郭端強(qiáng)微生物學(xué)Biologyofmicroorganisms郭端強(qiáng)微生物學(xué)Biologyofmicroorganis1微生物緒論課件2

緒論一、什么是微生物二、人類對(duì)微生物世界的認(rèn)識(shí)史三、微生物學(xué)的發(fā)展促進(jìn)了人類的進(jìn)步四、微生物的五大共性五、微生物學(xué)及其分科緒論一、什么是微生物3一、什么是微生物微生物（Microorganism）通常是一切不借助顯微鏡用肉眼看不見或看不清的微小生物的總稱；包括病毒、細(xì)菌、真菌、原生動(dòng)物、和顯微藻類。nmμmμm一、什么是微生物微生物（Microorganism4微生物的種類具有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的微生物沒有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的微生物：病毒真菌顯微藻類原生動(dòng)物草履蟲水綿細(xì)菌放線菌原核微生物：（由原核細(xì)胞構(gòu)成）真核微生物（由真核細(xì)胞構(gòu)成）微生物的種類具有細(xì)胞結(jié)沒有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的真菌草履蟲水綿細(xì)菌放線菌5人體體表及體內(nèi)存在大量的微生物：

皮膚表面：平均10萬(wàn)個(gè)細(xì)菌/平方厘米；口腔：細(xì)菌種類超過500種；腸道：微生物總量達(dá)100萬(wàn)億，糞便干重的1/3是細(xì)菌，每克糞便的細(xì)菌總數(shù)為：1000億個(gè)；微生物無(wú)處不在，我們無(wú)時(shí)不生活在“微生物的海洋”中。每張紙幣帶細(xì)菌：900萬(wàn)個(gè)；每個(gè)噴嚏的飛沫含4500-150000個(gè)細(xì)菌，重感冒患者為8500萬(wàn)；二、人類對(duì)微生物世界的認(rèn)識(shí)史（一）一個(gè)難以認(rèn)識(shí)的微生物世界人體體表及體內(nèi)存在大量的微生物：微生物無(wú)處不在，我們無(wú)時(shí)不6微生物無(wú)處不在，我們無(wú)時(shí)不生活在“微生物的海洋”中。二、人類對(duì)微生物世界的認(rèn)識(shí)史（一）一個(gè)難以認(rèn)識(shí)的微生物世界個(gè)體過于微小群體外貌不顯種間雜居混生形態(tài)與作用后果間很難被人認(rèn)識(shí)微生物無(wú)處不在，二、人類對(duì)微生物世界的認(rèn)識(shí)史（一）一個(gè)難以認(rèn)7鼠疫；天花；梅毒；小兒麻痹癥；肺結(jié)核；麻瘋病；感冒；腦膜炎；艾滋病；瘋牛病；埃博拉病毒；非典禽流感鼠疫；8朦朧階段（史前期）形態(tài)描述階段（初創(chuàng)期）生理水平研究階段（奠基期）生化水平研究階段（發(fā)展期）分子生物學(xué)發(fā)展階段（成熟期）（二）微生物學(xué)發(fā)展史二、人類對(duì)微生物世界的認(rèn)識(shí)史朦朧階段（史前期）（二）微生物學(xué)發(fā)展史二、人類對(duì)微生物世界的9我國(guó)8000年前就開始出現(xiàn)了曲蘗釀酒；4000年前埃及人已學(xué)會(huì)烘制面包和釀制果酒；2500年前發(fā)明釀醬、醋，用曲治消化道疾病；公元六世紀(jì)(北魏時(shí)期)賈思勰的巨著“齊民要術(shù)”；公元2世紀(jì)，張仲景：禁食病死獸類的肉和不清潔食物；公元前112年-212年間，華佗：“割腐肉以防傳染”；公元九世紀(jì)痘苗預(yù)防天花；二、人類對(duì)微生物世界的認(rèn)識(shí)史（二）微生物學(xué)發(fā)展史——史前期我國(guó)8000年前就開始出現(xiàn)了曲蘗釀酒；二、人類對(duì)微生物世界的101664年，英國(guó)人虎克（RobertHooke）曾用原始的顯微鏡對(duì)生長(zhǎng)在皮革表面及薔薇枯葉上的霉菌進(jìn)行觀察。1664年，英國(guó)人虎克（RobertHooke）曾用原始的111676年，微生物學(xué)的先驅(qū)荷蘭人列文虎克（Antonyvanleeuwenhoek）首次觀察到了細(xì)菌。他沒有上過大學(xué)，是一個(gè)只會(huì)荷蘭語(yǔ)的小商人，但卻在1680年被選為英國(guó)皇家學(xué)會(huì)的會(huì)員。（二）微生物學(xué)的發(fā)展史——初創(chuàng)期1676年，微生物學(xué)的先驅(qū)（二）微生物學(xué)的發(fā)展史——初創(chuàng)期12（二）微生物學(xué)的發(fā)展史——奠基期法國(guó)人巴斯德（LouisPasteur）（1822～1895）德國(guó)人柯赫（RobertKoch）（1843～1910）（二）微生物學(xué)的發(fā)展史——奠基期法國(guó)人巴斯德（LouisP131.巴斯德

