微生物学课件文字发给学生.docx

微生物学课件文字发给学生.docx

《微生物学课件文字发给学生.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《微生物学课件文字发给学生.docx（114页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

微生物学课件文字发给学生

微生物学

第一章绪论

一微生物与你和我

二微生物学的研究对象

三微生物学的发展简史

四微生物的特点

五微生物学在生命科学发展中的重要地位

六微生物与未来

一微生物与你和我

微生物既是人类的敌人，更是人类的朋友！

微生物是人类的朋友！

微生物是自然界物质循环的关键环节；

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

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

基因工程为代表的现代生物技术；

少数微生物也是人类的敌人！

鼠疫（plague）；

天花（variolavirus）（smallpox）；

艾滋病（AIDS，acquiredimmunodeficiencysyndrome）

（humanimmunodeficiencyvirus）；

疯牛病（madcowdisease）（bovinespongiformencephalopathy,BSE）；

埃博拉病毒（Ebolavirus）；

SARS（SARS冠状病毒）；

禽流感（AvianInfluenza）

可以说，微生物与人类关系的重要性，你怎么强调都不过分，微生物是一把十分锋利的双刃剑，它们在给人类带来巨大利益的同时也带来“残忍”的破坏。

它给人类带来的利益不仅是享受，而且实际上涉及到人类的生存。

“在近代科学中，对人类福利最大的一门科学，要算是微生物学了。

”——日本学者尾形学在“家畜微生物学”（1977）

二、微生物学研究对象

1.什么是微生物？

微生物（microorganism,microbe）是指需借助显微镜才能观察到的一群微小生物的总称

微生物包括：

Ø原核微生物（prokaryoticmicrobe）的类群：

细菌（bacteria）（真细菌eubacteria和古细菌archaea），放线菌（actinomycetes），支原体（mycoplasma），

立克次氏体（rickettsia），衣原体（chlamydia），和蓝细菌（cyanobacteria）。

Ø真核微生物（eukaryoticmicrobe）包括：

真菌（fungi），原生动物（protozoan），显微藻类（micro-algae）。

Ø非细胞微生物（acellularmicrobe）包括：

病毒（virus），类病毒（viroid），朊病毒（prion,virino）。

2.微生物在生物界中的地位

Whittaker的五界系统

P.H.Raven等的六界系统

Woese的三域系统

3.研究内容及分科

微生物学是研究微生物在一定条件下的形态结构、生理生化、遗传变异以及微生物的进化、分类、生态等生命活动规律及其应用的一门学科

其主要的分科见图1—1。

图1-1微生物学的主要分支学科

三、微生物学的发展简史

（一）发现和认识微生物以前的历史

我国8000年前就开始出现了曲蘖酿酒；

4000年前埃及人已学会烘制面包和酿制果酒；

2500年前发明酿酱、醋，用曲治消化道疾病；

公元六世纪（北魏时期）贾思勰的巨著“齐民要术”；

公元2世纪，张仲景：

禁食病死兽类的肉和不清洁食物；

公元前112年-212年间，华佗：

“割腐肉以防传染”；

公元九世纪痘浆法、痘衣法预防天花；

1346年，克里米亚半岛上的法卡城之战（靼坦人-罗马人）；

16世纪，古罗巴医生G.Fracastoro：

疾病是由肉眼看不见的生物（livingcreatures）引起的；

1641年，明末医生吴又可也提出“戾气”学说；

（二）微生物的发现和微生物学的发展

1676年，微生物学的先驱荷兰人列文虎克（Antonyvanleeuwenhoek）首次观察到了细菌。

他没有上过大学，是一个只会荷兰语的小商人，但却在1680年被选为英国皇家学会的会员。

1．微生物学的发展简史

表微生物学的发展简史

发展

时期

经历时间

特点和标记

代表人物

史前期

8000年

前～公元

1676年

人类已在应用微生物，如发酵、酿造等，但未发现微生物的存在

各国劳动人民

初创期

1676年～

1861年

世界上第一次发现了微生物的存在（当时称为“微动体”）

AnthonyVanLeeuwenhoek（1632—1723）（自制了世界上第一台显徽镜，为世界上第一个看到细菌的人）

奠基期

1861年～

1897年

开创了寻找病原微生物的“黄金时期”，并从形态描述进到生理学研究的新水平

LouisPasteur（1822—1895）（微生物学的奠基人），RobertKoch（1843—1910）（细菌学的奠基人）

发展期

1897年～

1953年

①用无细胞酵母汁发酵酒精成功，开创了微生物生化研究的新时期

②“普通微生物学”作为一门学科开始形成

①E．Buchner

②M．Doudoroff

成熟期

1953年

以后

DNA结构的双螺旋模型建立。

微生物成为分子生物学中的重要研究对象。

20世纪70年代后微生物成为生物工程学科的主角

J．D．Watson和H．F.C.Crick（DNA双螺旋结构模型的创立）

2．微生物学发展的奠基者

1.巴斯德

（1）彻底否定了“自然发生”（spontaneousgeneration）学说；

著名的曲颈瓶试验无可辩驳地证实，空气内确实含有微生物，是它们引起有机质的腐败。

（2）发现并证实发酵是由微生物引起的；

化学家出生的巴斯德涉足微生物学是为了治疗“酒病”和“蚕病”

