(6.9)-緒論 微生物生活的自然環(huán)境

農(nóng)業(yè)微生物學(xué)

緒論

微生物學(xué)研究?jī)?nèi)容及其發(fā)展微生物及其種類微生物學(xué)研究的重要意義1、微生物的概念微生物（Microorganism,Microbe）

是所有肉眼看不見(jiàn)，形體微小、無(wú)細(xì)胞結(jié)構(gòu)、

單細(xì)胞或結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的多細(xì)胞的低等生物總稱。

不是分類學(xué)上的名詞一、微生物及其種類細(xì)胞結(jié)構(gòu)核結(jié)構(gòu)微生物類群無(wú)細(xì)胞結(jié)構(gòu)有細(xì)胞結(jié)構(gòu)無(wú)核原核真核病毒亞病毒擬病毒朊病毒類病毒古細(xì)菌真細(xì)菌放線菌藍(lán)細(xì)菌酵母菌霉菌覃菌單細(xì)胞藻類原生動(dòng)物支原體、立克次氏體衣原體2微生物的種類病毒真細(xì)菌古細(xì)菌

熱泉水、缺氧湖底、鹽水湖等極端環(huán)境中真菌藻類原生動(dòng)物纖毛蟲(chóng)鞭毛蟲(chóng)病毒原生動(dòng)物和單細(xì)胞的藻類3、微生物的共同特點(diǎn)在形態(tài)上，大多個(gè)體微小，肉眼看不見(jiàn)，需要用顯微鏡觀察，細(xì)胞大小以微米(μm)和納米(nm)計(jì)量級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。生長(zhǎng)繁殖快，在實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)條件下細(xì)菌幾十分鐘至幾小時(shí)可以繁殖一代。代謝類型多，活性強(qiáng)分布廣泛，有高等生物的地方均有微生物生活，動(dòng)植物不能生活的極端的環(huán)境也有微生物存在。局部環(huán)境中數(shù)量眾多相對(duì)高等生物而言，較容易發(fā)生變異1、微生物學(xué)的定義

微生物學(xué)(Microbiology):研究微生物及其生命活動(dòng)規(guī)律的科學(xué)二、微生物學(xué)及其研究?jī)?nèi)容2、微生物學(xué)的研究?jī)?nèi)容微生物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能闡述構(gòu)建、能量、物質(zhì)和信息微生物的進(jìn)化和多樣性認(rèn)識(shí)種類、相似性和區(qū)別微生物生態(tài)學(xué)的規(guī)律微生物間以及與環(huán)境間的互作微生物與人類的關(guān)系工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與醫(yī)藥微生物學(xué)發(fā)展中的重要人物三、微生物學(xué)的發(fā)展羅伯特?胡克RobertHooke(UK)列文?虎克Leeuwenhoek(Netherlands)巴斯德Pasteur(France)科赫Koch(Germany)1、史前時(shí)期人類對(duì)微生物的認(rèn)識(shí)與利用17世紀(jì)下半葉：在觀察到細(xì)菌個(gè)體之前，人們?cè)谌粘Ｉ钪蟹e累的關(guān)于微生物對(duì)人類有用的經(jīng)驗(yàn)釀酒制醋醬油腌酸菜泡菜鹽漬蜜餞面點(diǎn)面包果酒種痘防天花是微生物學(xué)的先驅(qū)，揭開(kāi)了微生物研究的序幕2、微生物形態(tài)學(xué)發(fā)展階段羅伯特?胡克RobertHooke呂文?虎克Leeuwenhoek用自己制造的可放大160倍的顯微鏡,首次對(duì)微生物的形態(tài)和個(gè)體進(jìn)行了觀察和記載3、微生物生理學(xué)發(fā)展階段A：發(fā)酵是由微生物引起巴斯德Pasteur科赫Koch微生物學(xué)的奠基人B:推翻自然發(fā)生說(shuō)食物的腐敗是細(xì)菌本身的繁殖，而不是非生物直接發(fā)生而來(lái)的曲徑瓶實(shí)驗(yàn)接種減毒病原菌可以讓人獲得免疫力,利用弱化的致病菌防治雞霍亂D:巴氏消毒

特點(diǎn)高溫瞬時(shí)750C15S牛奶、啤酒C:發(fā)明了疫苗開(kāi)創(chuàng)了免疫學(xué)科赫KochA:細(xì)菌芽孢及其耐熱性B:用固體培養(yǎng)基獲得細(xì)菌純培養(yǎng)C:特定微生物是特定疾病的病原

