微生物學(xué)緒論

1、微生物學(xué)第1-2學(xué)時(shí)課程說明：本課程的任務(wù)旨在培養(yǎng)學(xué)生初步認(rèn)識(shí) ，同時(shí)掌握微生物的種類以及和人們生活的關(guān)系，共分十章，課時(shí)數(shù)約為 72或76學(xué)時(shí)，共18或19周，根據(jù)每學(xué)期的時(shí)間長短酌情調(diào)節(jié)課程要求：考核由平時(shí)分和考試成績兩部分組成，平時(shí)分總分100分占30%，試卷成績100分占70%，平時(shí)成績包括出勤，作業(yè)，及課堂提問，課上表現(xiàn)等?？荚囶}型：填空，選擇，名詞解釋，簡答等課程特點(diǎn):內(nèi)容較多，較繁瑣，名詞解釋較多，需要記憶的東西很多，知識(shí)點(diǎn)瑣碎，需認(rèn)真聽課做筆記，考試重點(diǎn)每堂課都會(huì)講到，最后不再統(tǒng)一總結(jié)課堂要求：1.抽查考勤，點(diǎn)名三次未到者，平時(shí)記為零分2.上課期間，手機(jī)關(guān)閉或調(diào)振動(dòng)，如有手機(jī)鈴

2、聲響者，無論何種原因，一律沒收手機(jī)一周，并寫檢討，扣平時(shí)成績5分，拒絕交手機(jī)者并不寫檢討者扣平時(shí)成績30分，態(tài)度惡劣者趕出教室，直到認(rèn)識(shí)錯(cuò)誤方能上課，另外如有手機(jī)響沒有人承認(rèn)全班每人扣平時(shí)分10分。3.上課提前5分鐘到教室，鈴聲響后遲到超過5分鐘者，或早退少于5分鐘者一次扣10分，早退多于5分鐘按曠課記，曠課一次扣30分4.作業(yè)一次不交扣10分5.請事假記缺課一次扣10分，病假要有醫(yī)院證明或班主任親自證明不扣分6.課堂提問拒絕回答者一次扣5分，其他情況及課堂紀(jì)律，據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)扣分。（注：平時(shí)成績基礎(chǔ)分為100分，實(shí)行扣分制）緒論引言：微生物是人們用肉眼看不見的生物。它與其它生物共同生活在我們

3、的自然界中。 當(dāng)你清晨起床后，深深吸一口清新的空氣，喝一杯可口的酸奶，品嘗著美味的面包或饅頭的時(shí)候，你就已經(jīng)開始享受到了微生物給你帶來的好處；當(dāng)你因患感冒或其他某些疾病而躺在醫(yī)院的病床上，經(jīng)受病痛的折磨時(shí)，那便是有害的微生物侵蝕了你的身體；但當(dāng)白衣護(hù)士給你服用（或注射）抗生素類藥物，使你很快恢復(fù)了健康時(shí)，你得感謝微生物給你帶來的福音，因?yàn)榭股厥俏⑸锏摹胺瞰I(xiàn)”.這些都是微生物通過發(fā)酵在為我們服務(wù)。等等.由此可見微生物與我們的生產(chǎn)和生活是息息相關(guān)。一 微生物與微生物學(xué)（一） 什么是微生物1.微生物的概念：在自然界中，除了多種多樣的動(dòng)物、細(xì)小的用肉眼看不見的生物稱為微生物。微生物引起的現(xiàn)象相當(dāng)普

4、遍。如人、動(dòng)物和植物的傳染病、饅頭、面包的膨脹，酒、醋釀造，泡菜發(fā)酸，衣物生霉，食物變壞，肥料漚制等，都是微生物生命活動(dòng)的結(jié)果。2、微生物學(xué)微生物學(xué)是指研究微生物及其生命活動(dòng)規(guī)律的科學(xué)。（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)的共同的特點(diǎn)，例如新陳代謝、生長繁殖、遺傳變異等。同時(shí)，微生物也有與一般生物不同的特點(diǎn)，概括為下面幾點(diǎn)：1、形體微小，結(jié)構(gòu)簡單；2、分布廣，種類多；3、生長繁殖快；4、代謝能力強(qiáng)；5、容易發(fā)生變異。分別解釋如下：微生物的特點(diǎn)：1、形體微小，結(jié)構(gòu)簡單微生物很小，要通過顯微鏡放大才能看清。微生物的大小通常用微米為單位表示，1微米等于千分之一毫米。真菌中霉菌菌

5、絲的直徑為310微米，細(xì)菌的直徑一般為0.51微米。至于病毒，就更小了，幾十個(gè)或幾百個(gè)才有細(xì)菌那么大，已超出了普通顯微鏡的可見的范圍，要在電子顯微鏡下才能觀察。微生物結(jié)構(gòu)也很簡單，許多是單細(xì)胞的，有的不是非細(xì)胞形態(tài)的。2、分布廣，種類多微生物分布很廣。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前已發(fā)現(xiàn)的微生物有十萬種以上。不同種類的微生物具有不同的代謝方式，能利用不同的有機(jī)、無機(jī)物質(zhì)為營養(yǎng)，能適應(yīng)不同環(huán)境而生存，因而廣泛分布于自然界，上至28公里，下至6000 m的深海，無論土壤、空氣、水域、各種物體的表面，到處都有微生物的存在，可以形容為“無處不在，無孔不入”。土壤：是微生物的“大本營”。任意一顆土粒，就是一個(gè)微生物世界。

