第一讲--微生物学概论课件.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,课程考试及相关要求,考试形式,：闭卷考试,期末成绩,：平时（,30%,）,+,考试（,70%,）,平时成绩（,30,）,：,缺课一次扣,2,分，无故旷课,3,次取消考试资格,实验及实验报告缺一次扣,3,分,作业缺一次扣,2,分,主动回答问题并且答案正确酌情加分,教学内容,绪论 微生物与人类,第一章 原核生物的形态、构造和功能,第二章 真核生物的形态、构造和功能,第三章 病毒和亚病毒,第四章 微生物的营养和培养基,第五章 微生物的新陈代谢,第六章 微生物的生长及其控制,第七章 微生物的遗传和育种,第八章 微生物的生态,第九章 传染与免疫（,自学,）,第十章 微生物的分类和鉴定,习题讲解,形态结构,生理生化,教学安排,第一讲 微生物学概论（绪论、第十章、结束语）,第二讲 微生物形态、构造和功能（第一章、第二章）,第三讲 病毒和亚病毒（第三章）,第四讲 微生物的营养和培养基（第四章）,第五讲 微生物的新陈代谢（第五章）,第六讲 微生物的生长及其控制（第六章）,第七讲 微生物的遗传和育种（第七章）,第八讲 微生物的生态（第八章）,2013,年任务,2014,年任务,第一讲 微生物学概论,一、微生物的概念及其种类,微生物（,microorganism,，,microbe,）：个体微,小,、结构,简,单的一类,低,等生物。,小（个体微小）,简（结构简单）,低（进化地位低）,微生物,m,级：光镜下可见（细胞）,nm,级：电镜下可见（细胞器、病毒）,少数肉眼可见,单细胞,简单多细胞,非细胞（即“分子生物”）,原核类：,三菌三体,真核类：,真菌,、原生动物、显微藻类,非细胞类：,病毒,、亚病毒,人体体表及体内存在大量的微生物：,皮肤表面：平均,10,万个细菌,/,平方厘米；,口腔：细菌种类超过,500,种；,肠道：微生物总量达,100,万亿；,粪便干重的,1/3,是细菌，每克粪便的细菌总数为：,1000,亿个；,二、微生物与人类的关系,微生物无处不在，我们无时不生活在“,微生物的海洋,”中。,土壤中细菌数亿,/g,，土壤中的细菌总重量估计为,1003410,12,吨；,每张纸币带细菌：,900,万个；,每个喷嚏的飞沫含,4500-150000,个细菌，重感冒患者为,8500,万；,微生物既是人类的敌人，更是人类的朋友！,时时刻刻与微生物“共舞”,是,祸,？,是,福,？,微生物是自然界物质循环的关键环节；,微生物是人类的朋友！,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、白酒、啤酒、,酱油、泡菜、腐乳等,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,天花,艾滋病,梅毒,疯牛病,流感,!,白疫,（,黑死病,）,（,肺结核,）,禽流感,超级细菌,超级细菌：,指滥用抗生素而使得抗药性越来越强的一类细菌。,超级病菌主要指,耐甲氧苯青霉素金黄色葡萄球菌,MRSA,，是皮肤细菌的一种。,超级病菌含有超级抗药基因,“,新德里金属蛋白酶,-1”(NDM-1),，使,“,超级病菌,”,可在同种甚至异种细菌之间,“,轻松,”,复制,。,研究人员多在,大肠杆菌,和,肺炎克雷伯氏菌,等细菌内发现,NDM-1,基因。含这种基因的细菌对几乎所有抗生素具有耐药力。,印度、日本、美国、英国、加拿大、韩国等,20,多个国家及地区报告出现,“,超级病菌,”,。,2010,年，英国媒体爆出南亚发现新型超级病菌,NDM-1,，抗药性极强可全球蔓延。,症状：,在人身上造成,浓疮,和,毒疱,，甚至逐渐让人的,肌肉坏死,。更可怕的是，抗生素药物对它不起作用，病人会因为感染而引起可怕的,炎症，高烧、痉挛、昏迷直到最后死亡,。,传播途径：,（,1,）血传播：如全血、血浆、血清或其它血制品通过注射传播,（,2,）胎源性传播：如孕妇带毒者通过产道对新生儿垂直传播,（,3,）医源性传播：如医疗器械、注射器、血液透析,（,4,）性接触传播：性滥交、同性恋和异性恋,（,5,）昆虫叮咬传播：在热带、亚热带的蚊虫以及各种吸血昆虫,（,6,）生活密切接触传播：与病毒携带者长期密切接触，唾液、尿液、血液、胆汁及乳汁，均可污染器具、物品，经破损皮肤、粘膜而传播。