xué)習(xí)參考資料本課程的學(xué)習(xí)參考資料第一章第一章 緒論緒論第二章第二章 原核微生物原核微生物第三章第三章 真核微生物真核微生物第四章第四章 病毒病毒第五章第五章 微生物的營(yíng)養(yǎng)微生物的營(yíng)養(yǎng)第六章第六章 微生

3、物的代謝微生物的代謝第七章第七章 微生物的生長(zhǎng)微生物的生長(zhǎng)第八章第八章 微生物的遺傳與變異微生物的遺傳與變異第九章第九章 微生物生態(tài)微生物生態(tài)第十章第十章 微生物的分類和鑒定微生物的分類和鑒定結(jié)束語結(jié)束語 國(guó)際國(guó)內(nèi)微生物學(xué)最新發(fā)展趨勢(shì)國(guó)際國(guó)內(nèi)微生物學(xué)最新發(fā)展趨勢(shì) 第一章第一章 緒論緒論第一節(jié)第一節(jié) 微生物及微生物學(xué)微生物及微生物學(xué)第二節(jié)第二節(jié) 微生物學(xué)的發(fā)展簡(jiǎn)史及應(yīng)用微生物學(xué)的發(fā)展簡(jiǎn)史及應(yīng)用第一節(jié)第一節(jié) 微生物及微生物學(xué)微生物及微生物學(xué)一、微生物的概念一、微生物的概念二、微生物的特點(diǎn)二、微生物的特點(diǎn)三、微生物學(xué)三、微生物學(xué)一、微生物的概念一、微生物的概念微生物（微生物（microorganis

4、mmicroorganism，microbe)microbe)1.1.定義：是一切肉眼看不見或看不清的微小生物的統(tǒng)稱。定義：是一切肉眼看不見或看不清的微小生物的統(tǒng)稱。 （是對(duì)所有形體微小，單細(xì)胞或結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單的多細(xì)（是對(duì)所有形體微小，單細(xì)胞或結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單的多細(xì)胞，甚至無細(xì)胞結(jié)構(gòu)的低等生物的統(tǒng)稱。）胞，甚至無細(xì)胞結(jié)構(gòu)的低等生物的統(tǒng)稱。） 2.2.包括內(nèi)容：其類群龐雜包括內(nèi)容：其類群龐雜 原核類原核類 真核類真核類 非細(xì)胞類非細(xì)胞類一、微生物的概念一、微生物的概念 原核類：細(xì)菌，放線菌，藍(lán)細(xì)菌，衣原體，原核類：細(xì)菌，放線菌，藍(lán)細(xì)菌，衣原體， 支原體，立克次氏體支原體，立克次氏體 真核類：真菌（酵母

5、菌和霉菌），原生動(dòng)物，真核類：真菌（酵母菌和霉菌），原生動(dòng)物， 藻類藻類 非細(xì)胞類：病毒，亞病毒（類病毒，擬病毒，非細(xì)胞類：病毒，亞病毒（類病毒，擬病毒， 朊病毒朊病毒 ）二、微生物的特點(diǎn)二、微生物的特點(diǎn) 微生物和其它生物一樣，具有一切生命活動(dòng)的共微生物和其它生物一樣，具有一切生命活動(dòng)的共同的特點(diǎn)，例如新陳代謝、生長(zhǎng)繁殖、遺傳變異等。同的特點(diǎn)，例如新陳代謝、生長(zhǎng)繁殖、遺傳變異等。同時(shí)，微生物也有與一般生物不同的特點(diǎn)，概括為下同時(shí)，微生物也有與一般生物不同的特點(diǎn)，概括為下面幾點(diǎn)：面幾點(diǎn)： 1.體積小，面積大體積小，面積大 2.吸收多，轉(zhuǎn)化快吸收多，轉(zhuǎn)化快 3.生長(zhǎng)旺，繁殖快生長(zhǎng)旺，繁殖快 4.適

6、應(yīng)強(qiáng)，易變異適應(yīng)強(qiáng)，易變異 5.分布廣，種類多分布廣，種類多二、微生物的特點(diǎn)二、微生物的特點(diǎn)1.體積小，面積大體積小，面積大 微生物的一般大小為幾十微生物的一般大小為幾十 nmnm至幾至幾mm，須在顯微，須在顯微鏡下放大至幾百到幾萬倍才能看清。鏡下放大至幾百到幾萬倍才能看清。 幾幾mm大的細(xì)菌重大的細(xì)菌重 1 110-9-9 1 110-10-10mg 100 100億個(gè)酵母菌重億個(gè)酵母菌重 1g1g針尖上的細(xì)菌針尖上的細(xì)菌二、微生物的特點(diǎn)二、微生物的特點(diǎn)1.體積小，面積大微微生生物物大大小小的的比比較較示示意意圖圖表：對(duì)表：對(duì)1cm1cm3 3固體作固體作1010倍系列三維分割后的比面值變化

7、倍系列三維分割后的比面值變化邊長(zhǎng)邊長(zhǎng)立方體數(shù)立方體數(shù)總表面積總表面積比面值比面值近似對(duì)象近似對(duì)象1.0cm1.0mm0.1mm0.01mm1.0m0.1m0.01m1.0nm110310610910121015101810216cm260cm2600cm26000cm26m260m2600m26000m2660600600060 000600 0006000 00060 000 000豌豆豌豆細(xì)小藥丸細(xì)小藥丸滑石粉?；哿Ｗ冃蜗x變形蟲球菌球菌大膠粒大膠粒大分子大分子分子分子二、微生物的特點(diǎn)二、微生物的特點(diǎn)乙肝病毒電鏡照片乙肝病毒電鏡照片二、微生物的特點(diǎn)二、微生物的特點(diǎn) 大腸桿菌大腸桿菌二、微