6、據(jù)測定，克土中有數(shù)億個(gè)細(xì)胞?？諝猓何⑸镒趬m?；蝻w沫上，憑借風(fēng)力，隨空氣流動(dòng)可漫游3000km遠(yuǎn)，20000m高。人和動(dòng)植物體內(nèi)，也生長著大量的微生物。水域：有大量微生物，在6000m的深海（約600個(gè)大氣壓）還有微生物。 其它生物體：健康人體表及體內(nèi)也有大量，如大腸桿菌等。食物：各種食物中都有微生物，可造成食物的霉變、腐爛。如黃曲霉（食物中毒、癌）。惡劣環(huán)境：90溫泉，鹽湖、稀酸液、高壓環(huán)境、嚴(yán)寒（極地、凍庫）3、代謝強(qiáng)，生長繁殖快微生物繁殖速度要比動(dòng)、植物快得多。由于微生物個(gè)體很小，因此它們具有巨大的比表面積。人的比表面積為，大腸桿菌200萬。微生物是通過表面積與外界環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)和能量的

7、交換。巨大的表面積使它們能夠在有機(jī)體與外界環(huán)境之間迅速交換營養(yǎng)物質(zhì)和廢物。因此，微生物能以很高的速度進(jìn)行繁殖。一般細(xì)菌在適宜條件下每18分鐘就可繁殖一代，不到90分鐘就可“五世同堂”。 24小時(shí)就可繁殖72代，1個(gè)菌體可增殖到47×1022個(gè)！如果任其繁殖下去，一個(gè)小小的微生物，在24小時(shí)內(nèi)，它的子孫后代聚集在一起，就有地球大！這一點(diǎn)對有益的微生物來說，可利用其大大提高生產(chǎn)率，對病原微生物來說，要控制其繁殖蔓延。微生物的每一個(gè)細(xì)胞，基本上都能獨(dú)立生活，能充分與外界環(huán)境接觸，迅速地從培養(yǎng)基中吸取營養(yǎng)物質(zhì)，并排除大量的、多樣性的代謝產(chǎn)物，相當(dāng)于身體體重的3040倍，這是其它生物所不能與之

8、相比的。4、容易發(fā)生變異微生物個(gè)體小，對外界條件敏感，當(dāng)環(huán)境劇烈變化時(shí)，大多數(shù)容易死亡，只有極少數(shù)能發(fā)生變異適應(yīng)新的環(huán)境。這有利于進(jìn)行誘變育種。5易培養(yǎng)大多數(shù)微生物能夠利用各種農(nóng)副產(chǎn)品作為營養(yǎng)，無論是固體原料或是液體原料，都可用來培養(yǎng)微生物；而且它不占耕地，不限季節(jié)，便于在人工控制的條件下進(jìn)行培養(yǎng)。（三）、微生物在自然界中的地位微生物不是生物界的一個(gè)獨(dú)立的類群。現(xiàn)代生物學(xué)觀點(diǎn)認(rèn)為，整個(gè)生物界區(qū)分為非細(xì)胞生物和細(xì)胞生物兩大類。非細(xì)胞生物主要是指病毒；細(xì)胞類生物又分為原核生物和真核生物兩個(gè)進(jìn)化發(fā)展階段。目前普遍的將微生物劃分為下面6界：病毒界病毒和類病毒。原核生物界細(xì)菌、放線菌、藍(lán)細(xì)菌、立克次氏體

9、、螺旋體、衣原體和枝原體。真核原生生物界藻類和原生動(dòng)物真菌界酵母菌、霉菌和蕈菌。（四）、微生物的分類單位和命名在種名后面加上給這個(gè)種命名的人的姓。命名人的姓一律用正體字。 如黃曲霉 Aspergillus flavus Link第一個(gè)字是曲霉的屬名，第二個(gè)字是種名（黃色的），第三個(gè)字是命名人的姓。微生物的中文名稱，有的是按學(xué)名譯出的，有的則是按我國習(xí)慣重新命名的，一般也是由一個(gè)定名的形容詞和一個(gè)屬名或?qū)倜喕~（在后）構(gòu)成。如：黑曲霉、米曲霉、枯草桿菌、圓褐固氮菌等。在生產(chǎn)實(shí)踐中，當(dāng)一個(gè)菌種未進(jìn)行鑒定以前往往用微生物菌株的名稱，有的采用編號(hào)，有的采用代稱，也有代稱與編號(hào)合在一起的。如“五四0