,应对措施,：,合理规范使用抗菌药物，尤其应限制万古霉素的滥用以减少多重耐药,菌株,注意个人卫生，尤其是正确洗手，加强身体锻炼，合理膳食，注意休息，提高机体的抵抗力,对全体医院职工进行培训增强对耐药菌的认识，不必谈,“,菌,”,色变，不必惊慌,严格执行无菌技术操作，加强消毒隔离，切断传播途径,减少或缩短侵入性装置的应用，如中心静脉导管留置和导尿管插管,发现耐万古霉素细菌感染患者，应及时予以隔离，进入病房时戴手套，防止细菌广泛污染物品表面，接触患者时应穿隔离衣,清除感染源，对耐药菌株患者使用的医疗用品如听诊器、血压器等,消毒,提高菌检率，加强对耐药菌的监测，尤其对易感人群耐药菌的监测,如果去医院探视,VRE,感染的患者，应听从医院有关人员的指导，做好消毒、隔离工作，避免因探视而感染此种疾病,三、微生物的发现和微生物学的建立与发展,8000,年前我国就出现了,曲蘖酿酒,；,4000,年前埃及人已学会,烘制面包,和,酿制果酒,；,3000,年前我国用长霉的,豆腐,治疗皮肤上的疮、痈疾病；,2500,年前发明酿酱、醋，用,曲,治消化道疾病；,公元,6,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,”,（一）微生物的发现,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；,16,世纪，古罗巴医生,G.Fracastoro,提出疾病是,由肉眼看不见的生物,(living creatures),引起的,；,1641,年，明末医生,吴又可,也提出,“,戾气,”,学说；,16,世纪明朝伟大的医药学家,李时珍,本草纲目,中记载了,“,神曲,”,和,“,红曲,”,治疗疮、痈、湿热泄等疾病；,讨论,：,微生物难以发现的原因？,个体微小,外貌不显,杂居混生,因果难联,安东尼,.,列文虎克,罗伯特,.,科赫,路易,.,巴斯德,荷兰人列文虎克,（,Antonyvan leeuwenhoek,）,1676,年，采用,放大透镜,首次观察到了细菌和原生动物。,1677,年首次描述了昆虫、狗和人的,精子,。,1684,年他准确地描述了,红细胞,，证明马尔皮基推测的毛细血管呈真实存在的。,1702,年他在细心观察了轮虫以后，指出在,所有露天积水中都可以找到微生物,。,追踪观察了许多,低等动物和昆虫的生活史,，证明它们都自卵孵出并经历了幼虫等阶段。,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。,微生物学的先驱,（二）微生物学的奠基,法国人,巴斯德（,Louis Pasteur,）,（,1822,1895,）,德国人,柯赫（,Robert Koch,）,（,1843,1910,）,微生物学的奠基人,细菌学的奠基人,微生物学的奠基,1,、巴斯德（,Louis Pasteur,）（,1822,1895,）,(1),发现并证实发酵是由微生物引起的；,(2),彻底否定了“自然发生”学说；,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”,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。,(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,微生物学的奠基,2,、柯赫（,Robert Koch,）（,1843,1910,）,a,）,细菌纯培养方法,的建立,土豆切面,营养明胶 营养琼脂（平皿）,（,1,）微生物学基本操作技术方面的贡献,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,）流动蒸汽灭菌,d,）染色观察和显微摄影,柯赫,（,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是炭疽病的病原菌,；,b,）发现了肺结核病的病原菌,；,（,1905,年获诺贝尔奖）,c,）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,柯赫原则,1,、在每一相同病例中都出现这种微生物；,2,、要从寄主分离出这样的微生物并在培养基中培养出来；,3,、用这种微生物的纯培养接种健康而敏感的寄主，同样的疾病会,重复发生；,4,、从试验发病的寄主中能再度分离培养出这种微生物来。