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1、微生物學(xué) Microbiology 主講 樊 游,江南大學(xué)生物工程學(xué)院,第一章 緒論,微生物學(xué)的研究對(duì)象與任務(wù) 微生物學(xué)的發(fā)展簡(jiǎn)史 微生物的分類與命名 21世紀(jì)的工業(yè)微生物學(xué),第一節(jié) 微生物學(xué)研究的對(duì)象和任務(wù),一、 微生物及其特點(diǎn) 1、什么是微生物？ 微生物（Microorganism）是對(duì)所有形體微小的單細(xì)胞，或細(xì)胞結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單的多細(xì)胞，或沒(méi)有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的低等生物的通稱。,2、微生物的類群 不具細(xì)胞結(jié)構(gòu)：病毒、類病毒、朊病毒 單細(xì)胞原核生物：細(xì)菌、放線菌、立克次氏體、支原體、衣原體、藍(lán)細(xì)菌等； 真菌：酵母菌、霉菌、擔(dān)子菌等； 單細(xì)胞原生生物：藻類、原生動(dòng)物等 3、與發(fā)酵工業(yè)有關(guān)的微生物類群 噬

2、菌體、細(xì)菌、放線菌、酵母菌、霉菌、擔(dān)子菌（蕈菌）、藻類,4、微生物的特點(diǎn) 個(gè)體小，比表面積大 吸收多，轉(zhuǎn)化快 生長(zhǎng)旺，繁殖快 適應(yīng)強(qiáng)，變異快 分布廣，種類多,二、微生物學(xué)及其研究?jī)?nèi)容,微生物學(xué) 研究微生物及其生命活動(dòng)規(guī)律的科學(xué)。 研究?jī)?nèi)容 形態(tài)構(gòu)造， 生理代謝，遺傳變異， 生態(tài)分布， 分類進(jìn)化 微生物學(xué)與生物工程,Biotechnology The use of microorganisms, such as bacteria or yeasts, or biological substances, such as enzymes, to perform specific industrial

3、 or manufacturing processes. Applications include the production of certain drugs, synthetic hormones, and bulk foodstuffs as well as the bioconversion of organic waste and the use of genetically altered bacteria in the cleanup of oil spills.,三、微生物與發(fā)酵工業(yè),發(fā)酵過(guò)程 利用微生物作為動(dòng)力，生產(chǎn)某種特定產(chǎn)物的生物化學(xué)過(guò)程。 發(fā)酵產(chǎn)品 釀造食品，酒精飲料

4、，有機(jī)酸，核苷酸，氨基酸類物質(zhì)，酶制劑，抗生素，有機(jī)溶劑其它化工產(chǎn)品，營(yíng)養(yǎng)和生長(zhǎng)必需物質(zhì)，生物制藥,天然發(fā)酵 白酒、啤酒、葡萄酒、醬油 純種發(fā)酵 酒精、丙酮丁醇 通風(fēng)發(fā)酵 抗生素、有機(jī)酸、酶制劑 代謝調(diào)控發(fā)酵氨基酸、核苷酸 基因重組菌種發(fā)酵胰島素、干擾素 ,第二節(jié) 微生物學(xué)的發(fā)展,一. 古代勞動(dòng)人民對(duì)微生物的利用和控制 釀造業(yè) 商書記載：“若作酒醴，爾維曲蘗” 醫(yī)學(xué) 種痘防天花 農(nóng)業(yè) 瓜與豆類輪作,二.微生物學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史,1、形態(tài)學(xué)期 Robert Hooke 設(shè)計(jì)了顯微鏡 Anton van Leeuwenhoek 用自制的顯微鏡，清楚的看見了細(xì)菌和原生動(dòng)物,2、生理學(xué)期,Louis Past

5、eur（18221895）法國(guó)生物學(xué)家及化學(xué)家： 理論上徹底否定“自然發(fā)生說(shuō)” 醫(yī)學(xué)上發(fā)現(xiàn)了引起疾病的病原體，創(chuàng)立了免疫學(xué)原理和預(yù)防接種方法 工業(yè)上揭示了酒醋的發(fā)酵本質(zhì)、找到啤酒酸敗的原因，發(fā)明了解決的方法； 農(nóng)業(yè)上揭示了蠶的微粒子病的本質(zhì)，挽救了法國(guó)的養(yǎng)蠶業(yè)；,Louis Pasteur,Louis Pasteur批駁“自然發(fā)生說(shuō)”的實(shí)驗(yàn),Robert Koch (18431910）德國(guó)細(xì)菌學(xué)家 證實(shí)病原菌和疾病的關(guān)系， 提出了柯赫原則 建立了分離純化微生物的 實(shí)驗(yàn)技術(shù) 建立了微生物的染色技術(shù),Robert Koch,Kochs Postulate Find the suspected or

