江大微生物课件1

微生物学Microbiology李华钟微生物学Microbiology1参考书微生物学，诸葛健、李华钟主编，科学出版社，2004微生物学教程（第二版），周德庆，高等教育出版社，2002微生物学（第二版），无锡轻工业学院，科学出版社，1990微生物学（第二版），武汉大学、复旦大学生物系微生物学教研室，高等教育出版社，1987参考书微生物学，诸葛健、李华钟主编，科学出版社，20042第一章绪论微生物学的研究对象与任务微生物学的发展简史微生物的分类与命名21世纪的工业微生物学第一章绪论微生物学的研究对象与任务3第一节微生物学研究的对象和任务一、微生物及其特点1、微生物的定义微生物（Microorganism）是对所有形体微小的单细胞，或细胞结构较为简单的多细胞，或没有细胞结构的低等生物的通称。第一节微生物学研究的对象和任务一、微生物及其特点42、微生物的类群不具细胞结构：病毒、类病毒、朊病毒单细胞原核生物：细菌、放线菌、立克次氏体、支原体、衣原体、蓝细菌等；真菌：酵母菌、霉菌、担子菌等；单细胞原生生物：藻类、原生动物等3、与发酵工业有关的微生物类群噬菌体、细菌、放线菌、酵母菌、霉菌、担子菌（蕈菌）、藻类2、微生物的类群54、微生物的特点个体小，比表面积大吸收多，转化快生长旺，繁殖快适应强，变异快分布广，种类多

个体小，种类多，繁殖快，分布广，容易培养，代谢能力强，容易变异

4、微生物的特点6二、微生物学及其研究内容1、微生物学：研究微生物及其生命活动规律的科学2、研究内容形态构造生理代谢遗传变异生态分布分类进化3、微生物学与生物工程二、微生物学及其研究内容7BiotechnologyTheuseofmicroorganisms,suchasbacteriaoryeasts,orbiologicalsubstances,suchasenzymes,toperformspecificindustrialormanufacturingprocesses.Applicationsincludetheproductionofcertaindrugs,synthetichormones,andbulkfoodstuffsaswellasthebioconversionoforganicwasteandtheuseofgeneticallyalteredbacteriainthecleanupofoilspills.Biotechnology8三、微生物与发酵工业发酵过程：利用微生物作为动力，生产某种特定产物的生物化学过程。

酿造食品，酒精饮料，有机酸，核苷酸，氨基酸类物质，酶制剂，抗生素，有机溶剂其它化工产品，营养和生长必需物质，生物制药

三、微生物与发酵工业9天然发酵[白酒、啤酒、葡萄酒、酱油…]↓纯种发酵[酒精、丙酮丁醇…]↓通风发酵[抗生素、有机酸、酶制剂…]↓代谢调控发酵[氨基酸、核苷酸…]↓基因重组菌种发酵[胰岛素、干扰素…]天然发酵[白酒、啤酒、葡萄酒、酱油…]10一.古代劳动人民对微生物的利用和控制酿造业商书记载：“若作酒醴，尔维曲蘖”医学种痘防天花农业瓜与豆类轮作第二节微生物学的发展一.古代劳动人民对微生物的利用和控制第二节微生物学的11二.微生物的发现和微生物学发展简史1、形态学期RobertHooke设计了显微镜AntonvanLeeuwenhoek用自制的显微镜，清楚的看见了细菌和原生动物江大微生物课件112江大微生物课件113江大微生物课件1142、生理学期LouisPasteur（1822~1895）法国生物学家及化学家：理论上彻底否定“自然发生说”医学上发现了引起疾病的病原体，创立了免疫学原理和预防接种方法工业上揭示了酒醋的发酵本质、找到啤酒酸败的原因，发明了解决的方法；在农业上揭示了蚕的微粒子病的本质，挽救了法国的养蚕业；2、生理学期15江大微生物课件116江大微生物课件117江大微生物课件118江大微生物课件119RobertKoch(1843~1910）德国细菌学家证实病原菌和疾病的关系，提出了柯赫原则；RobertKoch(1843~1910）德国细菌学家20江大微生物课件121Koch’sPostulateFindthesuspectedorganisminallcasesofthediseaseanddemonstrateitsabsenceinhealthyindividuals;Isolatetheorganisminpureculture;Reproducethesamediseaseinsuitableexperimentalanimals;Re-isolatethesameorganismfromtheartificiallyinfectedanimals.Koch’sPostulate22建立了分离纯化微生物的实验技术；建立了微生物的染色技术建立了分离纯化微生物的实验技术；23AlexanderFleming（1881~1955）英国细菌学家发现了青霉素

