普通微生物 绪论ppt课件

.,陆秀华luxiuhua6,微生物学Microbiology,.,教学参考书,.,教学参考杂志,.,学时安排以及成绩评定：,共32学时考勤成绩：10作业+提问：30期末考试：60,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,猪流感病毒,猪流感(Swineinfluenza，SI)现已改名为“甲型H1N1”或“A(H1N1)”是由A型流感病毒引起的一种猪的急性呼吸道传染病。,.,.,绪论,一、微生物及其种类二、微生物学及其分支学科三、微生物特点四、微生物学的发展简史五、微生物学的展望六、微生物与农业关系,.,一、什么是微生物WhatareMicroorganisms?,定义：微生物是所有形体微小、单细胞或结构较为简单的多细胞生物、甚至没有细胞结构的生物的通称。种类：微生物类群十分庞杂，包括：原核生物：细菌、放线菌、立克次氏体、衣原体等，真核生物：酵母菌和霉菌，单细胞藻类、原生动物等。无细胞结构：病毒、类病毒、拟病毒等。,.,微生物在生物分类中的位置,五界系统：1969年，R.H.Whittaker在Science杂志上发表“生物界级分类的新观点”。（见表）三界（域）生物系统：70年代，Woese根据16SrRNA核苷酸序列的同源性提出。（见表）三界生物,细菌bacteria古生菌achaea真核生物eukarya,.,Whittaker五界系统,细胞型生物,动物界Animalia植物界Plantae原生生物界Protista：原生动物、单细胞藻类等真菌界Fungi：酵母菌、霉菌等原核生物界Monera：细菌、放线菌、蓝细菌等,非细胞生物：病毒界1979年，我国学者补充摘自周德庆，1997,.,按16SrRNA碱基顺序比较细菌、古菌核真核生物的系统发育树的综合图摘自T.D.Brlck.BiologyofMicroorganisms.1997,.,微生物世界,细胞生物,非细胞生物,原核生物,真核细胞,病毒,类病毒,朊病毒,单细胞藻类,原生动物,真菌,细菌,古生菌,.,二、微生物学及其分支学科,微生物学是研究微生物的学科。在水平上研究微生物的等基本规律。,细胞群体分子,形态结构生理代谢遗传变异生态分布分类进化,并将其应用到工业发酵、医学卫生、生物工程、环境保护等领域。其主要任务是发掘、利用和改善有益微生物，控制、消灭或改造有害微生物。,.,二、微生物学分支学科,按基本问题分：普通微生物学、微生物分类学、微生物生理学、微生物生态学、微生物遗传学等。按应用领域分：工业、农业、医学、食品、石油、土壤、海洋、环境、发酵微生物学等等。按研究对象分：细菌学、真菌学、病毒学、噬菌体学等。,.,三、微生物的特点,体积小、面积大吸收多、转化快生长旺、繁殖快适应强、易变异分布广、种类多,.,1、体积小、面积大,个体微小,一般个体大小0.1mm细胞：m级，光学显微镜下可见病毒、细胞器：nm级，电子显微镜下可见,.,1、体积小、面积大（比表面积大）,比表面积极大是微生物与大型动物相区别的关键所在，也是赋予微生物其他共性的本质所在。大面积系统必然有一个巨大的物质交换面，可以促进营养物的吸收、代谢物的排泄、环境信息的接收等。,.,1、体积小、面积大（比表面积大）,乳酸杆菌120,000豌豆6.0体重200磅的人0.3比表面积大是赋予微生物其他共性的本质所在。决定了有一个巨大的物质交换面，进行物质和能量代谢。,.,2、吸收多、转化快,呼吸速率远远大于高等动植物组织。,.,2、吸收多、转化快,发酵乳糖的细菌在1小时内就可以分解相当于其自身重量1,00010,000倍的乳糖，产生乳酸1公斤酵母菌体，在一天内可发酵几千公斤的糖，生成酒精大肠杆菌每小时消耗2000倍于体重的糖。以同等体积算，其1小时所消耗的糖，即可相当于人在500年所消耗的粮食。,.,3、生长旺、繁殖快,繁殖快意义：在科研以及工业上的应用（发酵）上，降低生产周期。注意：细菌的指数分裂只能维持很短的时间。在液体培养基中，细菌浓度一般仅能达到108109cell/ml。,.,若干微生物的代时及每日增殖率,*为念珠蓝菌属（Nostoc）的旧称。与细菌同属原核生物。,.,4、适应强、易变异,微生物对环境条件，特别是“极端环境”具有惊人的适应力。耐高温菌：8090oC条件下能正常生长。耐低温菌：在80oC条件下大多数细菌仍能保持生命。耐干燥：能产生芽孢的细菌可在干燥条件保藏几十年。耐酸菌：氧化硫硫杆菌pH0.5耐碱菌：脱氮硫杆菌pH10.7耐盐、耐辐射菌、耐毒物菌：如Cr6+、HCN,.,4、适应强、易变异,突变频率一般为10-510-10，因繁殖快，数量多，与外界环境直接接触，因而在短时间内可出现大量变异的后代。