微生物学的发展史.ppt

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1、第一章 绪 论 第四节第四节 微生物学的发展史微生物学的发展史第一节第一节 微生物的基本概念微生物的基本概念第二节第二节 微生物的特点微生物的特点第三节第三节 微生物在生物界的地位微生物在生物界的地位第五节第五节 环境微生物学的研究内容环境微生物学的研究内容第六节第六节 学习环境微生物学的意义学习环境微生物学的意义胡健 扬州大学环境科学与工程学院Email:第一节第一节 微生物的基本概念微生物的基本概念 一、微生物的发现一、微生物的发现 1676年，荷兰，年，荷兰，列文虎克列文虎克，单式显微镜（复制品），单式显微镜（复制品）第一节第一节 微生物的基本概念微生物的基本概念 一、微生物的发现一、微

2、生物的发现A、C、F、Q：杆杆 菌菌E：球球 菌菌H：球菌的聚集体球菌的聚集体列文虎克向列文虎克向英国皇家学会的信中英国皇家学会的信中对细菌形态的描绘对细菌形态的描绘 第一节第一节 微生物的基本概念微生物的基本概念 二、微生物的定义二、微生物的定义细小的肉眼看不见的生物称细小的肉眼看不见的生物称微生物微生物。非细胞生物非细胞生物原核生物原核生物部分真核生物（真菌、藻类、原生动物）部分真核生物（真菌、藻类、原生动物）微生物微生物一、体积小，比表面积大一、体积小，比表面积大单位：单位：um(10-6 m)或或nm(10-9m)2m0.5m杆菌杆菌80个个杆杆菌菌肩肩并并肩肩总宽度总宽度=1根头发丝

3、的宽度根头发丝的宽度1500个杆菌首尾相连个杆菌首尾相连总长度总长度=1粒芝麻的长度粒芝麻的长度微生物的体积大小微生物的体积大小第二节第二节 微生物的特点微生物的特点 不同生物类型细胞大小的比较不同生物类型细胞大小的比较第二节第二节 微生物的特点微生物的特点 一、体积小，比表面积大一、体积小，比表面积大微生物与其它生物种类的体积比较微生物与其它生物种类的体积比较动物的模式细胞动物细胞核细菌病毒动物、植物和微生物个体大小尺度范围动物、植物和微生物个体大小尺度范围 一、体积小，比表面积大一、体积小，比表面积大微生物的比表面积微生物的比表面积比表面积比表面积：个体的表面积与体积之比。：个体的表面积与

4、体积之比。设定：人人的比表面积=1 则：(与人等重与人等重)大肠杆菌大肠杆菌比表面积=30万第二节第二节 微生物的特点微生物的特点 设球菌半径r=0.5m球菌表面积(S)423.14162球菌体积(V)4330.2363比表面=S/V3.1416/0.5236=6设球菌半径2球菌面积(S)50.32球菌体积(V)33.53比表面=S/V50.3/33.51.5 二、吸收多，转化快二、吸收多，转化快人（人（50kg）5001000g/d地鼠（体重地鼠（体重3g）3g/d大肠杆菌大肠杆菌 细胞重量细胞重量2000倍糖倍糖/h奶牛（奶牛（500kg）合成合成0.5kg蛋白质蛋白质/24h微生物细胞微

5、生物细胞 合成自身重量合成自身重量30-40倍的细胞物质倍的细胞物质/24h吸收多吸收多转化快转化快第二节第二节 微生物的特点微生物的特点三、生长旺，繁殖速三、生长旺，繁殖速大肠杆菌大肠杆菌在合适的生长条件下在合适的生长条件下：12.520分钟分钟 繁殖繁殖1代代每小时每小时 分裂分裂3代，由代，由1个变成个变成8个。个。经经24小时小时 分裂分裂72代，重约代，重约4722吨吨经经48小时小时 可产生可产生2.21043个后代。个后代。第二节第二节 微生物的特点微生物的特点 地球重的地球重的4000倍倍微生物代时及每日增殖率微生物代时及每日增殖率微生物名称微生物名称代时代时(分分)温度温度日

