微生物学绪论课件

第一章绪论第一章绪论主要内容什么是微生物？微生物的特点微生物学的发展史微生物学发展促进了人类进步微生物学及其分科主要内容什么是微生物？生物界的组成生物界宏生物动物、植物微生物真核微生物原核微生物非细胞型病毒生物界的组成生物界宏生物微生物一、什么是微生物？微生物是一切肉眼看不见或看不清的微小生物的总称。是一群个体微小，构造简单，大多数是单细胞，少数是多细胞（如霉菌），还有些没有细胞结构（如病毒）的低等生物，包括原核微生物、真核微生物和非细胞生物。一、什么是微生物？微生物是一切肉眼看不见或看不清的微小生物的

μm（微米）级：光学显微镜下可见（细胞）

nm（纳米）级：电子显微镜下可见（细胞器，病毒）单细胞简单多细胞非细胞（即“分子生物”）

原核类：细菌（真细菌、古细菌）、放线菌、支原体、立克次氏体、衣原体、蓝细菌（蓝绿藻或蓝藻）等

真核类：真菌（酵母菌、霉菌、蕈菌）、原生动物、显微藻类非细胞类：病毒、亚病毒（类病毒、拟病毒、朊病毒）小（个体微小）简（构造简单）低（进化地位低）微生物

二、微生物的特点（五大共性）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，种类多二、微生物的特点（五大共性）体积小，面积大1、体积小，面积大五大共性的基础和关键优点：巨大的营养物质吸收面巨大的代谢废物排泄面巨大的环境信息交换面1、体积小，面积大五大共性的基础和关键2、吸收多，转化快Candidautilis（产朊假丝酵母）合成蛋白质的能力比大豆强100倍，比食用公牛强10万倍。Escherichiacoli（大肠杆菌）在1小时内可分解其自身重2000倍的乳糖（约为人类的3,000,000倍）。优点：超小型“活的催化化工厂”的作用。为微生物高速生长繁殖提供物质基础为物质转化、累积代谢产物提供条件2、吸收多，转化快Candidautilis（产朊假丝酵母3、生长旺、繁殖快优点：生产效率高，发酵周期短；缩短科学研究周期，减少空间，降低经费，提高效率。缺点：病原微生物或有害微生物：蔓延快、危害大3、生长旺、繁殖快优点：4、适应强、易变异适应性-----对“极端环境”具有惊人的适应力热250~300℃寒－69~－196℃盐饱和盐水（32%NaCl）干可保存几千年压1400atm辐射酸5~10%H2SO4碱

pH9~11抗毒、抗缺氧4、适应强、易变异适应性-----对“极端环境”具有惊人的适变异性变异频率低：10-5~10-10优势在于数量多、繁殖快，故变异数量惊人。利：青霉素产生菌Penicilliumchrysogenum（产黄青霉）的产量变异大

20U./194350000~100000U./目前约5,000倍弊：致病菌对抗生素的抗药性变异金黄色葡萄球菌

0.02g/ml/1943

耐药量提高10,000倍变异性5、分布广，种类多分布广：“无孔不入”、“无处不在”人体肠道正常菌群种类100~400种总量1013个占排泄物干重的1/3厌氧菌数量是好氧菌的几百至上千倍万米深海底部的耐热硫细菌耐高温>100℃耐高压>1140atm8.5万米高空中的微生物地层下岩石中的微生物球菌、杆菌、真菌5、分布广，种类多分布广：“无孔不入”、“无处不在”种类多物种的多样性动物：150万种植物：50万种微生物：20万种→50~600万种生理代谢类型的多样性＞动植物的总和代谢产物的多样性遗传基因的多样性生态类型的多样性种类多三、微生物学的发展史史前期初创期奠基期发展期成熟期三、微生物学的发展史史前期1、史前期---朦胧期

（距今8000年前~公元1676年）指人类还未见到微生物个体尤其是细菌细胞之前的一段漫长的时期。代表人物和主要成就：我国劳动人民的酿酒制曲技术身在菌中不知菌对微生物视而不见，嗅而不闻，触而不觉，食而不察1、史前期---朦胧期