炭疽桿菌——炭疽病

結(jié)核分支桿菌——肺結(jié)核

霍亂弧菌——霍亂科赫法則(Koch’spostulates)“科赫原則”最初發(fā)表在科赫的論文《肺結(jié)核病因?qū)W》中。三個(gè)基本要素：1.在人類與動(dòng)物體內(nèi)結(jié)核損傷的器官中都可以發(fā)現(xiàn)結(jié)核桿菌的存在，而健康機(jī)體上沒(méi)有。2.可以從患者在血清中得到結(jié)核桿菌純培養(yǎng)。3.通過(guò)向豚鼠接種結(jié)核桿菌可以讓豚鼠染上結(jié)核病。4.在患病豚鼠身上再次能夠分離出結(jié)核病菌。為了表彰他在肺結(jié)核研究方面的貢獻(xiàn)，科赫于1905年被授予諾貝爾醫(yī)學(xué)及生理學(xué)獎(jiǎng)。分離——純培養(yǎng)——接種——感病組織再分離貝耶林克(Beijenrick)：加富培養(yǎng)的概念；微生物純培養(yǎng)方法；根瘤菌，固氮菌等純培養(yǎng)體。為病毒學(xué)的建立做出了開(kāi)創(chuàng)性工作。維諾格拉德斯基(Winogradsk)：創(chuàng)導(dǎo)了土壤微生物學(xué)的生態(tài)學(xué)觀點(diǎn)及原位研究路線，在N素和S素的微生物轉(zhuǎn)化方面有重要貢獻(xiàn)，提出化能自養(yǎng)菌概念,獲得第一個(gè)自生固氮菌。4、微生物分子生物學(xué)發(fā)展階段

伴隨著電子顯微鏡和其他現(xiàn)代技術(shù)的出現(xiàn)，微生物進(jìn)入到分子生物學(xué)的水平1953

沃森Watson克里克CrickDNA雙螺旋結(jié)構(gòu)1961加古勃(Jacab)

莫諾德(Monod)

操縱子學(xué)說(shuō)指出基因表達(dá)的調(diào)節(jié)機(jī)制，闡明了遺傳信息的傳遞與表達(dá)的關(guān)系5、微生物學(xué)發(fā)展的成熟時(shí)期從分子水平來(lái)研究微生物的生命活動(dòng)規(guī)律微生物大分子的結(jié)構(gòu)和功能：核酸蛋白質(zhì)微生物各種代謝途徑和調(diào)控：不同生理類型

不同極端條件微生物的形態(tài)構(gòu)建和分化：分子和基因水平

揭示微生物的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系四、微生物學(xué)研究的重要意義

微生物學(xué)是生命科學(xué)領(lǐng)域中重要的分支學(xué)科，對(duì)其客觀規(guī)律的認(rèn)識(shí)是生命科學(xué)不可分割的內(nèi)容個(gè)體小、繁殖快而成為理想和方便的研究材料利用酵母對(duì)酒精發(fā)酵的研究——糖酵解、酶學(xué)研究以細(xì)菌為材料確定DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)和遺傳密碼細(xì)菌全基因組測(cè)序促進(jìn)了人和植物染色體遺傳密碼子的破譯微生物對(duì)人類社會(huì)發(fā)展有重要作用工業(yè)——生物活性物質(zhì)化工原料（酒精和有機(jī)溶劑）特殊功能的工程菌環(huán)境污染物的“清道夫”受損環(huán)境的生物修復(fù)者農(nóng)藥降解

菊酯類、有機(jī)磷、阿維菌素農(nóng)藥高效降解新的生物殺菌劑、蟲(chóng)劑農(nóng)業(yè)——土壤肥力、有機(jī)質(zhì)分解、生物固氮、病蟲(chóng)害防治消除污染、凈化環(huán)境醫(yī)藥健康——外源蛋白質(zhì)藥物基因工程外源DNA載體——噬菌體、質(zhì)粒生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)切割和拼接的工具酶基因工程的外源基因傳統(tǒng)微生物技術(shù)宏基因組單細(xì)胞單分子技術(shù)高通量技術(shù)微流控技術(shù)免培養(yǎng)技術(shù)測(cè)序技術(shù)細(xì)胞和生物化學(xué)水平遺傳和基因組水平菌群宏基因組與其生態(tài)環(huán)境的基因組整合成“微生物組”微生物群及其功能的形成過(guò)程和機(jī)制以及驅(qū)動(dòng)微生物群演化的動(dòng)力微生物組研究（不可培養(yǎng)微生物）微生物組：一個(gè)特定環(huán)境或者生態(tài)系統(tǒng)中全部微生物及其遺傳信息，包括其細(xì)胞群體和數(shù)量、全部遺傳物質(zhì)（基因組），它涵蓋微生物群及其全部遺傳與生理功能，包括微生物與其環(huán)境和宿主的相互作用。人類腸道微生物組：食物消化吸收、人體免疫、

藥物吸收及抗藥性土壤微生物組肥料利用率植物抗病性模式微生物

微生物資源開(kāi)發(fā)利用任重而道遠(yuǎn)基因組學(xué)蛋白質(zhì)組學(xué)代謝組