6、ganism in all cases of the disease and demonstrate its absence in healthy individuals; Isolate the organism in pure culture; Reproduce the same disease in suitable experimental animals; Re-isolate the same organism from the artificially infected animals.,3、分子生物學(xué)期,1928年 Griffith 的細(xì)菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)，1952年Hershey-

7、Chase的噬菌體感染實(shí)驗(yàn)，1956年Frankel-Conrat煙草花葉病毒的重建實(shí)驗(yàn)，證明了核酸是遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)； 1953年 Watson、Crick 提出DNA雙螺旋結(jié)構(gòu) 1961-66年 Holley 等闡明遺傳密碼 1973年 Boyer 和Cohen首次報(bào)到細(xì)菌基因經(jīng)體外人工重組后轉(zhuǎn)入細(xì)菌內(nèi)能復(fù)制表達(dá)-遺傳工程問(wèn)世 1975年 Milstein 等建立生產(chǎn)單克隆抗體技術(shù) 1988年 Mullis，建立PCR技術(shù) 1999年 基因研究所 百余種微生物基因組序列,第三節(jié) 微生物的分類和命名,一. 微生物在自然界中的地位 1、微生物的進(jìn)化過(guò)程 厭氧好氧 有絲分裂 減數(shù)分裂 細(xì)胞分化形成

8、組織，器官等,2、 微生物在生物界中的地位,原核生物界： 細(xì)菌 、放線菌、藍(lán)細(xì)菌、古細(xì)菌 原生生物界：藻類、原生動(dòng)物 真菌界：酵母菌、霉菌、mushroom 植物界 動(dòng)物界 病毒界,二、 微生物的分類單位和命名,微生物分類學(xué)(microbial taxonomy)：是一門按微生物的親緣關(guān)系把它們安排成條理清楚的各種分類單位（單元）或分類群(taxon)的科學(xué)。 其具體任務(wù) 分類（classification） 鑒定（identification） 命名（nomenclature）,1、微生物的分類單位,主要分類單位 次要分類單位 界 Kingdom 門 Phylum 亞門 綱 Class 亞綱

9、 目 Order 亞目 科 Family 亞科 屬 Genus 亞屬 種 Species,基本單位“種”的定義,種：(伯捷氏手冊(cè)) 凡是與典型培養(yǎng)菌（type culture）密切相同的其它培養(yǎng)菌統(tǒng)一起來(lái)區(qū)分為細(xì)菌的一個(gè)種。 type strain, type species,亞種（subspecies）/變種( variety)： 某一明顯而穩(wěn)定的特征與模式種不同的種稱為模式種的亞種/變種。 菌株：(Strain) 菌株表示任何由一個(gè)獨(dú)立分離的單細(xì)胞繁殖而成的純遺傳型群體及其一切后代。 因此，一種微生物的每一不同來(lái)源的純培養(yǎng)物均可稱為該菌種的一個(gè)菌株。,2.微生物的命名,種的命名原則雙名法

10、學(xué)名= 屬名+種名+ (首次定名人) + 現(xiàn)名定名人 ( + 定名年份) 用斜體排字 均用正體排字，可省略 每一種微生物的學(xué)名由兩個(gè)拉丁字、希拉字或拉丁化了的其它文字組成； 第一個(gè)字是屬名，用名詞，字首字母大寫；第二個(gè)字是種名，用形容詞，字首字母不大寫； 屬名規(guī)定了微生物的主要特征，如形態(tài)特征、生理特征等；種名補(bǔ)充說(shuō)明微生物的次要特征，如顏色、形狀、用途等；,舉例 Escherichia coli (Migula) Castellani et Chalmers 1919 大腸埃希氏菌/大腸桿菌 Saccharomyces serevisiae var. ellipsoideus 釀酒酵母橢圓變種,變種的命名原則 “三名法” 學(xué)名= 屬名+種名+ （subsp./var.） + 亞種/變種名 排成斜體 排成正體，但可省略 排成斜體,三、 微生物的分類依據(jù) 形態(tài)特征個(gè)體特征，群體特征