10、六”、魯保一號(hào)等。二、微生物的作用（一）廣泛的分解能力分解各種有機(jī)殘?bào)w，促進(jìn)自然界的物質(zhì)循環(huán)，避免尸體堆積如山。分解纖維素 使纖維素在溫和環(huán)境中被分解成能被其它生物所吸收的營養(yǎng)物質(zhì)。牛羊等反雛動(dòng)物能“吃草擠奶”，就是因?yàn)樵谶@些生物的瘤胃中有大量的纖維分解菌。一般情況下，纖維素只能在高濃度的強(qiáng)酸或強(qiáng)堿溶液中才能被分解。 分解有毒物質(zhì)，保護(hù)環(huán)境 有些微生物能以像CN、酚等毒性極大的機(jī)物作為碳源和能源，來合成細(xì)胞的結(jié)構(gòu)物質(zhì)和功能物質(zhì)，污水凈化。（二）眾多的合成能力生物固氮 固氮微生物能把占空氣78的、不能被其它生物吸收的N2轉(zhuǎn)化成能被它們吸收利用的NH3、氨基酸和蛋白質(zhì)等。 合成有機(jī)質(zhì) 如味精、酒精

11、、丙酮、乳酸等。 合成抗生素 如青霉素、鏈霉素、金霉素、土霉素、慶大霉素、頭孢霉素等挽救了眾多生命的抗生素，都是由微生物代謝產(chǎn)生的。 合成甲烷 一些細(xì)菌（如產(chǎn)甲烷菌）能在無氧條件下把秸桿等轉(zhuǎn)化成CH4。而CH4可以用作燃料、動(dòng)力、照明等，既產(chǎn)生了新能源，又保護(hù)了環(huán)境，還促進(jìn)了物質(zhì)的良性循環(huán)。（三）人工免疫 牛痘、狂犬苗、卡介苗、破傷風(fēng)類毒素等。 （四）微生物冶金目前在國際上有20余個(gè)國家正在進(jìn)行細(xì)菌堆浸回收貧礦石、尾礦石或地下難采礦石中銅的生產(chǎn)。美國生產(chǎn)的銅有25%的作細(xì)菌浸出法生產(chǎn)。加納的Obusi的細(xì)菌浸金工廠每小時(shí)處理金礦能力可達(dá)30噸，每年產(chǎn)黃金15噸。加拿大用細(xì)菌法生產(chǎn)的鈾年產(chǎn)達(dá)60

12、砘。此外，微生物浸出鈷、鎳、錳、銀、鋅、鉑、鈦等貴重金屬也獲得了或喜的研究成果。微生物冶金還用于：研究開發(fā)菌體直接吸附金等貴重和稀有金屬，如曲霉從膠狀溶液中吸附金的能力是活性炭的11-13倍，有的藻類每克干細(xì)胞可吸附400mg的金；微生物對煤脫硫，有的菌對煤中無機(jī)硫的脫除率可達(dá)96；非金屬礦的微生物脫除金屬，例如用來生產(chǎn)陶瓷的主要原料高嶺土，用黑曲霉脫除其中的鐵，此高嶺土制成的新陶瓷材料，在電子、軍事工業(yè)中有廣泛的特殊用途。（五）石油脫蠟用石油或天然氣生產(chǎn)單細(xì)胞蛋白，即能獲高質(zhì)量的飼料，又能將石油中的石蠟脫除，改善成品的品質(zhì)。例如脫蠟球擬酵母(Torulopsisdepavaffina)發(fā)酵3

13、00400餾分油，70 h后，每公斤油可獲得干酵母5.4g，并將油的凝固點(diǎn)從4.5下降到60。利用假絲酵母(Cardida)、假單胞菌屬(Pseudomonas)和不動(dòng)桿菌屬(Acinetobacter)中的各種菌株，以石油或其各類分餾物為原料，能夠生產(chǎn)琥珀酸、反丁烯二酸、檸檬酸、水楊酸、不飽和脂肪酸、多氧菌素和堿性蛋白酶等眾多產(chǎn)品。還可以用這類菌降解海洋、江湖水體石油的污染。更用遺傳工程技術(shù)，可以將某些微生物的有用特性的基因，構(gòu)建在某一菌種中，使其在石油工業(yè)中發(fā)揮更大作用。例如，世界上第一次獲得遺傳工，程重組菌株發(fā)明專利權(quán)的就是同時(shí)能降解不同石油成分的“超級細(xì)菌”，它是銅綠假單胞菌(Paer

14、uginosa)和惡臭假單胞菌(Pputida)共含有的5種質(zhì)粒轉(zhuǎn)移在同一細(xì)胞內(nèi)，構(gòu)建而成的遺傳工程菌株。該菌株能清除不同組分的石油污染，是石油污染環(huán)境的“超級清道夫”。（六）微生物傳感器、燃料電池和DNA芯片1微生物傳感器(microbiosensors)傳感器一般是指感受某物質(zhì)規(guī)定的測定量，并按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用信號(hào)(主要是電信號(hào))的器件或裝置。其組成主要有三大部分：敏感元件、轉(zhuǎn)換器件和電子線路、相應(yīng)的機(jī)械設(shè)備及附件。按其主要敏感元件或材料的反應(yīng)性質(zhì)可分為物理、化學(xué)、生物三種類型的傳感器。生物傳感器根據(jù)其主要敏感材料的特性或來源不同，可細(xì)分為酶傳感器、免疫傳感器、細(xì)胞器傳感器、動(dòng)植物組織傳

