微生物学(公开课.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,*,资料仅供参考,不当之处，请联系改正。,重点、难点：,微生物的概念,微生物的特点,第一章 绪论,第一节 微生物及其特点,第二节 微生物学的研究对象、任务和分支学科,第三节 微生物学的发展进程,第四节 学习微生物学的重要意义,一、什么是微生物,微生物通常是,指一切肉眼看不见的或看不清的微小生物的总称,。通常个体微小、结构简单。,第一节 微生物及其特点,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,/cm,2,；,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,；,微生物无处不在，我们无时不生活在“微生物的海洋”中。,细菌数亿,/g,土壤，土壤中的细菌总重量估计为：,10034 10,12,吨；,每个喷嚏,的飞沫含,4500-150000,个细菌，重感冒患者为,8500,万；,每张纸币带细菌：,900,万个；,微生物与人类,鼠疫（黑死病）：,是一种由,鼠疫,杆菌,引起的烈性传染病，常先引起淋巴结炎，重者引起败血症或肺炎。,从公元六世纪到,20,世纪初共发生过,3,次，死亡人数近两亿，这个数字比死亡最惨重的第二次世界大战死亡的人数（,1.1,亿）还多。最广为人知也最为悲惨的鼠疫发生在中世纪的欧洲（,1346,年），导致了欧洲,1/3,到,1/2,的人口死亡。,20,世纪中叶，抗生素的发明使得鼠疫成了容易治愈的疾病,师道南,天愚集,：清乾隆年间，“东死鼠，西死鼠，人见死鼠如见虎。鼠死未几日，人死如圻堵”；“昼死人，莫问数，日色惨淡愁云护。三人行未十步路，忽死两人横截路”。,马铃薯晚疫病,（霉菌,引起的病害,）,十九世纪中叶，由于第一次绿色革命的结果，在欧洲普遍只种植单一的高产粮食作物马铃薯，由于气候异常，致使欧洲马铃薯晚疫病的大流行，毁灭了,5/6,的马铃薯，个别地方甚至颗粒无收。有,近一百万,的人直接或间接被饿死，,164,万人逃往北美。但人们不知道这就是微生物给人类带来的灾难。,许多已被人类征服的传染病又有,卷土重来,之势。,如肺结核、疟疾、霍乱等。目前全世界有,18.6,亿人患结核病，相当于全球人口的,32%,。,当今面临的新的瘟疫,艾滋病（,AIDS,）,癌症,军团病,（,Legionella pneumophila,）,埃博拉病毒病,疯牛病,非典型肺炎,禽流感,猪流感,二、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,分布广，种类多,比面值：单位体积所占有的表面积为比面值。,巨大的营养物质吸收面；,巨大的废物排泄面；,巨大的信息交换面；,由此产生其余四个共性,。,1.,体积小、面积大,微生物的特点,五大共性,乳酸杆菌,120,000,豌豆,6.0,鸡蛋,1.5,体重,200,磅的人,0.3,意义：,个体形态需要借光学显微镜或电子显微镜观察,电子显微镜,肉眼可观察到微生物 聚集的群体菌落,2.,吸收多、转化快,3,克地鼠,每天,消耗与体重等重的粮食；,1,克闪绿蜂鸟,每天,消耗两倍于体重的粮食；,大肠杆菌,(,Escherichia coli,),每小时,消耗,2000,倍于体重的糖。,人 ：,500,年（按,400,斤,/,年计算）,发酵乳糖的细菌,1h,能消耗它们自身重量,100010000,倍的乳糖；,Candida utilis,（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；,微生物是活的化工厂；,（,1,）缓和人类面临的人口增长与食物供应的矛盾,500kg,的食用公牛，,24h,从食物中浓缩,0.5kg,的蛋白质；,500kg,的酵母菌利用糖蜜和氨水为原料，在,24h,内可合成,5,万,kg,的优良蛋白。,3.,生长旺、繁殖快,例如：大肠杆菌在最适生长条件下，每,12.520min,细胞就能分裂,1,次。,（,2,）,对生物学基本理论的研究带来极大的优越性,使科研周期大大缩短、经费减少、效率提高,（,E.coli,:G=17min,，如研究环境因素对基因突变的影响。）,（,3,）,生产效率高、周期短,酿酒酵母，在单罐发酵时，几乎每,12h,即可收获一次，每年可收获百次，这是其他农作物不可能达到的“复种指数”。,4.,适应强，易变异,(1),适应性,生物界之最,耐高温：,250300,海洋深处的某些硫细菌,耐低温：,-196,和,-253,的低温（大部分细菌）,耐盐：嗜盐菌能在,32%,的饱和盐水中正常生活,耐干燥：芽孢菌在干燥条件下可保藏上千年,耐酸：能生长在,pH=0.5,的,H,2,SO,4,环境中,(,氧化硫硫杆菌）,耐碱：,pH=10.7,（脱氮硫杆菌）,耐辐射、耐压、耐缺氧、耐毒物等,任何有其它生物生存的环境中，都能找到微生物。而在其它生物不可能生存的极端环境中也有微生物存在。,(2),易变异,有益变异：,1943,年，,20u,/mL;,80,年代，经过不断育种，,5,万,-,10,万,u,/mL,。,有害变异：,1943,年，注射,10,万,u/d,，现在，注射,100,万,u,左右；,1943,年，对金葡的最低抑菌浓度为,20ng/m,L,，几年后，其耐药性提高了,1,万倍；,突变频率一般为,10,-6,10,-9,，但因繁殖快，数量多，与外界环境直接接触，因而在短时间内可出现大量变异的后代。