例如，青霉素生产菌1943年为20U/ml青霉素，40多年来，经过世界各国微生物遗传育种工作者的不懈努力该菌产量变异逐渐积累，加上发酵条件的改进，目前发酵水平已超过50kU/ml，甚至接近10万单位。微生物的数量性状变异和育种使产量提高的幅度之大，是动植物育种工作中绝对不可能达到的。正因为如此，几乎所有微生物发酵工厂都十分重视菌种选育工作。,.,5、分布广、种类多,任何有其它生物生存的环境中，都能找到微生物。而在其它生物不可能生存的极端环境中也有微生物存在。分布广：如:万米深海、85公里高空、地层下128米和427米沉积岩中都发现微生物存在。,.,5、分布广、种类多,广泛分布于土壤、空气和水体等自然环境中。微生物小而轻可以到处传播和定居。适应能力强也广泛的存在于生物体内。人体肠道中经常聚居着100400种不同种类的微生物（总重量约等于粪便干重的1/3左右）,.,5、分布广、种类多,目前已发现的微生物大约有10万种以上。（见表）就目前的分离、培养技术只能培养出所存在微生物的120%左右。有一些是不能被培养的微生物。VBNC/VNC（Viablebutnon-culturable）（见表）目前发现的微生物仅仅是冰山的一角。,.,主要微生物的种数*,*本表参考Whittaker,R.H.etal.BiologyDataBook,2nded.,Vol.1,1972.P.529。,.,由种类多而派生出来的特点,代谢类型多能利用自然中各种有机物和无机物，甚至许多有毒物（氰、酚、多环芳炔）。产能方式多：光合作用、化能合成作用代谢产物种类多大肠杆菌E.coli：能产生20003000种蛋白质目前发现的抗生素达上万种，其中97%以上来自细菌和放线菌,.,四、微生物学的发展简史,1、史前期（公元1676年以前）:古代对微生物利用2、初创期（1676-1860）:微生物的发现及形态学3、奠基期（1861-1896）:生理学发展阶段4、发展期（1897-1952）:微生物生化阶段5、成熟期（1953-）:分子生物学的发展,.,1、史前期,考古推测：我国在8000年以前就曲糵酿酒。4000年以前，酿酒已经很普遍。北魏时期贾思勰齐民要术记载了制曲、酿酒制酱、酿醋等工艺。公元910世纪，鼻苗法种痘预防天花。豆科植物与其他作物轮作提高产量。,.,2、初创期-形态学发展时期,荷兰商人，列文虎克(AntonyVanLeeuwenhoek16321723),.,3、奠基期-生理学发展时期,巴斯德（LouisPasteur18221895）法国人柯赫（RobertKoch18431910)德国人,.,巴斯德,彻底否定“自生说”学说免疫学预防接种证实发酵是由微生物引起的其他提出巴斯德消毒法等,.,否定“自生说”（Spontaneousgeneration）,利用曲颈瓶试验彻底否定了“自生说”，证实空气中含有微生物，他们引起了有机质的变质。推动了微生物学的发展。,.,巴斯德的曲颈瓶试验,.,.,柯赫,提出了柯赫法则（炭疽杆菌、结核分支杆菌）配制培养基技术固体培养基分离纯化技术,.,柯赫法则,.,柯赫法则,.,柯赫法则,.,柯赫法则,.,病原物来自患病肌体。在患病肌体可分离到病原物，并且可培养。病原物接种进一个健康的肌体，引发相同疾病。从生病肌体可再分离到该病原物。,科赫法则,.,拜耶林克（Beijerinck），病毒学分离培养根瘤菌（1888）、好氧固氮菌（1901）,维诺格拉德斯基（Winograsky.俄），生态学.土壤微生物学氮素和硫素转化首次分离到自生固氮细菌（1893）,.,4、发展期:微生物生物化学,微生物学进入酶学研究和生物化学时期，许多酶、辅酶、抗生素以及许多生化反应都是在这时期发现的。至此，形成了研究微生物基本生命活动规律的学科-普通微生物学。1897，E.Bchner发现无细胞酵母抽提液可发酵酒精。1929，Fleming发现青霉素。,.,发现了抗菌素-青霉素。,亚历山大.弗莱明(1881-1955),.,1928年英国细菌学家弗莱明发现青霉素,.,5、成熟期:分子生物学的发展,50年代初，对微生物学的研究进入分子生物学水平，使微生物学进入成熟时期。1953年，J.D.Watson和F.H.Crick提出DNA结构1961年，F.Jacob和J.Monod提出操纵子学说。研究微生物大分子的结构和功能在基因和分子水平上研究代谢活动分子水平上研究细胞分化、微生物进化鉴定等,.,.,五、21世纪微生物学展望（沈萍）,微生物基因组学研究将全面开展。微生物生态等将在