微生物学教程ppt

1、微生物学教程微生物学40学时(第1-14周)，为专业基础课（考试）教学要求：课堂授课为主， 平时小测验，课后习题，课外多渠道获取知识，重在有兴趣！多种渠道交流：个别交谈、学习委员、电话、E-mail、网络微生物实验30学时 必修课实验地点：食品学院基础实验室实验时间：第3-14周,每周五下午13:30 课程安排教材： 周德庆:微生物学教程(第二版) 高教版 2002参考书：沈 萍：微生物学高教版 2000郑晓冬：食品微生物学. 浙江大学出版社，2001 杨汝德：现代工业微生物学 华南理工大学出版社 2001教材与参考书籍其它参考书籍教材与参考书籍微生物学相关网络资源中文杂志： 英文杂志(SCI

2、杂志)： 微生物学相关期刊杂志本章主要内容微生物与微生物学微生物学的发展史微生物的特点微生物学及其研究内容微生物与食品工业第一章 绪论（2学时）微生物与微生物学微生物学的发展微生物的特点第一节 微生物和微生物学什么是微生物 微生物微小生物；微小的让肉眼看不见或看不清的生物的统称！ 微生物（Microorganism，microbe ）是对所有形体微小、结构简单的（单细胞的或个体结构较为简单的多细胞的、或没有细胞结构的）低等生物的通称。一、微生物定义及其类群10微生物与我们微生物无处不在，我们无时不生活在“微生物的海洋”中。t每张纸币带细菌：900万个；t每个喷嚏的飞沫含4500-150000个

3、细菌，重感冒患者为8500万；t细菌数亿/g土壤 t土壤中的细菌总重量约为：10034 1012 吨；11w 我们生活在一个被大量微生物包围着的环境中n空气n水体n食品n 微生物无处不在微生物无处不在12t 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！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、组成生理屏障帮助消化、提供必需的营养物质、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、酱油等等有

4、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；基因工程为代表的现代生物技术；13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；鼠疫；天花；天花；艾滋病；艾滋病；疯牛病；疯牛病；埃博拉病毒；埃博拉病毒；E.Coil O157微生物的种类具有细胞结构的微生物没有细胞结构的微生物：病毒 亚病毒原核生物：（由原核细胞构成的）真核微生物（由真核细胞构成的）真菌：酵母、霉菌、 担子菌显微藻类：原生动物：草履虫水绵细菌、放线菌 支原体、衣原体、 立克次氏体、兰细菌类病毒拟病毒朊病毒 金黄色葡萄球菌 放线菌 真 菌病 毒 霉 菌 酵母菌微生物种类示意图合尾藻

5、鱼鳞藻草履虫 变形虫微生物种类示意图体积小，面积大吸收多，转化快（代谢能力强）生长旺，繁殖快 适应强，易变异 分布广，种类多二、微生物的特点微生物的发现及微生物学发展简史微生物学研究和应用发展概况三、微生物的发展简史个体过于微小群体外貌不显种间杂居混生形态与作用后果难以认识认识微生物的四大障碍史前期：感性认识阶段初创期：形态学发展阶段奠基期：生理学发展阶段发展期：微生物生化的研究发展阶段成熟期：分子生物学水平的研究发展阶段 人类对微生物世界的认识过程8000年前 曲蘖酿酒4000年前 酿酒普及埃及人-烤制面包和酿制果酒2500年前 酿酱、醋，麦曲治泻公元6世纪 齐民要术记载了制曲、酿酒、制酱和

6、酿醋等工艺采用盐渍、糖渍、干燥、酸化等方法 防止食物变质在我国隆庆年间就开始用人痘预防天花一、史前时期(8000年前-1676) 微生物学的经验时期 利用微生物 人类利用微生物示意图古希腊蒸酒腌渍与蜜饯食品我国11世纪开始接种人痘，18世纪后叶，Jenner发明牛痘 人类利用微生物示意图我国预防天花的历史古代中医书籍上的小儿出天花图从宋朝起用人痘接种预防天花 人类利用微生物示意图1796年，英国乡村医生琴纳(Edward Jenner)，创造了接种牛痘预防天花的方法微生物的发现与显微镜的发明有关1590年 荷詹森兄弟制作了第一台显微镜1664年 英罗伯特虎克用自制的显微镜，并描述了霉菌的子实体