8、生物的特點(diǎn)二、微生物的特點(diǎn)hivhiv病毒結(jié)構(gòu)病毒結(jié)構(gòu)流行性感冒病毒流行性感冒病毒n 桿菌的平均長(zhǎng)度：桿菌的平均長(zhǎng)度：2 2 微米；微米；n 15001500個(gè)桿菌首尾相連個(gè)桿菌首尾相連= = 一粒芝麻的長(zhǎng)度；一粒芝麻的長(zhǎng)度；n 10-10010-100億個(gè)細(xì)菌加起來重量?jī)|個(gè)細(xì)菌加起來重量 = 1= 1毫克毫克n 面積面積/ /體積比：人體積比：人 = 1= 1，大腸桿菌，大腸桿菌 = 30= 30萬萬；n 這樣大的比表面積特別有利于它們和周圍環(huán)這樣大的比表面積特別有利于它們和周圍環(huán)n境進(jìn)行物質(zhì)、能量、信息的交換。微生物的其境進(jìn)行物質(zhì)、能量、信息的交換。微生物的其它很多屬性都和這一特點(diǎn)密切相關(guān)

9、。它很多屬性都和這一特點(diǎn)密切相關(guān)。個(gè)體小個(gè)體小: :測(cè)量單位：微米或鈉米火星隕石中發(fā)現(xiàn)的細(xì)菌化石（直徑火星隕石中發(fā)現(xiàn)的細(xì)菌化石（直徑 10 nm10 nm）德國(guó)科學(xué)家德國(guó)科學(xué)家h. n. schulzh. n. schulz等等19991999年在納米比亞海岸的海底沉積物中年在納米比亞海岸的海底沉積物中發(fā)現(xiàn)的一種硫磺細(xì)菌（發(fā)現(xiàn)的一種硫磺細(xì)菌（sulfur bacteriumsulfur bacterium），其大小可達(dá)），其大小可達(dá)0.75 mm0.75 mm，thiomargarita namibiensis，-“納米比亞硫磺珍珠納米比亞硫磺珍珠”二、微生物的特點(diǎn)二、微生物的特點(diǎn)2.2.吸收

10、多，轉(zhuǎn)化快吸收多，轉(zhuǎn)化快 微生物在適宜的條件下，一晝夜合成的物質(zhì)，相當(dāng)于本身微生物在適宜的條件下，一晝夜合成的物質(zhì)，相當(dāng)于本身體重的體重的30304040倍，這是其它生物所不能相比的。倍，這是其它生物所不能相比的。 例如，在適宜條件下大腸桿菌每小時(shí)可消耗其自身重量例如，在適宜條件下大腸桿菌每小時(shí)可消耗其自身重量20002000倍的糖，若以成人每年消耗相當(dāng)于倍的糖，若以成人每年消耗相當(dāng)于200kg200kg糖的糧食計(jì)算，大腸桿糖的糧食計(jì)算，大腸桿菌菌1 1消耗的糖，按重量比，等于消耗的糖，按重量比，等于1 1個(gè)人個(gè)人500500年年消耗的糧食。消耗的糧食。 乳酸菌的比表面積為乳酸菌的比表面積為1

11、2,00012,000，1 1產(chǎn)產(chǎn)100010001000010000倍于其細(xì)胞倍于其細(xì)胞重量的乳酸。重量的乳酸。 1 1個(gè)個(gè)500500重的乳牛重的乳牛2424生產(chǎn)的蛋白質(zhì)約生產(chǎn)的蛋白質(zhì)約1 1左右，同樣左右，同樣重量的酵母重量的酵母2424生產(chǎn)生產(chǎn)500500，000kg000kg蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)。 二、微生物的特點(diǎn)二、微生物的特點(diǎn)3.生長(zhǎng)旺，繁殖快生長(zhǎng)旺，繁殖快 微生物繁殖的速度要比植物、動(dòng)物快得多。微生物繁殖的速度要比植物、動(dòng)物快得多。 例如：大腸桿菌的繁殖例如：大腸桿菌的繁殖2020分鐘一代，分鐘一代，2424小時(shí)小時(shí)達(dá)到達(dá)到7272代，一個(gè)菌體可以繁殖為代，一個(gè)菌體可以繁殖為4.74

12、.710102121個(gè)，個(gè)，重量達(dá)到重量達(dá)到47224722噸；噸；4848小時(shí)繁殖為小時(shí)繁殖為2.22.210104343個(gè)菌個(gè)菌體，重約體，重約40004000個(gè)地球。個(gè)地球。二、微生物的特點(diǎn)二、微生物的特點(diǎn)4.4.適應(yīng)強(qiáng)，易變異適應(yīng)強(qiáng)，易變異 在長(zhǎng)期的生物進(jìn)化過程中，為適應(yīng)多變的環(huán)境，微生物產(chǎn)生在長(zhǎng)期的生物進(jìn)化過程中，為適應(yīng)多變的環(huán)境，微生物產(chǎn)生了靈活的代謝調(diào)控機(jī)制，可產(chǎn)生多種誘導(dǎo)酶，從而使之具有強(qiáng)的了靈活的代謝調(diào)控機(jī)制，可產(chǎn)生多種誘導(dǎo)酶，從而使之具有強(qiáng)的抗逆性如抗逆性如抗熱、抗寒、抗干燥、抗酸、抗抗熱、抗寒、抗干燥、抗酸、抗 缺氧、抗壓、抗輻射缺氧、抗壓、抗輻射以以及及抗毒抗毒能力。有

