农业微生物的应用.pptx
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1、会计学1农业微生物的应用农业微生物的应用 绪论第一章:原核微生物 第二章:真核微生物 第三章:非细胞生物(病毒和亚病毒)第四章:微生物的营养和培养基第五章:微生物的新陈代谢目录第1页/共73页第六章:微生物的生长及其控制 第七章:微生物的遗传变异和育种第八章:微生物的生态第九章:传染与免疫 第十章:微生物的分类和鉴定目录第2页/共73页绪绪 论论 IntroductionIntroductionvv 第一节:微生物微生物MicroorganismMicroorganismvv第二节:微生物学第二节:微生物学MicrobiologyMicrobiology 绪论第3页/共73页第一节:微生物第一
2、节:微生物(Microorganism)n n一、微生物的概念一、微生物的概念一、微生物的概念一、微生物的概念n n二、微生物与人类、特别是农业的关系二、微生物与人类、特别是农业的关系二、微生物与人类、特别是农业的关系二、微生物与人类、特别是农业的关系n n三、微生物的命名法三、微生物的命名法三、微生物的命名法三、微生物的命名法n n四、微生物的共同特点四、微生物的共同特点四、微生物的共同特点四、微生物的共同特点绪论第4页/共73页一、微生物的一、微生物的概念概念 微生物是一类形体微小、单细胞或个体较为简单微生物是一类形体微小、单细胞或个体较为简单的多细胞,甚至无细胞结构的低等生物的总称。的多
3、细胞,甚至无细胞结构的低等生物的总称。简单地说是人们对肉眼看不见的或看不清楚的微简单地说是人们对肉眼看不见的或看不清楚的微小生物的总称。小生物的总称。根据根据细胞结构的有无细胞结构的有无可分为可分为细胞结构微生物(细胞结构微生物(细胞结构微生物(细胞结构微生物(原核原核原核原核和真核和真核和真核和真核)和和非细胞结构微生物(非细胞结构微生物(非细胞结构微生物(非细胞结构微生物(病毒、类病毒病毒、类病毒病毒、类病毒病毒、类病毒)。绪论第一节第5页/共73页哪些是微生物哪些是微生物?第6页/共73页这些都是微生物第7页/共73页 约在约在17世纪,林奈(世纪,林奈(Linnaeus,1707177
4、8)提出生物可以划分为;)提出生物可以划分为;植物植物动物动物第8页/共73页 18世纪,由于显微镜制造上的发展,世纪,由于显微镜制造上的发展,人类发现在自然界还存在许多肉眼看不人类发现在自然界还存在许多肉眼看不清的微小生物。清的微小生物。第9页/共73页 1866年,海格尔()提出将生物分为植物年,海格尔()提出将生物分为植物界、动物界和原生生物界。界、动物界和原生生物界。原生生物界是由低等生物组成(微生物)。原生生物界是由低等生物组成(微生物)。生物界生物界植物界植物界动物界动物界 原生生物界原生生物界第10页/共73页 20世纪世纪40年代,依靠电子显微镜,年代,依靠电子显微镜,人类发现
5、所有生物的细胞核可区分为二人类发现所有生物的细胞核可区分为二类,即类,即真核和原核真核和原核。在原生生物界中,有真核的生物,在原生生物界中,有真核的生物,也有原核的生物,因此海格尔提出的原也有原核的生物,因此海格尔提出的原生生物界实际上包括了在进化上相差很生生物界实际上包括了在进化上相差很远的生物种类。远的生物种类。第11页/共73页 1969年,提出了将生物分为五界:年,提出了将生物分为五界:生物界生物界植物界植物界动物界动物界 原生生物界原生生物界真菌界真菌界细菌界细菌界第12页/共73页生物六界生物六界生物界生物界植物界植物界动物界动物界 原生生物原生生物界界真菌界真菌界原核生物界原核生
6、物界病毒病毒界界第13页/共73页n n1989年,卡瓦里史密斯(Cavalier-Smith)提出了八界系统,即古细菌界,真细菌界,古真核生物界,原生动物界,藻界(Chromista),植物界,真菌界和动物界.第14页/共73页 Woese和和Wolfe(1970)在对代表性的细菌类)在对代表性的细菌类群的群的16S rRNA的碱基序列进行比较研究后发现产的碱基序列进行比较研究后发现产甲烷细菌甲烷细菌(methanogens)与其它细菌(或称为真与其它细菌(或称为真细菌,细菌,eubacteria)有明显的区别,进一步的研)有明显的区别,进一步的研究又发现极端嗜盐细菌究又发现极端嗜盐细菌(e
