应用微生物一(绪论)
微生物绪论
利用有机垃圾产生沼气第二节 微生物学的发展z 第一阶段 推测期 z 第二阶段 观察期 z 第三阶段 生理期 z 第四阶段 分子生物学时期Leeuwenhoek (1632-1723)和显 微镜的发明英 国 皇 家 学 会 （ The Royal Society） 在 1660年由著名科学罗伯特•波尔、约翰•维 尔金斯、克里斯托弗•雷恩等发起成立。
是一个独立的、享有慈善机构特权的组织， 有 1400 名院士及外国成员 , 是英国最具名 望的科学学术机构，其成员在尖端科学方 面饶有贡献。
该学会多方面支持不少英国 的年轻顶尖科学家、工程师及科技人才。
Louis Pasteur (1822-1895)Robert Koch (1843-1910)巴斯德和科赫的贡献z 巴斯德的四大贡献¾ 发酵由微生物引起，特定的微生物产生特定的产物 ¾ 巴斯德消毒法 ¾ 否定了自生说 ¾ 创立了免疫学说z 科赫的贡献¾对医学微生物的贡献——科赫原则 ¾微生物的基本实验技术巴斯德的鹅颈瓶试验Robert Koch 关于结核病的研究和发现 荣获1905年诺贝尔生理学或医学奖z贝林（Emil Adolf von Behring，1854年—1917年 ）荣获1901年诺贝尔生理学或医学奖 在血清疗法方面的工作，尤其是用 来治疗白喉，为医生对付疾病和死 亡提供了有力武器现代微生物学大事记z z z z z z z1944 Avery 证明遗传的物质基础为DNA 1953 Watson & Crick DNA双螺旋结构 1961 Jacob＆ Monod 操纵子学说 1972 Berg Boyer & Cohen DNA克隆技术 1982 Prusiner 发现朊病毒 1985 Saiki PCR技术(聚合酶链式反应) 1997 Wilmut 克隆羊z埃弗里(Oswald Theodore Avery,1877～1955) 美国细菌学家。
微生物学课后习题答案
微生物习题集第一章绪论一、术语或名词1．微生物(microorganism) 因太小，一般用肉眼看不清楚的生物。
这些微小生物包括：无细胞结构不能独立生活的病毒、亚病毒(类病毒、拟病毒、朊病毒)；具原核细胞结构的真细菌、古生菌以及具真核细胞结构的真菌(酵母、霉菌、蕈菌等)、单细胞藻类、原生动物等。
但其中也有少数成员是肉眼可见的。
2．微生物学(microbiology) 研究肉眼难以看清的称之为微生物的生命活动的科学，分离和培养这些微小生物需要特殊技术。
3．分子微生物学(molecularmicrobiology) 在分子水平上研究微生物生命活动规律的科学。
4．细胞微生物学(cellularmicrobiology) 重点研究微生物与寄主细胞相互关系的科学。
5．微生物基因组学(microbic genomics) 研究微生物基因组的分子结构、信息含量及其编码的基因产物的科学。
6．自生说(spontaneousgeneration) 一个古老的学说，认为一切生命有机体能够从无生命的物质自然发生的。
7．安东·列文虎克(AntonyvanLeeuwenhoek，1632—1723) 荷兰商人，他是真正看见并描述微生物的第一人，他利用自制放大倍数为50～300倍的显微镜发现了微生物世界(当时被称之为微小动物)，首次揭示了一个崭新的生物世界——微生物界。
8．路易斯·巴斯德(LouisPasteur，1822—1895) 法国人，原为化学家，后来转向微生物学研究领域，为微生物学的建立和发展做出了卓越的贡献，成为微生物学的奠基人。
主要贡献：用曲颈瓶实验彻底否定了“自生说”，从此建立了病原学说，推动了微生物学的发展；研究了鸡霍乱，发现将病原菌减毒可诱发免疫性，以预防鸡霍乱病；其后他又研究了牛、羊炭疽病和狂犬病，并首次制成狂犬疫苗，证实其免疫学说，为人类防病、治病做出了重大贡献；分离到了许多引起发酵的微生物，并证实酒精发酵是由酵母菌引起的，也发现乳酸发酵、醋酸发酵和丁酸发酵都是不同细菌所引起的，为进一步研究微生物的生理生化和工业微生物学奠定了基础。
医学微生物学绪论教学教案
（二）实验微生物学时期（七个里程碑）
1、列文虎克发现微生物 2、巴斯德证实了微生物的作用 3、李斯特创用了外科手术无菌术 4、郭霍三大发明一法则,将微生物推入