(1)發(fā)現(xiàn)并證實(shí)發(fā)酵是由微生物引起的；(2)巴斯德消毒法化學(xué)家出生的巴斯德涉足微生物學(xué)是為了治療“酒病”和“蠶病”60～65℃作短時(shí)間加熱處理，殺死有害微生物P175

。(3)免疫學(xué)——預(yù)防接種首次制成狂犬疫苗(4)徹底否定了“自然發(fā)生”學(xué)說(shuō)；著名的曲頸瓶試驗(yàn)無(wú)可辯駁地證實(shí)，空氣內(nèi)確實(shí)含有微生物，是它們引起有機(jī)質(zhì)的腐敗LouisPasteur(1822-1895)1.巴斯德(1)發(fā)現(xiàn)并證實(shí)發(fā)酵是由微生物引起的；(2)巴14曲頸瓶實(shí)驗(yàn)曲頸瓶實(shí)驗(yàn)152.柯赫a）細(xì)菌純培養(yǎng)方法的建立土豆切面→營(yíng)養(yǎng)明膠→營(yíng)養(yǎng)瓊脂（平皿）（1）微生物學(xué)基本操作技術(shù)方面的貢獻(xiàn)b）設(shè)計(jì)了各種培養(yǎng)基，實(shí)現(xiàn)了在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)對(duì)多種微生物的培養(yǎng)c）流動(dòng)蒸汽滅菌d）染色觀察和顯微攝影RobertKoch(1843-1910)2.柯赫a）細(xì)菌純培養(yǎng)方法的建立土豆切面→營(yíng)養(yǎng)明膠16（2）對(duì)病原細(xì)菌的研究作出了突出的貢獻(xiàn)a）具體證實(shí)了炭疽桿菌是炭疽病的病原菌；b）發(fā)現(xiàn)了肺結(jié)核病的病原菌（1905年獲諾貝爾獎(jiǎng)）c）證明某種微生物是否為某種疾病病原體的基本法則

——著名的柯赫法則（2）對(duì)病原細(xì)菌的研究作出了突出的貢獻(xiàn)a）具體證實(shí)了炭疽桿菌17柯赫氏法則(Koch’postulates）從動(dòng)植物的患者體內(nèi)分離出病原物進(jìn)行純培養(yǎng)回接到同樣類型的動(dòng)植物體，引起同樣的病癥再分離得到與第二步一致的菌系柯赫氏法則(Koch’postulates）從動(dòng)植物的患者18三、微生物學(xué)的發(fā)展促進(jìn)了人類的進(jìn)步微生物與醫(yī)藥衛(wèi)生微生物與工業(yè)微生物與農(nóng)業(yè)微生物與環(huán)境保護(hù)微生物學(xué)與生物技術(shù)三、微生物學(xué)的發(fā)展促進(jìn)了人類的進(jìn)步微生物與醫(yī)藥衛(wèi)生微生物與工19用“工程菌”生產(chǎn)藥物干擾素腦菲肽胰島素乙肝疫苗眾多抗生素各種單克隆抗體免疫血清微生物與醫(yī)藥衛(wèi)生用“工程菌”生產(chǎn)藥物干擾素微生物與醫(yī)藥衛(wèi)生20微生物與工業(yè)酶工業(yè)氨基酸工業(yè)有機(jī)酸工業(yè)新材料開發(fā)生物化工微生物與工業(yè)酶工業(yè)21什么是（Biotechnology）？什么是（Biotechnology）？22生物技術(shù)biotechnology商品生產(chǎn)改造物種常規(guī)菌(或常規(guī)細(xì)胞株)①基因工程

②細(xì)胞工程“工程菌”或“工程細(xì)胞株”

③微生物工程

④酶工程

⑤生物反應(yīng)器工程經(jīng)濟(jì)效益大量產(chǎn)品社會(huì)效益生態(tài)效益生物技術(shù)商品生產(chǎn)改造物種常規(guī)菌(或常規(guī)細(xì)胞株)23微生物與飲食、調(diào)味品醬，醬油，豆豉食用醋發(fā)酵飲料味精發(fā)酵面食食藥用菌食用色素食品添加劑淹漬蔬菜微生物與飲食、調(diào)味品醬，醬油，豆豉食用醋發(fā)酵飲料味24微生物與農(nóng)業(yè)微生物飼料農(nóng)用抗菌素生物農(nóng)藥生物菌肥微生物能源微生物與農(nóng)業(yè)微生物飼料25微生物飼料

菌體蛋白飼料飼料酵母維生素飼料發(fā)酵飼料青貯飼料微生物飼料26農(nóng)用抗菌素

某些微生物能夠產(chǎn)生具有抑制或殺死植物病原菌的物質(zhì),該物質(zhì)稱農(nóng)用抗菌素。

農(nóng)用抗菌素27生物農(nóng)藥細(xì)菌農(nóng)藥真菌農(nóng)藥病毒農(nóng)藥生物農(nóng)藥細(xì)菌農(nóng)藥真菌農(nóng)藥病毒農(nóng)藥28