7、xtreme halophiles)和嗜和嗜热酸细菌(热酸细菌(thermo-acidophiles)的)的16S rRNA谱也与谱也与产甲烷细菌相似。产甲烷细菌相似。这三类细菌在厌氧、高温和强酸的条件下这三类细菌在厌氧、高温和强酸的条件下生活,与地球上生命出现初期的环境相似,因生活,与地球上生命出现初期的环境相似,因此将它们命名为古细菌。此将它们命名为古细菌。第15页/共73页 根据上述研究结果,根据上述研究结果,1978年由年由Whittaker 和和 Margulis 提出了著名的提出了著名的3 3原界原界(Urkingdom)学说。学说。该学说认为,在生物进化的早期,各该学说认为,在生
8、物进化的早期,各种生物存在一个共同祖先,由这一共同祖种生物存在一个共同祖先,由这一共同祖先分先分3条路线进化,形成了条路线进化,形成了3个原界,既古个原界,既古细菌原界、真细菌原界和真核原界。细菌原界、真细菌原界和真核原界。第16页/共73页第17页/共73页古菌原界古菌原界:产甲烷细菌、极端嗜盐细菌:产甲烷细菌、极端嗜盐细菌 和嗜热酸细菌和嗜热酸细菌真细菌原界真细菌原界:蓝细菌和除古细菌外的其:蓝细菌和除古细菌外的其它它 原核生物原核生物真核原界真核原界:原生生物、真菌、动物和植:原生生物、真菌、动物和植物物第18页/共73页 微生物包括全部古菌原界,真细菌原微生物包括全部古菌原界,真细菌原
9、界和真核原界中的真菌、单细胞藻类和原界和真核原界中的真菌、单细胞藻类和原生动物,以及非细胞形态的病毒。生动物,以及非细胞形态的病毒。微生物不是生物分类学上的单位。微生物不是生物分类学上的单位。第19页/共73页Bacteria(细菌)细菌)Cyanobacteria(蓝细菌)Actinomycetes(放线菌)放线菌)第20页/共73页Molds(霉菌霉菌)Yeast(酵母菌)酵母菌)第21页/共73页二、微生物与人类,特别是二、微生物与人类,特别是 农业的关系农业的关系第22页/共73页(4)引起水华和赤潮微生物的作用微生物的作用绪论第一节第23页/共73页第24页/共73页微生物引起人类病
10、害微生物引起人类病害第25页/共73页微生物引起动植物病害,微生物引起动植物病害,食品腐败食品腐败第26页/共73页生生 产产 食食 品品第27页/共73页生生 产产 药药 物物第28页/共73页污污 水水 处处 理理第29页/共73页 微生物与农业和畜牧业微生物与农业和畜牧业Microbiology微生物饲料农用抗菌素生物农药生物菌肥微生物蔬菜第30页/共73页微生物饲料菌体蛋白饲料饲料酵母维生素饲料发酵饲料青贮饲料饲料生物添加剂Microbiology微生物饲料微生物饲料第31页/共73页某些微生物能够产生具有抑制或杀死植物病原菌的物质,该物质称农用抗菌素。Microbiology农用抗菌
11、素农用抗菌素农用抗菌素第32页/共73页 细菌农药真菌农药病毒农药生物农药生物农药第33页/共73页微生物肥料微生物肥料细菌肥料(如根瘤菌肥、固氮菌肥、解磷菌类肥料、硅酸盐菌类肥料)放线菌肥料(如抗生菌肥料)真菌类肥料(如菌根真菌)复合(或复混)微生物肥料解磷菌类肥料、硅酸盐菌类肥料第34页/共73页降降 解解 农农 药药第35页/共73页增增 加加 土土 壤壤 肥肥 力力第36页/共73页三、三、微生物的命名(微生物的命名(Linnaeus双名法)双名法)学名学名=属名(名词)属名(名词)+种名(形容种名(形容词)词)属名属名属名属名规定了微生物的主要形态特征、生理特征等,规定了微生物的主要
12、形态特征、生理特征等,规定了微生物的主要形态特征、生理特征等,规定了微生物的主要形态特征、生理特征等,种名种名种名种名往往补充说明微生物的颜色、形状、用途等。往往补充说明微生物的颜色、形状、用途等。往往补充说明微生物的颜色、形状、用途等。往往补充说明微生物的颜色、形状、用途等。如:黑曲霉如:黑曲霉如:黑曲霉如:黑曲霉Aspergillus nigerAspergillus niger注意:注意:注意:注意:学名在书写时要用斜体字,属名第一个字母大学名在书写时要用斜体字,属名第一个字母大学名在书写时要用斜体字,属名第一个字母大学名在书写时要用斜体字,属名第一个字母大写,种名要小写。如写,种名要小
13、写。如写,种名要小写。如写,种名要小写。如大肠杆菌大肠杆菌大肠杆菌大肠杆菌(Escherichia coli Escherichia coli Castellani and ChalmersCastellani and Chalmers ).如果没有鉴定到种时,如果没有鉴定到种时,如果没有鉴定到种时,如果没有鉴定到种时,可只写属名,也可在其后加可只写属名,也可在其后加可只写属名,也可在其后加可只写属名,也可在其后加sp.sp.或或或或ssp.ssp.如如如如芽孢杆菌属芽孢杆菌属芽孢杆菌属芽孢杆菌属(BacillusBacillus)或(或(或(或(Bacillus Bacillus sspss
