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任课教师贾英民 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望主要参考书主要参考书主要参考书主要参考书食品微生物学食品微生物学 杨洁彬主编杨洁彬主编 中国农业大学出版中国农业大学出版新编食品微生物学新编食品微生物学 张文治编著张文治编著 中国轻工业出版社中国轻工业出版社微生物学微生物学（武汉大学、复旦大学）合编（武汉大学、复旦大学）合编 高教出版社高教出版社工业微生物生理与遗传育种学工业微生物生理与遗传育种学 陶文沂主编陶文沂主编 中国轻工业出版社中国轻工业出版社微生物工程工艺原理微生物工程工艺原理 姚汝华姚汝华 主编主编 华南理工大学出版社华南理工大学出版社现代食品发酵技术现代食品发酵技术 王福源主编王福源主编 中国轻工业出版社中国轻工业出版社第一章第一章第一章第一章 绪绪绪绪 论论论论4 本章基本理论知识本章基本理论知识41 1掌握微生物的基本概念以及微生物在生物掌握微生物的基本概念以及微生物在生物 分类学中的地位。分类学中的地位。42 2理解并掌握微生物的生物学特点和作用理解并掌握微生物的生物学特点和作用43 3了解微生物学的主要分支学科和发展史。了解微生物学的主要分支学科和发展史。44 4明确食品微生物学的研究对象和任务明确食品微生物学的研究对象和任务。第一节第一节第一节第一节 微生物及其生物学特点微生物及其生物学特点微生物及其生物学特点微生物及其生物学特点4一、微生物的概念及其主要类群一、微生物的概念及其主要类群4二、微生物的生物学分类地位二、微生物的生物学分类地位4二、微生物的生物学特点与作用 一、微生物的概念及其主要类群一、微生物的概念及其主要类群一、微生物的概念及其主要类群一、微生物的概念及其主要类群41.1.什么是微生物：什么是微生物：微微生生物物（microorganism,microorganism,microbemicrobe）是是一一类类个个体体微微小小、结结构构简简单，肉眼不可见或看不清楚的微小生物的统称。单，肉眼不可见或看不清楚的微小生物的统称。42.2.主要微生物类群：主要微生物类群：这这个个微微小小生生物物类类群群十十分分庞庞杂杂，它它包包括括小小到到没没有有细细胞胞结结构构的的病病毒毒（virusvirus），单单 细细 胞胞 原原 核核 的的 细细 菌菌（bacteriabacteria）、放放 线线 菌菌（actinomycesactinomyces）、支支 原原 体体（mycoplasmamycoplasma）、立立 克克 次次 氏氏 体体（rickettsiarickettsia）、衣衣原原体体（chlamydiachlamydia）等等和和属属于于真真菌菌的的酵酵母母菌菌（yeastyeast），霉菌（），霉菌（moldemolde）等和原生动物（）等和原生动物（protozoaprotozoa）等。）等。43.3.与食品工业有密切关系的主要类群：与食品工业有密切关系的主要类群：主主要要是是细细菌菌、酵酵母母菌菌、霉霉菌菌、放放线线菌菌和和部部分分专专门门侵侵害害微微生生物物的的部部分分病病毒毒（噬噬菌菌体体,phagephage），这这些些微微小小生生物物虽虽然然种种类类不不同同、形形态态和和大大小小各各异异，但但是是，它它们们的的生生物物学学特特性性比比较较接接近近，所所以以人人们们赋赋予予其一个共同的名称其一个共同的名称-微生物微生物。