,（三）微生物学发展过程中的重大事件,微生物的发现和微生物学的建立与发展,1890 Von Behring,制备抗毒素治疗白喉和破伤风；,1892,Ivanovsky,提供烟草花叶病毒是由病毒引起的证据；,1928,Griffith,发现细菌转化；,1929 Fleming,发现青霉素；,1944 Avery,等证实转化过程中,DNA,是遗传信息的载体；,1953 Watson,和,Crick,提出,DNA,双螺旋结构；,1970,1972 Arber,、,Smith,和,Nathans,发现并提纯了,DNA,限制性内切酶,对其机理的研究导致,DNA,是遗传物质的确证；,外源遗传物质导入各种细胞的基因重组技术的建立；,微生物学发展过程中的重大事件,1977 Woese,提出古生菌是不同于细菌和真核生物的特殊类群,Sanger,首次对,f,174,噬菌体,DNA,进行了全序列分析；,1982,1983 Prusiner,发现朊病毒,(prion),；,1983,1984 Mullis,建立,PCR,技术；,1995,第一个独立生活的细菌,(,流感嗜血杆菌,),全基团组序列,测定完成；,1996,第一个自养生活的古生菌基因组测定完成；,1997,第一个真核生物,(,啤酒酵母,),基因组测序完成；,（四）,20,世纪的微生物学,微生物的发现和微生物学的建立与发展,十九世纪末到二十世纪中期,：,微生物学：,鉴定病原菌、,研究免疫学及其在预防疾病中的作用、,寻找化学治疗药物、,分析微生物的化学活性。,普通生物学：,细胞的构造及其在繁殖和发展中的作用、,植物和动物的遗传和进化的机制。,微生物的发现和微生物学的建立与发展,20,世纪,40,年代后，微生物自身的特点使其成为生物学研究的“明星”，微生物学很快与生物学主流汇合，并被推到了整个生命科学发展的前沿，获得了迅速的发展，在生命科学的发展中作出了巨大的贡献。,微生物学与生物学发展的主流汇合、交叉，,获得了全面、深入的发展。,微生物学（,Microbiology,）,定义,：,是一门在细胞、分子或群体,水平,上研究微生物的形态、生理代谢、,遗传变异、生态分布和分类进化等生命活动,基本规律,，并将其,应用,于工业发酵、医药卫生、生物工程和环境保护等实践领域的科学，,其,根本任务,是发掘、利用、改善和保护有益微生物，控制、消灭或,改造有害微生物，为人类社会的进步服务。,微生物学的分类,按研究微生物的基本生命活动规律分,按微生物应用领域分,按研究微生物对象分,按微生物所处的生态环境分,按学科的交叉、融合分,按实验方法、技术分,微生物分类学、生理学、遗传学、生态学、,分子微生物学,工业、农业、医学、药用、诊断、食品微生物学、,抗生素学,细菌学、真菌学、病毒学、原核生物学、自养菌生物学、,厌氧菌生物学,土壤生物学、,海洋生物学,、,环境微生物学,、水微生物学、,宇宙微生物学,化学微生物学、分析微生物学、微生物信息学、,微生物数值分类学,实验微生物学,、微生物研究方法,Jacob,等通过研究大肠杆菌诱导酶的形成机制而提出操纵子学说，,阐明了基因表达调控的机制，为分子生物学的形成奠定了基础。,60,年代,Nirenberg,等人通过研究,大肠杆菌,无细胞蛋白质合成体系,及多聚尿苷酶，发现了苯丙氨酸的遗传密码，继而完成了全部,密码的破译，为人类从,分子水平,上研究生命现象开辟了新的途径。,“,断裂基因”、“跳跃基因”,、,“重叠基因”的发现，,以及基因结构的精细分析、基因组测序等。,1941,年,Beadle,和,Tatum,用,粗糙脉胞霉,进行的突变实验使基因和酶的关系得以阐明，并提出了“一个基因一个酶”的假说。,微生物的发现和微生物学的建立与发展,（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；,DNA RNA,蛋白质,微生物学在生命科学发展中的重要地位,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,基因水平转移,-,细菌,DNA,的主动分泌与摄取,聪明的黏菌,生命起源的研究；,微生物的发现和微生物学的建立与发展,（六）,21,世纪微生物学展望,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,以微生物为研究材料继续对一些基本生命现象进行研究；,生物进化方面的研究；,在微生物基因组上进行的考古,性别分化的意义；,生物智慧的发展；,微生物产业的开发；,重要致病菌的特点及其防治；,极端环境的微生物的研究；,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。