微生物学第一章绪论.ppt

微生物学精品课程 南京师范大学生科院微生物研究所 Microbiology 第一章 绪论 一、什么是微生物？ 微生物通常是指那些微小、简单、肉眼难 以观察的生物。 英文“微生物”一词“microorganism”， 就是在“生物（organism）”词之前加上 前缀“非常小（micro）”所构成。 微生物并不是一个分类学上的术语，它们 主要是根据生物体的大小而被人为地划归 在一起的。 微生物主要类群 真核生物真菌、微型藻类、原生动物、 和某些寄生蠕虫 原核生物细菌、放线菌、蓝细菌 和古生菌 非细胞生物病毒、类病毒和朊病毒 二、微生物的特点 1大多数微生物肉眼难以直接观察 （microscopic） 2微生物通常以独立的增殖单位存在 （independent units） 3微生物结构较不复杂。 （less complex） 4微生物生长快速。 （rapid growth rates） 5微生物几乎无所不在。 （opmipresent） 6. 微生物研究使用相同的方法 使用微生物的群体进行研究。 使用特殊的无菌技术。 微生物类群进行鉴定、培养和研究时所使 用的技术相似的。 实际上将互不相关的微生物类群放在一起 作为一门独立学科-微生物学加以研究，主要 是根据研究微生物的方法和技术，而不是根 据微生物之间的相关性。 三、微生物在生命世界的位置 （a 原核生物界 原生生物界 植物界 真菌界 动物界 共同祖先 细菌域 古生菌域 真核生物域 （b a 生物五界分类系统图示 原核生物界 原生生物界 植物界 真菌界 动物界 共同祖先 细菌域 古生菌域 真核生物域 （ b 原核生物界 原生生物界 真菌界 原核生物界 原生生物界 植物界 真菌界 动物界 共同祖先 细菌域 古生菌域 共同祖先 细菌域 古生菌域 真核生物域 生物三域分类系统图示 四、微生物的分类 微生物的系统分类单元遵循林耐建立的系统分类单元，自 上而下依次可分七级，即： 界Kingdom， 门Phylum， 纲Class， 目Order， 科Family， 属Genus， 种Species。 必要时每一级都还可有若干辅助单元，故共可有十余级。 所有细胞微生物的种名均遵守林耐制 定的拉丁双名法，即一个种的学名用拉丁 词或拉丁化的词组成，应排成斜体字。根 据双名法的规则，学名通常由一个属名加 一个种的加词构成。出现在分类学文献中 的学名，在此两者之后往往还加上定名人 ，但在一般使用时，定名人部分经常是省 略的。 例1：大肠肠埃希氏菌（即大肠肠杆菌） Escherichia coli（Migula）Castellani et Chalmers 例2：黄曲霉菌 Aspergillus flavus 例3：粟酒裂殖酵母 Schizosaccharomyces pombe 当微生物名称是一个亚种（subspecies，简称“subsp ”，排正体字）或变种（variety，简称“var”，排 正体字）时，学名就应按“三名法”构成，即： 例1：苏云金芽孢杆菌蜡螟亚种 Bacillus thuringiensis subspgalleria 例2：酿酒酵母椭圆变 种 Saccharomyces cerevisiae varellipsoideus 当一个微生物种名在一篇文章或著作中反复出 现时，常常可以对学名进行省略。属及以上分类 单位的名称不能省略，只有种名可省略。当它在 有关文章或资料中首次出现时，不能省略，必须 写全，以后均可省略。省略时，只能简略种名中 的属名，种加词不能省略。 如 Escherichia coli， E. coli （大肠杆菌） ，但是这种省略也要遵循一定的原则。 五、微生物学研究范围 微生物学就是研究微生物的科学，其研究范 围包括微生物的多样性、微生物的生命活动 规律及其对人类社会经济活动的影响。 六、微生物学的重要性与社会需求 微生物与人类和动物健康及疾病密切相关 微生物在工业生产中有很多应用 微生物对农业生产有着很大的影响 微生物学促进了生物学的发展 微生物作为模式生物具有如下优点： （1）微生物具有相对不复杂的结构； （2）微生物培养成本低、群体数量大， 易于获得统计学上可信度高的结果； （3）微生物生长速度快，倍增时间短， 极大缩短了世代培养研究所需周期。 