6、增殖率日增殖率乳酸菌乳酸菌38252.71011大肠杆菌大肠杆菌18371.21024根瘤菌根瘤菌110258.2103枯草杆菌枯草杆菌31307.21013光合细菌光合细菌144301.0103酿酒酵母酿酒酵母120304.1103念珠藻念珠藻1380252.1硅藻硅藻1020202.64小球藻小球藻4202510.6草履虫草履虫642264.92四、适应性强，易变异四、适应性强，易变异1、对营养物质的利用上的适应性。、对营养物质的利用上的适应性。2、对环境条件尤其是恶劣的对环境条件尤其是恶劣的“极端环境极端环境”的适应性。的适应性。耐0196低温 耐250300的高温 耐盐（饱和盐水）耐干

7、燥（产芽孢细菌、真菌孢子）耐酸碱、耐缺氧、耐毒物、抗辐射适应性强适应性强第二节第二节 微生物的特点微生物的特点 四、适应性强，易变异四、适应性强，易变异易变异易变异青霉素生产菌的发酵水平青霉素生产菌的发酵水平1940年 每毫升20单位2000年 每毫升10万单位青霉素的使用剂量：青霉素的使用剂量：1940年 10万元单位/次1980年：输液80万单位/次2000年：输液800万-1000万单位/次第二节第二节 微生物的特点微生物的特点 青霉素对金黄色葡萄球菌最低抑制浓度0.02g/ml200g/ml五、分布广，种类多五、分布广，种类多微生物在自然界的分布：微生物在自然界的分布：无处不在，无孔不

8、入无处不在，无孔不入分布广分布广土壤土壤空气空气水域水域生物体内外生物体内外极端环境极端环境正常环境正常环境高空高空深海底深海底2000米深的地层米深的地层温泉温泉第二节第二节 微生物的特点微生物的特点 五、分布广，种类多五、分布广，种类多60年前，中国人乘飞机采集了年前，中国人乘飞机采集了160米到米到5300米的高空的气样并分析了其中的米的高空的气样并分析了其中的微生物发布状况。微生物发布状况。第二节第二节 微生物的特点微生物的特点 五、分布广，种类多五、分布广，种类多种类多种类多地球上的微生物：地球上的微生物：估计有估计有100万种以上万种以上已发现的微生物：已发现的微生物：约有约有10

9、万种万种已开发利用的微生物：已开发利用的微生物：约约1000种种 第二节第二节 微生物的特点微生物的特点 微生物的微观性微生物的微观性研究手段的限制研究手段的限制分离培养的局限分离培养的局限第三节第三节 微生物在生物界的地位微生物在生物界的地位 无细胞结构生物无细胞结构生物病毒病毒具细胞结构生物具细胞结构生物生物生物原核生物原核生物真核生物真核生物真细菌真细菌古细菌古细菌真菌真菌藻类藻类原生动物原生动物动物动物植物植物真细菌真细菌真菌真菌藻类藻类原生动物原生动物动物动物植物植物真核生物真核生物古细菌古细菌生物生物沃氏沃氏提出的三域（三原界）分类系统提出的三域（三原界）分类系统一、史前时期（直观

10、应用时期）一、史前时期（直观应用时期）第四节第四节 微生物学的发展历史微生物学的发展历史 春秋战国时期春秋战国时期 微生物分解有机物质,沤粪积肥。公元二世纪的公元二世纪的神农本草经神农本草经 白僵蚕治病。公元公元6世纪世纪 后魏的贾思勰后魏的贾思勰 齐民要术齐民要术 谷物制曲、酿酒、制酱、造醋、腌菜。豆科植物与其它作物轮作二、初创时期（形态学发展时期）二、初创时期（形态学发展时期）第四节第四节 微生物学的发展历史微生物学的发展历史（17世纪下半叶世纪下半叶十九世纪中叶）十九世纪中叶）使用显微镜观察微生物世界的时期。使用显微镜观察微生物世界的时期。代表人物：代表人物：列文列文虎克虎克贡献贡献:（