（距今8000年前~公元1676年）2、初创期---形态学期

（1676年~1861年）1676年列文虎克用自制的单式显微镜观察细菌个体~1861年（近200年）。代表人物和主要成就：荷兰商人—微生物学先驱者安东·列文虎克（1632-1723）1676年用自制的单式显微镜观察雨水、污水、腐败肉汁等物质，看到了球状、杆状、螺旋状的细菌以及原生动物等微生物，并绘制成图。一生制作了419架显微镜，放大率一般为50~200倍，最高达266倍。发表了约400篇论文，其中375篇在英国皇家学会发表。2、初创期---形态学期

（1676年~1861年）16763、奠基期---生理学期

（1861年~1897年）1861年巴斯德根据曲颈瓶试验彻底推翻生命的自然发生说。代表人物和主要成就：法国的巴斯德（1822-1895）—微生物学的奠基人、微生物学之父否定微生物的自然发生说，建立胚种学说。创立巴氏消毒法（63℃30min，72℃15sec）3、奠基期---生理学期

（1861年~1897年）1861德国医生科赫（1843-1910）—细菌学的奠基人1884年科赫提出确定病原菌的原则—科赫式定律。建立研究微生物的一系列重要方法建立分离和纯化微生物的平板分离法德国医生科赫（1843-1910）—细菌学的奠基人4、发展期

（1897年~1953年）1897年德国人毕希纳（E.Buchner）用无细胞酵母菌压榨汁中的酒化酶对葡萄糖进行酒精发酵成功，开创微生物生化研究的新时代。4、发展期

（1897年~1953年）1897年德国人毕希纳主要特点进入了微生物生化水平的研究。应用微生物的分支学科更为扩大，出现抗生素等新学科。出现寻找各种有益微生物代谢产物的热潮。普通微生物学开始形成（代表人物：美国加里福利亚大学伯克利分校的M.Doudoroff）。各相关学科和技术方法相互渗透促进，加速了微生物学的发展。主要特点5、成熟期

（1953年~至今）1953年沃森（J.D.Waston）和克里克（H.F.C.Crick）在英国的《Nature》杂志上发表DNA双螺旋模型，生命科学进入分子生物学阶段。