,微生物自身特性的进一步开发、利用，例如降解性塑料，分解纤维素、生产单细胞蛋白等。,借助（利用）微生物特点的基因工程产业，利用微生物生产原本它们不能生产的药物、疫苗等。,微生物具备生命现象的特性和共性，将是,21,世纪进一步解决生物学重大理论问题（如生命起源与进化，物质运动的基本规律等）和实际应用问题（如新的微生物资源的开发利用，能源、粮食等的最理想的材料）。,21,世纪微生物学展望,2,与其他学科实现更广泛的交叉，获得新的发展,学科交叉永远是科学创新的源泉！,微生物基因组的序列测定和分析；,微量热技术对生命过程的研究；,微生物的快速检定；,计算机技术与微生物学的结合；,四、微生物的特点,体积小、面积大；,吸收多、转化快；,生长旺、繁殖快；,适应强、易变异；,种类多、分布广。,（,1,）个体小、面积大,:,测量单位：微米或钠米,杆菌的平均长度：,2,微米；,1500,个杆菌首尾相连,=,一粒芝麻的长度；,10-100,亿个细菌加起来重量,=1,毫克,面积,/,体积比：人,=1,，大肠杆菌,=30,万,比表面积大,特别,有利于它们和周围环境进行物质、能量、信息的交换,。微生物的其它很多属性都和这一特点密切相关。,火星陨石中发现的,细菌化石,（,直径,10 nm,）,德国科学家,H.N.Schulz,等,1999,年在纳米比亚海岸的海底沉积物中,发现的一种,硫磺细菌,（,sulfur bacterium,），其大小可达,0.75 mm,，,Thiomargarita namibiensis-,-,纳米比亚嗜硫菌珠,”,微生物获取营养的方式多种多样，其食谱之广,是动植物完全无法相比的！,纤维素、木质素、几丁质、角蛋白、石油、甲醇、,甲烷、天然气、塑料、酚类、氰化物、各种有机物,均可被微生物作为粮食！,（,2,）吸收多、转化快,（,3,）生长旺、繁殖快,24,小时后：,4722366500,万亿个后代，重量达到：,4722,吨,48,小时后：,2.2 10,43,个后代，重量达到,2.2 10,25,吨,相当于,4000,个地球的重量！,大肠杆菌,一个细胞重约,10,12,克，,平均,20,分钟繁殖一代,一头,500 kg,的食用公牛,，,24,小时生产,0.5 kg,蛋白质,而,同,样重量的酵母菌,，以质量较次的糖液（如糖蜜）和氨水为原料，,24,小时可以生产,50000 kg,优质蛋白质。,（,4,）适应强、易变异,个体小、结构简且多与外界环境直接接触,繁殖快、数量多,短时间内产生大量的变异后代,突变率：,10,-5,10,-10,证实：,青霉素的生产：,20,单位,/ml,（,1943,）,10000,单位,/ml,青霉素的用量：,最高：,10,万单位,/,天,（40,年代）,数百万,-,千万单位,/,次,细菌抗药性的产生：,（,5,）种类多、分布广,很多细菌都可以非常方便地进行,人工培养,！,在自然界中（土壤、水体、空气，动植物体内和体表）,都生存有大量的微生物！,种类多,微生物的多样性,：,（,microbiodiversity,）,物种的多样性,生理代谢类型的多样性,代谢产物种类的多样性,遗传基因的多样性,生态类型的多样性,一般认为目前为人类所发现的生物约,200,万种,目前估计,微生物总数约在,50,万,600,万种,，但,1995,年统计记载过的仅约,20,万种。,五、微生物的分类和鉴定,微生物分类学,：按微生物的,亲缘关系,和,进化规律,把它们,安排成条理清楚的各种分类单元或分类群的科学。,任务：,分类（,classification,）,鉴定（,identification,）,命名（,nomenclature,）,1,、通用分类单元（,taxon,，,taxa/category,）,种以上的系统分类单元,界,Kingdom,门,Phylum,（或,Division,）,亚门,纲,Class,亚纲,超目,目,Order,亚目,科,Family,亚科,族,亚族,属,Genus,种,Species,各级分类单元词尾,种,（,species,）,的概念,定义：,种是一个基本分类单位，是一大群表型特征高度相似、亲缘关系极其接近与同属内其他种有明显差异的菌株的总称。