生物菌肥

主要是根瘤菌肥即含固氮菌活菌的肥料。生物菌肥29微生物與環(huán)保微生物處理腈綸廢水的塔式濾池微生物與環(huán)保微生物處理腈綸廢水的塔式濾池30分解者微生物消費(fèi)者動(dòng)物環(huán)境土壤、空氣、水生產(chǎn)者植物（包括部分微生物）微生物在生態(tài)系統(tǒng)中的地位：分解者消費(fèi)者環(huán)境生產(chǎn)者微生物在生態(tài)系統(tǒng)中的地位：31微生物學(xué)與生命科學(xué)基礎(chǔ)理論研究的關(guān)系自然發(fā)生說(shuō)的否定糖酵解機(jī)制基因與酶關(guān)系的發(fā)現(xiàn)突變本質(zhì)的闡明遺傳物質(zhì)基礎(chǔ)的證明操縱子學(xué)說(shuō)的提出遺傳密碼的揭示基因工程的開創(chuàng)PCR技術(shù)的建立真核細(xì)胞內(nèi)共生學(xué)說(shuō)的建立生物三域理論的創(chuàng)建微生物學(xué)與生命科學(xué)基礎(chǔ)理論研究的關(guān)系自然發(fā)生說(shuō)的否定32模式生物：生物學(xué)家通過對(duì)選定的生物物種進(jìn)行科學(xué)研究，用于揭示某種具有普遍規(guī)律的生命現(xiàn)象，此時(shí)，這種被選定的生物物種就是模式生物。比如，孟德爾在揭示生物界遺傳規(guī)律時(shí)選用豌豆作為實(shí)驗(yàn)材料，而摩根選用果蠅作為實(shí)驗(yàn)材料，在他們的研究中，豌豆和果蠅就是研究生物體遺傳規(guī)律的模式生物。模式生物：生物學(xué)家通過對(duì)選定的生物物種進(jìn)行科學(xué)研究，用于揭示33微生物學(xué)與生命科學(xué)基礎(chǔ)理論研究的關(guān)系粗糙脈胞菌/紅色面包霉Neurosporacrassa大腸埃希氏菌Escherichiacoli釀酒酵母Saccharomycescerevisiae微生物學(xué)與生命科學(xué)基礎(chǔ)理論研究的關(guān)系粗糙脈胞菌/紅色面包霉34方法學(xué)上的貢獻(xiàn)顯微鏡及染色消毒、滅菌無(wú)菌操作純種分離、培養(yǎng)合成培養(yǎng)基深層液體培養(yǎng)菌種保藏方法學(xué)上的貢獻(xiàn)35四、微生物的五大共性（一）體積小、面積大（二）吸收多、轉(zhuǎn)化快（三）生長(zhǎng)旺、繁殖快（四）適應(yīng)強(qiáng)、易變異（五）分布廣、種類多四、微生物的五大共性（一）體積小、面積大36（一）體積小、面積大測(cè)量單位：微米或鈉米固氮菌（一）體積小、面積大測(cè)量單位：微米或鈉米固氮菌37德國(guó)科學(xué)家H.N.Schulz等1999年在納米比亞海岸的海底沉積物中發(fā)現(xiàn)的一種硫磺細(xì)菌（sulfurbacterium），其大小可達(dá)0.75mm，Thiomargaritanamibiensis，---------“納米比亞硫磺珍珠”體積小、面積大德國(guó)科學(xué)家H.N.Schulz等1999年在納米比亞海岸38科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)微生物吸收和轉(zhuǎn)化物質(zhì)的能力比動(dòng)物、植物要高很多倍，如在合適的環(huán)境下，Escherichiacoli每小時(shí)內(nèi)可消耗其自重2000倍的乳糖。Candidautilis(產(chǎn)朊假絲酵母)合成蛋白質(zhì)的能力比大豆強(qiáng)100倍，比食用公牛強(qiáng)10萬(wàn)倍，微生物的這個(gè)特性為它們的高速生長(zhǎng)繁殖和產(chǎn)生大量代謝產(chǎn)物提供了充分的物質(zhì)基礎(chǔ)，從而使微生物有可能更好地發(fā)揮“活的化工廠”的作用，人類對(duì)微生物的利用主要體現(xiàn)在它們的生物化學(xué)轉(zhuǎn)化能力上。

（二）吸收多、轉(zhuǎn)化快科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)微生物吸收和轉(zhuǎn)化物質(zhì)的能力比動(dòng)物、植物要高39（三）生長(zhǎng)旺、繁殖快24小時(shí)后：4722366500萬(wàn)億個(gè)后代，重量達(dá)到：4722噸48小時(shí)后：2.2×1043個(gè)后代，重量達(dá)到2.2×1025噸相當(dāng)于4000個(gè)地球的重量！大腸桿菌一個(gè)細(xì)胞重約10–12克，平均20分鐘繁殖一代一頭500kg的食用公牛，24小時(shí)生產(chǎn)0.5kg蛋白質(zhì),而同樣重量的酵母菌，以質(zhì)量較次的糖液（如糖蜜）和氨水為原料，24小時(shí)可以生產(chǎn)50000kg優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)。（三）生長(zhǎng)旺、繁殖快24小時(shí)后：4722366500萬(wàn)億個(gè)40