AlexanderFleming（1881~1955）英国243、分子生物学期1928年Griffith的细菌转化实验，1952年Hershey-Chase的噬菌体感染实验，1956年Frankel-Conrat烟草花叶病毒的重建实验，证明了核酸是遗传的物质基础；1953年Watson、Crick提出DNA双螺旋结构1961-66年Holley等阐明遗传密码1973年Boyer和Cohen首次报到细菌基因经体外人工重组后转入细菌内能复制表达----遗传工程问世1975年Milstein等建立生产单克隆抗体技术1988年Mullis，建立PCR技术

3、分子生物学期25第三节微生物的分类和命名

一.微生物在自然界中的地位1、微生物的进化过程厌氧→好氧→有丝分裂→减数分裂→细胞分化形成组织，器官等

第三节微生物的分类和命名一.微生物在自然界中的26江大微生物课件1272、微生物在生物界中的地位生物：原核生物界：细菌、放线菌、蓝细菌、古细菌原生生物界：藻类、原生动物真菌界：酵母菌、霉菌、mushroom植物界动物界病毒界2、微生物在生物界中的地位28二、微生物的分类单位和命名微生物分类学(microbialtaxonomy)：是一门按微生物的亲缘关系把它们安排成条理清楚的各种分类单位（单元）或分类群(taxon)的科学。其具体任务：分类（classification）：通过收集大量有关个体描述的资料，经过科学的归纳，整理成一个科学的分类系统。分类解决的是从个别到一般或从具体到抽象的问题。二、微生物的分类单位和命名29鉴定（identification）：通过详细观察和描述一个未知名称纯种微生物的各种性状特征，然后查找现成的分类系统，以达到知类辨名的目的。鉴定是一个从一般到特殊或从抽象到具体的过程。命名（nomenclature）：为一个新发现的微生物确定一个新学名，即当详细观察和描述一个未知菌种后，经过认真查找现有的权威性分类鉴定手册，发现是一个以往还未记载过的新种时，按照微生物的国际命名法规给以一个新的学名。

鉴定（identification）：通过详细观察和描述一个301、微生物的分类单位主要分类单位次要分类单位界Kingdom门Phylum亚门纲Class亚纲目Order亚目科Family亚科属Genus亚属

种Species

1、微生物的分类单位31

种：（伯捷氏手册）凡是与典型培养菌（typeculture）密切相同的其它培养菌统一起来区分为细菌的一个种。typestrain,typespecies亚种（subspecies）/变种(variety)：某一明显而稳定的特征与模式种不同的种称为模式种的亚种/变种种：（伯捷氏手册）32

菌株：Strain菌株表示任何由一个独立分离的单细胞繁殖而成的纯遗传型群体及其一切后代。因此，一种微生物的每一不同来源的纯培养物均可称为该菌种的一个菌株。菌株：Strain33微生物的命名种的命名原则——双名法学名=属名+种名+(首次定名人)+现名定名人(+定名年份)用斜体排字均用正体排字，可省略(l)每一种微生物的学名由两个拉丁字、希拉字或拉丁化了的其它文字组成；(2)第一个字是属名，用名词，字首字母大写；第二个字是种名，用形容词，字首字母不大写；(3)属名规定了微生物的主要特征，如形态特征、生理特征等；种名补充说明微生物的次要特征，如颜色、形状、用途等；微生物的命名34变种的命名原则-------“三名法”

