普通微生物 绪论

1、陆秀华陆秀华 微微 生生 物物 学学 Microbiology教学参考书教学参考书教教 学学 参参 考考 杂杂 志志学时安排以及成绩评定：学时安排以及成绩评定： l共共32学时学时l考勤成绩：考勤成绩：10l作业作业+提问：提问：30l期末考试：期末考试：60 猪流感病毒猪流感病毒 l猪流感猪流感(Swine influenza，SI)现已改名为现已改名为“甲型甲型H1N1”或或“A(H1N1)”是由是由A型流感病毒引起的一种型流感病毒引起的一种猪的急性呼吸道传染病。猪的急性呼吸道传染病。 绪论绪论 一、微生物及其种类一、微生物及其种类二、微生物学及其分支学科二、微生物学及其分支学科三、微生物

2、特点三、微生物特点四、微生物学的发展简史四、微生物学的发展简史五、微生物学的展望五、微生物学的展望六、微生物与农业关系六、微生物与农业关系一、什么是微生物一、什么是微生物 What are Microorganisms? 定义：微生物是所有形体微小形体微小、单细胞单细胞或结构结构较为较为简单的多细胞生物简单的多细胞生物、甚至没有细胞没有细胞结构结构的生物的通称。种类：微生物类群十分庞杂，包括：l原核生物：细菌、放线菌、立克次氏体、衣细菌、放线菌、立克次氏体、衣原体等原体等，l真核生物：酵母菌和霉菌，单细胞藻类、原酵母菌和霉菌，单细胞藻类、原生动物等。生动物等。 l无细胞结构：病毒、类病毒、拟病

3、毒等。病毒、类病毒、拟病毒等。 微生物在生物分类中的位置微生物在生物分类中的位置l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）l三界（域）生物系统：三界（域）生物系统：70年代，年代，Woese 根据根据16SrRNA核苷酸序列的同源性提出。核苷酸序列的同源性提出。（见表） 三界生物三界生物细菌细菌 bacteria古生菌古生菌 achaea真核生物真核生物eukaryaWhittaker五界系统五界系统 细胞型生物细胞型生物动物界动物界 Animalia植物界植物界 Plantae原生生物界原生生物界 Protista

4、：原生动物、单细胞藻类：原生动物、单细胞藻类 等等真菌界真菌界 Fungi：酵母菌、霉菌等：酵母菌、霉菌等原核生物界原核生物界 Monera：细菌、放线菌、蓝细菌等：细菌、放线菌、蓝细菌等非细胞生物：病毒界非细胞生物：病毒界 1979年，我国学者补充年，我国学者补充摘自周德庆，摘自周德庆，1997绿色非硫细菌green nonsulfur bacteriaG菌grampositives紫色硫细菌purple bacteria蓝细菌cyanobacteria黄杆菌属flavobacteriathemotogaleskorarchaeota热网菌属pyrodictum热变形菌属thermoprot

5、eus 热球菌属thermococctus甲烷球菌属methanococcus甲烷杆菌属methanobacteriacrenarcaeoya甲烷八叠球菌methanosarcina嗜盐菌halophilesentanoebae 粘菌类 Slime molds动物animal真菌fungi植物plants纤毛类ciliates鞭毛类flagellates三分体trichononds微担孢体microsporidia二分体diplononods细菌bacteria古菌achaca真核生物cukarya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. B

6、iology of Microorganisms.1997 微生物世界微生物世界细胞生物细胞生物非细胞生物非细胞生物原核生物原核生物真核细胞真核细胞病毒病毒类病毒类病毒朊病毒朊病毒单细胞藻类 原生动物真菌细菌细菌古生菌二、微生物学及其分支学科二、微生物学及其分支学科 微生物学是研究微生物的学科。微生物学是研究微生物的学科。在在 水平上研究微生物的水平上研究微生物的 等基本规律。等基本规律。 细胞细胞群体群体分子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

7、微生物，控等领域。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。制、消灭或改造有害微生物。二、微生物学分支学科二、微生物学分支学科l按基本问题分：普通微生物学、微生物分类学、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、微生物遗传学微生物生理学、微生物生态学、微生物遗传学等。等。l按应用领域分：工业、农业、医学、食按应用领域分：工业、农业、医学、食品、石油、土壤、海洋、环境、发品、石油、土壤、海洋、环境、发酵微生物学等等。酵微生物学等等。l按研究对象分：细菌学、真菌学、病毒学、噬按研究对象分：细菌学、真菌学、病毒学、噬菌体学等。菌体学等。三、微生物

8、的特点三、微生物的特点l体积小、面积大体积小、面积大l吸收多、转化快吸收多、转化快l生长旺、繁殖快生长旺、繁殖快l适应强、易变异适应强、易变异l分布广、种类多分布广、种类多1、体积小、面积大、体积小、面积大个体微小个体微小一般个体大小一般个体大小100012271505137175 24068 121742150015002310047300 24068 121742150025002310068939 30000 总计总计 79780 98727 127298 *本表参考Whittaker, R.H.et al.Biology Data Book, 2nd ed.,Vol.1,1972.P.