13、些甚至可以在許多生物無法生活的極端環(huán)境中生能力。有些甚至可以在許多生物無法生活的極端環(huán)境中生長(zhǎng)，繁衍后代。長(zhǎng)，繁衍后代。 例如太平洋深例如太平洋深 海溝海溝350350生活的嗜熱菌；南極生活的嗜熱菌；南極1818生長(zhǎng)的生長(zhǎng)的嗜冷菌；在有色金屬浸礦中嗜冷菌；在有色金屬浸礦中 的氧化硫硫桿菌的氧化硫硫桿菌(thiobacillus t(thiobacillus thiooxidans)hiooxidans)中，某些菌株能生長(zhǎng)在中，某些菌株能生長(zhǎng)在ph0.5ph0.5的硫酸中，而脫氧硫桿的硫酸中，而脫氧硫桿菌菌(thiobacillus denitrificans(thiobacillus deni

14、trificans）和一些霉菌生長(zhǎng)的最高為）和一些霉菌生長(zhǎng)的最高為ph10ph101111； 還有在還有在32%32%的的naclnacl溶液中生活的嗜鹽菌等等。溶液中生活的嗜鹽菌等等。 抗（逆）性強(qiáng)：抗（逆）性強(qiáng)：抗熱抗熱：有的細(xì)菌能在：有的細(xì)菌能在265265個(gè)大氣壓，個(gè)大氣壓，250 250 的條件下生長(zhǎng)；的條件下生長(zhǎng)； 自然界中細(xì)菌生長(zhǎng)的最高溫度可以達(dá)到自然界中細(xì)菌生長(zhǎng)的最高溫度可以達(dá)到113 113 ； 有些細(xì)菌的芽孢，需加熱煮沸有些細(xì)菌的芽孢，需加熱煮沸8 8小時(shí)才被殺死；小時(shí)才被殺死；抗寒抗寒：有些微生物可以在：有些微生物可以在-12-12-30-30的低溫生長(zhǎng)；的低溫生長(zhǎng)；抗酸

15、堿抗酸堿：細(xì)菌能耐受并生長(zhǎng)的：細(xì)菌能耐受并生長(zhǎng)的phph范圍：范圍：ph 0.5 ph 0.5 1313；耐滲透壓耐滲透壓：蜜餞、腌制品，飽和鹽水（：蜜餞、腌制品，飽和鹽水（nacl, 32%)nacl, 32%)中中 都有微生物生長(zhǎng)；都有微生物生長(zhǎng)；抗壓力抗壓力：有些細(xì)菌可在：有些細(xì)菌可在14001400個(gè)大氣壓下生長(zhǎng)；個(gè)大氣壓下生長(zhǎng)；分布廣：分布廣：人跡可到之處，微生物的分布必然很多，而人跡不到的地方，也有大量的微生物存在！t 強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、高熱的極端環(huán)境；t 數(shù)十公里的高空（最高為離地85公里，須用火箭采樣）；t 幾千米的地下；t 常年封凍的冰川；從永凍冰層分離微生物從永凍冰層分離微生物南

16、極南極vostokvostok湖冰芯樣品中的微生物湖冰芯樣品中的微生物二、微生物的特點(diǎn)二、微生物的特點(diǎn) 微生物的個(gè)體微小，對(duì)外界的條件敏感，微生物的個(gè)體微小，對(duì)外界的條件敏感，當(dāng)環(huán)境條件劇烈變化時(shí)，大多數(shù)容易死亡，只當(dāng)環(huán)境條件劇烈變化時(shí)，大多數(shù)容易死亡，只有極少數(shù)的能發(fā)生好的變異。有極少數(shù)的能發(fā)生好的變異。 這一特點(diǎn)有利這一特點(diǎn)有利于進(jìn)行誘變育種。于進(jìn)行誘變育種。 例如，青霉素生產(chǎn)菌例如，青霉素生產(chǎn)菌(penicillum chrysogenum(penicillum chrysogenum），該菌），該菌19431943年每毫升青霉素發(fā)酵液僅年每毫升青霉素發(fā)酵液僅2020單位青霉素，至單位青

17、霉素，至8080年代由于年代由于各國(guó)微生物育種工作者的努力和發(fā)酵條件的改善，新的生產(chǎn)各國(guó)微生物育種工作者的努力和發(fā)酵條件的改善，新的生產(chǎn)用菌株產(chǎn)青霉素的能力不斷提高，用菌株產(chǎn)青霉素的能力不斷提高， 每毫升發(fā)酵液已超過每毫升發(fā)酵液已超過5 5萬萬單位，單位， 有的接近有的接近1010萬萬單位。單位。 二、微生物的特點(diǎn)二、微生物的特點(diǎn)4.4.適應(yīng)強(qiáng)，易變異適應(yīng)強(qiáng)，易變異 相反當(dāng)年青霉素對(duì)金黃色葡萄球菌相反當(dāng)年青霉素對(duì)金黃色葡萄球菌(staphylococcus aureus(staphylococcus aureus）的最低抑制濃度為）的最低抑制濃度為0.02g/ml0.02g/ml， 因變異使耐

