微生物学-绪论-简介.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,*,*,主要内容,微生物的概念及其特点,微生物的分类,微生物学的创立与发展,微生物学的基本内容,微生物学的重要性,一、微生物及其特点,1、什么是微生物？,微生物（Microorganism）是对所有,形体微小的,单细胞，或细胞结构较为简单的多细胞，或没有细胞结构的,低等生物,的通称。,微生物的特点,体积小，比表面积大,吸收多，转化快,生长旺，繁殖快,适应强，易变异,分布广，种类多,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,，-“纳米比亚硫磺珍珠”,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 适应性强、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,易变异、适应性强,：,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：,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；,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！,微生物的特点：,体积小,、面积大，吸收多、转化快，,生长旺、,繁殖快,，适应性强、,易变异,，种类多、,分布广,。,二、微生物的分类,1、两界系统（亚里斯多德）动物界 Animalia：不具细胞壁，可运动，不行光合作用。植物界 Plantae：具有细胞壁，不运动，可行光合作用。三界系统：动物界、植物界和原生生物界 Protista：（E.H.Haeckel,1866年提出）,2、五界系统,R.H.Whitakker,Science,163:150160,1969 原核生物界 Monera：,细菌,、,放线菌,等 原生生物界 Protista：藻类、原生动物、粘菌等 真菌界 Fungi：,酵母,、,霉菌,动物界 Animalia：植物界 Plantae：五界系统是以细胞结构分化的等级以及和光合、吸收、摄食这三种主要营养方式有关的组织类型为基础的。,六界：前五界加上病毒界。,3、三界（域）系统,Woese用寡核苷酸序列编目分析法对60多株细菌的16SrRNA序列进行比较后，惊奇地发现：产甲烷细菌完全没有作为细菌特征的那些序列，于是提出了生命的第三种形式-古细菌(archaebacteria)。随后他又对包括某些真核生物在内的大量菌株进行了16Sr RNA(18SrRNA)序列的分析比较，又发现极端嗜盐菌和极端嗜酸嗜热菌也和产甲烷细菌一样，具有既不同其他细菌也不同于其核生物的序列特征，而它们之间则具有许多共同的序列特征。于是提出将生物分成为三界(Kingdom)(后来改称三个域)：古细菌、真细菌(Eubacteria)和真核生物(Eukaryotes)。1990年，他为了避免把古细菌也看作是细菌的一类，他又把三界(域)改称为：Bacteria(细菌)、Archaea(古生菌)和Eukarya(真核生物)。并构建了三界(域)生物的系统树。,三、微生物学的创立与发展,1.萌芽期,初创期（16世纪）：观察到了细菌和原生动物,巴斯德的主要贡献,否定了自生说,免疫学-提出了预防接种措施（制备了狂犬疫苗）,证实发酵由微生物引起（酒精发酵）,其他：消毒法、家蚕软化（病原学说）,柯赫的主要贡献,提出了柯赫法则（炭疽杆菌、结核分支杆菌）,配制培养基技术,固体培养基分离纯化微生物的技术,其他人：,Serge Winogradsky,18561953,发现微生物的自养生活；Beijerinck M.W.，18511931，发现了非共生固氮菌；Joseph Lister，1864年提出无菌外科操作技术；Elie Metchnikoff 发现白细胞的吞噬作用；Ivanovsky 发现烟草花叶病毒；,P.Ehrlich 现代化疗的开始。,20世纪的微生物学,微生物学的全面发展(微生物遗传学、微生物生理学、分子遗传学及其它分支学科)，50年代全面进入了分子研究的水平,微生物学的广泛应用,微生物学推动生命科学的发展,（1）重大理论的突破,（2）对生命科学研究技术的贡献,（3）微生物与人类基因组计划,四、微生物学的基本任务,微生物学是研究微生物生命活动规律的学科。它的基本内容是：微生物细胞的结构和功能，研究细胞的构建及其能量、物质、信息的运转；微生物的进化和多样性，研究微生物的种类，它们之间的相似性和区别，以及微生物的起源；生态学规律，研究不同微生物之间以及它们同环境之间的相互作用；微生物同人类的关系。,五、微生物的重要性,微生物与人类生活所有方面紧密联系，下面仅列出几个：,1、自然界的物质循环和环境保护,微生物在碳循环、氮循环和磷循环(地球化学循环)中承担主要作用，构成生物体的所有基本成分。它们可与植物相连系存在共生的关系，维持土壤肥力和环境中有毒化合物的清洁剂(生物除污)。某些微生物是破坏植物的病原菌，它们毁灭重要的作物，但是，也可有另外的作用，即它们是针对这些疾病的生物防治剂。,2、医药,某些微生物可引起众所周知的疾病如：天花(天花病毒)、霍乱(霍乱弧菌)和疟疾(疟原虫属，原生动物)。但是，微生物也能向我们提供抗生素)和其他的医学上的重要药物，通过此种方式控制它们。,3、食品,微生物在生产食品的许多加工业中已被应用了几千年，从酿造、酒的酿制、干酪和面包制作到酿造酱油；害处方面，微生物引起食品酸败和常由于携带在食品上的微生物而引起疾病。,4、生物工程,传统的微生物已被用于合成许多重要的化合物，如丙酮、醋酸。最近，遗传工程技术的进步已经引导可在微生物中克隆药用的重要多肽，然后，可以大规模的生产。,5、科学研究,微生物由于比其更复杂的动物和植物更容易操作，已被广泛用作模式生物去研究生物化学和遗传学的过程。几百万个同样的、单细胞的拷贝，能以大量、非常快速而且低值获得均质的实验材料。另外的益处是大多数人对用这些微生物进行实验没有种族上的异议。,展望,与高等动植物相比，已知微生物种类只是估计存在数量的很小一部分。哺乳动物和鸟类的物种几乎全部为人们所掌握，被子植物已知种类达93%，但细菌已知种数仅为估计数的,12%,，真菌为,5%,，病毒为,4%(,Bull，1992)。目前研究的也只是已知种类的很少一部分。,根据SCI(science citation index)资料，19911997发表的微生物学文献大量集中在8个属，尤其是埃希氏杆菌，其中大肠杆菌又占主要部分(Galvez等，1998)。可以想像，既然对少数已知微生物的研究就已为人类作出了重要贡献，通过对多样性微生物的开发必然会为社会带来巨大利益。,作业：,简述题,微生物的概念及特点有哪些？,微生物在生活中有哪些重要应用？,