9、529。由种类多而派生出来的特点由种类多而派生出来的特点l代谢类型多代谢类型多 能利用自然中各种有机物和无机物，甚至许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）。有毒物（氰、酚、多环芳炔）。 产能方式多：光合作用、化能合成作用产能方式多：光合作用、化能合成作用l代谢产物种类多代谢产物种类多 大肠杆菌大肠杆菌 E. coli：能产生：能产生20003000种蛋白质种蛋白质 目前发现的抗生素达上万种，其中目前发现的抗生素达上万种，其中97%以上来以上来自细菌和放线菌自细菌和放线菌四、微生物学的发展简史四、微生物学的发展简史1、史前期（公元、史前期（公元1676年以前）年以

10、前）:古代对微生物利用古代对微生物利用 2、初创期（、初创期（1676-1860）: 微生物的发现及形态学微生物的发现及形态学3、奠基期（、奠基期（1861-1896）: 生理学发展阶段生理学发展阶段 4、发展期（、发展期（1897-1952）: 微生物生化阶段微生物生化阶段5、成熟期（、成熟期（1953-）: 分子生物学的发展分子生物学的发展1、史前期、史前期考古推测：我国在考古推测：我国在8000年以前就曲糵酿酒。年以前就曲糵酿酒。 4000年以前，酿酒已经很普遍。年以前，酿酒已经很普遍。北魏时期贾思勰北魏时期贾思勰齐民要术齐民要术记载了制曲、酿记载了制曲、酿酒制酱、酿醋等工艺。酒制酱、酿

11、醋等工艺。公元公元910世纪，鼻苗法种痘预防天花。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。豆科植物与其他作物轮作提高产量。2、初创期、初创期-形态学发展时期形态学发展时期l荷兰商人，列文虎克荷兰商人，列文虎克(Antony Van Leeuwenhoek 16321723)3、奠基期、奠基期-生理学发展时期生理学发展时期l巴斯德（巴斯德（Louis Pasteur 18221895）法国人）法国人l柯赫（柯赫（Robert Koch 18431910) 德国人德国人巴斯德巴斯德l彻底否定彻底否定“自生说自生说”学说学说l免疫学预防接种免疫学预防接种l证实发酵是由微生物引起的证

12、实发酵是由微生物引起的l其他提出巴斯德消毒法等其他提出巴斯德消毒法等否定否定“自生说自生说”（Spontaneous generation）l利用曲颈瓶试验彻底否定了利用曲颈瓶试验彻底否定了“自生说自生说”，证实，证实空气中含有微生物，他们引起了有机质的变质。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。推动了微生物学的发展。巴斯德的曲颈瓶试验柯赫柯赫l提出了柯赫法则（炭疽提出了柯赫法则（炭疽杆菌、结核分支杆菌）杆菌、结核分支杆菌）l配制培养基技术配制培养基技术l固体培养基分离纯化技固体培养基分离纯化技术术柯赫法则柯赫法则柯赫法则柯赫法则柯赫法则柯赫法则柯赫法则柯赫法则l病原

13、物来自患病肌体。病原物来自患病肌体。l在患病肌体可分离到病原物，并且可培养。在患病肌体可分离到病原物，并且可培养。l病原物接种进一个健康的肌体，引发相同病原物接种进一个健康的肌体，引发相同疾病。疾病。l从生病肌体可再分离到该病原物。从生病肌体可再分离到该病原物。 科赫法则科赫法则拜耶林克（拜耶林克（Beijerinck），），病毒病毒学学分离培养根瘤菌（1888）、好氧固氮菌（1901）维诺格拉德斯基（维诺格拉德斯基（Winograsky.俄），俄），生态学生态学.土壤微生物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、发展期: 微生物生物化学微生物生物化学l 微生

14、物学进入酶学研究和生物化学时期，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本生命活动规律的学科-普通微生物学。普通微生物学。l 1897，E.Bchner 发现无细胞酵母抽提液可发酵发现无细胞酵母抽提液可发酵 酒精。酒精。l 1929，Fleming发现青霉素。发现青霉素。发现了抗菌素-青霉素。亚历山大.弗莱明(1881-1955)1928年英国细菌学家年英国细菌学家弗莱明发现青霉素弗莱明发现青霉素5、成熟期、成熟期: 分

15、子生物学的发展分子生物学的发展l 50年代初，对微生物学的研究进入分子生年代初，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。物学水平，使微生物学进入成熟时期。 1953年，年，J.D.Watson 和和 F.H.Crick 提出提出DNA结构结构 1961年，年，F.Jacob 和和 J.Monod 提出操纵子学说。提出操纵子学说。l研究微生物大分子的结构和功能研究微生物大分子的结构和功能l在基因和分子水平上研究代谢活动在基因和分子水平上研究代谢活动l分子水平上研究细胞分化、微生物进化鉴定等分子水平上研究细胞分化、微生物进化鉴定等五、五、21世纪微生物学展望世纪微生物学展望（沈萍）（沈萍）l微生物基因组学研究将全面开展。微生物基因组学研究将全面开展。l微生物生态等将在基因组信息的基础上长足发展，微生物生态等将在基因组信息的基础上长足发展，为生存和健康发挥积极作用。为生存和健康发挥积极作用。l微生物生命现象的特性和共性将更加受到重视。微生物生命现象的特性和共性将更加受到重视。l与其他学科实现更广泛的交叉，获得新的发展。与其他学科实现更广泛的交叉，获得新的发展。l