15、感器、微生物傳感器等。微生物傳感器的敏感元件是固定化微生物細(xì)胞，它的轉(zhuǎn)換器件是各種電化學(xué)電極或場效應(yīng)晶體管(6eldeffecttransistor，F(xiàn)ET)，其他機(jī)械、電路部分與另外的傳感器大都相同。微生物傳感器的基本原理是：固定化的微生物數(shù)量和活性保持恒定的條件時(shí)，它所消耗的溶解 氧量或所產(chǎn)生的電極活性物質(zhì)的量反映了被檢測物質(zhì)的量。借助于氣敏電極(如溶解氧電極、氨電 極、CO2電極)，或離子選擇性電極(pH電極)，或其他物理、化學(xué)檢測器件測量消耗氧或電極活性物質(zhì)的量，則能獲得被檢測物質(zhì)的量。微生物傳感器的研究始于1977年Rechnity用糞便鏈球菌制成測精氨酸的傳感器，而現(xiàn)在已有各種各樣

16、的微生物傳感器用于臨床診斷、食品檢測，發(fā)酵監(jiān)控和產(chǎn)物分析、環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測等。2微生物燃料電池(microbialfuelcells)根據(jù)微生物與電池中電極的反應(yīng)形式，一般分為直接作用和間接作用構(gòu)成的微生物電池。直接作用：是指微生物同化底物時(shí)的初期和中間產(chǎn)物常富含電子，通過介體作用使它們脫離與呼吸鏈的偶聯(lián)，轉(zhuǎn)而直接與電極發(fā)生生物電化學(xué)聯(lián)系(bioelectrochemicalconnection)，構(gòu)成微生物電池；間接作用：是指微生物同化底物時(shí)的終產(chǎn)物或二次代謝物為電活性物質(zhì)，如氫、甲酸等，這類物質(zhì)繼而與電極作用，產(chǎn)生能斯脫效應(yīng)(Nemsteffect)，構(gòu)成微生物電池。目前微生物電池雖未達(dá)到實(shí)用

17、化，但人們十分關(guān)注它可能利用的領(lǐng)域和重要的價(jià)值：由生物轉(zhuǎn)換成效率高、價(jià)廉、長效的電能系統(tǒng)；利用廢液、廢物作燃料，用微生物電池凈化環(huán)境，而且產(chǎn)生電能；以人的體液為燃料，做成體內(nèi)埋伏型的驅(qū)動(dòng)電源微生物電池成為新型的體內(nèi)起搏器；從轉(zhuǎn)換能量的微生物電池可以發(fā)展到應(yīng)用轉(zhuǎn)換信息的微生物電池，即作為介體微生物傳感器(mediated microbiosensor)。 3微生物DNA芯片(microbialDNAchip)計(jì)算機(jī)、信息設(shè)備和許多家用電器的心臟微電子芯片(microelectronics chips)的發(fā)明，是1971年，美國英特爾公司將2 300只晶體管縮到一塊集成電路板上，首創(chuàng)了微型計(jì)算機(jī)芯

18、片。20多年后，同在硅谷，距英特爾公司總部僅數(shù)英里的艾菲邁卻克斯(AtBfinetfix)公司，效仿類似的生產(chǎn)模式，研制和開發(fā)了具有劃時(shí)代意義的DNA芯片，又叫基因芯片(genechips)，DNA陣列(DNAarrays)或寡核苷酸微芯片(aligonucleotidemicrochip)等。DNA芯片的機(jī)理是根據(jù)核酸雜交原理檢測待測的DNA序列。它與一般核酸雜交技術(shù)不同之處是已知序列的寡核苷酸(DNA探針)高度集成化，即高密度的DNA探針陣列以預(yù)先設(shè)計(jì)的排列方式固化在玻璃或硅片或尼龍膜上。大量DNA探針的固化是采用在位組合合成化學(xué)和微電子芯片的光刻技術(shù)或其他方法制作，目前已達(dá)到的密度是40

19、萬個(gè)探針芯片，每個(gè)探針間隔是10-20m，有可能將人類的全部基因集約化地固化在1 cm2的芯片上。DNA芯片檢測樣品時(shí)，將經(jīng)處理過的樣品滴加在芯片上進(jìn)行雜交，用激光共聚焦顯微鏡檢測DNA探針與樣品分子上的熒光素放出的熒光信號(hào)，經(jīng)計(jì)算機(jī)軟件處理可獲得檢測DNA的序列及其變化情況。DNA芯片與計(jì)算機(jī)芯片非常相似的地方是高度集成化，也借助了微電子芯片的制作技術(shù)，不同之處是，目前，DNA芯片不作為分子的電子器件，不起計(jì)算機(jī)芯片上集成的半導(dǎo)體晶體管的作用，不能作為DNA計(jì)算機(jī)用，主要的功能是生命信息的儲(chǔ)存和處理。 微生物DNA芯片是指用主要來源于微生物的寡核苷酸制成的芯片。微生物的多樣性取決于其基因的多