,青霉素产量变异、耐药性变异举例,5.,分布广、种类多,(1),分布广,无处不在,(2),种类多,物种多样性,微生物生理代谢类型多,代谢产物种类多,遗传基因的多样性,生态类型的多样性,微生物学是研究,微生物及其生命活动规律,的学科。研究的内容涉及微生物的,形态结构、分类鉴定、生理生化、生长繁殖、遗传变异、生态分布,以及微生物各类群之间，微生物与其他生物之间的,相互作用、相互影响,，微生物在农业、工业、环境保护、医疗卫生事业各方向的,应用,等。,第二节 微生物学的研究对象、任务和分支学科,微生物学分支：,第三节 微生物学的发展进程,发展时期,经历时间,特点和标记,代表人物,史前期,8000,年前至,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,年至,1861,年,第一次发现微生物的存在。,列文虎克,奠基期,1861,年至,1897,年,开创了寻找病原微生物的,“,黄金时期,”,，从形态描述进到生理学研究的新水平。,巴斯德，科赫,发展期,1897,年至,1953,年,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,“,普通微生物学,”,作为一门学科开始形成,布赫纳,成熟期,1953,年后,DNA,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。,J.D.Watson,和,H.F.C.Crick,利用单氏显微镜观察了许多微小物体和生物，并于,1676,年首次观察到形态微小、作用巨大的细菌，从而解决了认识微生物世界的第一个障碍；,一生制作了,419,架显微镜或放大镜可放大,50,300,倍；,发表过约,400,篇论文，其中绝大部分（,375,篇）寄往皇家学会发表。,列文虎克（,Anthnoy van Leeuwenhoek,）的贡献主要有三方面：,微生物学之父,路易,巴斯德,(Louis Pasteur,18221895),法国的化学家和伟大的微生物学家。,1847,年巴黎师范学院毕业，巴斯德贡献不但在微生物学基础理论方面，而且在实用技术方面也为人类造福,。,巴斯德的主要贡献,（,1,）,彻底否定了,“,自然发生说,”,曲颈瓶试验,（,2,）,免疫学,预防接种,1877,年研究鸡霍乱,发现将,病原菌减毒可诱发免疫性，以预防鸡霍乱；其后又研究牛、,羊炭疽病和狂犬病，首次制出狂犬疫苗，证实其免疫学说，,为人类防病、治病作出了重大贡献。,（,3,）,证实发酵是由微生物引起的,认为一切发酵作用,都可能和微生物的生长繁殖有关。巴斯德分离了许多引起发,酵的微生物，并证实酒精发酵是由酵母菌引起的，此外还发,现乳酸发酵、醋酸发酵和丁酸发酵都是由不同细菌引起的。,（,4,）,其他贡献,巴斯德消毒法、家蚕软化病问题的解决、,推动了微生物病原学说的发展。,罗佰特,柯赫,（,Robert,Koch,，,1843,1910),Koch,毕业于医学院，专门研究细菌，特别是病原菌，毕生研究的成果主要是：,证实病害的病原菌学说（摸清引起病害的微生物生活史、生理生态等）。,建立微生物学研究基本技术，创立了用固体培养基分离纯化微生物的技术，还创用了显微镜技术，为发现多种传染病的病原菌提供实验手段。,细菌学奠基人,具体证实了炭疽病菌是炭疽病的病原菌；,发现了肺结核病的病原菌，这是当时死亡率极高的传染性疾病，因此科赫获得了诺贝尔奖。并提倡采用消毒和杀菌方法防止这些疾病的传播；他的学生们也陆续发现白喉，肺炎、破伤风、鼠疫等的病原细菌，导致了当时和以后数十年间人们对细菌给予高度的重视；,提出了证明某种微生物是否为某种疾病病原体的基本原则,科赫法则。,科赫法则,：,1.,特殊的病原菌应在同一疾病中查见，在健康人中不存在；,2.,该病原菌能被分离培养得纯种；,3.,该纯培养物接种至易感动物，能产生同样病症；,4.,自人工感染的实验动物体内能重新分离得该病原菌纯培养。,在病原菌研究方面的主要贡献,在微生物基本操作技术方面的贡献,1,、配制培养基；,2,、利用固体培养基分离纯化微生物技术（采,用了以琼脂作凝固剂的培养基培养细菌和,分离单菌落而获得纯培养的操作过程）；,3,、创立了许多显微镜技术（细菌的染色方法,等）；,4,、规定了鉴定病原细菌的方法和步骤。,1892,年，俄国伊凡诺夫斯基,Dmitrii Ivanowski,（,1864,1970,）首先发现病毒，得到了烟草花叶病毒，从而开始了人们对病毒的深入研究。,微生物与生态,微生物与医药卫生,微生物与环保,微生物与农牧业,微生物与能源,微生物与工业,第四节 学习微生物学的重要意义,（微生物学的战略地位）,微生物对社会发展的重要意义,干 扰 素,胰 岛 素,乙肝疫苗,众抗生素,各种单克隆抗体免疫血清,1,、,微生物与医药卫生,（,1,）作为有机物的分解者，参与自然界的物质循环,（,2,）微生物也是有机物的初级生产者,2,、微生物与生态,土壤、水体自净,转化与降解污染物,生产环境友好材料,监察环境的污染物,3,、微生物与环境,沼气,酒精,微生物电池,4,、微生物与能源,微生物冶炼贵重金属,食 品 工 业,酶 工 业,氨基酸工业,有机酸工业,新材料开发,生 物 化 工,5,、微生物与工业,5,、微生物与工业,Reference books,参考杂志,微生物学通报,、,微生物学报,、,微生物学杂志,、,菌物系统,、,生命的科学,参考网站,-,武汉大学微生物学习网站,-,山东大学病原微生物,结束,