学名=属名+种名+（subsp./var.）+亚种/变种名排成斜体排成正体，但可省略排成斜体变种的命名原则-------“三名法”35StaphylococcusaureusRosenbach1884金黄色葡萄球菌Escherichiacoli(Migula)CastellanietChalmers1919大肠埃希氏菌/大肠杆菌BacillussubtiIis(Ehrenberg)Cohn1872枯草（芽孢）杆菌B．subtilisvar.niger枯草杆菌黑色变种CorynebacteriumpekineseChenetal北京棒状杆菌Streptomycessp.一种链霉菌Saccharomycesserevisiae酿酒酵母Saccharomycesserevisiaevar.ellipsoideus酿酒酵母椭圆变种Saccharomycescarlsbergensis卡氏酵母Schizosaccharomycespombe粟酒裂殖酵母

Aspergillusniger黑曲霉

Asp．oryzae米曲霉

Rhizopus

oryzae米根霉Penicilliumsp.一种青霉Mucorsp.一种毛霉StaphylococcusaureusRosenbac36三、微生物的分类依据

形态特征——个体特征，群体特征生理生化特征生态特征血清学反应细胞壁成分红外吸收光谱GC比：(G+C）mol%值核酸分子杂交16S/18SrRNA其它三、微生物的分类依据37四.微生物的分类方法1、经典分类法：一种随机的和不系统的根据少数几种特征进行分类的方法。主要以形态特征和生理生化特征为主，并结合生态等其它特征进行分类。四.微生物的分类方法382、遗传分类法：一种从遗传角度估价微生物之间的亲缘关系的分类方法。主要分类依据：GC比DNA杂合

DNA双链升温解链，混合退火，看杂合情况。其它2、遗传分类法：393、数值分类法numericaltaxonomyP.H.A.Sneath1957年将由法国分类学家M.Adanson(1727~1806)所提出的分类原理用于细菌分类中菌株：待测菌株和典型菌株特征：形态、生理、生化、遗传、生态、免疫等

3、数值分类法numericaltaxonomy40步骤：①计算两菌株间的相似系数Ssm=(a+d)/(a+b+c+d)simplematchingcoefficientSj=a/(a+b+c)Jaccard'scoefficient②列出相似度矩阵（similaritymetrices）③将矩阵转换成树状谱（dendrogram）

步骤：41第四节21世纪的工业微生物学一、微生物多样性的研究二、微生物基因组学第四节21世纪的工业微生物学一、微生物多样性的研究42江大微生物课件143江大微生物课件144江大微生物课件145微生物学Microbiology李华钟微生物学Microbiology46参考书微生物学，诸葛健、李华钟主编，科学出版社，2004微生物学教程（第二版），周德庆，高等教育出版社，2002微生物学（第二版），无锡轻工业学院，科学出版社，1990微生物学（第二版），武汉大学、复旦大学生物系微生物学教研室，高等教育出版社，1987参考书微生物学，诸葛健、李华钟主编，科学出版社，200447第一章绪论微生物学的研究对象与任务微生物学的发展简史微生物的分类与命名21世纪的工业微生物学第一章绪论微生物学的研究对象与任务48第一节微生物学研究的对象和任务一、微生物及其特点1、微生物的定义微生物（Microorganism）是对所有形体微小的单细胞，或细胞结构较为简单的多细胞，或没有细胞结构的低等生物的通称。第一节微生物学研究的对象和任务一、微生物及其特点492、微生物的类群不具细胞结构：病毒、类病毒、朊病毒单细胞原核生物：细菌、放线菌、立克次氏体、支原体、衣原体、蓝细菌等；真菌：酵母菌、霉菌、担子菌等；单细胞原生生物：藻类、原生动物等3、与发酵工业有关的微生物类群噬菌体、细菌、放线菌、酵母菌、霉菌、担子菌（蕈菌）、藻类2、微生物的类群504、微生物的特点个体小，比表面积大吸收多，转化快生长旺，繁殖快适应强，变异快分布广，种类多