20、樣性，因而可以制成種類繁多的DNA芯片，儲(chǔ)存空前規(guī)模的生命信息，可利用其快速、高效、同時(shí)也獲取大量的生命信息。例如臨床常見疾病許多病原微生物診斷的DNA芯片，已顯現(xiàn)出它在高度準(zhǔn)確、敏感、快速和自動(dòng)化方面對于鑒定大量樣品具有很大優(yōu)勢。據(jù)報(bào)道，我國一種用于檢測病毒基因的芯片已研制成功，可用來檢測乙型肝炎病毒和EB病毒的基因。預(yù)計(jì)微生物 DNA芯片在微生物的基因鑒定、基因表達(dá)、基因組研究、新基因的發(fā)現(xiàn)等方面將得到廣泛利用，可能成為今后微生物學(xué)研究及其在各個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用中的具劃時(shí)代意義的新技術(shù)方法，將會(huì)發(fā)揮重大作用。（七）其他1微生物農(nóng)藥（蘇云金桿菌、白僵菌、多角體病毒）。微生物肥料（根瘤菌肥、菌根、“5

21、406”抗生菌肥）、微生物飼料（青貯飼料；菌體蛋白；人工瘤胃先將飼料進(jìn)行一定加工處理，使那些胃中沒有纖維分解菌的牲畜也同樣能吃纖維飼料，而且加工后的飼料營養(yǎng)價(jià)值提高）。2藥用食用：食用菌。（八）微生物與食品的關(guān)系我們簡單舉例說明：1. 食醋 食醋是我國勞動(dòng)人民在長期的生產(chǎn)實(shí)踐中制造出來的一種酸性調(diào)味品。它能增進(jìn)食欲，幫助消化，在人們飲食生活中不可缺少。在我國的中醫(yī)藥學(xué)中醋也有一定的用途。全國各地生產(chǎn)的食醋品種較多。著名的山西陳醋、鎮(zhèn)江香醋、四川麩醋、東北白醋、江浙玫瑰米醋、福建紅曲醋等是食醋的代表品種。食醋按加工方法可分為合成醋、釀造醋、再制醋三大類。其中產(chǎn)量最大且與我們關(guān)系最為密切的是釀造醋

22、，它是用糧食等淀粉質(zhì)為原料，經(jīng)微生物制曲、糖化、酒精發(fā)酵、醋酸發(fā)酵等階段釀制而成。其主要成分除醋酸(3%5%)外，還含有各種氨基酸、有機(jī)酸、糖類、維生素、醇和酯等營養(yǎng)成分及風(fēng)味成分，具有獨(dú)特的色、香、味。它不僅是調(diào)味佳品，長期食用對身體健康也十分有益。 2. 發(fā)酵乳制品 發(fā)酵乳制品是指良好的原料乳經(jīng)過殺菌作用接種特定的微生物進(jìn)行發(fā)酵作用，產(chǎn)生具有特殊風(fēng)味的食品，稱為發(fā)酵乳制品。它們通常具有良好的風(fēng)味、較高的營養(yǎng)價(jià)值、還具有一定的保健作用。并深受消費(fèi)者的普遍歡迎。常用發(fā)酵乳制品有酸奶、奶酪、酸奶油、馬奶酒等。 發(fā)酵乳制品主要包括酸奶和奶酪兩大類，生產(chǎn)菌種主要是乳酸菌。乳酸菌的種類較多，常用的有干

23、酪乳桿菌(Lactobacillus casei)、保加利亞乳桿菌(L. bulgaricus)、嗜酸乳桿菌(L. acidophilus)、植物乳桿菌(L. plantarum)、乳酸乳桿菌(L. Lactis)、乳酸乳球菌(Lactococcus lactis)、嗜熱鏈球菌(Streptococcus thermophilus)等。3. 面包 面包是產(chǎn)小麥國家的主食，幾乎世界各國都有生產(chǎn)。它是以面粉為主要原料，以酵母菌、糖、油脂和雞蛋為輔料生產(chǎn)的發(fā)酵食品，其營養(yǎng)豐富，組織蓬松，易于消化吸收，食用方便，深受消費(fèi)者喜愛。 酵母是生產(chǎn)面包必不可少的生物松軟劑。面包酵母是一種單細(xì)胞生物，屬真菌類，