二、微生物的生物学分类地位二、微生物的生物学分类地位二、微生物的生物学分类地位二、微生物的生物学分类地位419571957年年CopelandCopeland提出四界分类系统：提出四界分类系统：$即原核生物界（即原核生物界（procaryotaeprocaryotae）（细菌、蓝细菌等）；）（细菌、蓝细菌等）；$原生生物界（原生生物界（protista)protista)（原生动物、真菌、粘菌和藻类等）；（原生动物、真菌、粘菌和藻类等）；$动物界动物界(Animalia)(Animalia)多细胞动物；多细胞动物；$植物界植物界(Plantae)(Plantae)。19691969年年WhittakerWhittaker提出把真菌单独列为一界，即形成了生物五界分类提出把真菌单独列为一界，即形成了生物五界分类系统，将生物分为：系统，将生物分为：原核生物界、原核生物界、真核原生生物界（真核原生生物界（protistaeprotistae）、）、真菌界（真菌界（fungifungi）、）、动物界动物界 植物界。植物界。随着对病毒研究的深入，于随着对病毒研究的深入，于19771977年，我国微生物学家提出把年，我国微生物学家提出把病毒列为一界，即病毒界（病毒列为一界，即病毒界（viravira）。因此在五界分类系统的基础上形）。因此在五界分类系统的基础上形成了六界分类系统。根据微生物的定义，我们可以看出，在生物六界成了六界分类系统。根据微生物的定义，我们可以看出，在生物六界分类系统中，其中微生物包括四界。分类系统中，其中微生物包括四界。近年来，我国学者又提出了菌物界（myceteae）的概念，菌物界是与动、植物界并行的一大类真核生物，除指一般真菌外，还包括一些既不宜归入动物界，也不宜归入植物界，又不同于一般真菌的真核生物，如粘菌、卵菌等。7070年代以后，随着年代以后，随着“第三型生物第三型生物”古细菌古细菌（archaebacteriaarchaebacteria）的发现，于）的发现，于19781978年年R.H.WhittakerR.H.Whittaker和和L.MargulisL.Margulis提出了三原界提出了三原界（urkingdomurkingdom）分类系统。认为，在生物进化的早）分类系统。认为，在生物进化的早期，存在一类各生物的共同祖先，然后分成三条期，存在一类各生物的共同祖先，然后分成三条进化路线，形成了三个原界：进化路线，形成了三个原界：古细菌原界：包括产甲烷细菌、极端嗜盐细菌、古细菌原界：包括产甲烷细菌、极端嗜盐细菌、嗜热嗜酸细菌；嗜热嗜酸细菌；真细菌真细菌(eubacteria)(eubacteria)原界：包括除古细菌以外原界：包括除古细菌以外的其它原核生物；的其它原核生物；真核生物原界：包括原生动物、真菌、动物和真核生物原界：包括原生动物、真菌、动物和植物。植物。（三）遗传稳定性差，容易发生变异（三）遗传稳定性差，容易发生变异（三）遗传稳定性差，容易发生变异（三）遗传稳定性差，容易发生变异4微微生生物物个个体体微微小小，对对外外界界环环境境很很敏敏感感，抗抗逆逆性性较较差差，很很容容易易受受到到各各种种不不良良外外界界环环境境的的影影响响；另另外外，微微生生物物的结构简单，缺乏免疫监控系统的结构简单，缺乏免疫监控系统,很容易变异。很容易变异。4微微生生物物的的遗遗传传不不稳稳定定性性，是是相相对对高高等等生生物物而而言言的的，实实际上在自然条件下，微生物的自发突变频率为际上在自然条件下，微生物的自发突变频率为1010-6-6左右。左右。4微微生生物物的的遗遗传传稳稳定定性性差差，给给微微生生物物菌菌种种保保藏藏工工作作带带来来一定不便。一定不便。4另另一一方方面面，正正因因为为微微生生物物的的遗遗传传稳稳定定性性差差，其其遗遗传传的的保保守守性性低低，使使得得微微生生物物菌菌种种培培育育相相对对容容易易得得多多。通通过过育育种种工工作作，可可大大幅幅度度地地提提高高菌菌种种的的生生产产性性能能，其其产产量量性状提高幅度是高等动、植物所难以实现的。