个体小，种类多，繁殖快，分布广，容易培养，代谢能力强，容易变异

4、微生物的特点51二、微生物学及其研究内容1、微生物学：研究微生物及其生命活动规律的科学2、研究内容形态构造生理代谢遗传变异生态分布分类进化3、微生物学与生物工程二、微生物学及其研究内容52BiotechnologyTheuseofmicroorganisms,suchasbacteriaoryeasts,orbiologicalsubstances,suchasenzymes,toperformspecificindustrialormanufacturingprocesses.Applicationsincludetheproductionofcertaindrugs,synthetichormones,andbulkfoodstuffsaswellasthebioconversionoforganicwasteandtheuseofgeneticallyalteredbacteriainthecleanupofoilspills.Biotechnology53三、微生物与发酵工业发酵过程：利用微生物作为动力，生产某种特定产物的生物化学过程。

酿造食品，酒精饮料，有机酸，核苷酸，氨基酸类物质，酶制剂，抗生素，有机溶剂其它化工产品，营养和生长必需物质，生物制药

三、微生物与发酵工业54天然发酵[白酒、啤酒、葡萄酒、酱油…]↓纯种发酵[酒精、丙酮丁醇…]↓通风发酵[抗生素、有机酸、酶制剂…]↓代谢调控发酵[氨基酸、核苷酸…]↓基因重组菌种发酵[胰岛素、干扰素…]天然发酵[白酒、啤酒、葡萄酒、酱油…]55一.古代劳动人民对微生物的利用和控制酿造业商书记载：“若作酒醴，尔维曲蘖”医学种痘防天花农业瓜与豆类轮作第二节微生物学的发展一.古代劳动人民对微生物的利用和控制第二节微生物学的56二.微生物的发现和微生物学发展简史1、形态学期RobertHooke设计了显微镜AntonvanLeeuwenhoek用自制的显微镜，清楚的看见了细菌和原生动物江大微生物课件157江大微生物课件158江大微生物课件1592、生理学期LouisPasteur（1822~1895）法国生物学家及化学家：理论上彻底否定“自然发生说”医学上发现了引起疾病的病原体，创立了免疫学原理和预防接种方法工业上揭示了酒醋的发酵本质、找到啤酒酸败的原因，发明了解决的方法；在农业上揭示了蚕的微粒子病的本质，挽救了法国的养蚕业；2、生理学期60江大微生物课件161江大微生物课件162江大微生物课件163江大微生物课件164RobertKoch(1843~1910）德国细菌学家证实病原菌和疾病的关系，提出了柯赫原则；RobertKoch(1843~1910）德国细菌学家65江大微生物课件166Koch’sPostulateFindthesuspectedorganisminallcasesofthediseaseanddemonstrateitsabsenceinhealthyindividuals;Isolatetheorganisminpureculture;Reproducethesamediseaseinsuitableexperimentalanimals;Re-isolatethesameorganismfromtheartificiallyinfectedanimals.Koch’sPostulate67建立了分离纯化微生物的实验技术；建立了微生物的染色技术建立了分离纯化微生物的实验技术；68AlexanderFleming（1881~1955）英国细菌学家发现了青霉素

AlexanderFleming（1881~1955）英国693、分子生物学期1928年Griffith的细菌转化实验，1952年Hershey-Chase的噬菌体感染实验，1956年Frankel-Conrat烟草花叶病毒的重建实验，证明了核酸是遗传的物质基础；1953年Watson、Crick提出DNA双螺旋结构1961-66年Holley等阐明遗传密码1973年Boyer和Cohen首次报到细菌基因经体外人工重组后转入细菌内能复制表达----遗传工程问世1975年Milstein等建立生产单克隆抗体技术1988年Mullis，建立PCR技术