18、藥性菌株的耐藥性因變異使耐藥性菌株的耐藥性比原始菌株高比原始菌株高1 1萬倍。萬倍。 二、微生物的特點(diǎn)二、微生物的特點(diǎn)5.5.分布廣，種類多分布廣，種類多 微生物分布是非常廣，高至微生物分布是非常廣，高至1200012000米的高空，深至米的高空，深至1000010000米的海底，高達(dá)米的海底，高達(dá)9090以上的溫泉和終年積雪的高以上的溫泉和終年積雪的高山，還有巖石、礦井、沙漠中，都有微生物的存在。以山，還有巖石、礦井、沙漠中，都有微生物的存在。以土壤內(nèi)最多，土壤內(nèi)最多，1 1克土壤中就有微生物幾億至幾十億個(gè)?？送寥乐芯陀形⑸飵變|至幾十億個(gè)。二、微生物的特點(diǎn)二、微生物的特點(diǎn)5.5.分布廣，種

19、類多分布廣，種類多 微生物的種類多微生物的種類多 真菌真菌1010萬多種萬多種 細(xì)菌細(xì)菌20002000多種多種 放線菌放線菌10001000多種多種二、微生物的特點(diǎn)二、微生物的特點(diǎn)5.5.分布廣，種類多分布廣，種類多種類多反映在下面種類多反映在下面 微生物的生理代謝類型多；微生物的生理代謝類型多； 代謝產(chǎn)物種類多；代謝產(chǎn)物種類多； 微生物種數(shù)多。微生物種數(shù)多。 人的腸道中正常菌群人的腸道中正常菌群100400多種微生物?？偠喾N微生物?？倲?shù)達(dá)到數(shù)達(dá)到100萬億。萬億。 微生物的分布可以說：無時(shí)不有時(shí)時(shí)有；無外不有微生物的分布可以說：無時(shí)不有時(shí)時(shí)有；無外不有處處有。處處有。種類多：種類多：t 微

20、生物的生理代謝類型多；t 代謝產(chǎn)物種類多；t 微生物的種數(shù)“多”；雖然目前已定種的微生物只有大約雖然目前已定種的微生物只有大約10萬種，遠(yuǎn)較動(dòng)植物為少，萬種，遠(yuǎn)較動(dòng)植物為少，但一般認(rèn)為目前為人類所發(fā)現(xiàn)的微生物還不到自然界中微生物但一般認(rèn)為目前為人類所發(fā)現(xiàn)的微生物還不到自然界中微生物總數(shù)的總數(shù)的1%。三、微生物學(xué)三、微生物學(xué)1.定義定義：微生物學(xué)是研究微生物及其生命活動(dòng)基本規(guī)微生物學(xué)是研究微生物及其生命活動(dòng)基本規(guī)律和應(yīng)用的科學(xué)。律和應(yīng)用的科學(xué)。 是在群體，細(xì)胞或分子水平上是在群體，細(xì)胞或分子水平上 研究微生物的形研究微生物的形態(tài)結(jié)構(gòu)，生理代謝、遺傳變異、生態(tài)分布和分類進(jìn)態(tài)結(jié)構(gòu)，生理代謝、遺傳變異

21、、生態(tài)分布和分類進(jìn)化等生命活動(dòng)的基本規(guī)律，并將其應(yīng)用于工業(yè)發(fā)酵、化等生命活動(dòng)的基本規(guī)律，并將其應(yīng)用于工業(yè)發(fā)酵、醫(yī)療衛(wèi)生、環(huán)境保護(hù)和生物工程等領(lǐng)域。醫(yī)療衛(wèi)生、環(huán)境保護(hù)和生物工程等領(lǐng)域。 三、微生物學(xué)三、微生物學(xué)據(jù)研究對(duì)象與任務(wù)形成據(jù)研究對(duì)象與任務(wù)形成 了許多分支學(xué)科。了許多分支學(xué)科。n研究微生物生命活動(dòng)基本規(guī)律的微生物學(xué)，其主要分研究微生物生命活動(dòng)基本規(guī)律的微生物學(xué)，其主要分支有：支有：微生物形態(tài)學(xué)、微生物分類學(xué)、微生物生理學(xué)、微生物形態(tài)學(xué)、微生物分類學(xué)、微生物生理學(xué)、微生物生物化學(xué)、微生物遺傳學(xué)、微生物生態(tài)學(xué)、微微生物生物化學(xué)、微生物遺傳學(xué)、微生物生態(tài)學(xué)、微生物資源學(xué)及分子微生物學(xué)生物資源學(xué)及

22、分子微生物學(xué)等；等；n研究微生物應(yīng)用的應(yīng)用微生物學(xué)，其分支有：研究微生物應(yīng)用的應(yīng)用微生物學(xué)，其分支有：工業(yè)微工業(yè)微生物學(xué)、農(nóng)業(yè)微生物學(xué)、植物病理學(xué)、醫(yī)學(xué)微生物學(xué)、生物學(xué)、農(nóng)業(yè)微生物學(xué)、植物病理學(xué)、醫(yī)學(xué)微生物學(xué)、藥用微生物學(xué)、獸醫(yī)微生物學(xué)、藥用微生物學(xué)、獸醫(yī)微生物學(xué)、 乳品微生物學(xué)、食品乳品微生物學(xué)、食品微生物學(xué)、釀造學(xué)及抗生素等；微生物學(xué)、釀造學(xué)及抗生素等；三、微生物學(xué)三、微生物學(xué)n依研究對(duì)象不同，分為依研究對(duì)象不同，分為細(xì)菌學(xué)、真菌學(xué)、病毒學(xué)、細(xì)菌學(xué)、真菌學(xué)、病毒學(xué)、噬菌體學(xué)、原生動(dòng)物學(xué)、支原體學(xué)、自養(yǎng)微生物學(xué)噬菌體學(xué)、原生動(dòng)物學(xué)、支原體學(xué)、自養(yǎng)微生物學(xué)與厭氧微生物學(xué)等；與厭氧微生物學(xué)等；n