24、學(xué)名為啤酒酵母。面包酵母有圓形、橢圓形等多種形態(tài)。以橢圓形的用于生產(chǎn)較好。酵母為兼性厭氧性微生物，在有氧及無氧條件下都可以進(jìn)行發(fā)酵。4. 釀酒我國是一個(gè)酒類生產(chǎn)大國，也是一個(gè)酒文化文明古國，在應(yīng)用酵母菌釀酒的領(lǐng)域里，有著舉足輕重的地位。許多獨(dú)特的釀酒工藝在世界上獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷，深受世界各國贊譽(yù)，同時(shí)也為我國經(jīng)濟(jì)繁榮作出了重要貢獻(xiàn)。 釀酒具有悠久的歷史，產(chǎn)品種類繁多如：黃酒、白酒、啤酒、果酒等品種。而且形成了各種類型的名酒，如紹興黃酒、貴州茅臺(tái)酒、青島啤酒等。酒的品種不同，釀酒所用的酵母以及釀造工藝也不同，而且同一類型的酒各地也有自己獨(dú)特的工藝。例如：啤酒是以優(yōu)質(zhì)大麥芽為主要原料，大米、酒花等為輔料，

25、經(jīng)過制麥、糖化、啤酒酵母發(fā)酵等工序釀制而成的一種含有C02、低酒精濃度和多種營養(yǎng)成分的飲料酒。它是世界上產(chǎn)量最大的酒種之一。5.醬類 醬類包括大豆醬、蠶豆醬、面醬、豆瓣醬、豆豉及其加工制品，都是由一些糧食和油料作物為主要原料，利用以米曲霉為主的微生物經(jīng)發(fā)酵釀制的。醬類發(fā)酵制品營養(yǎng)豐富，易于消化吸收，即可作小菜，又是調(diào)味品，具有特有的色、香、味，價(jià)格便宜，是一種受歡迎的大眾化調(diào)味品。 用于醬類生產(chǎn)的霉菌主要是米曲霉（Asp.oryzae），生產(chǎn)上常用的有滬釀3.042，黃曲霉Cr-1菌株（不產(chǎn)生毒素），黑曲霉（Asp. Nigerf-27）等。所用的曲霉具有較強(qiáng)的蛋白酶、淀粉酶及纖維素酶的活力，

26、它們把原料中的蛋白質(zhì)分解為氨基酸，淀粉變?yōu)樘穷?，在其他微生物的共同作用下生成醇、酸、酯等，形成醬類特有的風(fēng)味。6.醬油 醬油是人們常用的一種食品調(diào)味料，營養(yǎng)豐富，味道鮮美，在我國已有兩千多年的歷史。它是用蛋白質(zhì)原料(如豆餅、豆柏等)和淀粉質(zhì)原料(如麩皮、面粉、小麥等)，利用曲霉及其他微生物的共同發(fā)酵作用釀制而成的。 醬油生產(chǎn)中常用的霉菌有米曲霉、黃曲霉和黑曲霉等，應(yīng)用于醬油生產(chǎn)的曲霉菌株應(yīng)符合如下條件：不產(chǎn)黃曲霉毒素；蛋白酶、淀粉酶活力高，有谷氨酰胺酶活力；生長快速、培養(yǎng)條件粗放、抗雜菌能力強(qiáng)；不產(chǎn)生異味，制曲釀造的醬制品風(fēng)味好。三、微生物學(xué)的任務(wù)及發(fā)展簡史（一）微生物學(xué)的概念微生物學(xué)：研究微

27、生物形態(tài)、結(jié)構(gòu)、分類、生理、代謝、遺傳變異及生態(tài)等生命現(xiàn)象的學(xué)科。（二）任務(wù)微生物學(xué)是一門應(yīng)用性極強(qiáng)的基礎(chǔ)理論學(xué)科，它的任務(wù)是：第一、 研究認(rèn)識(shí)微生物的生命活動(dòng)過程，充分利用有益微生物的生命活動(dòng)及代謝產(chǎn)物（用酵母產(chǎn)酒，黑曲霉生產(chǎn)檸檬酸）。第二、 控制、防止有害微生物的生命活動(dòng)及代謝產(chǎn)物（滅菌、消毒、治病）。第三、 通過現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，使有害微生物轉(zhuǎn)變成有益微生物，以促使更有效地為人類服務(wù)（肺結(jié)核桿菌，接種在含牛膽汁的培養(yǎng)基上，連續(xù)轉(zhuǎn)接213代，等到生命力不變，毒力極弱的弱毒株，即卡介苗，注入人體后，可產(chǎn)生抗體，使人獲得終生免疫力）。（三）發(fā)展簡史 史前階段（史前期：朦朧時(shí)期）1）食品加工：豐富多