11、）发现了微生物世界（）发现了微生物世界（）科学地描述了微生物的形态并阐述了它们的繁茂性（）科学地描述了微生物的形态并阐述了它们的繁茂性三、奠基时期（生理学发展时期）三、奠基时期（生理学发展时期）第四节第四节 微生物学的发展历史微生物学的发展历史 十九世纪下叶十九世纪下叶有关微生物的两个疑难问题：有关微生物的两个疑难问题：1、生物是自然产生的吗？、生物是自然产生的吗？2、传染性疾病的本质是什么？、传染性疾病的本质是什么？三、奠基时期（生理学发展时期）三、奠基时期（生理学发展时期）第四节第四节 微生物学的发展历史微生物学的发展历史、巴斯德与自然发生学说、巴斯德与自然发生学说法国，化学家，路易斯法国

12、，化学家，路易斯 巴斯德巴斯德三、奠基时期（生理学发展时期）三、奠基时期（生理学发展时期）第四节第四节 微生物学的发展历史微生物学的发展历史、巴斯德与自然发生说、巴斯德与自然发生说新鲜食品新鲜食品搁置搁置细菌检定细菌检定无细菌无细菌腐败食品腐败食品细菌检定细菌检定有细菌有细菌由非由非生命的物质自然发生生命的物质自然发生自然发生说自然发生说三、奠基时期（生理学发展时期）三、奠基时期（生理学发展时期）第四节第四节 微生物学的发展历史微生物学的发展历史、巴斯德与自然发生说、巴斯德与自然发生说巴斯德反驳自然发生说的三个实验巴斯德反驳自然发生说的三个实验第一个实验空空气气乙醇、醚混合物乙醇、醚混合物棉纤

13、维棉纤维沉淀物沉淀物检测检测三、奠基时期（生理学发展时期）三、奠基时期（生理学发展时期）第四节第四节 微生物学的发展历史微生物学的发展历史、巴斯德与自然发生说、巴斯德与自然发生说巴斯德反驳自然发生说的三个实验巴斯德反驳自然发生说的三个实验第二个实验加热加热营养液营养液密封密封放置放置细菌检测细菌检测无细菌检出无细菌检出自然发生说质疑：无机物自然变为生命有机体必须提供新鲜的空气自然发生说质疑：无机物自然变为生命有机体必须提供新鲜的空气三、奠基时期（生理学发展时期）三、奠基时期（生理学发展时期）第四节第四节 微生物学的发展历史微生物学的发展历史、巴斯德与自然发生说、巴斯德与自然发生说巴斯德反驳自然

14、发生说的三个实验巴斯德反驳自然发生说的三个实验第三个实验三、奠基时期（生理学发展时期）三、奠基时期（生理学发展时期）第四节第四节 微生物学的发展历史微生物学的发展历史、巴斯德与自然发生说、巴斯德与自然发生说巴斯德反驳自然发生说的三个实验巴斯德反驳自然发生说的三个实验第三个实验三、奠基时期（生理学发展时期）三、奠基时期（生理学发展时期）第四节第四节 微生物学的发展历史微生物学的发展历史、巴斯德与自然发生说、巴斯德与自然发生说巴斯德反驳自然发生说的三个实验巴斯德反驳自然发生说的三个实验第三个实验、科赫与疾病的病菌说、科赫与疾病的病菌说三、奠基时期（生理学发展时期）三、奠基时期（生理学发展时期）第四