23、研究微生物生態(tài)環(huán)境的分支學(xué)科有：研究微生物生態(tài)環(huán)境的分支學(xué)科有：土壤微生物學(xué)、土壤微生物學(xué)、海洋微生物學(xué)、石油微生物學(xué)、環(huán)境微生物學(xué)、宇海洋微生物學(xué)、石油微生物學(xué)、環(huán)境微生物學(xué)、宇宙微生物學(xué)及水微生物學(xué)等；宙微生物學(xué)及水微生物學(xué)等；n微生物學(xué)與其他學(xué)科的交叉形成了一些新興的邊緣微生物學(xué)與其他學(xué)科的交叉形成了一些新興的邊緣學(xué)科分支如：學(xué)科分支如：分析微生物學(xué)、微生物的化學(xué)分類、分析微生物學(xué)、微生物的化學(xué)分類、微生物的數(shù)值分類、微生物的數(shù)值分類、微生物地球化學(xué)以及研究正常微生物地球化學(xué)以及研究正常微生物結(jié)構(gòu)和功能與其宿主相互關(guān)系的微生物結(jié)構(gòu)和功能與其宿主相互關(guān)系的微生態(tài)學(xué)微生態(tài)學(xué)等等等。等。三、微

24、生物學(xué)三、微生物學(xué)2.2.任務(wù)任務(wù) 微生物學(xué)的根本任務(wù)就是發(fā)掘、利用微生物學(xué)的根本任務(wù)就是發(fā)掘、利用和改善有益微生物，控制、消滅或改造和改善有益微生物，控制、消滅或改造有害微生物造福人類。有害微生物造福人類。 “為人民服務(wù)為人民服務(wù)” 第二節(jié)第二節(jié) 微生物學(xué)的發(fā)展簡(jiǎn)史及應(yīng)用微生物學(xué)的發(fā)展簡(jiǎn)史及應(yīng)用 一、發(fā)展簡(jiǎn)史一、發(fā)展簡(jiǎn)史 二、應(yīng)用二、應(yīng)用 三、微生物與人類三、微生物與人類一、發(fā)展簡(jiǎn)史一、發(fā)展簡(jiǎn)史1.1.史前期（約史前期（約80008000年前年前16761676年）年）2.2.初創(chuàng)期（初創(chuàng)期（1676167618611861年）年）3.3.奠基期（奠基期（1861186118971897年）

25、年）4.4.發(fā)展期（發(fā)展期（1897189719531953年）年）5.5.成熟期（成熟期（19531953至今）至今）一、發(fā)展簡(jiǎn)史一、發(fā)展簡(jiǎn)史1.1.史前期（約史前期（約80008000年前年前16761676年）年） 在人類發(fā)現(xiàn)微生物之前，世界各國(guó)人民憑借自已的經(jīng)驗(yàn)，在實(shí)在人類發(fā)現(xiàn)微生物之前，世界各國(guó)人民憑借自已的經(jīng)驗(yàn)，在實(shí)踐中利用有益微生物和防治有害微生物并積累了豐富的實(shí)用知識(shí)。踐中利用有益微生物和防治有害微生物并積累了豐富的實(shí)用知識(shí)。 例如，天然果酒和啤酒的釀造，牛乳和乳制品的發(fā)酵。例如，天然果酒和啤酒的釀造，牛乳和乳制品的發(fā)酵。宋代還創(chuàng)造過宋代還創(chuàng)造過“以毒攻毒以毒攻毒”的免疫方法，

26、即用種人痘預(yù)防天花，這的免疫方法，即用種人痘預(yù)防天花，這比英國(guó)人比英國(guó)人e. jenner 在在17961796年發(fā)明的種牛痘預(yù)防天花早半個(gè)多世年發(fā)明的種牛痘預(yù)防天花早半個(gè)多世紀(jì)。紀(jì)。 n我國(guó)我國(guó)80008000年前就開始出現(xiàn)了曲蘗釀酒；年前就開始出現(xiàn)了曲蘗釀酒；n40004000年前埃及人已學(xué)會(huì)烘制面包和釀制果酒；年前埃及人已學(xué)會(huì)烘制面包和釀制果酒；n25002500年前發(fā)明釀醬、醋，用曲治消化道疾??；年前發(fā)明釀醬、醋，用曲治消化道疾??；n公元六世紀(jì)公元六世紀(jì)( (北魏時(shí)期北魏時(shí)期) )賈思勰的巨著賈思勰的巨著“齊民要術(shù)齊民要術(shù)”；n公元公元2 2世紀(jì)，張仲景：禁食病死獸類的肉和不清潔食世紀(jì)

