上海交通大学微生物第1章

1、微生物学微生物学 农业与生物学院 王恒安 授课教师理论课授课教师 严亚贤 王恒安实验课教师 严亚贤、支月娥、王恒安、汪毅本课程的学习参考资料1、报刊及网上与微生物学相关的科技新闻；2、参考书：（1）微生物学教程，周德庆，高等教育出版社，2002（2）“Instant Notes in Microbiology”中英对照版，科学出版社，1999（3）“Brocks Biology of Microorganism 10TH”， Michael T. Madigan John M. Martinko Jack Parker，Prentice Hall3、参考杂志Journal of Bacteri

2、ology、Archive of Bacteriology、Microbiology微生物学通报、微生物学杂志课程考核 1：平时成绩占30% A:一篇小文章，篇幅不限，附参考文献。 B：期末提交10个问题。 C：可能的期中考试。2：期末考试成绩占70%课程学习中应注意的几个问题1：内容多，讲课速度快。2：内容杂，头绪多。3：PPT的部分内容是课本上没有的。t 人体体表及体内存在大量的微生物： 皮肤表面：平均10万个细菌/平方厘米； 口腔：细菌种类超过500种； 肠道：微生物总量达100万亿， 粪便干重的1/3是细菌，每克粪便的细菌总数为：1000亿个；第一章 绪论一、微生物与我们微生物无处不在

3、，我们无时不生活在“微生物的海洋”中。t 细菌数亿/g土壤，土壤中的细菌总重量估计为：10034 10 12 吨；t 每张纸币带细菌：900万个；万个；t 每个喷嚏的飞沫含4500-150000个细菌，重感冒患者为8500万；微生物既是人类的敌人，更是人类的朋友！微生物既是人类的敌人，更是人类的朋友！时时刻刻与微生物时时刻刻与微生物“共舞共舞” 是是 祸祸？是是 福福？t 微生物是自然界物质循环的关键环节；微生物是自然界物质循环的关键环节；微生物是人类的朋友！微生物是人类的朋友！t 体内的正常菌群是人及动物健康的基本保证；体内的正常菌群是人及动物健康的基本保证； 帮助消化、提供必需的营养物质、

4、组成生理屏障t 微生物可以为我们提供很多有用的物质；微生物可以为我们提供很多有用的物质； 有机酸、酶、各种药物、疫苗、面包、奶酪、啤酒、酱油等等t 基因工程为代表的现代生物技术；如：已肝疫苗、干扰素基因工程为代表的现代生物技术；如：已肝疫苗、干扰素少数微生物也是人类的敌人少数微生物也是人类的敌人！鼠疫；天花；艾滋病；疯牛病；埃博拉病毒；流感病毒；二、微生物的发现和微生物学的建立与发展（一）微生物的发现1664年，英国人虎克（Robert Hooke）曾用原始的显微镜对生长在皮革表面及蔷薇枯叶上的霉菌进行观察。1676年，微生物学的先驱荷兰人列文虎克（Antony van leeuwenhoek

5、）首次观察到了细菌。他没有上过大学，是一个只会荷兰语的小商人，但却在1680年被选为英国皇家学会的会员。（二）微生物学的奠基二、微生物的发现和微生物学的建立与发展法国人巴斯德（Louis Pasteur） （18221895）德国人柯赫（Robert Koch）（ 18431910）（二）微生物学的奠基二、微生物的发现和微生物学的建立与发展1.巴斯德 (1) 发现并证实发酵是由微生物引起的；(2) 彻底否定了“自然发生”学说；化学家出生的巴斯德涉足微生物学是为了治疗“酒病”和“蚕病”著名的曲颈瓶试验无可辩驳地证实，空气内确实含有微生物，是它们引起有机质的腐败。(3) 免疫学预防接种首次制成狂犬

6、疫苗(4)其他贡献巴斯德消毒法：6065作短时间加热处理，杀死有害微生物（二）微生物学的奠基二、微生物的发现和微生物学的建立与发展2.柯赫a）细菌纯培养方法的建立土豆切面土豆切面 营养明胶营养明胶 营养琼脂（平皿）营养琼脂（平皿）（1）微生物学基本操作技术方面的贡献b）设计了各种培养基，实现了在实验室内对各种微生物的培养（二）微生物学的奠基四、微生物的发现和微生物学的建立与发展2.柯赫（2）对病原细菌的研究作出了突出的贡献：a）具体证实了炭疽杆菌是炭疽病的病原菌；b）发现了肺结核病的病原菌；（1905年获诺贝尔奖）年获诺贝尔奖）c）证明某种微生物是否为某种疾病病原体的基本原则 著名的柯赫原则1

7、、 在每一相同病例中都出现这种微生物；2 、要从寄主分离出这样的微生物并在培养基中培养出来；3、用这种微生物的纯培养接种健康而敏感的寄主，同样的疾病会 重复发生；4 、从试验发病的寄主中能再度分离培养出这种微生物来。（三）微生物学发展过程中的重大事件二、微生物的发现和微生物学的建立与发展t据有关统计，20世纪诺贝尔生理学和医学奖获得者中，t有1/3从事微生物有关的问题研究。（四）20世纪的微生物学二、微生物的发现和微生物学的建立与发展十九世纪末到二十世纪中期：微生物学：鉴定病原菌、 研究免疫学及其在预防疾病中的作用、 寻找化学治疗药物、 分析微生物的化学活性。普通生物学：细胞的构造及其在繁殖和