28、彩的酒文化2）防治疾病：鼻苗種痘微生物學(xué)的初創(chuàng)階段形態(tài)學(xué)期（初創(chuàng)期）微生物的發(fā)現(xiàn)與顯微鏡的發(fā)明有關(guān)。1590年，荷蘭人詹森(Janssen)制作了第一架復(fù)式顯微鏡；1664年英國人胡克(RobertHooke)用自己設(shè)計(jì)的顯微鏡觀察果實(shí)結(jié)構(gòu)中的霉菌及皮革表面生長的藍(lán)色霉菌。他還觀察了軟木塞切片，將植物死細(xì)胞壁構(gòu)成的一個(gè)個(gè)小孔稱為“cell”(細(xì)胞)，成為細(xì)胞學(xué)研究的開創(chuàng)者；第一個(gè)詳細(xì)描述微生物形態(tài)的是荷蘭的一個(gè)顯微鏡業(yè)余愛好者列文虎克(AntonvanLeeuwenhoek)。列文虎克一生中曾制作了419架顯微鏡，最大放大率達(dá)266倍。1684年，他用顯微鏡觀察河水、雨水、牙垢等，并將觀察到的

29、桿狀、球狀、螺旋狀的細(xì)菌和運(yùn)動(dòng)的短汗菌等的圖像畫下來，寄給英國皇家協(xié)會(huì)。當(dāng)時(shí)，他將發(fā)現(xiàn)的微生物稱為微動(dòng)體。他的工作被后人證實(shí)。但在他之后對微生物進(jìn)一步研究的進(jìn)展卻很慢，直到十九世紀(jì)出現(xiàn)改進(jìn)型的顯微鏡并被廣泛應(yīng)用。3微生物學(xué)的奠基時(shí)期生理學(xué)期（奠基期）1748年，尼達(dá)姆(JohnNeedham)認(rèn)為腐敗肉汁中的微生物是自發(fā)產(chǎn)生的，即微生物自生說。當(dāng)時(shí)，相當(dāng)多的人都認(rèn)同這一觀點(diǎn)。因?yàn)樾迈r的食物中并沒有細(xì)菌，放置一段時(shí)間后就會(huì)腐敗，顯微鏡觀察可發(fā)現(xiàn)腐敗食物中充滿著細(xì)菌。那么，細(xì)菌從哪里來?如果微生物自生說成立，就意味著生命可以起源于非生命。自生說的最強(qiáng)烈也是最成功的反對者法國偉大的科學(xué)家巴斯德(Lo

30、uisPasteur18221895)針對這個(gè)問題做出了令人信服的回答。1）巴斯德的貢獻(xiàn)：第一、否定了自然發(fā)生學(xué)說（雁頸瓶實(shí)驗(yàn)，可保持18個(gè)月不變質(zhì)。若將瓶頸折斷，內(nèi)含物馬上就會(huì)腐敗。），證明空氣中存在大量微生物。第二、創(chuàng)立了微生物生理學(xué)：證明了發(fā)酵是微生物的生命活動(dòng)的結(jié)果，并提出了“發(fā)酵就是無氧呼吸”的深刻見解；并進(jìn)一步證明發(fā)酵是由微生物所分泌的酶所引起。第三、創(chuàng)立了巴斯德消毒法：6070，保持1020分鐘，殺死病原微生物。第四、 為傳染病的病原菌學(xué)說和免疫學(xué)奠定了基礎(chǔ)。（狂犬疫苗：用狂犬唾液接種活兔，15天后，兔死，取其腦烘干磨粉，再接種到新兔體內(nèi)，再取兔腦如此反復(fù)16代，病毒對兔的毒性達(dá)

31、到最大值，但對人毒性降低到最小值。）2）柯赫的貢獻(xiàn)（Robert Koch）第一、建立了微生物學(xué)研究的基本技術(shù)分離和純化細(xì)菌；改進(jìn)固體培養(yǎng)基配方（土豆片明膠瓊指）；設(shè)計(jì)多種適于培養(yǎng)各種細(xì)菌的培養(yǎng)基：肉湯、胨、血清、血液；創(chuàng)立了染色技術(shù)。第二、證實(shí)了各種疾病的病原是微生物，并提出了“證病律”Koch定律。 在患病的動(dòng)物體內(nèi)總能發(fā)現(xiàn)特定微生物，而健康的動(dòng)物體內(nèi)則沒有；在動(dòng)物體外可以純培養(yǎng)此微生物；將該培養(yǎng)物接種到易感動(dòng)物體內(nèi)會(huì)引起同樣的疾??；從試驗(yàn)動(dòng)物及實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)物中重新分離得到的微生物應(yīng)該是同種微生物。3）李斯特（Josph Lister） 1865年，英國醫(yī)生李斯特(JosephLister)

32、提出了無菌的外科操作方法，從此建立了外科消毒術(shù)。4) 弗萊明（Aleaander Fleming）等人1922年，弗萊明(AlexanderFleming)發(fā)現(xiàn)醫(yī)學(xué)界稱為“魔彈”的藥物青霉素。4微生物學(xué)的分子時(shí)代分子生物學(xué)期（發(fā)展期和成熟期） 1928年格里菲斯(FrederickGriffith)發(fā)現(xiàn)了細(xì)菌的轉(zhuǎn)化現(xiàn)象。1944年加拿大細(xì)菌學(xué)家艾弗里(OswaldAvery)等人通過對轉(zhuǎn)化現(xiàn)象化學(xué)本質(zhì)的研究，證實(shí)了核酸才是真正的生物遺傳物質(zhì)。1953年，沃森(JameDewey Waston)和克里克(Francis Harry Compton Crick)通過對DNAX射線衍射圖片的分析，提