14、p.)绪论第一节第37页/共73页四四、微生物的共同特点、微生物的共同特点 1 体积小体积小,面积大面积大 2 吸收多吸收多,转化快转化快 3 生长旺生长旺,繁殖快繁殖快 4 适应性强适应性强,易变异易变异 5 分布广分布广,种类多种类多绪论第一节第38页/共73页 1 1、体积小,面积大、体积小,面积大 微生物的共同微生物的共同微生物的共同微生物的共同特点特点特点特点1 1比面值:比面值:某一物体单位体积所占有的表面积称为比面值(surface to volume ratio)比面值=表面积/体积 =4r2/(4/3)r3 =3/r第39页/共73页n n微生物的描述单位单位:细菌及霉菌用微
15、米微米m、病毒一般用纳纳米米nm边长体积表面积比面值1.0cm16cm261.0mm103 60cm2600.1mm106 600cm26000.01mm109 6000cm260001.0m1012 6m260 0000.1m1015 60m2600 0000.01m1018 600cm26 000 000绪论第一节第40页/共73页2 2、吸收多,转化快、吸收多,转化快 微生物的共同微生物的共同微生物的共同微生物的共同特点特点特点特点2 2 吸收、转化物质速度极快。吸收、转化物质速度极快。酵母菌:酵母菌:1公斤每天可发酵几千公斤糖生成公斤每天可发酵几千公斤糖生成 酒精。酒精。乳酸菌:乳酸菌
16、:(发酵乳糖的细菌发酵乳糖的细菌)每每1小时产乳酸是其小时产乳酸是其 体重的体重的1000 10000 倍。倍。第41页/共73页 3 3、生长旺,繁殖快、生长旺,繁殖快 微生物的共同微生物的共同微生物的共同微生物的共同特点特点特点特点3 3 生长最快的动物肉仔鸡:生长周期要二个月。生长最快的动物肉仔鸡:生长周期要二个月。大豆:生长周期至少大豆:生长周期至少100天。天。大肠杆菌(大肠杆菌(E.coli)在适宜条件下在适宜条件下37时的世代时间为时的世代时间为18min,每,每24 h可分裂可分裂80次,即增殖数为次,即增殖数为 280=1.21024=5000 吨吨第42页/共73页n n在
17、发酵工业上,利用微生物的这一特性可以大大提高生产效率,缩短发酵周期。n n在生物学基本理论的研究上,微生物具有极大的优越性,研究周期短,空间需求少,经费消耗低,产生效率高。第43页/共73页4 4、适应强,易变异、适应强,易变异微生物的共同特点微生物的共同特点4 营养来源广泛:营养来源广泛:“无论多高明的化学家,只要他合成一种化合物,无论这种合化物多么复杂,自然界早就存在能分解这种化合物的微生物。无论多高明的化学家,只要他合成一种化合物,无论这种合化物多么复杂,自然界早就存在能分解这种化合物的微生物。”不受地理、季节、气候等自然条件的限制。不受地理、季节、气候等自然条件的限制。从无机物到有机物
18、;从无毒物到有毒物;从结构简从无机物到有机物;从无毒物到有毒物;从结构简单到结构复杂的物质,微生物都能利用和降解。单到结构复杂的物质,微生物都能利用和降解。第44页/共73页 微生物有极其灵活的适应性,这是高等动植物微生物有极其灵活的适应性,这是高等动植物无法比拟的,诸如抗无法比拟的,诸如抗热热性、抗性、抗寒寒性、抗性、抗盐盐性、抗性、抗酸酸性、抗性、抗压力压力等能力。例如:在海洋深处的某些硫细等能力。例如:在海洋深处的某些硫细菌可在菌可在250-300之间生长;嗜盐细菌可在饱和之间生长;嗜盐细菌可在饱和盐水中正常生长繁殖;盐水中正常生长繁殖;Thiobacillus thiooxidans(
19、氧化硫杆菌氧化硫杆菌)在在pH1-2酸性环境中生长。酸性环境中生长。Bacillus.sp.(未定名未定名)的芽孢在琥珀内蜜蜂肠道中已的芽孢在琥珀内蜜蜂肠道中已保存了保存了2500万年万年-4000万年。万年。第45页/共73页 微生物的自然变异频率可达微生物的自然变异频率可达10-510-10,变异可涉及到任何形状,形态构造,代谢途径,生理特性,抗原抗性,产物种类,产物数量等变异可涉及到任何形状,形态构造,代谢途径,生理特性,抗原抗性,产物种类,产物数量等第46页/共73页n n容易发生变异:(实例)容易发生变异:(实例)n n 产黄青霉:生产青霉素的产黄青霉:生产青霉素的菌种菌种n n19
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