黄金时代
5、发现新的微生物：
伊凡诺夫斯基发现病毒 迪纳发现类病毒 普鲁西纳发现朊病毒
6、人工自动免疫及人被动免疫：
琴纳发明牛痘菌，贝林发明白喉抗毒素源自学习目的•认识微生物
视而不见，嗅而不闻，触而不觉， 食而不察，得其益而不感其好， 受其害而不知其恶。
•利用有益微生物
人类健康，工业发酵，农业生产， 生物工程学，环境保护，生命科
学基础理论研究。
控制有害微生物 感染性疾病的致病机理、诊断、
治疗和预防
（一三）经、验医时学期微生物学发展简史
公元1前、两日千常多生年活的夏应禹用时代,就有仪狄作酒的记载
《鼠死行》：“东死鼠，西死鼠，人见死鼠如见虎 ，鼠死不几日，人死如圻堵。昼死人，莫问数，日 色惨淡愁云护。三人行，未十步，忽死两人横截路 ……”
（一三）经、验医时学期微生物学发展简史
4、关于预防
明李时珍《本草纲目》中指出患者的衣服 蒸过之后再穿就不会感染疾病,表明已有消 毒的记载。 明代发明了人痘 接种-预防天花。
7、传染病的化学及抗生素治疗：
欧立希合成砷凡纳明， 弗来明发现、弗劳里提纯青霉素
(三)现代微生物学时期
1.微生物超微结构的研究 2.病毒组织培养技术的建立 3.基因工程的应用
微生物全基因组的研究，可发现致病基因 和特异DNA序列，用于诊断、研制新抗菌 药物和新疫苗。 4.现代免疫学的兴起
（四）微生物感染的新动向
思考题
1、何谓微生物,其八大特点是什么？ 2、微生物按结构、致病与否各分几类？ 3、何谓医学微生物学？ 4、微生物学发展的七个里程碑？ 5、我国在微生物学上有何贡献？ 6、郭霍法则的内容是什么？
微生物-第一章 绪论
微生物共占120分713微生物学部分大纲要求：微生物主要类群的细胞形态与结构；微生物的营养；微生物的生长与控制；微生物遗传与变异。
（具体知识点可参考804微生物大纲要求）笔记根据《微生物学》路福平编为主，《微生物学教程》周德庆编为辅进行查漏补缺（标注页码基本为路福平版书籍所对应页码，少数为周德庆版书籍所对页码）第一章绪论P1-11一、微生物的定义及其类群（一）现代定义：一般是指绝大多数凭肉眼看不见或看不清，必须借助显微镜才能看见或看清，以及少数能直接通过肉眼看见的单细胞、多细胞和无细胞结构的微小生物的总称。
（二）类群：1.原核类：细菌（真细菌，古生菌），放线菌，蓝细菌，支原体，立克次氏体，衣原体等（三菌三体）。
2.真核类：真菌（酵母菌，霉菌，蕈菌），原生动物，显微藻类3.非细胞类：病毒，亚病毒（类病毒，拟病毒，朊病毒）（三）微生物的共性(五大共性)P111.体积小,比表面积大（最基本）;2.吸收多,转化快;3.生长旺,繁殖快;4.分布广,种类多（多样性）;5.适应性强,易变异。
三.生物学的研究内容和任务1.内容：微生物的形态构造、生理代谢、遗传变异、生态分布、分类进化等生命活动。
2.任务：（1）发掘、利用、改善和保护有益微生物（发酵微生物）a.利用菌体：scp、生物杀虫剂，保健品，生物制品，指示菌，污水处理b.利用代谢产物：酒，甘油，调味品，抗生素，有机酸，氨基酸，维生素，激素，酶制剂(2)控制、消灭、或改造有害微生物四、五界分类系统、六界分类系统、三域系统1、五界分类系统（Whitaker，1969年）包括：动物界、植物界、原生生物界（包括原生动物单细胞藻类和粘菌等）、真菌界、原核生物界（包括细菌蓝细菌等）.2、六界分类系统（我国学者，1977年）：在Whitaker五界系统的基础上，在加上一个病毒界，包括：病毒界、原核生物界、真菌界、真核原生生物界、植物界、动物界.3、三域学说（美国C.R.Roese，70年代末）：三个域指细菌域、古生菌域、真核生物域五、微生物发展史上5个时期的特点和代表人物周德庆版P5（1）史前期（8000年前-1676年）特点：a.无显微镜，没有见到微生物个体b.在应用微生物和防止疾病方面积累了丰富的经验（凭经验自发地与微生物打交道）c.实践-实践-实践（思想方法上处于低水平的应用）（2）初创期（1676年-1861年：近200年）-起始于1676列文虎克观察到细菌个体特点：a.人类第一次用显微镜观察到了微生物个体b.停留在形态描述阶段c.