8、发展中的作用、 植物和动物的遗传和进化的机制。Jacob等通过研究大肠杆菌诱导酶的形成机制而提出操纵子学说，等通过研究大肠杆菌诱导酶的形成机制而提出操纵子学说，阐明了基因表达调控的机制，为分子生物学的形成奠定了基础。阐明了基因表达调控的机制，为分子生物学的形成奠定了基础。60年代年代Nirenberg等人通过研究大肠杆菌无细胞蛋白质合成体系等人通过研究大肠杆菌无细胞蛋白质合成体系，发现了苯丙氨酸的遗传密码，继而完成了全部，发现了苯丙氨酸的遗传密码，继而完成了全部密码的破译，为人类从分子水平上研究生命现象开辟了新的途径。密码的破译，为人类从分子水平上研究生命现象开辟了新的途径。“断裂基因断裂基因

9、”、 “跳跃基因跳跃基因”、“重叠基因重叠基因”的发现，的发现，以及基因结构的精细分析、基因组测序等。以及基因结构的精细分析、基因组测序等。二、微生物的发现和微生物学的建立与发展（五）微生物学在生命科学发展中的重要地位1微生物是生物学基本理论研究中的理想实验对象，微生物是生物学基本理论研究中的理想实验对象， 对微生物的研究促进许多重大生物学理论问题的突破对微生物的研究促进许多重大生物学理论问题的突破t 基因和酶关系的阐明及基因和酶关系的阐明及“一个基因一个酶一个基因一个酶”的假说；的假说；t 遗传的物质基础的阐明；遗传的物质基础的阐明；t 基因概念的发展；基因概念的发展；t 遗传密码的破译；遗

10、传密码的破译；t 基因表达调控机制的研究；基因表达调控机制的研究；t 生物大分子合成的中心法则；生物大分子合成的中心法则；DNA RNA 蛋白质蛋白质二、微生物的发现和微生物学的建立与发展（五)我国微生物学的发展汤飞凡：沙眼病原体的分离和确证汤飞凡：沙眼病原体的分离和确证(1897.8.201958.9.30) 湖南人。湖南人。1921年获湘雅医学院医学博士学年获湘雅医学院医学博士学 位。任教于北京协和医院。位。任教于北京协和医院。陈华癸：陈华癸：根瘤菌固氮作用的研究（华中农业大学）高尚荫：高尚荫：创建了我国病毒学的基础理论研究 和第一个微生物学专业（武汉大学） 抗生素的总产量已耀居世界首位抗

11、生素的总产量已耀居世界首位两步法生产维生素两步法生产维生素C的技术居世界先进水平的技术居世界先进水平钩端螺旋体、表皮葡萄球菌、钩端螺旋体、表皮葡萄球菌、SARS病毒等病毒等 二、微生物的发现和微生物学的建立与发展（六）21世纪微生物学展望1微生物自身的特点（共性和特性）将会更加受到关注和利用t 以微生物为研究材料继续对一些基本生命现象进行研究；t 微生物产业的开发；t 重要致病菌的特点及其防治；t 极端环境的微生物的研究；微生物自身特性的进一步开发、利用：例如降解性塑料，分解纤 维素、生产单细胞蛋白等。借助（利用）微生物特点的基因工程产业：利用微生物生产原本 它们不能生产的药物、疫苗等。三、微

12、生物的特点为了使大家对微生物先有一个简单的了解，以方便以后各章节的学习，在此先扼要介绍一点微生物的基本特点。微生物是微小生物的总称，一般只有借助显微镜才能其进行观察。微生物的特点：个体小个体小、结构简结构简、胃口大胃口大、食谱广食谱广、繁殖快繁殖快、易培养、数量大易培养、数量大、分布广分布广、种类多种类多、级界宽级界宽、变异易变异易、抗性强抗性强、休眠长休眠长个体小个体小:测量单位：微米、纳米病毒：纳米球菌：直径（微米）杆菌：长、宽（微米）当然也有很大的肉眼可见的微生物：蘑菇食谱广：食谱广：微生物获取营养的方式多种多样，其食谱之广是动植物完全无法相比的！纤维素、木质素、几丁质、角蛋白、石油、甲

13、醇、甲烷、天然气、塑料、酚类、氰化物、各种有机物均可被微生物作为粮食繁殖快：繁殖快：24小时后： 4722366500万亿个后代，重量达到：4722吨48小时后：2.2 10 43个后代，重量达到2.2 10 25 吨相当于相当于4000个地球的重量！个地球的重量！大肠杆菌大肠杆菌一个细胞重约一个细胞重约10 12 克，克，平均平均20分钟繁殖一代分钟繁殖一代易培养：易培养：很多细菌都可以非常方便地进行人工培养！数量大：数量大：在自然界中（土壤、水体、空气，动植物体内和体表）都生存有大量的微生物！级界宽：级界宽：Woese三原界分类系统变异易：变异易：SARA病毒流感病毒细菌耐药性细菌抗药性的产生：细菌抗药性的产生