27、，張仲景：禁食病死獸類的肉和不清潔食物；物；n公元前公元前112112年年-212-212年間，華佗：年間，華佗：“割腐肉以防傳染割腐肉以防傳染”；n公元九世紀(jì)痘漿法、痘衣法預(yù)防天花；公元九世紀(jì)痘漿法、痘衣法預(yù)防天花；n13461346年，克里米亞半島上的法卡城之戰(zhàn)年，克里米亞半島上的法卡城之戰(zhàn)( (靼坦人靼坦人- -羅羅馬人馬人) )；n1616世紀(jì)，古羅巴醫(yī)生世紀(jì)，古羅巴醫(yī)生g.fracastorog.fracastoro：疾病是由肉眼：疾病是由肉眼看不見的生物看不見的生物(living creatures)(living creatures)引起的；引起的；n16411641年，明末醫(yī)生

28、吳又可也提出年，明末醫(yī)生吳又可也提出“戾氣戾氣”學(xué)說；學(xué)說；一、發(fā)展簡(jiǎn)史一、發(fā)展簡(jiǎn)史 16761676年，微生物學(xué)的先驅(qū)年，微生物學(xué)的先驅(qū)荷蘭人列文虎克（荷蘭人列文虎克（antonyantony van leeuwenhoek van leeuwenhoek）首次）首次觀察到了細(xì)菌。他沒有上觀察到了細(xì)菌。他沒有上過大學(xué)，是一個(gè)只會(huì)荷蘭過大學(xué)，是一個(gè)只會(huì)荷蘭語的小商人，但卻在語的小商人，但卻在16801680年被選為英國(guó)皇家學(xué)會(huì)的年被選為英國(guó)皇家學(xué)會(huì)的會(huì)員。會(huì)員。2.2.初創(chuàng)期（啟蒙期，形態(tài)學(xué)初創(chuàng)期（啟蒙期，形態(tài)學(xué) 期，期，1676167618611861年）年）一、發(fā)展簡(jiǎn)史一、發(fā)展簡(jiǎn)史 2.2

29、.初創(chuàng)期初創(chuàng)期 列文虎克列文虎克( (荷蘭人荷蘭人163216321723)antony van 1723)antony van leeuwenkock leeuwenkock 微生物學(xué)的先驅(qū)者。微生物學(xué)的先驅(qū)者。首先用自制的放大首先用自制的放大160160倍倍的顯微鏡觀察牙垢、雨水、的顯微鏡觀察牙垢、雨水、井水及各種有機(jī)物浸出液井水及各種有機(jī)物浸出液發(fā)現(xiàn)了細(xì)菌。發(fā)現(xiàn)了細(xì)菌。16641664年，英國(guó)人虎克（年，英國(guó)人虎克（robert hookerobert hooke）曾用原始的顯微鏡對(duì)）曾用原始的顯微鏡對(duì)生長(zhǎng)在皮革表面及薔薇枯葉上的霉菌進(jìn)行觀察。生長(zhǎng)在皮革表面及薔薇枯葉上的霉菌進(jìn)行觀察。列

30、文虎克利用業(yè)余時(shí)間制造過列文虎克利用業(yè)余時(shí)間制造過400400多架多架單式顯微鏡和放大鏡，放大率一般為單式顯微鏡和放大鏡，放大率一般為5050200200倍，倍，樣品夾樣品夾一、發(fā)展簡(jiǎn)史一、發(fā)展簡(jiǎn)史3.3.奠基期（生理學(xué)期，奠基期（生理學(xué)期，1861186118971897年）年） 巴斯德、柯赫巴斯德、柯赫 巴斯德（法國(guó)巴斯德（法國(guó)1822182218951895）louis pasteurlouis pasteur 微生物學(xué)奠基人微生物學(xué)奠基人 柯赫（德國(guó)柯赫（德國(guó)1843184319101910）robert kochrobert koch 細(xì)菌學(xué)的奠基人細(xì)菌學(xué)的奠基人法國(guó)人巴斯德（法國(guó)人

31、巴斯德（louis pasteurlouis pasteur） （1822182218951895）德國(guó)人柯赫（德國(guó)人柯赫（robert kochrobert koch）（ 1843184319101910）一、發(fā)展簡(jiǎn)史一、發(fā)展簡(jiǎn)史巴斯德巴斯德 (1) (1) 發(fā)現(xiàn)并證實(shí)發(fā)酵是由微生物引起的；發(fā)現(xiàn)并證實(shí)發(fā)酵是由微生物引起的；(2) (2) 徹底否定了徹底否定了“自然發(fā)生自然發(fā)生”學(xué)說；學(xué)說；化學(xué)家出生的巴斯德涉足微生物學(xué)是為了治療化學(xué)家出生的巴斯德涉足微生物學(xué)是為了治療“酒病酒病”和和“蠶病蠶病”著名的曲頸瓶試驗(yàn)無可辯駁地證實(shí)，空氣內(nèi)確實(shí)含有微生物，著名的曲頸瓶試驗(yàn)無可辯駁地證實(shí)，空氣內(nèi)確實(shí)含