（3）免疫学——预防接种

首次制成狂犬疫苗

（4）其他贡献

巴斯德消毒法：

60～65℃作短时间加热处理，杀死有害微生物

2.柯赫

（1）微生物学基本操作技术方面的贡献

a）细菌纯培养方法的建立

b）设计了各种培养基，实现了在实验室内对各种微生物的培养

c）染色观察和显微摄影

（2）对病原细菌的研究作出了突出的贡献：

a）具体证实了炭疽杆菌（Bacillusanthracis）是炭疽病的病原菌；

b）证明某种微生物是否为某种疾病病原体的基本原则

——著名的柯赫定理

Koch’spostulates

1      Theorganismshouldbeconstantlypresentinanimalssufferingfromthediseaseandshouldnotbepresentinhealthyindividuals.

2    Theorganismmustbecultivatedinapurecultureawayfromtheanimalbody.

3     Suchaculture,wheninoculatedintosusceptibleanimals,shouldinitiatethecharacteristicdiseasesymptoms.

4Theorganismshouldbereisolatedfromtheseexperimentalanimalsandculturedagaininthelaboratory,afterwhichitshouldstillbethesameastheoriginalorganism.

c）发现了肺结核病的病原菌（结核分枝杆菌（Mycobacteriumtuberculosis））；（1905年获诺贝尔奖）

3微生物学发展过程中的重大事件

四、微生物的特点

1.体积小，面积大

比面值：

单位体积所占有的面积（面积/体积）。

体积小、面积大是微生物五大共性的基础，因为一个小体积大面积系统必然有一个巨大的营养物吸收面、代谢废物的排泄面和环境信息的接受面。

2.吸收多，转化快

发酵乳糖的细菌在1小时内可分解其自重1000—10000倍的乳糖；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。

微生物的这个特性为它们的高速生长繁殖和产生大量代谢产物提供了充分的物质基础，从而使微生物有可能更好地发挥“活的化工厂”的作用。

3.生长旺，繁殖快

在适宜条件下，细菌通常每20～30min即可分裂1次，繁殖1代，经24h培养，一个细胞可繁殖成4万亿亿个细胞。

4.适应强，易变异

1适应性

微生物有极其灵活的适应性（耐高温、低温、干燥、盐、酸、碱，抗辐射、静水压等）

②变异性

最常见的变异形式是基因突变，它可以涉及到形态构造、代谢途径、生理类型、各种抗性、抗原性以及代谢产物的质或量的变异等。

青霉素生产菌Penicilliumchrysogenum（产黄青霉）的产量变异:

1943年时，每毫升青霉素发酵液中该菌只分泌约20单位的青霉素，目前有的国家，其发酵水平每毫升已超过5万单位，甚至接近10万单位。

有害变异:

致病菌对抗生素所产生的抗药性变异。

5.分布广，种类多

（1）分布广

①人体肠道中的正常菌群

②万米深海底部的耐热硫细菌

③几万米高空中的微生物

④地层下的微生物

（2）种类多

①微生物的生理代谢类型多

②代谢产物种类多

③微生物的种数多

微生物的资源是极其丰富的。

估计目前人类至多仅开发利用了已发现微生物种数的1％。

五、微生物学在生命科学发展中的重要地位

1．微生物是生物学基本理论研究中的理想实验对象，对微生物的研究促进许多重大生物学理论问题的突破基因和酶关系的阐明及“一个基因一个酶”的假说；

遗传的物质基础的阐明；

基因概念的发展；

遗传密码的破译；

基因表达调控机制的研究；

生物大分子合成的中心法则；

2．对生命科学研究技术的贡献

细胞的人工培养；

突变体筛选；

DNA重组技术和遗传工程；

3．微生物与“人类基因组计划”

作为模式生物；

基因与基因组的功能研究的重要工具;

六、微生物学与未来

1．微生物自身的特点（共性和特性）将会更加受到关注和利用

共性：

微生物具有其他生物共有的基本生物学特性：

生长、繁殖、代谢、共用一套遗传密码等，甚至其基因组上含有与高等生物同源的基因，充分反映了生物高度的统一性。

特性：

微生物具有其它生物不具备的生物学特性，例如可在其他生物无法生存的极端环境下生存和繁殖，具有其他生物不具备的代谢途径和功能，反映了微生物极其丰富的多样性。

2．与其他学科实现更广泛的交叉，获得新的发展

3．微生物产业将呈现全新的局面

生物工程学（biotechnology）：

以生物学的理论和技术为基础，结合化工、机械、电子计算机等现代工程技术，充分运用分子生物学的最新成就，自觉地操纵遗传物质，定向地改造生物或其功能，短期内创造出具有超远缘性状的新物种，再通过合适的生物反应器对这类“工程菌”或“工程细胞株”进行大规模培养，以生产大量有用代谢产物或发挥它们独特生理功能的一门新兴技术。

生物工程学包括：

遗传工程

细胞工程

微生物工程

酶工程

生物反应器工程

（1）利用转基因技术生产酶、多肽以及抗生素等化合物。

血液蛋白：

促红细胞生成素（Erythropoietin）,

人类激素：

表皮生长因子（Epidermalgrowthfactor）,胰岛素（Insulin）,神经生长因子（Nervegrowthfactor）