Watson、Crick发现的DNA结构的双螺旋模型5、成熟期

（1953年~至今）1953年沃森（J.D.W主要特点微生物学发展成为一门十分热门的前沿基础学科。在基础理论的研究方面，微生物成为分子生物学研究中的最主要的对象。在应用研究方面，至70年代初，有关发酵工程的研究已与遗传工程、细胞工程和酶工程紧密结合，微生物成为新兴的生物工程中的主角。主要特点四、微生物学发展促进了人类进步医疗保健战线上的“六大战役”微生物在工业发展过程中的“六个里程碑”微生物学促进了农业的进步微生物与生态和环境保护的关系微生物学对生物学基础理论研究的贡献四、微生物学发展促进了人类进步医疗保健战线上的“六大战役”1、医疗保健战线上的“六大战役”外科消毒术的建立寻找人畜病原菌免疫防治法的应用化学治疗剂的发明抗生素治疗的兴起用基因工程菌生产多肽类生物药物1、医疗保健战线上的“六大战役”外科消毒术的建立2、工业发展过程中的“六个里程碑”自然发酵与食品、饮料的酿造技术改造罐头保藏：1804年法国厨师N.Appert发明食品的玻璃瓶罐藏技术。厌氧纯种发酵技术的建立深层液体通气搅拌培养技术的建立代谢调控理论在发酵工业上的应用生物工程的兴起2、工业发展过程中的“六个里程碑”自然发酵与食品、饮料的酿造3、微生物学促进了农业的进步以菌治病，以菌治虫（微生物农药）以菌治草（微生物除草剂）以菌当饲料（单细胞蛋白作饲料）以菌当蔬菜（蘑菇、香菇、木耳等食用菌）以菌增肥（固氮菌）以菌促长（赤霉素等促进植物生长）以菌产沼气（产甲烷菌）3、微生物学促进了农业的进步以菌治病，以菌治虫（微生物农药）4、微生物与生态和环境保护生态食物链中的主角——分解者污水处理中的主角自然界物质循环的主角4、微生物与生态和环境保护生态食物链中的主角——分解者5、微生物学与生物学基础理论研究以微生物作为研究对象解决了生物学上的许多重大争论问题。分子生物学的三大来源之一。遗传学研究对象的微生物化促使经典遗传学发展成为分子遗传学。微生物学中的一套独特实验技术迅速扩散到生命科学的各研究领域。5、微生物学与生物学基础理论研究以微生物作为研究对象解决了生独特的研究技术显微镜技术和制片染色技术无菌操作和消毒灭菌技术纯种分离和克隆技术菌种保藏技术原生质体制备和融合技术深层液体培养技术独特的研究技术显微镜技术和制片染色技术五、微生物学及其分科微生物学：在细胞、分子或群体水平上研究微生物的形态构造、生理代谢、遗传变异、生态分布和分类进化等生命活动基本规律，并将其应用于工业发酵、医药卫生、生物工程和环境保护等实践领域的科学，其根本任务是发掘、利用、改善和保护有益微生物，控制、消灭或改造有害微生物，为人类社会的进步服务。五、微生物学及其分科微生物学：在细胞、分子或群体水平上研究微微生物学的分科按研究微生物的基本生命活动规律为目的来分---普通微生物学按微生物应用领域来分---应用微生物学按研究的微生物对象分按微生物所处的生态环境分按学科的交叉、融合分按实验方法、技术分微生物学的分科按研究微生物的基本生命活动规律为目的来分---微生物学绪论课件思考题什么是微生物和微生物学？微生物包括哪些类群？简述微生物发展史上5个时期的特点、代表人物及其主要成就。微生物有哪五大共性？试讨论五大共性对人类的利弊。试述微生物对当代人类实践、生命科学基础理论研究的重大贡献。思考题什么是微生物和微生物学？微生物包括哪些类群？微生物学绪论课件真核微生物(Eukaryoticmicroorganisms)

藻类真菌

粘菌原生动物真核微生物(EukaryoticmicroorganismKmmmmmnm

动、植物界

微生物界(包括动、植物的单细胞培养株)动、植物界与微生物界个体大小的比较Kmm

对1cm3固体作10倍系列三维分割后的比面值变化

边长立方体数总表面积比面值近似对象1.0cm16cm26豌豆1.0mm10360cm260细小药丸0.1mm106600cm2600滑石粉粒0.01mm1096000cm26,000变形虫1.0um10126m260,000球菌0.1um101560m2600,000大胶粒0.01um1018600m26,000,000大分子1.0nm10216000m260,000,000分子比面值=总表面积/体积对1cm3固体作10倍系列三维分割后的比面值变化比若干微生物和动植物组织的比呼吸速率生物材料名称温度/℃-QO2*固氮菌属282000醋杆菌属301800假单胞菌属301200面包酵母28110肾和肝组织3710-20根和叶组织200.5-4*-QO2：每小时内每毫克生物干重所消耗O2的微升数若干微生物和动植物组织的比呼吸速率生物材料名称温度/℃-QO若干微生物的代时及每日增殖率

微生物名称代时每日分裂次数温度℃每日增殖率乳酸菌38分38252.7×1011大肠杆菌18分80371.2×1024根瘤菌110分13258.2×103枯草杆菌31分46307.0×1013光合细菌144分10301.0×103酿酒酵母120分12304.1×103小球藻7小时3.42510.6念珠藻23小时1.04252.1硅藻17小时1.4202.64草履虫10.4小时2.3264.92细菌藻类若干微生物的代时及每日增殖率细菌藻类从医院分离到的S.aureus