32、有微生物，是它們引起有機(jī)質(zhì)的腐敗。是它們引起有機(jī)質(zhì)的腐敗。(3) (3) 免疫學(xué)免疫學(xué)預(yù)防接種預(yù)防接種首次制成狂犬疫苗首次制成狂犬疫苗(4)(4)其他貢獻(xiàn)其他貢獻(xiàn)巴斯德消毒法：巴斯德消毒法：60606565作短時(shí)間加熱處理，殺死有害微生物作短時(shí)間加熱處理，殺死有害微生物一、發(fā)展簡(jiǎn)史 柯赫柯赫a a）細(xì)菌純培養(yǎng)方法的建立）細(xì)菌純培養(yǎng)方法的建立土豆切面土豆切面 營(yíng)養(yǎng)明膠營(yíng)養(yǎng)明膠 營(yíng)養(yǎng)瓊脂（平皿）營(yíng)養(yǎng)瓊脂（平皿）（1 1）微生物學(xué)基本操作技術(shù)方面的貢獻(xiàn)）微生物學(xué)基本操作技術(shù)方面的貢獻(xiàn)b b）設(shè)計(jì)了各種培養(yǎng)基，實(shí)現(xiàn)了在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)對(duì)各種微生物的培養(yǎng)）設(shè)計(jì)了各種培養(yǎng)基，實(shí)現(xiàn)了在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)對(duì)各種微生物的培養(yǎng)c

33、c）流動(dòng)蒸汽滅菌）流動(dòng)蒸汽滅菌d d）染色觀察和顯微攝影）染色觀察和顯微攝影一、發(fā)展簡(jiǎn)史 柯赫柯赫（2 2）對(duì)病原細(xì)菌的研究作出了突出的貢獻(xiàn)：）對(duì)病原細(xì)菌的研究作出了突出的貢獻(xiàn)：a a）具體證實(shí)了炭疽桿菌是炭疽病的病原菌；）具體證實(shí)了炭疽桿菌是炭疽病的病原菌；b b）發(fā)現(xiàn)了肺結(jié)核病的病原菌；（）發(fā)現(xiàn)了肺結(jié)核病的病原菌；（19051905年獲諾貝爾獎(jiǎng)）年獲諾貝爾獎(jiǎng)）c c）證明某種微生物是否為某種疾病病原體的基本原則）證明某種微生物是否為某種疾病病原體的基本原則 著名的柯赫原則著名的柯赫原則1 1、在每一相同病例中都出現(xiàn)這種微生物；、在每一相同病例中都出現(xiàn)這種微生物；2 2、要從寄主分離出這樣的

34、微生物并在培養(yǎng)基中培養(yǎng)出來；、要從寄主分離出這樣的微生物并在培養(yǎng)基中培養(yǎng)出來；3 3、用這種微生物的純培養(yǎng)接種健康而敏感的寄主，同樣的疾病會(huì)、用這種微生物的純培養(yǎng)接種健康而敏感的寄主，同樣的疾病會(huì) 重復(fù)發(fā)生；重復(fù)發(fā)生；4 4 、從試驗(yàn)發(fā)病的寄主中能再度分離培養(yǎng)出這種微生物來。、從試驗(yàn)發(fā)病的寄主中能再度分離培養(yǎng)出這種微生物來。一、發(fā)展簡(jiǎn)史 一、發(fā)展簡(jiǎn)史4.4.發(fā)展期（發(fā)展期（1897189719531953年）年） 進(jìn)入生化水平研究階段，進(jìn)入生化水平研究階段，e.biichnere.biichner生物化學(xué)奠基人生物化學(xué)奠基人對(duì)無細(xì)胞酵母菌對(duì)無細(xì)胞酵母菌“酒化酶酒化酶”進(jìn)行生化研究；進(jìn)行生化研究

35、；發(fā)現(xiàn)微生物的代謝統(tǒng)一性；發(fā)現(xiàn)微生物的代謝統(tǒng)一性；普通微生物學(xué)開始形成；普通微生物學(xué)開始形成；開展廣泛尋找微生物的代謝產(chǎn)物；開展廣泛尋找微生物的代謝產(chǎn)物；青霉素的發(fā)現(xiàn)推動(dòng)了微生物工業(yè)化培養(yǎng)技術(shù)的猛進(jìn)。青霉素的發(fā)現(xiàn)推動(dòng)了微生物工業(yè)化培養(yǎng)技術(shù)的猛進(jìn)。 一、發(fā)展簡(jiǎn)史5.5.成熟期（成熟期（19531953今）分子生物學(xué)水平研究階段今）分子生物學(xué)水平研究階段 j.watsonj.watson和和f.crickf.crick分子生物學(xué)奠基人分子生物學(xué)奠基人 有有*號(hào)的為諾貝爾生理學(xué)和醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)獲得者號(hào)的為諾貝爾生理學(xué)和醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)獲得者2020世紀(jì)生命科學(xué)發(fā)展標(biāo)志性的四大里程碑世紀(jì)生命科學(xué)發(fā)展標(biāo)志性的四大里程碑d

36、nadna功能的闡明功能的闡明中心法則的提出中心法則的提出遺傳工程的成功遺傳工程的成功人類基因組計(jì)劃人類基因組計(jì)劃“在近代科學(xué)中，對(duì)人類福利最大的一門科學(xué)，在近代科學(xué)中，對(duì)人類福利最大的一門科學(xué)，要算是微生物學(xué)了。要算是微生物學(xué)了。” 日本學(xué)者尾形學(xué)在日本學(xué)者尾形學(xué)在“家畜微生物學(xué)家畜微生物學(xué)”（19771977）二、應(yīng)用二、應(yīng)用二、應(yīng)用二、應(yīng)用1.1.醫(yī)療方面醫(yī)療方面2.2.工業(yè)方面工業(yè)方面3.3.農(nóng)業(yè)方面農(nóng)業(yè)方面4.4.生態(tài)與環(huán)境方面生態(tài)與環(huán)境方面5.5.生命科學(xué)基礎(chǔ)理論研究的重大貢獻(xiàn)生命科學(xué)基礎(chǔ)理論研究的重大貢獻(xiàn)1.1.醫(yī)療方面醫(yī)療方面1.11.1外科消毒素的建立：外科消毒素的建立：j.