由于條件的限制，細(xì)菌的指數(shù)分裂速度只能維持?jǐn)?shù)小時(shí)，而在液體培養(yǎng)基中，細(xì)菌細(xì)胞的濃度一般僅能達(dá)到108-109個(gè)/ml。微生物的這一特性在發(fā)酵工業(yè)上體現(xiàn)在：生產(chǎn)效率高、發(fā)酵周期短。在生物學(xué)基本理論的研究上的優(yōu)越性：科研周期大大縮短、經(jīng)費(fèi)減少、效率提高。當(dāng)然，對(duì)于危害人、畜和植物等的病原微生物或使物品發(fā)霉的微生物來(lái)說(shuō)，它們的這個(gè)特性就會(huì)給人類帶來(lái)極大的麻煩甚至嚴(yán)重的禍害，因而需要認(rèn)真對(duì)待。由于條件的限制，細(xì)菌的指數(shù)分裂速度只能維持?jǐn)?shù)小時(shí)，41（四）適應(yīng)強(qiáng)、易變異抗熱：有的細(xì)菌能在265個(gè)大氣壓，250

℃的條件下生長(zhǎng)；自然界中細(xì)菌生長(zhǎng)的最高溫度可以達(dá)到113℃

；有些細(xì)菌的芽孢，需加熱煮沸8小時(shí)才被殺死；抗寒：有些微生物可以在―12℃~―30℃的低溫生長(zhǎng)；抗酸堿：細(xì)菌能耐受并生長(zhǎng)的pH范圍：pH0.5~13；耐滲透壓：蜜餞、腌制品，飽和鹽水（NaCl,32%)中都有微生物生長(zhǎng)；抗壓力：有些細(xì)菌可在1400個(gè)大氣壓下生長(zhǎng)；（四）適應(yīng)強(qiáng)、易變異抗熱：有的細(xì)菌能在265個(gè)大氣壓，25042世界上最古老的活細(xì)菌（芽孢）：2.5億年Nature407,897-900(2000)

（四）適應(yīng)強(qiáng)、易變異世界上最古老的活細(xì)菌（芽孢）：2.5億年（四）適應(yīng)強(qiáng)、易變異43個(gè)體小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)、且多與外界環(huán)境直接接觸繁殖快、數(shù)量多短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生大量的變異后代突變率：一般10-5–10-10（四）適應(yīng)強(qiáng)、易變異個(gè)體小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)、且多與外界環(huán)境直接接觸短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生大量的變異44青霉素的生產(chǎn)：20單位/ml（1943）50000單位/ml（四）適應(yīng)強(qiáng)、易變異青霉素的生產(chǎn)：20單位/ml（1943）50000單位/45在自然界中（土壤、水體、空氣，動(dòng)植物體內(nèi)和體表）都生存有大量的微生物！生物圈上下限的開拓者、各項(xiàng)生存紀(jì)錄的保持著（五）分布廣、種類多在自然界中（土壤、水體、空氣，動(dòng)植物體內(nèi)和體表）46物種的多樣性生理代謝類型的多樣性代謝產(chǎn)物的多樣性遺傳基因的多樣性生態(tài)類型的多樣性（五）分布廣、種類多物種的多樣性（五）分布廣、種類多47物種的多樣性物種的多樣性48生理代謝類型的多樣性分解地球上豐富的初級(jí)有機(jī)物產(chǎn)能方式多樣生物固氮合成次生代謝產(chǎn)物生物轉(zhuǎn)化分解有毒物質(zhì)抵抗極端環(huán)境等（五）分布廣、種類多生理代謝類型的多樣性（五）分布廣、種類多49代謝產(chǎn)物的多樣性（五）分布廣、種類多遺傳基因的多樣性P1957-2代謝產(chǎn)物的多樣性（五）分布廣、種類多遺傳基因的多樣性50從永凍冰層分離微生物生態(tài)類型的多樣性從永凍冰層分離微生物生態(tài)類型的多樣性51南極Vostok湖冰芯樣品中的微生物生態(tài)類型的多樣性南極Vostok湖冰芯樣品中的微生物生態(tài)類型的多樣性52五、微生物學(xué)及其分科（1）什么是微生物學(xué)

微生物學(xué)（Microbiology）是研究微生物生命活動(dòng)規(guī)律及其應(yīng)用的學(xué)科。（2）微生物學(xué)的根本任務(wù)