耐青霉素菌株

年份194619471948194919571966

耐药株%1438596880＞97

Staphlococcusaurreus

金黄色葡萄球菌

0.02g/ml/1943

耐药量提高10,000倍从医院分离到的S.aureus耐青霉素菌株酿酒工艺归纳为三种谷物曲酿酒：谷物淀粉啤酒或醴（甜酒）：谷物淀粉葡萄等果酒：葡萄等果品曲（微生物酶）蘖（麦芽酶）直接压榨酵母菌酒蒸馏酒糖液酿酒工艺归纳为三种曲（微生物酶）蘖（麦芽酶）直接压榨酵酒蒸馏单式显微镜单式显微镜微生物学绪论课件曲颈瓶试验曲颈瓶试验科赫确定病原菌实验相关性科赫确定病原菌实验相关性可分离培养可分离培养可人工感染可人工感染可再分离可再分离李斯特—外科手术器械消毒奠基人约瑟夫·李斯特（J.Lister，1827-1892）英国爱丁堡医院的外科医生；提出微生物是外科手术感染的主要原因（1867）；发明用石炭酸消毒手术器械、衣物和手术环境，可大大降低感染的机会。李斯特—外科手术器械消毒奠基人约瑟夫·李斯特（J.List第一章绪论第一章绪论主要内容什么是微生物？微生物的特点微生物学的发展史微生物学发展促进了人类进步微生物学及其分科主要内容什么是微生物？生物界的组成生物界宏生物动物、植物微生物真核微生物原核微生物非细胞型病毒生物界的组成生物界宏生物微生物一、什么是微生物？微生物是一切肉眼看不见或看不清的微小生物的总称。是一群个体微小，构造简单，大多数是单细胞，少数是多细胞（如霉菌），还有些没有细胞结构（如病毒）的低等生物，包括原核微生物、真核微生物和非细胞生物。一、什么是微生物？微生物是一切肉眼看不见或看不清的微小生物的

μm（微米）级：光学显微镜下可见（细胞）

nm（纳米）级：电子显微镜下可见（细胞器，病毒）单细胞简单多细胞非细胞（即“分子生物”）

原核类：细菌（真细菌、古细菌）、放线菌、支原体、立克次氏体、衣原体、蓝细菌（蓝绿藻或蓝藻）等

真核类：真菌（酵母菌、霉菌、蕈菌）、原生动物、显微藻类非细胞类：病毒、亚病毒（类病毒、拟病毒、朊病毒）小（个体微小）简（构造简单）低（进化地位低）微生物

二、微生物的特点（五大共性）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，种类多二、微生物的特点（五大共性）体积小，面积大1、体积小，面积大五大共性的基础和关键优点：巨大的营养物质吸收面巨大的代谢废物排泄面巨大的环境信息交换面1、体积小，面积大五大共性的基础和关键2、吸收多，转化快Candidautilis（产朊假丝酵母）合成蛋白质的能力比大豆强100倍，比食用公牛强10万倍。Escherichiacoli（大肠杆菌）在1小时内可分解其自身重2000倍的乳糖（约为人类的3,000,000倍）。优点：超小型“活的催化化工厂”的作用。为微生物高速生长繁殖提供物质基础为物质转化、累积代谢产物提供条件2、吸收多，转化快Candidautilis（产朊假丝酵母3、生长旺、繁殖快优点：生产效率高，发酵周期短；缩短科学研究周期，减少空间，降低经费，提高效率。缺点：病原微生物或有害微生物：蔓延快、危害大3、生长旺、繁殖快优点：4、适应强、易变异适应性-----对“极端环境”具有惊人的适应力热250~300℃寒－69~－196℃盐饱和盐水（32%NaCl）干可保存几千年压1400atm辐射酸5~10%H2SO4碱

pH9~11抗毒、抗缺氧4、适应强、易变异适应性-----对“极端环境”具有惊人的适变异性变异频率低：10-5~10-10优势在于数量多、繁殖快，故变异数量惊人。利：青霉素产生菌Penicilliumchrysogenum（产黄青霉）的产量变异大

