教學參考書周德慶著：微生物學教程武漢大學、復旦大學編：微生物學.（第二版）無錫輕工業學院編：微生物學.（第二版）五、緒論緒論一、什么是微生物二、微生物學及其分科三、微生物學發展簡史四、微生物的特點及其應用五、微生物的分類及其命名定義：微生物是所有形體微小、單細胞或結構較為簡單的多細胞生物、甚至沒有細胞結構的生物的通稱。種類：微生物類群十分龐雜，包括：無細胞結構的病毒、類病毒、擬病毒等，屬于原核生物的細菌、放線菌、立克次氏體、衣原體等，屬于真核生物的酵母菌和霉菌，單細胞藻類、原生動物等。一、什么是微生物二、微生物學及其分科微生物學——是在分子、細胞或群體水平上研究微生物的形態結構、生長繁殖、生理代謝、遺傳異、生態分布和分類進化等生命活動的基本規律，并將其應用于工業發酵、醫學衛生和生物工程等領域的科學。微生物學分科：◆按基本問題分：普通微生物學、微生物分類學、微生物生理學、微生物生態學、微生物遺傳學等。◆按研究對象分：細菌學、真菌學、病毒學、噬菌體學等。◆按應用領域分：工業～、農業～、醫學～、食品～、石油～、土壤～、海洋～、環境～、發酵微生物學等等。三、微生物學發展簡史（一）微生物學的開端（二）微生物學的蓬勃發展階段（三）現代微生物學階段列文虎克(AntonyvanLeeuwenhoek）（一）微生物學的開端—列文虎克（17—19世紀）巴斯德(LouisPasteur)曲頸瓶實驗巴斯德1、否定了生命“自然發生”學說；2、解決了當時工、農、醫方面提的許多難題，推動了生產的發展：3、奠定了微生物學的理論基礎，4、創造了一些微生物學實驗方法，柯赫(Koch)1、發現了許多病原菌，如炭疽桿菌、結核桿菌、霍亂弧菌等；2、發明了固體培養基，提出了純培養的概念和方法；3、創造了細菌染色的方法.柯赫（二）微生物學的蓬勃發展階段（20世紀初到20世紀40年代）特點；微生物學對實踐的聯系的各個方面，都發展非常快。（三）現代微生物學階段特點：1、微生物學同相鄰的兄弟學科（生物化學、遺傳學）的聯系非常緊密，由此誕生了新學科—分子生物學；2、微生物學與工程緊密聯系，為微生物學的實際運用打下前景.（20世紀50年代以后）四、微生物的特點及其應用1、體積小、面積大2、吸收多、轉化快3、生長旺、繁殖快4、適應強、易變異5、分布廣、種類多病毒——﹤0.2m桿狀細菌——0.5×2.0m支原體立克次氏體衣原體｝0.2～0.5m放線菌——菌絲直徑霉菌——菌絲直徑2～10m酵母——1—5×5—30m1.體積小、面積大1.體積小、面積大比面=面積/體積乳酸桿菌120,000豌豆6.0雞蛋1.5體重200磅的人0.32吸收多，轉化快＃3克地鼠每天消耗與體重等重的糧食；＃1克閃綠蜂鳥每天消耗兩倍于體重的糧食；＃大腸桿菌每小時消耗2000倍于體重的糖。；※發酵乳糖的細菌在1小時內就可以分解相當于其自身重量1,000~10,000倍的乳糖，產生乳酸；※1公斤酵母菌體，在一天內可發酵幾千公斤的糖，生成酒精；3生長旺，繁殖快★例如：Escherichiacoli(大腸桿菌)在最適的生長條件下，每12.5~20分鐘細胞就能分裂一次。★在液體培養基中，細菌細胞的濃度一般為108~109個/ml。★利用微生物的這一特性就可以:實現發酵工業的短周期、高效率生產。例如生產鮮酵母時，幾乎12小時就可以收獲一次，每年可以收獲數百次。★谷氨酸短桿菌：搖瓶種子→50噸發酵罐：52小時內細胞數目可增加３２億倍。表1－3若干微生物的代時及每日增殖率微生物名稱代時每日分裂次數溫度每日增殖率