發(fā)掘、利用、改善和保護(hù)有益微生物消滅或改造有害微生物五、微生物學(xué)及其分科（1）什么是微生物學(xué)53（3）微生物學(xué)的主要內(nèi)容微生物形態(tài)學(xué)：認(rèn)識(shí)主要微生物類群的個(gè)體形態(tài)、群體特征，包括繁殖方式。---第一章、第二章、第三章微生物生理學(xué)：微生物的營(yíng)養(yǎng)機(jī)制、新陳代謝、生長(zhǎng)及其控制。---第四章、第五章、第六章

微生物遺傳學(xué):微生物遺傳信息傳遞過程的特殊性以及細(xì)菌基因重組的不同方式。---第七章微生物生態(tài)學(xué)：微生物在自然界的分布，與植物、動(dòng)物的相互關(guān)系。---第八章

微生物分類學(xué)：微生物的分類地位及常用的分類方法。---第十章

（3）微生物學(xué)的主要內(nèi)容54微生物緒論課件55學(xué)習(xí)本課程的主要參考書學(xué)習(xí)本課程的主要參考書56參考教學(xué)網(wǎng)站（課件）1.武漢大學(xué)微生物學(xué)教學(xué)網(wǎng)站2.江南大學(xué)微生物學(xué)教學(xué)網(wǎng)站3.華中農(nóng)業(yè)大學(xué)微生物學(xué)微生物教學(xué)網(wǎng)站4.長(zhǎng)春師范學(xué)院微生物學(xué)網(wǎng)絡(luò)課程5.華南師范大學(xué)微生物學(xué)教學(xué)網(wǎng)站6.安徽科技學(xué)院微生物學(xué)網(wǎng)站7.江西農(nóng)業(yè)大學(xué)精品課程8.西北農(nóng)林科技大學(xué)微生物學(xué)教學(xué)網(wǎng)站9.山東大學(xué)生命科學(xué)院微生物學(xué)教學(xué)網(wǎng)站參考教學(xué)網(wǎng)站（課件）1.武漢大學(xué)微生物學(xué)教學(xué)網(wǎng)站57本節(jié)回顧一、什么是微生物二、人類對(duì)微生物世界的認(rèn)識(shí)史三、微生物學(xué)的發(fā)展促進(jìn)了人類的進(jìn)步四、微生物的五大共性五、微生物學(xué)及其分科本節(jié)回顧一、什么是微生物58Thankyou!Thankyou!59郭端強(qiáng)微生物學(xué)Biologyofmicroorganisms郭端強(qiáng)微生物學(xué)Biologyofmicroorganis60微生物緒論課件61

緒論一、什么是微生物二、人類對(duì)微生物世界的認(rèn)識(shí)史三、微生物學(xué)的發(fā)展促進(jìn)了人類的進(jìn)步四、微生物的五大共性五、微生物學(xué)及其分科緒論一、什么是微生物62一、什么是微生物微生物（Microorganism）通常是一切不借助顯微鏡用肉眼看不見或看不清的微小生物的總稱；包括病毒、細(xì)菌、真菌、原生動(dòng)物、和顯微藻類。nmμmμm一、什么是微生物微生物（Microorganism63微生物的種類具有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的微生物沒有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的微生物：病毒真菌顯微藻類原生動(dòng)物草履蟲水綿細(xì)菌放線菌原核微生物：（由原核細(xì)胞構(gòu)成）真核微生物（由真核細(xì)胞構(gòu)成）微生物的種類具有細(xì)胞結(jié)沒有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的真菌草履蟲水綿細(xì)菌放線菌64人體體表及體內(nèi)存在大量的微生物：