微生物学科尚未形成代表人物：列文虎克——微生物学说先驱、发明显微镜（3）奠基期（1861年-1897年）-1861年，巴斯德根据曲径瓶实验，彻底推翻了“生命自生说”特点：a否定“自生说”成功，解决了生命的起源问题b建立了研究微生物的独特方法和技术（显微镜放大到700-1000倍）c.分离出了许多重要病原道d.微生物学的研究进入班理学研究水平e.微生物学科开始形成，进入一系列分支学科研究f思想方法：实践-理论-实践代表人物巴斯德（微生物学奠基人）：1）证实发酵由微生物引起—酒精发酵、醋酸发酵和乳酸发酵等；2）解决了许多实际问题，如腐败病、蚕病、酒酸等——巴氏消毒法；3）免疫学——首次制成狂犬疫苗；4）彻底否定了自生说—鹅颈瓶实验。
微生物学第一章绪论自测试题[资料]
![微生物学第一章绪论自测试题[资料]](https://img.taocdn.com/s3/m/fc32448f50e79b89680203d8ce2f0066f533640a.png)
第一章绪论自测试题(一)名词解释1．微生物2．微生物学3．柯赫氏法则(Koch’s postulates) 4．巴氏消毒法(pasteurization)(二)填空题1．第一个用自制显微镜观察到微生物的学者是------，被称为微生物学研究的先驱者；而法国学者------则是微生物生理学的开创者。
2．放线菌对国民经济的重要性，在于它们是------的主要产生菌，许多临床和生产上有使用价值的抗生素如------、------、------、------等等都由放线菌产生。
3．微生物对人类的危害主要表现在------、------、------和------。
4．在微生物学的史前时期，我国劳动人民就有了应用微生物作用来丰富生活需要的实践活动，例如------、-------和------等。
5．研究微生物本身的基本问题的基础学科有------、------、------、------、------、------和------等。
6．微生物学的发展简史可分为------、------、------、------和------，现处于------。
7．按微生物的应用领域来分的学科有------、------、------、------、------、------和------。
8．按微生物学与其他学科间的交叉情况来分的新兴边缘学科有------、------、------、------以及------。
9．按所研究的微生物对象来分的学科有------、------、------、------和------等。
10．按微生物所在的生态环境来分的学科有------、------、------、------和------等。
11．微生物包括------细胞结构不能独立生活的病毒、亚病毒(类病毒、拟病毒、朊病毒)；具------细胞结构的真细菌、古生菌；具------细胞结构的真菌(酵母、霉菌、蕈菌等)、单细胞藻类、原生动物等。
微生物绪论
生命形式演化所处的环境。
分布广：
人迹可到之处，微生物的分布必然很多， 而人迹不到的地方，也有大量的微生物存在！
数十公里的高空（最高为离地85公里，需用火箭采样）；
几千米的地下；
强酸、强碱、高热的极端环境；
微生物 的类群
非细胞型微生物：病毒、类病毒、朊病毒 、拟病毒
细胞型微生物
原核微生物：细菌、放线菌、古细菌 蓝细胞、支原体等
真核微生物：真菌（霉菌、酵母菌） 藻类、原生动物等
2023/5/16
二、微生物的五大特点 ★ 体积小、比面大（最基础特征） ★ 吸收多、转化快 ★ 生长旺、繁殖快 ★ 适应强、易变异 ★ 分布广、种类多
了抗生素等学科； ③ 开始寻找各种有益微生物代谢产物； ④ 普通微生物学开始形成一门学科； ⑤ 各相关学科和技术方法相互渗透，相互
促进，加速了微生物学的发展。
Alexander Fleming (1881-1955)
弗莱明没有像其他同事那 样，一发现培养物被污染 就马上把它们当垃圾扔掉 ，从而发现了青霉素。
真菌界
细胞中具核膜与核仁的分化，有细胞 器，单细胞或多细胞。
植物界
细胞中具核膜与核仁的分化，有细胞 器，为大型非运动真核生物。
动物界
细胞中具核膜与核仁的分化，有细胞 器，为大型能运动真核生物。
2023/5/16