乳酸菌38分38252.7×1011

大腸桿菌18分80371.2×1024

根瘤菌110分13258.2×103

枯草桿菌31分46307.0×1013

光合細菌144分10301.0×103

釀酒酵母120分12304.1×103

小球藻7小時3.42510.6

念珠藻*23小時1.04252.1

硅藻17小時1.4202.64

草履蟲10.4小時2.3264.92

*為念珠藍菌屬(Nostoc)的舊稱，與細菌同屬原核生物。表1－3若干微生物的代時及每日增殖率4.種類多、分布廣分布廣：如:萬米深海、85公里高空、地層下128米和427米沉積巖中都發現有微生物存在。類型低限傾向種數高限病毒與立克次氏體1,2171,2171,217支原體424242細菌與放線菌>1,0001,5001,500藍細菌1,2271,5001,500藻類15,05123,10023,100真菌37,17547,30068,939原生動物24,06824,06830,000總數79,78098,727127,298微生物的種數，據1972年：更重要的是在于微生物的生理代謝類型多、代謝產物種類多。5.易變異、適應強★任何有其它生物生存的環境中，都能找到微生物。而在其它生物不可能生存的極端環境中也有微生物存在。★突變頻率一般為10-5～10-10，但因繁殖快，數量多，與外界環境直接接觸，因而在短時間內可出現大量變異的后代。★青霉素產量變異、耐藥性變異舉例例如，青霉素生產菌Penicilliumchrysogenum(產黃青霉)的產量1943年為每毫升發酵液中含20單位青霉素，40多年來，經過世界各國微生物遺傳育種工作者的不懈努力使該菌產量變異逐漸積累，加上發酵條件的改進，目前世界上先進國家的發酵水平每毫升已超過5萬單位，甚至接近10萬單位。微生物的數量性狀變異和育種使產量提高的幅度之大，是動植物育種工作中絕對不可能達到的。正因為如此，幾乎所有微生物發酵工廠都十分重視菌種選育工作。五、微生物的分類與命名以啤酒酵母為例，它在分類學上的地位是：界(Kindom)：真菌界門(Phyllum)：真菌門綱(Class)：子囊菌綱目(Order)：內孢霉目科(Family)：內孢霉科屬(Genus)：酵母屬種(Species)：啤酒酵母（一）、微生物的分類單位界、門、綱、目、科、屬、種種是最基本的分類單位每一分類單位之后可有亞門、亞綱、亞目、亞科...1.種（species）：是一個基本分類單位；是一大群表型特征高度相似、親緣關系極其接近，與同屬內其他種有明顯差別的菌株的總稱。①菌株（strain）:

表示任何由一個獨立分離的單細胞繁殖而成的純種群體及其一切后代（起源于共同祖先并保持祖先特性的一組純種后代菌群）。因此，一種微生物的不同來源的純培養物均可稱為該菌種的一個菌株。菌株強調的是遺傳型純的譜系。例如：大腸埃希氏桿菌的兩個菌株：EscherichiacoliB和EscherichiacoliK12★菌株的表示法：★如果說種是分類學上的基本單位，那末菌株實際上是應用的基本單位，因為同一菌種的不同菌株在產酶上種類或代謝物產量上會有很大的不同和差別！微生物的分類單位-2②亞種(subspecies）或變種(variety)：為種內的再分類。當某一個種內的不同菌株存在少數明顯而穩定的變異特征或遺傳形狀，而又不足以區分成新種時，可以將這些菌株細分成兩個或更多的小的分類單元——亞種。變種是亞種的同義詞，因“變種”一詞易引起詞義上的混淆，從1976年后，不在使用變種一詞。通常把實驗室中所獲得的變異型菌株，稱之為亞種。

如：E.colik12（野生型）是不需要特殊aa的，而實驗室變異后，可從k12獲得某aa的缺陷型，此即稱為E.colik12的亞種。③型(form):

常指亞種以下的細分。當同種或同亞種內不同菌株之間的性狀差異不足以分為新的亞種時，可以細分為不同的型。

例如：按抗原特征的差異分為不同的血清型；微生物的分類單位-3學名—是微生物的科學名稱，它是按照有關微生物分類國際委員會擬定的法則命名的。學名由拉丁詞、或拉丁化的外來詞組成。學名的命名有雙名法和三名法兩種。①雙名法：學名=屬名+種名+（首次定名人）+現定名人+定名年份

屬名：拉丁文的名詞或用作名詞的形容詞，單數，首字母大寫，表示微生物的主要特征，由微生物構造，形狀或由科學家命名。

種名：拉丁文形容詞，字首小寫，為微生物次要特征，

如微生物色素、形狀、來源或科學家姓名等。（二）微生物的命名必要，用斜體表示可省略，用正體字微生物的名字有俗名和學名兩種。如：

紅色面包霉———粗糙脈孢霉綠膿桿菌———銅綠假單胞菌例：大腸埃希氏桿菌

Escherichiacoli（Migula）CastellanietChalmers1919

金黃色葡萄球菌

StaphylococcusaureusRosenbach1884◆當泛指某一屬微生物，而不特指該屬中某一種（或未定種名）時，可在屬名后加sp.或ssp.（分別代表species

縮寫的單數和復數形式）例如：Saccharomycessp.

表示酵母菌屬中的一個種。命名—2◆菌株名稱——在種名后面自行加上數字、地名或符號等，如：

BacillussubtilisAS1.389AS=AcademiaSinica

BacillussubtilisBF7658BF=北紡

ClostridiumacetobutylicumATCC824丙酮丁醇梭菌ATCC＝AmericanTypeCultureCollection美國模式菌種保藏中心

◆當文章中前面已出現過某學名時，后面的可將其屬名縮寫成1~3個字母。如：Escheri