微生物学发展史上的重大事件 1546 Fracastoro提出不可见见到的生物引起疾病 1676 Leeuwenhoek 发现发现 了“animalcules” 1765-1776 Spallanzani 反驳驳自然发发生说说 1786 Muller 提出了第一个细细菌分类类 1798 Jenner 介绍绍了牛痘疫苗 18381839 Schwann & Schleiden 提出了细细胞理论论 1857 Pasteur证证明了乳酸发发酵是由微生物引起的 1861 Pasteur用曲颈颈瓶实验证实验证 明微生物非自然发发生，推翻 了争论论以久的“自生说说” 1864 Pasteur建立了巴氏消毒法 1867 1869 Lister创创立了消毒外科，并首次成功的进进行 了石炭酸消毒实验实验 Miescher 发现发现 核酸 18761877 Koch证证明了炭疽病由炭疽杆菌引起 1881 Koch等首创创用明胶固体培养基分离细细菌，巴斯德 制备备了炭疽菌苗 1882 Koch发现结发现结 核杆菌(Mycobacterium tuberculosis) 1883 Koch首次发发表Koch氏法则则。Metchnikoff阐阐述了 吞噬作用。建立高压压蒸汽灭灭菌和革兰兰氏染色法 1884 Pasteur研究狂犬病疫苗成功，开创创了免疫学 1887 Richard Petri发发明了双层层培养皿 1889 Winogradsky发现发现 硫循环环和硝化细细菌。Beijerinck 首次分离根瘤菌 1890 Von Behring制备备抗毒素治疗疗白喉和破伤风伤风 1891 Sternberg与巴斯德同时发现时发现 了肺炎链链球菌 1895 Ivanowsky提供烟草花叶病是由病毒引起的证证据； Bordet发现发现 互补补 现现象 1896 Bchner用无细细胞存在的酵母菌抽提液对对葡萄糖进进 行酒精发发酵成功 1899 Ross证实疟证实疟 疾病原菌由蚊子传传播 19091910 Ricketts发现发现 立克次氏体；Ehrlich首次合成 治 梅毒的化学治疗剂疗剂 1928 Griffith发现细发现细 菌转转化 1929 Fleming发现发现 青霉素 1935 Stanley首次提纯纯了烟草花叶病毒，并获获得了它 的“蛋白质结质结 晶” 1943 Luria和Delbck用波动实验证动实验证 明细细菌噬菌体的抗 性是基因自发发突变变所致； Chain和Flory形成青霉素工业业化生产产的工艺艺 1944 Avery等证实转证实转 化过过程中DNA是遗传遗传 信息的载载体； Waksman发现链发现链 霉素 19461947 Lederberg和Tatum发现细发现细 菌的接合现现象、 基因连锁现连锁现 象 1949 Enders、Robbins和Weller在非神经经的组织组织 培养 中，培养脊髓灰质质炎 病毒成功 1952 Hershey和Chase发现发现 噬菌体将DNA注入宿主细细胞； Lederberg发发明了影印培养法； Zinder和 Lederberg发现发现 普遍性转导转导 Watson和Crick提出DNA双螺旋结结构 1956 Umbarger发现发现 反馈馈阻遏现现象 1961 Jocob和Monod提出基因调节调节 的操纵纵子模型 19611966 Holley、Khorana、Nirenberg等阐阐明遗传遗传 密 码码 1969 Edelman测测定了抗原蛋白质质分子的一级结级结 构 19701972 Arber、Nathans和Smith发现发现 并提纯纯了 限制性内切酶； Temin和Baltimore发现转录发现转录 酶 1973 Ames建立细细菌测测定法检测检测 致癌物； Cohen 等首次将重组质组质 粒转转入大肠肠杆菌中获获得成功 1974 Khler和Milstein建立生产单产单 