3、分子生物学期70第三节微生物的分类和命名

一.微生物在自然界中的地位1、微生物的进化过程厌氧→好氧→有丝分裂→减数分裂→细胞分化形成组织，器官等

第三节微生物的分类和命名一.微生物在自然界中的71江大微生物课件1722、微生物在生物界中的地位生物：原核生物界：细菌、放线菌、蓝细菌、古细菌原生生物界：藻类、原生动物真菌界：酵母菌、霉菌、mushroom植物界动物界病毒界2、微生物在生物界中的地位73二、微生物的分类单位和命名微生物分类学(microbialtaxonomy)：是一门按微生物的亲缘关系把它们安排成条理清楚的各种分类单位（单元）或分类群(taxon)的科学。其具体任务：分类（classification）：通过收集大量有关个体描述的资料，经过科学的归纳，整理成一个科学的分类系统。分类解决的是从个别到一般或从具体到抽象的问题。二、微生物的分类单位和命名74鉴定（identification）：通过详细观察和描述一个未知名称纯种微生物的各种性状特征，然后查找现成的分类系统，以达到知类辨名的目的。鉴定是一个从一般到特殊或从抽象到具体的过程。命名（nomenclature）：为一个新发现的微生物确定一个新学名，即当详细观察和描述一个未知菌种后，经过认真查找现有的权威性分类鉴定手册，发现是一个以往还未记载过的新种时，按照微生物的国际命名法规给以一个新的学名。

鉴定（identification）：通过详细观察和描述一个751、微生物的分类单位主要分类单位次要分类单位界Kingdom门Phylum亚门纲Class亚纲目Order亚目科Family亚科属Genus亚属

种Species

1、微生物的分类单位76

种：（伯捷氏手册）凡是与典型培养菌（typeculture）密切相同的其它培养菌统一起来区分为细菌的一个种。typestrain,typespecies亚种（subspecies）/变种(variety)：某一明显而稳定的特征与模式种不同的种称为模式种的亚种/变种种：（伯捷氏手册）77

菌株：Strain菌株表示任何由一个独立分离的单细胞繁殖而成的纯遗传型群体及其一切后代。因此，一种微生物的每一不同来源的纯培养物均可称为该菌种的一个菌株。菌株：Strain78微生物的命名种的命名原则——双名法学名=属名+种名+(首次定名人)+现名定名人(+定名年份)用斜体排字均用正体排字，可省略(l)每一种微生物的学名由两个拉丁字、希拉字或拉丁化了的其它文字组成；(2)第一个字是属名，用名词，字首字母大写；第二个字是种名，用形容词，字首字母不大写；(3)属名规定了微生物的主要特征，如形态特征、生理特征等；种名补充说明微生物的次要特征，如颜色、形状、用途等；微生物的命名79变种的命名原则-------“三名法”

学名=属名+种名+（subsp./var.）+亚种/变种名排成斜体排成正体，但可省略排成斜体变种的命名原则-------“三名法”80StaphylococcusaureusRosenbach1884金黄色葡萄球菌Escherichiacoli(Migula)CastellanietChalmers1919大肠埃希氏菌/大肠杆菌BacillussubtiIis(Ehrenberg)Cohn1872枯草（芽孢）杆菌B．subtilisvar.niger枯草杆菌黑色变种CorynebacteriumpekineseChenetal北京棒状杆菌Streptomycessp.一种链霉菌Saccharomycesserevisiae酿酒酵母Saccharomycesserevisiaevar.ellipsoideus酿酒酵母椭圆变种Saccharomycescarlsbergensis卡氏酵母Schizosaccharomycespombe粟酒裂殖酵母

Aspergillus