20U./194350000~100000U./目前约5,000倍弊：致病菌对抗生素的抗药性变异金黄色葡萄球菌

0.02g/ml/1943

耐药量提高10,000倍变异性5、分布广，种类多分布广：“无孔不入”、“无处不在”人体肠道正常菌群种类100~400种总量1013个占排泄物干重的1/3厌氧菌数量是好氧菌的几百至上千倍万米深海底部的耐热硫细菌耐高温>100℃耐高压>1140atm8.5万米高空中的微生物地层下岩石中的微生物球菌、杆菌、真菌5、分布广，种类多分布广：“无孔不入”、“无处不在”种类多物种的多样性动物：150万种植物：50万种微生物：20万种→50~600万种生理代谢类型的多样性＞动植物的总和代谢产物的多样性遗传基因的多样性生态类型的多样性种类多三、微生物学的发展史史前期初创期奠基期发展期成熟期三、微生物学的发展史史前期1、史前期---朦胧期

（距今8000年前~公元1676年）指人类还未见到微生物个体尤其是细菌细胞之前的一段漫长的时期。代表人物和主要成就：我国劳动人民的酿酒制曲技术身在菌中不知菌对微生物视而不见，嗅而不闻，触而不觉，食而不察1、史前期---朦胧期

（距今8000年前~公元1676年）2、初创期---形态学期

（1676年~1861年）1676年列文虎克用自制的单式显微镜观察细菌个体~1861年（近200年）。代表人物和主要成就：荷兰商人—微生物学先驱者安东·列文虎克（1632-1723）1676年用自制的单式显微镜观察雨水、污水、腐败肉汁等物质，看到了球状、杆状、螺旋状的细菌以及原生动物等微生物，并绘制成图。一生制作了419架显微镜，放大率一般为50~200倍，最高达266倍。发表了约400篇论文，其中375篇在英国皇家学会发表。2、初创期---形态学期

（1676年~1861年）16763、奠基期---生理学期

（1861年~1897年）1861年巴斯德根据曲颈瓶试验彻底推翻生命的自然发生说。代表人物和主要成就：法国的巴斯德（1822-1895）—微生物学的奠基人、微生物学之父否定微生物的自然发生说，建立胚种学说。创立巴氏消毒法（63℃30min，72℃15sec）3、奠基期---生理学期

（1861年~1897年）1861德国医生科赫（1843-1910）—细菌学的奠基人1884年科赫提出确定病原菌的原则—科赫式定律。建立研究微生物的一系列重要方法建立分离和纯化微生物的平板分离法德国医生科赫（1843-1910）—细菌学的奠基人4、发展期

（1897年~1953年）1897年德国人毕希纳（E.Buchner）用无细胞酵母菌压榨汁中的酒化酶对葡萄糖进行酒精发酵成功，开创微生物生化研究的新时代。4、发展期

（1897年~1953年）1897年德国人毕希纳主要特点进入了微生物生化水平的研究。应用微生物的分支学科更为扩大，出现抗生素等新学科。出现寻找各种有益微生物代谢产物的热潮。普通微生物学开始形成（代表人物：美国加里福利亚大学伯克利分校的M.Doudoroff）。各相关学科和技术方法相互渗透促进，加速了微生物学的发展。主要特点5、成熟期

（1953年~至今）1953年沃森（J.D.Waston）和克里克（H.F.C.Crick）在英国的《Nature》杂志上发表DNA双螺旋模型，生命科学进入分子生物学阶段。