37、listerj.lister1.21.2尋找人畜病原菌尋找人畜病原菌1.31.3免疫防治法的應(yīng)用免疫防治法的應(yīng)用1.41.4化學(xué)治療劑的發(fā)明化學(xué)治療劑的發(fā)明1.51.5抗生素治療的興起抗生素治療的興起1.61.6用遺傳工程和生物工程技術(shù)使微生物生產(chǎn)生用遺傳工程和生物工程技術(shù)使微生物生產(chǎn)生 化藥物化藥物2.2.工業(yè)方面工業(yè)方面2.12.1自然發(fā)酵與食品、飲料的釀造自然發(fā)酵與食品、飲料的釀造2.22.2罐頭保藏罐頭保藏2.32.3厭氧純種發(fā)酵技術(shù)：乙醇，丙酮，丁醇，乳酸，甘厭氧純種發(fā)酵技術(shù)：乙醇，丙酮，丁醇，乳酸，甘 油油2.42.4深層液體通氣攪拌培養(yǎng)技術(shù)：抗生素，有機(jī)酸，酶深層液體通氣攪拌培養(yǎng)

38、技術(shù)：抗生素，有機(jī)酸，酶 制劑制劑3.3.農(nóng)業(yè)方面農(nóng)業(yè)方面3.13.1以菌治蟲：蘇云金芽孢桿菌以菌治蟲：蘇云金芽孢桿菌3.23.2以菌治病：農(nóng)用抗生素以菌治?。恨r(nóng)用抗生素3.33.3以菌除草：微生物除草劑以菌除草：微生物除草劑3.43.4以菌培肥：生物固氮肥，鉀細(xì)菌以菌培肥：生物固氮肥，鉀細(xì)菌3.53.5以菌促長(zhǎng)：赤霉素以菌促長(zhǎng)：赤霉素 以菌作藥，以菌當(dāng)飼料，以菌當(dāng)蔬菜，以菌產(chǎn)沼氣以菌作藥，以菌當(dāng)飼料，以菌當(dāng)蔬菜，以菌產(chǎn)沼氣4.4.生態(tài)與環(huán)境方面生態(tài)與環(huán)境方面n食物鏈?zhǔn)澄镦渘污水處理污水處理n生物降解生物降解5.5.生命科學(xué)基礎(chǔ)理論研究的重大貢獻(xiàn)生命科學(xué)基礎(chǔ)理論研究的重大貢獻(xiàn) 五大共性五大共性

39、 生命科學(xué)中常選用的研究對(duì)象生命科學(xué)中常選用的研究對(duì)象 培養(yǎng)條件簡(jiǎn)便培養(yǎng)條件簡(jiǎn)便 “模式生物模式生物”(model organism) 5.1 5.1 歷史上自然發(fā)生說的否定歷史上自然發(fā)生說的否定 5.2 5.2 糖酵解機(jī)制的認(rèn)識(shí)糖酵解機(jī)制的認(rèn)識(shí) 5.3 5.3 基因與酶關(guān)系的發(fā)現(xiàn)基因與酶關(guān)系的發(fā)現(xiàn) 5.4 5.4 遺傳密碼的揭示遺傳密碼的揭示 5.5 5.5 基因工程的開創(chuàng)基因工程的開創(chuàng) 5.6 pcr 5.6 pcr 技術(shù)技術(shù) 5.7 5.7 真核細(xì)胞內(nèi)共生學(xué)說的提出真核細(xì)胞內(nèi)共生學(xué)說的提出 2020世紀(jì)生命科學(xué)發(fā)展標(biāo)志性的四大里程碑世紀(jì)生命科學(xué)發(fā)展標(biāo)志性的四大里程碑 微生物微生物擔(dān)當(dāng)著重

40、要的角色！擔(dān)當(dāng)著重要的角色！2020世紀(jì)生命科學(xué)發(fā)展標(biāo)志性的四大里程碑世紀(jì)生命科學(xué)發(fā)展標(biāo)志性的四大里程碑微生物學(xué)微生物學(xué)發(fā)揮著關(guān)鍵的作用！發(fā)揮著關(guān)鍵的作用！t 人體體表及體內(nèi)存在大量的微生物：人體體表及體內(nèi)存在大量的微生物： 皮膚表面：平均皮膚表面：平均1010萬個(gè)細(xì)菌萬個(gè)細(xì)菌/ /平方厘米；平方厘米； 口腔：細(xì)菌種類超過口腔：細(xì)菌種類超過500500種；種； 腸道：微生物總量達(dá)腸道：微生物總量達(dá)100100萬億，萬億， 糞便干重的糞便干重的1/31/3是細(xì)菌，每克糞便的細(xì)菌總數(shù)為：是細(xì)菌，每克糞便的細(xì)菌總數(shù)為：10001000億個(gè)；億個(gè)；三、微生物與人類三、微生物與人類微生物無處不在，我們無時(shí)不生活在微生物無處不在，我們無時(shí)不生活在“微生物的海洋微生物的海