皮膚表面：平均10萬(wàn)個(gè)細(xì)菌/平方厘米；口腔：細(xì)菌種類超過500種；腸道：微生物總量達(dá)100萬(wàn)億，糞便干重的1/3是細(xì)菌，每克糞便的細(xì)菌總數(shù)為：1000億個(gè)；微生物無(wú)處不在，我們無(wú)時(shí)不生活在“微生物的海洋”中。每張紙幣帶細(xì)菌：900萬(wàn)個(gè)；每個(gè)噴嚏的飛沫含4500-150000個(gè)細(xì)菌，重感冒患者為8500萬(wàn)；二、人類對(duì)微生物世界的認(rèn)識(shí)史（一）一個(gè)難以認(rèn)識(shí)的微生物世界人體體表及體內(nèi)存在大量的微生物：微生物無(wú)處不在，我們無(wú)時(shí)不65微生物無(wú)處不在，我們無(wú)時(shí)不生活在“微生物的海洋”中。二、人類對(duì)微生物世界的認(rèn)識(shí)史（一）一個(gè)難以認(rèn)識(shí)的微生物世界個(gè)體過于微小群體外貌不顯種間雜居混生形態(tài)與作用后果間很難被人認(rèn)識(shí)微生物無(wú)處不在，二、人類對(duì)微生物世界的認(rèn)識(shí)史（一）一個(gè)難以認(rèn)66鼠疫；天花；梅毒；小兒麻痹癥；肺結(jié)核；麻瘋病；感冒；腦膜炎；艾滋病；瘋牛病；埃博拉病毒；非典禽流感鼠疫；67朦朧階段（史前期）形態(tài)描述階段（初創(chuàng)期）生理水平研究階段（奠基期）生化水平研究階段（發(fā)展期）分子生物學(xué)發(fā)展階段（成熟期）（二）微生物學(xué)發(fā)展史二、人類對(duì)微生物世界的認(rèn)識(shí)史朦朧階段（史前期）（二）微生物學(xué)發(fā)展史二、人類對(duì)微生物世界的68我國(guó)8000年前就開始出現(xiàn)了曲蘗釀酒；4000年前埃及人已學(xué)會(huì)烘制面包和釀制果酒；2500年前發(fā)明釀醬、醋，用曲治消化道疾病；公元六世紀(jì)(北魏時(shí)期)賈思勰的巨著“齊民要術(shù)”；公元2世紀(jì)，張仲景：禁食病死獸類的肉和不清潔食物；公元前112年-212年間，華佗：“割腐肉以防傳染”；公元九世紀(jì)痘苗預(yù)防天花；二、人類對(duì)微生物世界的認(rèn)識(shí)史（二）微生物學(xué)發(fā)展史——史前期我國(guó)8000年前就開始出現(xiàn)了曲蘗釀酒；二、人類對(duì)微生物世界的691664年，英國(guó)人虎克（RobertHooke）曾用原始的顯微鏡對(duì)生長(zhǎng)在皮革表面及薔薇枯葉上的霉菌進(jìn)行觀察。1664年，英國(guó)人虎克（RobertHooke）曾用原始的701676年，微生物學(xué)的先驅(qū)荷蘭人列文虎克（Antonyvanleeuwenhoek）首次觀察到了細(xì)菌。他沒有上過大學(xué)，是一個(gè)只會(huì)荷蘭語(yǔ)的小商人，但卻在1680年被選為英國(guó)皇家學(xué)會(huì)的會(huì)員。（二）微生物學(xué)的發(fā)展史——初創(chuàng)期1676年，微生物學(xué)的先驅(qū)（二）微生物學(xué)的發(fā)展史——初創(chuàng)期71（二）微生物學(xué)的發(fā)展史——奠基期法國(guó)人巴斯德（LouisPasteur）（1822～1895）德國(guó)人柯赫（RobertKoch）（1843～1910）（二）微生物學(xué)的發(fā)展史——奠基期法國(guó)人巴斯德（LouisP721.巴斯德

(1)發(fā)現(xiàn)并證實(shí)發(fā)酵是由微生物引起的；(2)巴斯德消毒法化學(xué)家出生的巴斯德涉足微生物學(xué)是為了治療“酒病”和“蠶病”60～65℃作短時(shí)間加熱處理，殺死有害微生物P175

。(3)免疫學(xué)——預(yù)防接種首次制成狂犬疫苗(4)徹底否定了“自然發(fā)生”學(xué)說(shuō)；著名的曲頸瓶試驗(yàn)無(wú)可辯駁地證實(shí)，空氣內(nèi)確實(shí)含有微生物，是它們引起有機(jī)質(zhì)的腐敗LouisPasteur(1822-1895)1.巴斯德(1)發(fā)現(xiàn)并證實(shí)發(fā)酵是由微生物引起的；(2)巴73曲頸瓶實(shí)驗(yàn)曲頸瓶實(shí)驗(yàn)742.柯赫a）細(xì)菌純培養(yǎng)方法的建立土豆切面→營(yíng)養(yǎng)明膠→營(yíng)養(yǎng)瓊脂（平皿）（1）微生物學(xué)基本操作技術(shù)方面的貢獻(xiàn)b）設(shè)計(jì)了各種培養(yǎng)基，實(shí)現(xiàn)了在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)對(duì)多種微生物的培養(yǎng)c）流動(dòng)蒸汽滅菌d）染色觀察和顯微攝影RobertKoch(1843-1910)2.柯赫a）細(xì)菌純培養(yǎng)方法的建立土豆切面→營(yíng)養(yǎng)明膠75（2）對(duì)病原細(xì)菌的研究作出了突出的貢獻(xiàn)a）具體證實(shí)了炭疽桿菌是炭疽病的病原菌；b）發(fā)現(xiàn)了肺結(jié)核病的病原菌（1905年獲諾貝爾獎(jiǎng)）c）證明某種微生物是否為某種疾病病原體的基本法則