Watson、Crick发现的DNA结构的双螺旋模型5、成熟期

（1953年~至今）1953年沃森（J.D.W主要特点微生物学发展成为一门十分热门的前沿基础学科。在基础理论的研究方面，微生物成为分子生物学研究中的最主要的对象。在应用研究方面，至70年代初，有关发酵工程的研究已与遗传工程、细胞工程和酶工程紧密结合，微生物成为新兴的生物工程中的主角。主要特点四、微生物学发展促进了人类进步医疗保健战线上的“六大战役”微生物在工业发展过程中的“六个里程碑”微生物学促进了农业的进步微生物与生态和环境保护的关系微生物学对生物学基础理论研究的贡献四、微生物学发展促进了人类进步医疗保健战线上的“六大战役”1、医疗保健战线上的“六大战役”外科消毒术的建立寻找人畜病原菌免疫防治法的应用化学治疗剂的发明抗生素治疗的兴起用基因工程菌生产多肽类生物药物1、医疗保健战线上的“六大战役”外科消毒术的建立2、工业发展过程中的“六个里程碑”自然发酵与食品、饮料的酿造技术改造罐头保藏：1804年法国厨师N.Appert发明食品的玻璃瓶罐藏技术。厌氧纯种发酵技术的建立深层液体通气搅拌培养技术的建立代谢调控理论在发酵工业上的应用生物工程的兴起2、工业发展过程中的“六个里程碑”自然发酵与食品、饮料的酿造3、微生物学促进了农业的进步以菌治病，以菌治虫（微生物农药）以菌治草（微生物除草剂）以菌当饲料（单细胞蛋白作饲料）以菌当蔬菜（蘑菇、香菇、木耳等食用菌）以菌增肥（固氮菌）以菌促长（赤霉素等促进植物生长）以菌产沼气（产甲烷菌）3、微生物学促进了农业的进步以菌治病，以菌治虫（微生物农药）4、微生物与生态和环境保护生态食物链中的主角——分解者污水处理中的主角自然界物质循环的主角4、微生物与生态和环境保护生态食物链中的主角——分解者5、微生物学与生物学基础理论研究以微生物作为研究对象解决了生物学上的许多重大争论问题。分子生物学的三大来源之一。遗传学研究对象的微生物化促使经典遗传学发展成为分子遗传学。微生物学中的一套独特实验技术迅速扩散到生命科学的各研究领域。5、微生物学与生物学基础理论研究以微生物作为研究对象解决了生独特的研究技术显微镜技术和制片染色技术无菌操作和消毒灭菌技术纯种分离和克隆技术菌种保藏技术原生质体制备和融合技术深层液体培养技术独特的研究技术显微镜技术和制片染色技术五、微生物学及其分科微生物学：在细胞、分子或群体水平上研究微生物的形态构造、生理代谢、遗传变异、生态分布和分类进化等生命活动基本规律，并将其应用于工业发酵、医药卫生、生物工程和环境保护等实践领域的科学，其根本任务是发掘、利用、改善和保护有益微生物，控制、消灭或改造有害微生物，为人类社会的进步服务。五、微生物学及其分科微生物学：在细胞、分子或群体水平上研究微微生物学的分科按研究微生物的基本生命活动规律为目的来分---普通微生物学按微生物应用领域来分---应用微生物学按研究的微生物对象分按微生物所处的生态环境分按学科的交叉、融合分按实验方法、技术分微生物学的分科按研究微生物的基本生命活动规律为目的来分---微生物学绪论课件思考题什么是微生物和微生物学？微生物包括哪些类群？简述微生物发展史上5个时期的特点、代表人物及其主要成就。微生物有哪五大共性？试讨论五大共性对人类的利弊。试述微生物对当代人类实践、生命科学基础理论研究的重大贡献。思考题什么是微生物和微生物学？微生物包括哪些类群？微生物学绪论课件真核微生物(Eukaryoticmicroorganisms)

藻类真菌

粘菌原生动物真核微生物(EukaryoticmicroorganismKmmmmmnm

动、植物界

微生物界(包括动、植物的单细胞培养株)动、植物界与微生物界个体大小的比较Kmm

对1cm3固体作10倍系列三维分割后的比面值变化

边长立方体数总表面积比面值近似对象1.0cm16cm26豌豆1.0mm10360cm260细小药丸0.1mm106600cm2600滑石粉粒0.01mm1096000cm26,000变形虫1.0um10126m260,000球菌0.1um101560m2600,000大胶粒0.01um1018600m26,000,000大分子1.0nm10216000m260,000,000分子比面值=总表面积/体积对1cm3固体作10倍系列三维分割后的比面值变化比若干微生物和动植物组织的比呼吸速率生物材料名称温度/℃-QO2*固氮菌属282000醋杆菌属301800假单胞菌属301200面包酵母28110肾和肝组织3710-20根和叶组织200.5-4*-QO2：每小时内每毫克生物干重所消耗O2的微升数若干微生物和动植物组织的比呼吸速率生物材料名称温度/℃-QO若干微生物的代时及每日增殖率

微生物名称代时每日分裂次数温度℃每日增殖率乳酸菌38分38