在微生物中，一个种只能用该种内的一个,典型菌株（,type strain,）,作为具体标本，它就是该种的,模式种（,type species,）,或,模式活标本,。,新种：,sp.nov.,或,nov.sp.,，新被鉴定的种发表时应在其学名后标上,sp.nov.,的符号，新种发表前应将其模式菌株的培养物存放在一个永久性的保藏机构，并应允许人们从中取得。,（,2001,年）,（,2001,年）,（,2001,年）,2,、微生物的俗名,(common name,，,vernacular name),具有大众化和简明等优点，但往往涵义不够确切，易于重复，尤其不便于国际间的学术交流。,大肠杆菌,大肠埃希氏杆菌,枯草杆菌,枯草芽孢杆菌,结核杆菌,结核分枝杆菌,红色面包霉,粗糙脉孢菌,3,、微生物的学名,学名,(scientific name),是微生物的科学名称，它是按照有关微生物分类国际委员会拟定的法则命名的。学名由,拉丁词,或,拉丁化的外来词,组成。学名的命名有,双名法,和,三名法,两种。,双名法,(,binominal nomenclature,),：,属名：,拉丁文名词或用作名词的形容词，单数，,首字母大写,，表示微生物的主要特征，由微生物构造、形状或由科学家命名。,种名：,拉丁文形容词，,字首小写,，为微生物次要特征,如微生物色素、形状、来源或科学家姓名等。,排,斜体,字,排,正体字,（,可省略,）,学名,=,属名,+,种名,+,（首次定名人）,+,现定名人,+,定名年份,例,1,：大肠埃希氏菌（简称“大肠杆菌”）,Escherichia coli,（Migula）Castellani et Chalmers 1919,例,2,：,金黄色葡萄球菌,Staphylococcus aureus,Rosenbach 1884,例,3,：枯草芽孢杆菌（简称“枯草杆菌”）,Bacillus subtilis,（,Ehrenberg,）,Cohn 1872,例,4,：结核分枝杆菌：,Mycobacterium tuberculosis,（,Zopf,）,Lehmann,et,Newmann 1896,例,5,：两歧双歧杆菌：,Bifidobacterium bifidum,（,Tissier,）,Orla-Jensen 1924,当泛指某一属微生物，而不特指该属中某一种（或未定种名）时可在属名后加,sp.,或,ssp.,（分别代表,species,缩写单数和复数形式）,例如：,Saccharomyces,sp.,表示酵母菌属中的一个种。,菌株名称,在种名后面自行加上数字、地名或符号等，如：,Bacillus subtilis,AS1.389,AS=Academia Sinica,Bacillus subtilis,BF7658,BF=,北纺,Clostridium acetobutylicum,ATCC824,丙酮丁醇梭菌,当文章中前面已出现过某学名时，后面的可将其属名缩写成,13,个字母。,如：,Escherichia coli,可缩写成,E.coli,Staphylococcus aureus,可缩写成,S.aureus,三名法,（,trinominal nomenclature,）,用于对亚种（,subspecies,，简称“,subsp,”）或变种（,variety,，简称“,var,”）的命名。,例,1,：苏云金芽孢杆菌腊螟亚种,Bacillus thuringiensis,subsp.,Galleria,例,2,：酿酒酵母椭圆变种：,Saccharomyces,cerevisiae,（,var,）,ellipsoideus,例,3,：脆弱拟杆菌卵形亚种：,Bacteroides,fragilis,（,subsp,）,ovatus,学名,=,属名,+,种名,+,符号,subsp,或,var,+,亚种或变种的加词,排,斜体,字,排,正体字,（,可省略,）,排斜,体字,（,不,可省略,）,熟记一些基本的微生物学名或属名,(,P355-356,),4,、亚种以下的分类单元,亚种（,subspeciers,，,subsp,，,ssp.,）,：种的进一步细分，一般指其某一民而稳定的特征与模式中不同的种常在种名、署名的加词后写上,subsp.,然后再写具体亚种的加词；,变种（,variety,）,：容易引起混乱；,型（,form,）,：使用中用型作为后缀表示细菌菌株现已作废；,类群（,group,）,：没有分类地位非正式地指定一组具有某些共同性状的生物；,菌株（,strain,）,：表示任何由一个独立分离的单细胞繁殖而成的纯种群体及其一切后代；实际上是一个微生物达到纯遗传性标志。