——著名的柯赫法則（2）對(duì)病原細(xì)菌的研究作出了突出的貢獻(xiàn)a）具體證實(shí)了炭疽桿菌76柯赫氏法則(Koch’postulates）從動(dòng)植物的患者體內(nèi)分離出病原物進(jìn)行純培養(yǎng)回接到同樣類型的動(dòng)植物體，引起同樣的病癥再分離得到與第二步一致的菌系柯赫氏法則(Koch’postulates）從動(dòng)植物的患者77三、微生物學(xué)的發(fā)展促進(jìn)了人類的進(jìn)步微生物與醫(yī)藥衛(wèi)生微生物與工業(yè)微生物與農(nóng)業(yè)微生物與環(huán)境保護(hù)微生物學(xué)與生物技術(shù)三、微生物學(xué)的發(fā)展促進(jìn)了人類的進(jìn)步微生物與醫(yī)藥衛(wèi)生微生物與工78用“工程菌”生產(chǎn)藥物干擾素腦菲肽胰島素乙肝疫苗眾多抗生素各種單克隆抗體免疫血清微生物與醫(yī)藥衛(wèi)生用“工程菌”生產(chǎn)藥物干擾素微生物與醫(yī)藥衛(wèi)生79微生物與工業(yè)酶工業(yè)氨基酸工業(yè)有機(jī)酸工業(yè)新材料開發(fā)生物化工微生物與工業(yè)酶工業(yè)80什么是（Biotechnology）？什么是（Biotechnology）？81生物技術(shù)biotechnology商品生產(chǎn)改造物種常規(guī)菌(或常規(guī)細(xì)胞株)①基因工程

②細(xì)胞工程“工程菌”或“工程細(xì)胞株”

③微生物工程

④酶工程

⑤生物反應(yīng)器工程經(jīng)濟(jì)效益大量產(chǎn)品社會(huì)效益生態(tài)效益生物技術(shù)商品生產(chǎn)改造物種常規(guī)菌(或常規(guī)細(xì)胞株)82微生物與飲食、調(diào)味品醬，醬油，豆豉食用醋發(fā)酵飲料味精發(fā)酵面食食藥用菌食用色素食品添加劑淹漬蔬菜微生物與飲食、調(diào)味品醬，醬油，豆豉食用醋發(fā)酵飲料味83微生物與農(nóng)業(yè)微生物飼料農(nóng)用抗菌素生物農(nóng)藥生物菌肥微生物能源微生物與農(nóng)業(yè)微生物飼料84微生物飼料

菌體蛋白飼料飼料酵母維生素飼料發(fā)酵飼料青貯飼料微生物飼料85農(nóng)用抗菌素

某些微生物能夠產(chǎn)生具有抑制或殺死植物病原菌的物質(zhì),該物質(zhì)稱農(nóng)用抗菌素。

農(nóng)用抗菌素86生物農(nóng)藥細(xì)菌農(nóng)藥真菌農(nóng)藥病毒農(nóng)藥生物農(nóng)藥細(xì)菌農(nóng)藥真菌農(nóng)藥病毒農(nóng)藥87

生物菌肥

主要是根瘤菌肥即含固氮菌活菌的肥料。生物菌肥88微生物與環(huán)保微生物處理腈綸廢水的塔式濾池微生物與環(huán)保微生物處理腈綸廢水的塔式濾池89分解者微生物消費(fèi)者動(dòng)物環(huán)境土壤、空氣、水生產(chǎn)者植物（包括部分微生物）微生物在生態(tài)系統(tǒng)中的地位：分解者消費(fèi)者環(huán)境生產(chǎn)者微生物在生態(tài)系統(tǒng)中的地位：90微生物學(xué)與生命科學(xué)基礎(chǔ)理論研究的關(guān)系自然發(fā)生說(shuō)的否定糖酵解機(jī)制基因與酶關(guān)系的發(fā)現(xiàn)突變本質(zhì)的闡明遺傳物質(zhì)基礎(chǔ)的證明操縱子學(xué)說(shuō)的提出遺傳密碼的揭示基因工程的開創(chuàng)PCR技術(shù)的建立真核細(xì)胞內(nèi)共生學(xué)說(shuō)的建立生物三域理論的創(chuàng)建微生物學(xué)與生命科學(xué)基礎(chǔ)理論研究的關(guān)系自然發(fā)生說(shuō)的否定91模式生物：生物學(xué)家通過對(duì)選定的生物物種進(jìn)行科學(xué)研究，用于揭示某種具有普遍規(guī)律的生命現(xiàn)象，此時(shí)，這種被選定的生物物種就是模式生物。比如，孟德爾在揭示生物界遺傳規(guī)律時(shí)選用豌豆作為實(shí)驗(yàn)材料，而摩根選用果蠅作為實(shí)驗(yàn)材料，在他們的研究中，豌豆和果蠅就是研究生物體遺傳規(guī)律的模式生物。模式生物：生物學(xué)家通過對(duì)選定的生物物種進(jìn)行科學(xué)研究，用于揭示92微生物學(xué)與生命科學(xué)基礎(chǔ)理論研究的關(guān)系粗糙脈胞菌/紅色面包霉Neurosporacrassa大腸埃希氏菌Escherichiacoli釀酒酵母Saccharomycescerevisiae微生物學(xué)與生命科學(xué)基礎(chǔ)理論研究的關(guān)系粗糙脈胞菌/紅色面包霉93方法學(xué)上的貢獻(xiàn)顯微鏡及染色消毒、滅菌無(wú)菌操作純種分離、培養(yǎng)合成培養(yǎng)基深層液體培養(yǎng)菌種保藏方法學(xué)上的貢獻(xiàn)94四、微生物的五大共性（一）體積小、面積大（二）吸收多、轉(zhuǎn)化快（三）生長(zhǎng)旺、繁殖快（四）適應(yīng)強(qiáng)、易變異（五）分布廣、種類多四、微生物的五大共性（一）體積小、面積大95（一）體積小、面積大測(cè)量單位：微米或鈉米固氮菌（一）體積小、面積大測(cè)量單位：微米或鈉米固氮菌96德國(guó)科學(xué)家H.N.Schulz等1999年在納米比亞海岸的海底沉積物中發(fā)現(xiàn)的一種硫磺細(xì)菌（sulfurbacterium），其大小可達(dá)0.75mm，Thiomargaritanamibiensis，---------“納米比亞硫磺珍珠”體積小、面積大德國(guó)科學(xué)家H.N.Schulz等1999年在納米比亞海岸97科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)微生物吸收和轉(zhuǎn)化物質(zhì)的能力比動(dòng)物、植物要高很多倍，如在合適的環(huán)境下，Escherichiacoli每小時(shí)內(nèi)可消耗其自重2000倍的乳糖。Candidautilis(產(chǎn)朊假絲酵母)合成蛋白質(zhì)的能力比大豆強(qiáng)100倍，比食用公牛強(qiáng)10萬(wàn)倍，微生物的這個(gè)特性為它們的高速生長(zhǎng)繁殖和產(chǎn)生大量代謝產(chǎn)物提供了充分的物質(zhì)基礎(chǔ)，從而使微生物有可能更好地發(fā)揮“活的化工廠”的作用，人類對(duì)微生物的利用主要體現(xiàn)在它們的生物化學(xué)轉(zhuǎn)化能力上。