7、结构1676年 荷商人列文虎克第一个详细描述“微动体”形态1680年 显微镜可放大270倍二、启蒙时期(1676-1861)形态学时期 罗伯特胡克的显微镜 显微镜的发明和微生物的发现今天用虎克发明的显微镜观察红血球的照片虎克用自己发明的显微镜观察到的形态手绘图虎克发明的单式显微镜微生物学的开山祖列文虎克Antoni van Leeuwenhoek 显微镜的发明和微生物的发现微生物生理学的研究时期建立了一套独特的研究方法,寻找各种传染病病原菌微生物学奠基人：法国巴斯德路易斯（Louis Pasteur）细菌学奠基人：德国科学家罗伯特柯赫（Robert Koch） 三、奠基时期(1861-1897

8、)生理学期法巴斯德( Louis Pasteur 1822-1895 ) 生物学家、化学家、微生物学之父 微生物奠基人 巴斯德巴斯德对人类的贡献彻底否定了生命“自然发生”的学说解决了当时生产中提出的许多难题，证实发酵由微生物引起开创了寻找病原微生物的黄金时期把研究从形态描述推进到生理学研究水平奠定了微生物学的理论，微生物学以独立的学科形式开始形成创造了一些微生物学实验方法：巴氏消毒法 微生物奠基人 巴斯德发现传染病由不同的病原菌引起 并把细菌学尊定为现代科学德科赫(Robert Koch,1843-1910) 细菌学、微生物方法学和医学微生物学的奠基人 微生物奠基人 巴斯德科赫对人类的贡献发明

9、了固体培养基用于纯化微生物创造了细菌染色方法发现了许多病原菌，为研究药物和寻找治疗方法提供依据证实炭疽病因炭疽杆菌，发现结核病原菌结核杆菌提出了判断特定疾病病原菌的 “科赫原则”微生物学奠基人 科赫“科赫原则”在患病的动物体内总能发现特定微生物，而健康的动物体内则没有在动物体外可以纯培养此微生物将该培养物接种到易感动物体内会引起同样的疾病从试验动物及实验室培养物中重新分离得到的微生物应该是同种微生物微生物学奠基人 科赫“科赫原则”示意图进入微生物生物化学研究水平提出了酶的概念应用微生物的分支学科进一步扩大出现抗生素等新学科出现寻找有益微生物代谢产物的热潮四、发展时期(1897-1953) 生理

10、生化时期德E. Buchner 1897年用无细胞的酵母榨汁“酒化酶”将葡萄糖进行酒精发酵成功，开创了生物生化研究时代代表人物 英Joseph Lister 外科消毒术（1865）代表人物产黄青霉菌落细菌生长抑制区域正常细菌生长区域代表人物英 Alexander Fleming (1881-1955)细菌学家,抗生素祖先。1928年发现了青霉素（Penicillin）华生和克里克及DNA双螺旋结构五、成熟时期(1953-) 现代微生物学时期余贺（1903-1988）医学微生物学家医学教育家汤飞凡(1897-1958) 医学微生物学家 谢少文 （1903-1995）医学微生物学家我国近代微生物学

11、的发展汤飞凡发现沙眼衣原体我国近代微生物学的发展由1901-1989年获诺贝尔化学、生理和医学奖的159位获奖者中，97%以上的研究工作与生命科学有关，其中微生物学及与微生物学关系密切的学科的诺贝尔奖获得者占到三分之一以上。总人数：77人美国 46人，英国 11人，法国 7人，德国 6人，瑞士 4人，澳大利亚 2人，意大利 1人与微生物学相关的诺贝尔奖什么是微生物学 微生物学（Microbiology）是研究微生物生命活动规律的学科。是在分子、细胞或群体水平上研究微生物的形态结构、生长繁殖、生理代谢、遗传异、生态分布和分类进化等 生命活动的基本规律，并将其应用于工业发酵、医学卫生和生物工程等领

