(6.9)-绪论 微生物生活的自然环境

农业微生物学

绪论

微生物学研究内容及其发展微生物及其种类微生物学研究的重要意义1、微生物的概念微生物（Microorganism,Microbe）

是所有肉眼看不见，形体微小、无细胞结构、

单细胞或结构简单的多细胞的低等生物总称。

不是分类学上的名词一、微生物及其种类细胞结构核结构微生物类群无细胞结构有细胞结构无核原核真核病毒亚病毒拟病毒朊病毒类病毒古细菌真细菌放线菌蓝细菌酵母菌霉菌覃菌单细胞藻类原生动物支原体、立克次氏体衣原体2微生物的种类病毒真细菌古细菌

热泉水、缺氧湖底、盐水湖等极端环境中真菌藻类原生动物纤毛虫鞭毛虫病毒原生动物和单细胞的藻类3、微生物的共同特点在形态上，大多个体微小，肉眼看不见，需要用显微镜观察，细胞大小以微米(μm)和纳米(nm)计量级标准。生长繁殖快，在实验室培养条件下细菌几十分钟至几小时可以繁殖一代。代谢类型多，活性强分布广泛，有高等生物的地方均有微生物生活，动植物不能生活的极端的环境也有微生物存在。局部环境中数量众多相对高等生物而言，较容易发生变异1、微生物学的定义

微生物学(Microbiology):研究微生物及其生命活动规律的科学二、微生物学及其研究内容2、微生物学的研究内容微生物细胞的结构和功能阐述构建、能量、物质和信息微生物的进化和多样性认识种类、相似性和区别微生物生态学的规律微生物间以及与环境间的互作微生物与人类的关系工农业生产与医药微生物学发展中的重要人物三、微生物学的发展罗伯特•胡克RobertHooke(UK)列文•虎克Leeuwenhoek(Netherlands)巴斯德Pasteur(France)科赫Koch(Germany)1、史前时期人类对微生物的认识与利用17世纪下半叶：在观察到细菌个体之前，人们在日常生活中积累的关于微生物对人类有用的经验酿酒制醋酱油腌酸菜泡菜盐渍蜜饯面点面包果酒种痘防天花是微生物学的先驱，揭开了微生物研究的序幕2、微生物形态学发展阶段罗伯特•胡克RobertHooke吕文•虎克Leeuwenhoek用自己制造的可放大160倍的显微镜,首次对微生物的形态和个体进行了观察和记载3、微生物生理学发展阶段A：发酵是由微生物引起巴斯德Pasteur科赫Koch微生物学的奠基人B:推翻自然发生说食物的腐败是细菌本身的繁殖，而不是非生物直接发生而来的曲径瓶实验接种减毒病原菌可以让人获得免疫力,利用弱化的致病菌防治鸡霍乱D:巴氏消毒

特点高温瞬时750C15S牛奶、啤酒C:发明了疫苗开创了免疫学科赫KochA:细菌芽孢及其耐热性B:用固体培养基获得细菌纯培养C:特定微生物是特定疾病的病原

炭疽杆菌——炭疽病

结核分支杆菌——肺结核

霍乱弧菌——霍乱科赫法则(Koch’spostulates)“科赫原则”最初发表在科赫的论文《肺结核病因学》中。三个基本要素：1.在人类与动物体内结核损伤的器官中都可以发现结核杆菌的存在，而健康机体上没有。2.可以从患者在血清中得到结核杆菌纯培养。3.通过向豚鼠接种结核杆菌可以让豚鼠染上结核病。4.在患病豚鼠身上再次能够分离出结核病菌。为了表彰他在肺结核研究方面的贡献，科赫于1905年被授予诺贝尔医学及生理学奖。分离——纯培养——接种——感病组织再分离贝耶林克(Beijenrick)：加富培养的概念；微生物纯培养方法；根瘤菌，固氮菌等纯培养体。为病毒学的建立做出了开创性工作。维诺格拉德斯基(Winogradsk)：创导了土壤微生物学的生态学观点及原位研究路线，在N素和S素的微生物转化方面有重要贡献，提出化能自养菌概念,获得第一个自生固氮菌。4、微生物分子生物学发展阶段

伴随着电子显微镜和其他现代技术的出现，微生物进入到分子生物学的水平1953

沃森Watson克里克CrickDNA双螺旋结构1961加古勃(Jacab)

莫诺德(Monod)

操纵子学说指出基因表达的调节机制，阐明了遗传信息的传递与表达的关系5、微生物学发展的成熟时期从分子水平来研究微生物的生命活动规律微生物大分子的结构和功能：核酸蛋白质微生物各种代谢途径和调控：不同生理类型

不同极端条件微生物的形态构建和分化：分子和基因水平

揭示微生物的系统发育关系四、微生物学研究的重要意义

微生物学是生命科学领域中重要的分支学科，对其客观规律的认识是生命科学不可分割的内容个体小、繁殖快而成为理想和方便的研究材料利用酵母对酒精发酵的研究——糖酵解、酶学研究以细菌为材料确定DNA双螺旋结构和遗传密码细菌全基因组测序促进了人和植物染色体遗传密码子的破译微生物对人类社会发展有重要作用工业——生物活性物质化工原料（酒精和有机溶剂）特殊功能的工程菌环境污染物的“清道夫”受损环境的生物修复者农药降解

菊酯类、有机磷、阿维菌素农药高效降解新的生物杀菌剂、虫剂农业——土壤肥力、有机质分解、生物固氮、病虫害防治消除污染、净化环境医药健康——外源蛋白质药物基因工程外源DNA载体——噬菌体、质粒生物技术产业切割和拼接的工具酶基因工程的外源基因传统微生物技术宏基因组单细胞单分子技术高通量技术微流控技术免培养技术测序技术细胞和生物化学水平遗传和基因组水平菌群宏基因组与其生态环境的基因组整合成“微生物组”微生物群及其功能的形成过程和机制以及驱动微生物群演化的动力微生物组研究（不可培养微生物）微生物组：一个特定环境或者生态系统中全部微生物及其遗传信息，包括其细胞群体和数量、全部遗传物质（基因组），它涵盖微生物群及其全部遗传与生理功能，包括微生物与其环境和宿主的相互作用。人类肠道微生物组：食物消化吸收、人体免疫、

药物吸收及抗药性土壤微生物组肥料利用率植物抗病性模式微生物

微生物资源开发利用任重而道远基因组学蛋白质组学代谢组