克隆抗体的技术术 1977 Woese提出古生菌是有不同于细细菌和真核生物 的特殊类类群；Sanger首次对对X174噬菌体DNA进进行了全 序列分析 19821983 Cech和Altman发现发现 具有催化活性的 RNA（ribozyme）；McClintock发现发现 的转转座因子获获得公 认认； Prusiner发现朊发现朊 病毒（prion） 19831984 Gallo和Montagnier分离和鉴鉴定人免疫 缺陷病毒； Mullis建立PCR技术术 1988 Deisenhofer等发现发现 并研究细细菌的光合色素 1995 第一个独立生活的生物（流感嗜血杆菌）全基因 序列测测定完成 1996 第一个自养生活的古生菌基因组测组测 定完成 1997 第一个真核生物（啤酒酵母）基因组测组测 序完成 2000 霍乱弧菌基因组测组测 序完成 与微生物学有关的诺贝诺贝 尔生理或医学奖奖 Nobel Prize in Physiology or Medicine 19011999之间间有39项项。 总总人数：77人 美国 46人，英国人 11人，法国人 7人，德国人 6人，瑞士人 4人，澳大利亚亚人 2人，意大利人 1人 1945年，青霉素的发现发现 与发发展 1952年，链链霉素的发现发现 与发发展 1953年，碳水化合物在细细胞中的代谢谢 1958年，微生物遗传遗传 的生物化学研究 1959年，DNA 和 RNA的发现发现 与合成机理 1962年，DNA结结构的测测定 1965年，细细胞中基因活性的调节调节 研究 1969年，细细胞病毒感染的机理研究 1984年，单单克隆抗体技术术的发发展，免疫学研究 1997年，朊朊病毒的研究 1999年，蛋白质质在细细胞中的移动动和定位机理研究 1、感性认识阶段（史前期）（约800年前1676） 七、微生物的发现与微生物学发展 2、形态学描述阶段 初创期（16761861） 法国科学家巴斯德 （Louis Pasteur，1822-1895） 彻底否定了自然发生说 证实发酵由微生物引起 发明了狂犬病毒减毒疫 苗制备方法 发明巴氏消毒法 3、生理水平研究阶段 奠基期 （18611897） 发明培养基并用其纯化 微生物等一系列研究方 法的创立 证实炭疽病因 炭疽 杆菌 发现结核病原菌结核 杆菌 科赫法则 德国微生物学家柯赫 （Robert Koch， 1843-1910） 划线法获得单菌落 科赫定理图示 单菌落 4、生化水平研究阶段,发展期（ 18971953） 德国科学家布赫纳（1897年）： 酵母菌无细胞压榨汁将葡萄糖发酵成酒精 英国科学家弗莱明（1929年）： 发现了世界上第一个抗生素-青霉素 J.D.Waston, H.F.C.Crick 发现DNA双螺旋模（1953年） 5、分子生物学水平研究阶段,成熟期 （1953至今） 微生物具备生命现象的特性和共性，将是21世 纪进一步解决生物学重大理论问题，如生命起源 与进化，物质运动的基本规律等，和实际应用问 题，如新的微生物资源的开发利用，能源、粮食 等的最理想的材料。 21世纪微生物学展望 参考文献: 1.沈萍. 微生物学,北京：高等教育出版社，2000 2.周德庆.微生物教程,第2版北京：高等教育出版社，2002 3.黄秀梨. 微生物学 第2版.北京：高等教育出版社，2001 4.诸葛健.李华钟.微生物学第一版北京：科学出版社，2004 5. Prescott LM.等著. 微生物学第5版 沈萍等译，北京：科学出版社，2000 6. Prescott LM, Harley JP, and Klein DA. Microbiology (5th ed.), Higher education press and McGraw-Hill Companies, Inc.2002 7. Michael TM, John MM, Jack P. Brock biology of micoorganisms，International edition, Pearson Education