,小种（,race,）,：涵义较乱，在不同分支学科中由不同涵义；,相（,phase,）,：自然界存在的微生物交互变异的一定阶段；,态（,state,）,：通常指微生物的菌落变异状态。,5,、微生物在自然界的地位,二界系统,三界系统,四界系统,五界系统,六界系统,三域学说,生物的界级分类学说是在认识发展过程中存在的对生物分类的不同阶段的不同观点。,植物界与动物界,植物界、动物界、原生生物界,植物界、动物界、原始生物界、菌界,植物界、动物界、原生生物界、真菌界、原核生物界,植物界、动物界、原生生物界、真菌界、真细菌界、古细菌界,细菌域、古生菌域、真核生物域,三域学说,6,、各大类微生物的分类系统纲要,原核生物分类系统纲要,伯杰氏系统细菌学手册,真菌界分类系统,Ainsworth,纲要,P335-342,P342-344,7,、微生物的鉴定,主要步骤：,纯化获得微生物纯培养物,测定一系列必要的鉴定指标,查找权威性的菌种鉴定手册,形态,生理生化,生态特性,生活史、有性生殖情况,血清反应,对噬菌体的敏感性,其它,鉴定技术的水平：,细胞的形态和习性,：,形态特征、运动性、酶反应、营养要求、生长条件代谢特性、致病性、抗原性和生态学特性等；,细胞组分水平,：,细胞壁成分、氨基酸库、脂类、醌类、光合色素等，借助红外光谱气相色谱、高效液相色谱和质谱分析；,蛋白质水平,：,氨基酸序列分析、凝胶电泳、免疫标记、血清学反应等；,基因或,DNA,水平,：,（,G+C,）,mol%,、核酸分子杂交、转化和转导、,16S,或,18S rRNA,寡核苷酸族分分析、,DNA,或,RNA,核苷酸序列分析等,。,数学统计学或计算生物学水平,鉴定技术：,API,细菌数值鉴定系统,“,Enterotube,”系统,“,Biolog,”全自动和手动细菌鉴定系统,生物芯片法,免疫传感器法,激光散射仪法,数值分类法（,numerical taxonomy,）,即统计分类法，在,200,年前,M.Adanson,（,17271806,，法国植物学家）发表的分类原理基础上结合现代计算机技术发展而来的。,主要观点：,数值分类学是以表象相似性为基础的，分类学应作为一门经验科学来看待和实践；,在一个分类群中，其所含信息量越大，即分类所依据的性状越多，其分类效果也越好；,顺序建立自然分类单元时，每个性状都是等权的；,任何两分类实体间的整体相似性，都是由每一对的相似性计算而来的，能够由类群间相似性的差异识别不同的分类实体；,如果给予有关进化途径和机制的某些假定，可以从组群的分类学结构或从性状相关上作出种系发生的推论。,数值分类的基本步骤：,计算两菌株间的相似系数,S,sm,=,S,J,=,列出相似度矩阵,将矩阵图转换成树状图,a+d,a+b+c+d,a,a+b+c,注：,a,两菌株均呈正反应的性状数,b,甲呈正反应而乙呈负反应的性状数,c,甲呈负反应而乙呈正反应的性状数,d,两菌株均呈负反应的性状数,思考题,名词解释：,微生物、微生物学、学名、菌株,P,11-12,：,8,、,9,、,12,抗（逆）性强：,抗热：有的细菌能在,265,个大气压，,250,的条件下生长；,自然界中细菌生长的最高温度可以达到,113,；,有些细菌的芽孢，需加热煮沸,8,小时才被杀死；,抗寒：有些微生物可以在,12,30,的低温生长；,抗酸碱：细菌能耐受并生长的,pH,范围：,pH 0.5 13,；,耐渗透压：蜜饯、腌制品，饱和盐水（,NaCl,32%),中,都有微生物生长；,抗压力：有些细菌可在,1400,个大气压下生长；,一、生物农药“,Bt”,细菌杀虫剂作用机制及应用研究,在农业生产中，人们在田间经常喷洒化学农药以防治作物病虫害的发生，由于某些农药及其代谢物的理化性质稳定，在土壤中的积累而引起了环境污染问题。土壤环境是受农药污染重要场所。农药在土壤中长期残留累积的结果，致使农作物及畜产品中出现微量的残留农药，污染了食品，危害人类的人体健康。