细 菌 放线菌 蓝细
菌 支原体 衣原体
螺旋体
立克次
氏体
单细胞藻类
原生动物等
酵母菌 霉菌 蕈菌
“黄金时期”； ③ 把微生物的研究从形态描述推进到生理学研究的新
水平； ④ 微生物学以独立的学科形式开始形成。
第一章：微生物学绪论知识点整理
第一章：微生物学绪论知识点整理
●微生物学研究的对象和任务
●微生物学研究的对象
●微生物：个体微小，结构简单，进化地位低的微小生物的总称
●微生物的主要特点：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
●微生物学研究的对象： 、真菌、细菌、放线菌等。
●微生物学研究的任务：研究微生物生命活动规律及应用的学科。
●学习微生物学的目的：防治微生物有害活动、发觉微生物资源。
●微生物学的分科：基础微生物、应用微生物。
●微生物学的发展简史
●史前期
●初创期：列文虎克发现微生物
●奠基期：
●巴斯德——奠基人（创立巴斯德灭菌法、创立免疫学原理和预防接种的方法、
证明发酵是微生物作用而非发酵产生微生物）
●科赫——奠基人：微生物基本操作技术上建立了细菌纯培养、设计了多种培养
基、流动蒸汽灭菌、染色观察，对病原细菌上有科赫法则（PPT1章32p）。
●发展期：生化水平研究阶段
●成熟期：分子生物学水平研究阶段。
●微生物在工业中的应用及其发展趋势
●工业中的应用：直接用菌体、用菌体产生的代谢产物、用菌体产生的酶
●我国工业微生物学发展概论
●应用微生物的发展趋势：增加食物来源、兴利除害综合利用、新微生物资源、培育
新品种。
第一章 微生物绪论
按研究的微生物对象分： 按研究的微生物对象分：
细菌学、真菌学、病毒学、原核生物学、自养菌生物学 和厌养菌生物学等
按微生物所处生态环境分： 按微生物所处生态环境分：
土壤微生物学、微生态学、海洋微生物学、环境微生 物学、水微生物学和宇宙微生物学等
微生物基因组测序为生命科学开辟了新的研 究领域，如生物信息学、比较基因组学、功 能基因组学等。 微生物基因组测序为微生物学、医学和免疫 学等提供了新的思路和方法。 微生物基因组测序对于后基因组时代，研究 基因与功能之间的相互关系将起着重大作用。 微生物作为理想的模式生物，其基因组测序 技术和方法对于高等生物的基因组测序具有 重） 分子生物学发展阶段（成熟期）
J.D.Waston, H.F.C.Crick 提出DNA双螺旋模型 提出 双螺旋模型
成熟期特点
• 微生物学成为十分热门的前沿基础学科 • 微生物成为生物学研究中的最主要对象 • 生物工程中，发酵工程是最成熟的应用 技术
20世纪的微生物学 20世纪的微生物学
20世纪80年代后期，微生物学在分子水平上的 研究得到全面快速发展，在短期内取得了多方面的 突破性进展，形成了分子微生物学。即利用分子生 物学的技术方法研究微生物形态、生理、遗传、生 态、分类等基本生物学规律。 1995年，美国首先测定了流感嗜血杆菌 （Haemophilus influenzae) 的全基因组序列。从此， 微生物基因组(genome)的研究范围不断扩大，目前， 已经完成了100多种微生物的基因组全序列的测定， 他们分属于Woese系统发育树中的细菌、古菌和真 核微生物，如大肠杆菌、枯草芽孢杆菌、酵母菌和 詹氏甲烷球菌等。
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➢生命三域：细菌域 （Bacteria）、古菌域 （Archaea）和真核生物域 （Eukarya）
➢生物六界中四界：动物界、 植物界、病毒界、原核生 物界、原生动物界、菌物 界
土壤肥力 ✓ 病原菌给人类带来灾难：瘟疫，疫苗、抗生素
挽救生命，拯救人类文明 ✓ 现代生命科学研究的基本对象和良好工具
微生物与社会可持续发展
✓ 微生物与生态环境的保护和修复 —保护环境，维护生态平衡 —污染环境修复，有机废弃物、人工合成有毒物
✓ 微生物与农业 —土壤形成和肥力（氮、碳等循环） —生物防治与绿色农业、有机农业（病虫害防治） —农产品加工贮藏（有益微生物的利用、有害微生
应用微生物
章初龙 生物技术研究所
微生物与其它生物的共同点
1. 遗传信息都是由 DNA 链上的基因所携带，除少数 特例外，其复制、表达与调控都遵循中心法则