性状提高幅度是高等动、植物所难以实现的。第二节第二节 微生物学及其分支学科微生物学及其分支学科4一、微生物学及其研究对象一、微生物学及其研究对象4二、微生物学的分支学科二、微生物学的分支学科一、微生物学及其研究对象4微微生生物物学学概概念念:概概括括地地讲讲，微微生生物物学学（MicrobiologyMicrobiology）是研究微生物及其生命活动规律的学科。是研究微生物及其生命活动规律的学科。4研研究究对对象象:研研究究的的主主要要内内容容涉涉及及微微生生物物的的形形态态结结构构，营营养养特特点点，生生理理生生化化，生生长长繁繁殖殖，遗遗传传变变异异，分分类类鉴鉴定定，生生态态分分布布以以及及微微生生物物在在工工业业、农农业业、医医疗疗卫卫生生、环环境境保保护护等等各各方方面面的的应应用用。研研究究微微生生物物及及其其生生命命活活动动规规律律之之目目的的在在于于充充分分利利用用有有益益微微生生物物，控控制制有有害害微微生生物物，使这些微小生物更好地贡献于人类文明。使这些微小生物更好地贡献于人类文明。二、微生物学的分支学科二、微生物学的分支学科4（一一）根根据据基基础础理理论论研研究究内内容容不不同同，形形成成的的分分支支学学科科 微生物生理学（微生物生理学（Microbiol PhysiologyMicrobiol Physiology）微生物遗传学（微生物遗传学（Microbiol GeneticsMicrobiol Genetics）微生物生物化学（微生物生物化学（Microbiol BiochemistryMicrobiol Biochemistry）微生物分类学（微生物分类学（Microbiol TaxonomyMicrobiol Taxonomy）微生物生态学等（微生物生态学等（Microbiol EcologyMicrobiol Ecology）。）。4（二二）根根据据微微生生物物类类群群不不同同，形形成成的的分分支支学学科科 细菌学（细菌学（BacteriologyBacteriology）病毒学（病毒学（VirologyVirology）真菌学（真菌学（FungiFungi）放线菌学（放线菌学（ActinomycetesActinomycetes）等。）等。（三）根据微生物的应用领域不同，形成的分支学科（三）根据微生物的应用领域不同，形成的分支学科 工业微生物学（工业微生物学（Intustrial MicrobiologyIntustrial Microbiology）农业微生物学（农业微生物学（Agricultural MicrobiologyAgricultural Microbiology）医学微生物学（医学微生物学（Medical MicrobiologyMedical Microbiology）药用微生物学（药用微生物学（Patherological MicrobiologyPatherological Microbiology）食品微生物学（食品微生物学（Food MicrobiologyFood Microbiology）兽医微生物学（兽医微生物学（Viterinary MicrobiologyViterinary Microbiology）等。）等。（四）根据微生物的生态环境不同，形成的分支学科（四）根据微生物的生态环境不同，形成的分支学科 土壤微生物学土壤微生物学(Soil Microbiology)(Soil Microbiology)海洋微生物学（海洋微生物学（Marine MicrobiologyMarine Microbiology）等。）等。