为了避免化学杀虫剂的毒性作用，研制“,Bt”,细菌杀虫剂，对人畜安全、对虫害天敌和植物无害，有利于环境保护。根据你所掌握的知识分析“,Bt”,细菌杀虫剂的作用机制及应用情况。,完成者学号尾数：,01,、,08,、,15,、,23,、,33,、,39,二、恒天然浓缩乳清蛋白产品污染事件的深层思考,2008,年发生的“三鹿奶粉”事件让人们对所谓的“名牌”平添了不少忧虑。“无独有偶”，五年之后的,2013,年“肉毒杆菌”溜进奶粉里，无疑是在八月烧烤天火上浇油，眼看着洋奶粉粉丝们的心灵深度灼伤，就在千般抚慰皆无效，治愈遥遥无期之际，不曾想峰回路转。,8,月,28,日，新西兰初级产业部发布声明，确认在恒天然浓缩乳清蛋白中检测的微生物是生孢梭菌，而非高致病性的肉毒杆菌，产品不存在安全问题。为何会如此虚惊一场，谈谈你的看法及存在的问题症结所在。,完成者学号尾数：,03,、,09,、,17,、,25,、,34,三、提高啤酒产量和风味的途径,啤酒（Beer）是世上历史最悠久，普及范围最广的酒精饮料之一，主要是通过大麦麦芽糖化及发酵酿制而成。大多数的啤酒利用加入啤酒花的手段形成独特苦味并起到防腐作用，也有啤酒添加香草或水果等改变风味。据此分析啤酒酿造过程中的酵母菌种类以及如何提高啤酒的产量及风味特点。,完成者学号尾数：,04,、,10,、,18,、,26,、,35,四、如何提高农作物产量的方法与途径,粮食问题是当今制约人类生存与发展的重大问题。如何提高粮食产量是世界各国所面临的共同难题，我国的水稻专家袁隆平为粮食增产做出了重要贡献。光合作用是生物界最基本的物质代谢和能量代谢，是我们人类生存和发展的基础，是与我们的生产生活实际紧密联系的生物化学过程，控制影响光合作用的因素是提高作物产量的重要依据。通过对光合作用相关过程及意义的了解，寻求提高农作物产量的方法。,完成者学号尾数：,05,、,12,、,19,、,28,、,36,五、转基因大豆油的思考,转基因大豆产自美国、巴西、阿根廷，被美国这个跨国公司控制。阿根廷以前并不生产这种转基因大豆，但是在美国这个跨国公司的风狂进攻下本国的非转基因大豆节节败退，最后不得不退出市场，被转基因大豆一统天下。同样，阿根廷的豆农当然也就被这跨国公司控制了。我国在大豆植物油这块情况跟阿根廷相似，被美国的跨国公司全盘控制。现在，当我们走进超市的时候，一般卖油的地方有“非转基因”醒目的大字。根据所学知识，谈谈转基因植物如何获得并分析其利弊。,完成者学号尾数：,06,、,14,、,20,、,29,、,37,、,38,六、微生物法如何防治水污染,“人口膨胀、资源短缺、环境恶化”为当今世界三大社会问题，其中环境污染越来引起关注，尤其是水资源。水资源分布不均是一大因素，主要在于水资源的污染越来越严重，主要是工业生产造成的，工业污水成为水资源污染的罪魁祸首，如何避免水资源污染，从生物学角度分析应用微生物如何处理工业废水。,完成者学号尾数：,07,、,21,、,22,、,31,、,32,、,40,一、转基因水稻,2014,年,4,月，记者报导在武汉一家大型超市随机购买了,5,种大米。这些大米被送往中国检验检疫科学研究院进行检测，检测结果显示有,3,种含有,转基因成分,BT63,。,国际环保组织“,绿色和平,”曾在武汉市及周边地区采集了,25,个稻种、稻谷和大米样本，送到德国转基因产品检验实验室“基因时代”,(GeneScan),检验。,4,月,7,日结果显示在,25,个样品中有,19,个在,DNA,检测中呈阳性，为转基因稻米。,农业部农业转基因生物安全管理办公室负责人介绍称，农业部于,1999,年受理了这两种转基因水稻的安全评价申请，经过,11,年的评价，于,2009,年,8,月,17,日颁发了,安全证书,。,中国科学院院士、作物遗传育种及分子生物学家、湖北华中农业大学生命科学技术学院院长,张启发,，是抗虫转基因水稻的研究者，也是申请将自己研制的产品进行商业化种植的科学家之一。他认为转基因农作物是安全的，至今无法证明转基因食品不安全，转基因农作物在全球大面积种植已有,9,年之久，食用转基因食品的人群超过十多亿之众，至今还没有关于转基因食品不安全的任何证据。强调转基因作物的,“,巨大潜在价值,”,：少投入，即少施化肥，少打农药，少用水，少用土地和少用劳动力；多产出，即高产、优质、农产品的多用途和食品多样化；保护环境，包括减少食品污染，有利于人类健康。