（二）吸收多、轉(zhuǎn)化快科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)微生物吸收和轉(zhuǎn)化物質(zhì)的能力比動(dòng)物、植物要高98（三）生長(zhǎng)旺、繁殖快24小時(shí)后：4722366500萬(wàn)億個(gè)后代，重量達(dá)到：4722噸48小時(shí)后：2.2×1043個(gè)后代，重量達(dá)到2.2×1025噸相當(dāng)于4000個(gè)地球的重量！大腸桿菌一個(gè)細(xì)胞重約10–12克，平均20分鐘繁殖一代一頭500kg的食用公牛，24小時(shí)生產(chǎn)0.5kg蛋白質(zhì),而同樣重量的酵母菌，以質(zhì)量較次的糖液（如糖蜜）和氨水為原料，24小時(shí)可以生產(chǎn)50000kg優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)。（三）生長(zhǎng)旺、繁殖快24小時(shí)后：4722366500萬(wàn)億個(gè)99

由于條件的限制，細(xì)菌的指數(shù)分裂速度只能維持?jǐn)?shù)小時(shí)，而在液體培養(yǎng)基中，細(xì)菌細(xì)胞的濃度一般僅能達(dá)到108-109個(gè)/ml。微生物的這一特性在發(fā)酵工業(yè)上體現(xiàn)在：生產(chǎn)效率高、發(fā)酵周期短。在生物學(xué)基本理論的研究上的優(yōu)越性：科研周期大大縮短、經(jīng)費(fèi)減少、效率提高。當(dāng)然，對(duì)于危害人、畜和植物等的病原微生物或使物品發(fā)霉的微生物來(lái)說(shuō)，它們的這個(gè)特性就會(huì)給人類帶來(lái)極大的麻煩甚至嚴(yán)重的禍害，因而需要認(rèn)真對(duì)待。由于條件的限制，細(xì)菌的指數(shù)分裂速度只能維持?jǐn)?shù)小時(shí)，100（四）適應(yīng)強(qiáng)、易變異抗熱：有的細(xì)菌能在265個(gè)大氣壓，250

℃的條件下生長(zhǎng)；自然界中細(xì)菌生長(zhǎng)的最高溫度可以達(dá)到113℃

；有些細(xì)菌的芽孢，需加熱煮沸8小時(shí)才被殺死；抗寒：有些微生物可以在―12℃~―30℃的低溫生長(zhǎng)；抗酸堿：細(xì)菌能耐受并生長(zhǎng)的pH范圍：pH0.5~13；耐滲透壓：蜜餞、腌制品，飽和鹽水（NaCl,32%)中都有微生物生長(zhǎng)；抗壓力：有些細(xì)菌可在1400個(gè)大氣壓下生長(zhǎng)；（四）適應(yīng)強(qiáng)、易變異抗熱：有的細(xì)菌能在265個(gè)大氣壓，250101世界上最古老的活細(xì)菌（芽孢）：2.5億年Nature407,897-900(2000)

（四）適應(yīng)強(qiáng)、易變異世界上最古老的活細(xì)菌（芽孢）：2.5億年（四）適應(yīng)強(qiáng)、易變異102個(gè)體小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)、且多與外界環(huán)境直接接觸繁殖快、數(shù)量多短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生大量的變異后代突變率：一般10-5–10-10（四）適應(yīng)強(qiáng)、易變異個(gè)體小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)