2. 初级代谢途径如蛋白质、核酸、多糖、脂肪酸等大 分子物特点
1. 体积小，比面积大：微米，纳米。比面值（面积与体积 比），假设人的比面值为1，则大肠杆菌是300 000。比面 积大有利于物质交换和能量、信息的交换。
物的抑制） ✓ 微生物与能源
—生物能源，清洁能源 ✓ 微生物与医药
—生物医药 ✓ 微生物采矿...... ➢ 丰富的微生物资源及其产物为人类的可持续发展提供
新的支持与发展点
当代微生物学的发展趋势
• 纵深发展，从细胞水平、酶学水平逐渐进入到基 因水平、分子水平和后基因组水平
• 拓宽宏观研究领域，与其他生命科学和技术、其 他学科交叉、综合形成许多新的学科发展点甚至 孕育新的分支学科
个 ➢ 人体肠道中菌体总数可达 100 万亿左右 ➢ 每 g 新鲜叶子表面可附生 100 多万个微生物 ➢ 全世界海洋中微生物的总重量估计达 280 亿吨 ➢ microbiome，mycobiome
2 June 2006
人体胃肠道微生物区系
M Arumugam et al. Nature 000, 1-7 (2011) doi:10.1038/nature09944
土壤 污水 水域 地矿
宇宙空间 极端环境 微环境
生命起源进化 和系统发育
微生物多样性
微生物特有的生命现象
生存能力
极端环境
特异的代谢途径和功能
生物转化 生物修复
复习思考
• 微生物在生物界的地位，微生物的三大类群，微生物特 性，微生物在科学研究、社会发展中的重要性
4. 适应性强，易变异：生产青霉素的产黄青霉1943年时每升 发酵液约5mg，目前已超过60克，生产效率提高了12000 倍。
微生物的多样性
1. 种类多样性 2. 形态和结构多样性 3. 代谢多样性 4. 繁殖与变异多样性 5. 抗性多样性
微生物的种类多样性
➢ 已确定10万，每年新增几百上千种，1% ➢ 每 g 土壤中细菌几亿个，放线菌孢子可达几千万
微生物的形态与结构多样性
• 个体微小，光学显微镜或电子显微镜，mm/µm/nm， 每 g 细菌的个数可达1010 个，比表面积大
• 无细胞，单细胞，多细胞 • 球状、杆状、螺旋状、分枝丝状等典型形状，方
形、阿拉伯数字状、英文字母形等特殊形状 • 细胞显微结构具有明显的多样性
重半吨、长约10米，估计20岁
微生物的代谢多样性
• 可利用基质广泛：无机CO2，有机质醇、酸、糖 、蛋白、脂，短链、长链到芳香烃类，木质素 、纤维素等多糖大分子聚合物，甚至有毒物质
• 代谢方式多样：自养、异养；光能、化能；有 氧、无氧
• 代谢速率快：以同等体积计，细菌1小时消耗的 糖类相当于人500年消耗的糖类
• 代谢产物多样：蛋白质、多糖、核酸、脂肪、 抗生素、维生素、毒素、色素、生物碱、CO2、 H2O 、H2S 、 NO2－1 、NO3－1 、SO4－2
2. 结构简单：单细胞、简单多细胞或无细胞形式。
3. 吸收多，转化快：大肠杆菌在1小时内可分解比自身重量 1000-10000倍的乳糖；产朊假丝酵母合成蛋白质的能力 比大豆强100倍，比肉用公牛强10万倍。
3. 生长旺，繁殖快：大肠杆菌20min分裂一次，1个细菌1小 时后，变为23…1天后变成272=4722366500万亿个，总重 量达4722吨。
微生物的繁殖与遗传变异多样性
➢ 繁殖方式多样 ➢ 携带遗传信息的物质和方式多样 —原核生物：染色体、质粒 —真核生物：染色体、细胞器都有独立自主
复制DNA —病毒：DNA、RNA、蛋白质 ➢ 变异快，自然变异频率10-5-10-10
微生物的抗性多样性
➢ 抗热性：热泉（100℃）、太平洋深处（250-300℃） ➢ 抗寒性：冰箱、冻土 ➢ 抗盐性：死海不死，含盐高达 23％～25%，嗜盐菌 ➢ 抗酸抗碱：嗜酸菌（pH 0.5）、硝化细菌（pH 9.4）、
脱氮硫杆菌（pH 10.7） ➢ 抗干燥性 ➢ 抗压 ➢ 抗缺氧 ➢ 抗辐射 ➢ 抗毒物
微生物的生态分布多样性
➢ 除明火、火山喷发中心区、人为无菌环境 ➢ 无处不在，高空、深海，南北极、赤道，土
壤、水、空气、动植物内外 ➢ 春夏秋冬
微生物与人类社会文明进步
✓ 数千年前酿造活动、烘制面包、配制果酒 ✓ 早期农业生产，豆科植物与其他作物轮作提高