,2013,年,7,月，张启发曾联合,60,名两院院士联名上书国家领导人建议书中写道，“,推动转基因水稻种植产业化不能再等，再迟缓就是误国，转基因产业化发展不起来，则商业发展不起来，对科研影响非常大,”。,水稻专家,袁隆平,：,“,我个人认为，政府应该,特别慎重批准转基因植物商业化,。科学家不能完全预知对生物进行转基因改造有可能导致何种突变，而对环境和人造成危害。虽然实验非常成熟，但其对人类可能造成的影响，或许要在未来几代人后才显现。,”,中央民族大学教授,张宏良,：,“,如果转基因产品主粮化的试验失败，,灭绝的是中华民族,，西方国家不受影响；如果转基因产品主粮化的试验成功，中国农业乃至整个经济将控制在美国等西方国家手中。,”,任务要求：,1,、转基因水稻研发技术水平及工艺流程？,2,、转基因水稻的利与弊？,3,、转基因水稻如何检测？,完成者学号尾数：,0,、,2,、,9,二、巡司河演变,据,水经注,，巡司河可能早在南北朝时就已形成。武汉市市城区南端，全长,16,公里，流经武汉市江夏、洪山、武昌三区后汇入长江。巡司河由发源于武昌江夏区八分山北麓的数条溪流汇成。流入汤逊湖，经武泰闸在鲇鱼套汇入长江。河宽平均,30,米左右，自汤逊湖以下流程,16,公里，汇水面积,460,平方公里。,50,年代，巡司河水质良好，清洁透明，可见鱼虾。因河水清幽，夏天很多人来此游泳,，并,可见到白色的水鸟在河面上翔,集。,70,年代，巡司河水质开始恶化，并逐渐变成武汉城区最大的排污明渠。后来由于逐渐被污染，,1995,年后巡司河成了一条臭水河,，不少,河段生有猪笼草、,水葫芦，下游,被改造成马路，人们便再也见不到那条美丽的小河。,2009,年底，由民间环保组织,“,武汉绿色江城,”,发起的,“,行走江湖,”,活动，对武汉主城区的,32,个江河湖泊进行调查，巡司河被评为,“,武汉最臭河流,”,。,2008,年,8,月,4,日起，,楚天都市报,连续以大篇幅推出巡司河污染加剧、成了,“,熏死河,”,和,“,武汉龙须沟,”,的严峻现实，引起强烈的社会反响和武汉市委市政府的高度关注。,据武汉市政府宣布，2008,年起将投资,16,亿元对其进行治理，届时巡司河可望重现生机。,2010,年,02,月,28,日，臭了数十年的武昌巡司河，终于开始,“,整容,”,。总投资,45,亿元的巡司河综合整治工程正式动工，,5,年后，这条流淌一千多年的小河，有望摘掉,“,武汉最臭河流,”,的帽子，恢复当初的清秀面容。,任务要求：,调查分析巡司河污染的原因何在？,从微生物学角度来讲，如何治理巡司河？,完成者学号尾数：,1,、,8,三、龙虾养殖,全世界共有龙虾品种,400,多个，具有重要经济价值的龙虾有原螯虾、螯虾、太平洋螯虾和叉肢螯虾等种类，其中克氏原螯虾占整个龙虾产量的,70%-80%,。我国是龙虾分布最少的国家之一，仅有四种，即克氏原螯虾、东北螯虾、史氏拟螯虾和朝鲜螯虾。后三种仅分布于东北三省。我们所说的龙虾指的就是龙虾中的克氏原螯虾，简称龙虾。龙虾在动物分类学上隶属节肢动物门、甲壳纲、原螯虾属。又名克氏螯虾、克氏原螯虾或淡水小龙虾，属中小型淡水螯虾类品种,龙虾原产于北美洲，是美国淡水虾类养殖的重要品种。,1918,年，日本将小龙虾作为牛蛙的饵料从美国引进，并在日本大面积的繁衍和扩散。二战期间的,1938,年龙虾从日本传入中国，起初在江苏省南京市以及郊县繁衍，随着自然种群的扩展和人类的养殖活动的开展，现广泛分布于我国东北、华北、西北、西南、华东、华中、华南及台湾地区，已经成为我国淡水虾类的重要资源。,任务要求：,龙虾生长繁殖过程中与那些微生物密切相关？原理何在？,从微生物学,角度来讲，如何实现高密度养殖？,完成者学号尾数：,4,、,5,四、白酒酿造,白酒为中国特有的一种,蒸馏酒，是世界八大蒸馏酒,之一,，以曲类、酒母为糖化发酵剂，利用淀粉质（糖质）原料，经蒸煮、糖化、发酵、蒸馏、陈酿和勾兑而酿制而成的各类酒。,白酒有活血通脉、助药力、增进食欲、消除疲劳，陶冶情操，使人轻快并有御寒提神的功能。饮用少量低度白酒可以扩张小血管，可使血液中的含糖量降低,促进血液循环，延缓,胆固醇等脂质在血管壁的沉积，对循环系统及心脑血管有利。,酒，在人类文化的历史长河中，已不仅仅是一种客观的物质存在，而是一种文化象征，即酒神精神的象征。我们应继承和发展这份宝贵民族特产，弘扬中华民族优秀酒文化，使白酒行业发扬光大。,任务要求：,白酒的种类与特征有哪些？,从微生物学