12、域的科学。微生物的研究内容 包括微生物的形态结构、生长繁殖、生理代谢、遗传变异、生态分布、分类进化以及微生物生命活动与人类、动植物等相互关系及其规律。第二节 微生物学及其分科1945年，青霉素的发现与发展1952年，链霉素的发现与发展1953年，碳水化合物在细胞中的代谢1958年，微生物遗传的生物化学研究1959年，DNA 和 RNA的发现与合成机理1962年，DNA结构的测定1965年，细胞中基因活性的调节研究1969年，细胞病毒感染的机理研究1984年，单克隆抗体技术的发展，免疫学研究1997年，朊病毒的研究1999年，蛋白质在细胞中的移动和定位机理研究与微生物学相关的诺贝尔奖微生物学的发

13、展领域微生物与医药卫生用“工程菌”生产药物干 扰 素脑 菲 肽胰 岛 素乙肝疫苗各种抗生素各种单克隆抗体免疫血清 微生物学分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。按研究对象分细菌学、真菌学、病毒学、噬菌体学等。按应用领域分工业微生物学、农业微生物学、医学微生物学、食品微生物学、石油微生物学、土壤微生物学、海洋微生物学、环境微生物学、发酵微生物学等。 微生物学的发展领域微生物与农业和畜牧业微生物饲料农用抗菌素生物农药生物菌肥微生物能源 微生物学的发展领域微生物与工业酶 工 业氨基酸工业有机酸工业新材料开发生物化工食品工程微生物学的发展领域微生物与饮

14、食、调味品青 红 方味 精酱，酱油，豆豉发酵面食食 用 醋食药用菌发酵饮料食用色素淹渍蔬菜食品添加剂微生物学的发展领域微生物与环保微生物处理废水微生物学的发展领域微生物生物工程生物工程商品生产改造物种常规菌(或常规细胞株) 遗传工程 细胞工程 （“工程细胞株”） 微生物工程 酶工程 生物反应器工程 经济效益 大量产品 社会效益 生态效益微生物菌体生产和应用微生物代谢产物的应用微生物机能的利用微生物生物工程的内容微生物学的发展领域微生物基因组学研究将全面展开微生物生命现象的特性和共性将更加受到重视微生物产业将呈现全新的局面微生物与其他学科实现更广泛的交叉，获得新的发展21世纪微生物学展望研究与食

15、品有关的微生物的生命活动规律研究如何利用有益微生物为人类制造食品研究如何控制有害微生物，防止食品发生腐败变质研究检测食品中微生物的方法，制定食品中微生物的指标，为判断食品的卫生质量提供科学依据食品微生物的研究内容有益微生物在食品制造中的应用 微生物菌体的应用微生物代谢产物的应用微生物酶的应用有害微生物对食品的危害及防止食品微生物学的任务56 用具体事例说明人类与微生物的关系，为什么说微生物既是人类的敌人，更是我们的朋友？ 为什么说巴斯德是微生物学的奠基人? 思考题光学显微镜构造图电子显微镜构造图体积与比表面积必须使用显微镜来观察和研究个体的测量单位是微米(m,即10-6m)，甚至是纳米(nm,

16、即10-9m)。 体积小，面积大 重量相同下：乳酸菌每小时可分解其自重1000-10,000倍的乳糖人：2.5105 小时消耗自身体重1000倍乳糖 Candida utilis（产朊假丝酵母）比大豆强100倍的蛋白质合成能力吸收多，转化快 繁殖速度惊人大肠杆菌（牛奶，37）每20分钟繁殖一代1个细菌在24小时内可以繁殖72代生成272个即 4.7221021个后代每个细菌的重量以10-12g计算,总重量达4722吨一般液体培养时,108-109个/每毫升培养液（8-10小时） 培养4-5天所形成的大肠杆菌的重量将和地球相仿 生长旺，繁殖快 有微生物生长的云南腾冲热泉区(85-100)美国加州的海边晒盐场 适应强产黄青霉（青霉