33、出了DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。1956年科恩伯格(AKornberg)等人首先從大腸桿菌提取液中發(fā)現(xiàn)了DNA聚合酶I。1970年和1971年有人分別在大腸桿菌中發(fā)現(xiàn)了DNA聚合酶、；1968年，日本學(xué)者岡崎(Okazaki)等發(fā)現(xiàn)DNA的半不連續(xù)復(fù)制；1970年HTemin、Mizufani和Baltimorehh分別從致癌RNA病毒中發(fā)現(xiàn)逆轉(zhuǎn)錄酶，這不僅擴(kuò)充了“中心法則”，促進(jìn)了病毒學(xué)研究，而且使逆轉(zhuǎn)錄酶成為當(dāng)今分子生物學(xué)研究的重要工具；1979年WArber，HSmith和DNathans等人在細(xì)菌中發(fā)現(xiàn)了被譽(yù)稱為DNA的“手術(shù)刀”限制性內(nèi)切酶。四、微生物與人類微生物無處不在，我們無時(shí)不生活在

34、“微生物的海洋”中。 時(shí)時(shí)刻刻與微生物“共舞”是“禍”？   還 是“福”？微生物既是人類的敵人，更是人類的朋友！1、微生物對人類的危害 （1）疾?。?  1347年，鼠疫桿菌(Yersinia pestis)引起的瘟疫幾乎摧毀了整個(gè)歐洲，有1/3 的人(約2500萬人)死于這場災(zāi)難。    18431847年，歐洲人主要糧食馬鈴薯得病，餓死了100萬人，164萬人逃往北美。   許多已被人類征服的傳染病又有"卷土重來 "之勢。如肺結(jié)核、虐疾、霍亂等。  目前全世界

35、有18.6億人患結(jié)核病，相當(dāng)于全球人口的32 %。 環(huán)境污染的日益嚴(yán)重，一些新的疾病又給人類帶來新的威脅。例如：軍團(tuán)病 、埃博拉病毒病 、霍亂新菌型0139、埃希氏大腸桿菌0157、瘋牛病新的瘟疫：艾滋病(AIDS)正在全球蔓延；2003年，非典性肺炎-SARS病毒席卷了中國。2003-2006年，禽流感在蔓延歐亞非2）霉腐      糧食、木材、紙張、衣物、光學(xué)器材和電子元件等。（3）堵塞管道，破壞地下建筑  2、微生物對人類的貢獻(xiàn) （1）工農(nóng)業(yè)生產(chǎn) 例如： 面包、醬油、醋、味精、奶酪、酒和泡菜；蘑菇、木耳和靈芝；氨基酸、有機(jī)酸、酶制劑、農(nóng)藥

36、、化工產(chǎn)品 我們來看一下微生物學(xué)與農(nóng)業(yè)的關(guān)系：微生物對農(nóng)業(yè)的有益作用1、提高土壤肥力微生物是構(gòu)成土壤肥力的主要因素之一。土壤中有機(jī)質(zhì)的分解，原生質(zhì)的轉(zhuǎn)化，腐殖質(zhì)的形成，都是微生物的作用。積肥、漚肥也離不開微生物。有機(jī)肥料要在微生物的作用下，才能腐熟。有的微生物有很強(qiáng)的嗜堿性，還可利用其改造鹽堿地。2、擴(kuò)大肥源能源沼氣是一種較好的微生物能源。大辦沼氣不僅可以解決燃料、照明、還可以擴(kuò)大肥源，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供大量的優(yōu)質(zhì)有機(jī)肥料；改善環(huán)境衛(wèi)生，除害滅??；代替柴油、汽油開動(dòng)機(jī)器，提供新的的動(dòng)力資源。3、促進(jìn)作物生長微生物還有直接營養(yǎng)植物的作用，這些作用可以概括為根際營養(yǎng)和共生營養(yǎng)兩個(gè)方面。根際營養(yǎng)主要是：微生物分解根的周圍土壤中的復(fù)雜有機(jī)物，成為有效的養(yǎng)分；通過固氮作用增加有效氮量；產(chǎn)生酸、溶解不溶性鹽類使其有效化；產(chǎn)生維生素、生長刺激素類物質(zhì)，促進(jìn)根系發(fā)育和植物生長；分泌抗菌類物質(zhì)，抵抗病原菌的侵害。共生營養(yǎng)是以形成根瘤和菌根等形式進(jìn)行的?，F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)這種內(nèi)共生菌有些具有固氮、合成氨基酸、色素和其他復(fù)雜有機(jī)物的能力。4、防治病蟲雜草某些微生物可以產(chǎn)生具有抑制或殺死植物病原菌的物質(zhì)。它們可以被用作防治植物病害的藥劑，這就是農(nóng)用抗生素。農(nóng)用抗生素具有選擇性強(qiáng)、使用濃度低、易分解、對人畜毒