第三节第三节第三节第三节 食品微生物学及其研究内容食品微生物学及其研究内容食品微生物学及其研究内容食品微生物学及其研究内容44食食食食品品品品微微微微生生生生物物物物学学学学:食食食食品品品品微微微微生生生生物物物物学学学学是是是是专专专专门门门门研研研研究究究究与与与与食食食食品品品品有有有有关关关关的的的的微微微微生生生生物物物物的种类、特点及其在一定条件下与食品工业关系的一门学科。的种类、特点及其在一定条件下与食品工业关系的一门学科。的种类、特点及其在一定条件下与食品工业关系的一门学科。的种类、特点及其在一定条件下与食品工业关系的一门学科。尽尽尽尽管管管管人人人人类类类类对对对对食食食食品品品品微微微微生生生生物物物物研研研研究究究究的的的的历历历历史史史史很很很很长长长长，但但但但作作作作为为为为微微微微生生生生物物物物学学学学的的的的一一一一门门门门独独独独立立立立的的的的分分分分支支支支学学学学科科科科食食食食品品品品微微微微生生生生物物物物学学学学，其其其其仍仍仍仍属属属属一一一一门门门门新新新新兴兴兴兴学学学学科科科科。尤尤尤尤其其其其在在在在我我我我国国国国，人人人人们们们们对对对对食食食食品品品品科科科科学学学学的的的的重重重重视视视视仅仅仅仅是是是是改改改改革革革革开开开开放放放放以以以以来来来来，人人人人们们们们解解解解决决决决了了了了温温温温饱饱饱饱问问问问题题题题之之之之后后后后的的的的事事事事情情情情；食食食食品品品品微微微微生生生生物物物物学学学学是是是是随随随随着着着着食食食食品品品品科科科科学学学学的的的的发发发发展展展展而产生的一个重要的学科。而产生的一个重要的学科。而产生的一个重要的学科。而产生的一个重要的学科。44食食食食 品品品品 微微微微 生生生生 物物物物 研研研研 究究究究 的的的的 主主主主 要要要要 内内内内 容容容容 包包包包 括括括括 三三三三 个个个个 方方方方 面面面面：一一一一、在在在在 食食食食 品品品品 工工工工 业业业业 中中中中 有有有有 益益益益 的的的的 微微微微 生生生生 物物物物 及及及及 其其其其 应应应应 用用用用；二二二二、在在在在食食食食品品品品保保保保藏藏藏藏过过过过程程程程中中中中引引引引起起起起食食食食品品品品变变变变质质质质的的的的微微微微生生生生物物物物及及及及其其其其控控控控制制制制；三、与食品卫生有关的微生物。三、与食品卫生有关的微生物。三、与食品卫生有关的微生物。三、与食品卫生有关的微生物。第四节第四节 微生物学的发展简史微生物学的发展简史4我们把这个过程分成以下四个阶段加以阐述。我们把这个过程分成以下四个阶段加以阐述。一、微生物学的史前时期一、微生物学的史前时期二、微生物的发现与微生物学的启蒙时期二、微生物的发现与微生物学的启蒙时期三、微生物学的形成时期三、微生物学的形成时期四、微生物学的发展时期四、微生物学的发展时期一、微生物学的史前时期一、微生物学的史前时期一、微生物学的史前时期一、微生物学的史前时期4盲目应用时期。盲目应用时期。人人类类已已经经在在很很多多方方面面利利用用了了微微生生物物，世世界界各各国国人人民民在在自自己己的的生生产产实实践践中中都都积积累累了了很很多多利利用用有有益益微微生生物物和和防防治治有有害害微微生生物物的的经经验验。北北魏魏的的贾贾思思勰勰齐齐民民要要术术一一书书中中，就就详详细细记记载载了了制制醋醋的的方方法法。我我国国古古代代劳劳动动人人民民就就利利用用了了盐盐腌腌、糖渍、烟熏、风干等。糖渍、烟熏、风干等。二、微生物发现与微生物学启蒙时期 4十十七七世世纪纪，荷荷兰兰人人吕吕文文虎虎克克（Antony Antony van van LeeuwenhockLeeuwenhock）发发明明了了第第一一台台简简易易显显微微镜镜（200200300300倍）。倍）。4于于16691669年出版了安东年出版了安东.列文虎列文虎克所发现的自然界秘密。