15、节第四节 微生物学的发展历史微生物学的发展历史 德国，乡村医生，科赫德国，乡村医生，科赫、科赫与疾病的病菌说、科赫与疾病的病菌说三、奠基时期（生理学发展时期）三、奠基时期（生理学发展时期）第四节第四节 微生物学的发展历史微生物学的发展历史 健康者健康者病病 者者接触传染物接触传染物感染得病感染得病、科赫与疾病的病菌说、科赫与疾病的病菌说三、奠基时期（生理学发展时期）三、奠基时期（生理学发展时期）第四节第四节 微生物学的发展历史微生物学的发展历史 科赫的科赫的有关实验有关实验病原菌的发现病原菌的发现炭疽病炭疽芽孢杆菌科赫法则科赫法则(证明某微生物是某疾病病原菌的四项要求证明某微生物是某疾病病原菌

16、的四项要求)1、在患病动物中存在可疑病原有机体，而健康、在患病动物中存在可疑病原有机体，而健康动物中没有；动物中没有；2、可疑有机体在纯培养中生长；、可疑有机体在纯培养中生长；3、纯培养中的可疑有机体细胞，能引起健康动、纯培养中的可疑有机体细胞，能引起健康动物发病；物发病；4、可疑有机体被再次分离，并且和最初分离的、可疑有机体被再次分离，并且和最初分离的有机体一样；有机体一样；、科赫与疾病的病菌说、科赫与疾病的病菌说三、奠基时期（生理学发展时期）三、奠基时期（生理学发展时期）第四节第四节 微生物学的发展历史微生物学的发展历史 主要贡献：主要贡献：建立了疾病细菌说；建立了疾病细菌说；首创了细菌染

17、色法；首创了细菌染色法；首创了细菌的纯培养首创了细菌的纯培养固体培养基固体培养基 提出了著名的提出了著名的科赫法则。科赫法则。三、奠基时期（生理学发展时期）三、奠基时期（生理学发展时期）第四节第四节 微生物学的发展历史微生物学的发展历史、贝耶林克、贝耶林克 加富培养加富培养、维诺格拉斯基、维诺格拉斯基 土壤微生物研究的生态学观点和土壤微生物研究的生态学观点和原位研究原位研究路线。路线。四、发展时期（生物化学水平）四、发展时期（生物化学水平）第四节第四节 微生物学的发展历史微生物学的发展历史 始于二十世纪初，始于二十世纪初，代表人物：代表人物：E.Echner（1897年）年）酵母细胞酵母细胞石

18、英砂研磨石英砂研磨过过 滤滤滤液滤液葡萄糖葡萄糖酵母细胞酵母细胞酒精、酒精、CO2五、成熟时期（分子水平）五、成熟时期（分子水平）第四节第四节 微生物学的发展历史微生物学的发展历史 始于二十世纪五十年代始于二十世纪五十年代电子显微镜的使用电子显微镜的使用DNA的发现的发现第五节第五节 环境微生物学的研究内容环境微生物学的研究内容 一、自然环境中微生物的多样性一、自然环境中微生物的多样性二、自然环境中的微生物生态学研究二、自然环境中的微生物生态学研究三、污染环境中的微生物生态学研究三、污染环境中的微生物生态学研究四、废弃物生物处理中微生物学原理和方法的研究四、废弃物生物处理中微生物学原理和方法的

19、研究 生物膜法生物膜法 活性污泥法活性污泥法环境微生物学：研究人类的生存环境与微生物之间相互关系的科学。环境微生物学：研究人类的生存环境与微生物之间相互关系的科学。微生物学环境生物学环境微生物学第六节第六节 学习环境微生物学的意义学习环境微生物学的意义一、了解并揭示微生物在生态系统中的地位与作用一、了解并揭示微生物在生态系统中的地位与作用二、避免或防止微生物对人类的危害二、避免或防止微生物对人类的危害三、开发、利用微生物以保护环境造福于人类三、开发、利用微生物以保护环境造福于人类1、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 高等教育出版社高等教育出版社2、污染控制微生物学原理与应用、污染控制微生物学原理与应用任南琪，马放等编著任南琪，马放等编著化学工业出版社化学工业出版社3、基础微生物学、基础微生物学李阜棣，胡正嘉编著李阜棣，胡正嘉编著中国农业出版社中国农业出版社参考书参考书