克所发现的自然界秘密。4随后在近随后在近200200年的时期，随着显年的时期，随着显微镜的不断改进，分辨率的提微镜的不断改进，分辨率的提高，人们对微生物的认识由粗高，人们对微生物的认识由粗略的形态描述逐步发展到对微略的形态描述逐步发展到对微生物进行详细的观察和根据形生物进行详细的观察和根据形态进行分类研究，形成了启蒙态进行分类研究，形成了启蒙的微生物学。的微生物学。三、微生物学的形成时期三、微生物学的形成时期 4由由研研究究微微生生物物形形态态的的启启蒙蒙时时期期到到对对微微生生物物的的生生理理生生化化水水平平研研究时期。究时期。4巴巴 斯斯 德德（Louis Louis Pasteur,Pasteur,1822182218951895）通通过过对对酒酒曲曲的的研研究究，证证明明了了酒酒曲曲发发酵酵是是其其中中的的酵酵母母菌菌代代谢谢作作用用，这这一一研研究究结结果果把把对对微微生生物物的的研研究究由由形形态态转转向向生生理理生生化化研研究究水水平平，为为微微生生物物学学的的形形成成和和发发展展奠奠定定了了基基础础。巴巴斯斯德德还还通通过过大大量量实实验验证证明明了了食食品品的的腐腐败败变变质质是是遭遭受受微微生生物物污污染染后后，微微生生物物生生长长繁繁殖殖而而引引起起的的，从从根根本本上上否否定定了了“微微生生物自然发生说物自然发生说”。微生物学的另一位奠基人是微生物学的另一位奠基人是一位德国医生柯赫（一位德国医生柯赫（Robert Robert Koch,1843Koch,184319101910），他为），他为疾病的病原学说建立了基础。疾病的病原学说建立了基础。首先从患病动物的病变脏首先从患病动物的病变脏器中分离纯化得到病原菌，器中分离纯化得到病原菌，通过将病原菌接种回到动物通过将病原菌接种回到动物体内，能引起相同症状的疾体内，能引起相同症状的疾病，证明了传染病是由某些病，证明了传染病是由某些特定的病原菌传播的。特定的病原菌传播的。由于巴斯德和柯赫对微生物由于巴斯德和柯赫对微生物学的形成作出了极大的贡献，学的形成作出了极大的贡献，普遍认为，他们两位是微生普遍认为，他们两位是微生物学的奠基人。物学的奠基人。四、微生物学的发展时期四、微生物学的发展时期4本世纪是微生物学的全面发展时期：本世纪是微生物学的全面发展时期：*细胞的结构与功能、细菌的代谢等；细胞的结构与功能、细菌的代谢等；细胞的结构与功能、细菌的代谢等；细胞的结构与功能、细菌的代谢等；*微生物在工农业生产上发挥巨大作用；微生物在工农业生产上发挥巨大作用；微生物在工农业生产上发挥巨大作用；微生物在工农业生产上发挥巨大作用；*微生物成为生物学研究的主要研究材料；微生物成为生物学研究的主要研究材料；微生物成为生物学研究的主要研究材料；微生物成为生物学研究的主要研究材料；*50505050年年年年代代代代DNADNADNADNA双双双双螺螺螺螺旋旋旋旋解解解解密密密密后后后后，微微微微生生生生物物物物又又又又成成成成了了了了分分分分子子子子生生生生物物物物学学学学的的的的主主主主要要要要研研研研究究究究材材材材料料料料。微微微微生生生生物物物物学学学学、遗遗遗遗传传传传学学学学和和和和生生生生物物物物化化化化学学学学的的的的相相相相互互互互渗透与作用导致了现代分子遗传学的诞生与发展；渗透与作用导致了现代分子遗传学的诞生与发展；渗透与作用导致了现代分子遗传学的诞生与发展；渗透与作用导致了现代分子遗传学的诞生与发展；*进入进入进入进入70707070年代，在微生物的研究基础上，导致了年代，在微生物的研究基础上，导致了年代，在微生物的研究基础上，导致了年代，在微生物的研究基础上，导致了DNADNADNADNA重组重组重组重组技术和基因工程的发展。技术和基因工程的发展。技术和基因工程的发展。技术和基因工程的发展。