微生物学基础1单元一 绪论电子课件.pptx

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1、微生物学基础1单元一 绪论电子课件微生物学基础（第二版）刘晓蓉刘晓蓉 石石 琳琳 张冬青张冬青冯爱娟冯爱娟 张媛媛张媛媛 谭才邓谭才邓单元一 绪论学习目标学习目标学习目标学习目标1了解微生物的分类、命名及生物学地位了解微生物的分类、命名及生物学地位2理解微生物学的概念、研究内容及发展概况。理解微生物学的概念、研究内容及发展概况。3掌握微生物的概念、类群及特点。掌握微生物的概念、类群及特点。单元一 绪论主要内容主要内容一、微生物概述一、微生物概述二、微生物学概述二、微生物学概述三、微生物的分三、微生物的分类与命名与命名四、微生物在生物界的地位四、微生物在生物界的地位一、微生物概述（一）微生物的概

2、念及其类群（一）微生物的概念及其类群1微生物的概念微生物的概念微生物不是分类学上的名词，是一切个体微小（微生物不是分类学上的名词，是一切个体微小（0.1mm）、构）、构造简单的微小生物的总称。造简单的微小生物的总称。2包括的类群包括的类群包括属于原核类的细菌（真细菌和古细菌）、放线菌、蓝细菌包括属于原核类的细菌（真细菌和古细菌）、放线菌、蓝细菌（旧称（旧称“蓝绿藻蓝绿藻”或或“蓝藻蓝藻”）、枝原体（又称支原体）、立）、枝原体（又称支原体）、立克次氏体和衣原体；属于真核类的真菌（酵母菌、霉菌及蕈菌）克次氏体和衣原体；属于真核类的真菌（酵母菌、霉菌及蕈菌）、原生动物和显微藻类；以及属于非细胞类的病

3、毒和亚病毒、原生动物和显微藻类；以及属于非细胞类的病毒和亚病毒（类病毒、拟病毒和朊病毒）。（类病毒、拟病毒和朊病毒）。一、微生物概述（二）微生物的特点（二）微生物的特点1个体小，作用大个体小，作用大微生物个体非常微小，度量其大小的单位是微米（微生物个体非常微小，度量其大小的单位是微米（m），甚至是纳米），甚至是纳米（nm）。）。2分布广，种类多分布广，种类多微生物的分布非常广泛，地球上除了火山中心区域外，从土壤圈、水微生物的分布非常广泛，地球上除了火山中心区域外，从土壤圈、水圈、大气圈到岩石圈，到处都有微生物的踪迹。圈、大气圈到岩石圈，到处都有微生物的踪迹。微生物的种类繁多主要体现在：微生物的

4、种类繁多主要体现在：（1）种数）种数多样多样（2）代谢类型）代谢类型多样多样（3）代谢产物多样）代谢产物多样（4）遗传基因多样）遗传基因多样 一、微生物概述3代谢旺，繁殖快代谢旺，繁殖快比表面积大，有利于微生物吸收营养和排泄代谢产物，因此代谢作用比表面积大，有利于微生物吸收营养和排泄代谢产物，因此代谢作用旺盛。旺盛。微生物的繁殖速度非常快。大肠杆菌在合适的条件下，每微生物的繁殖速度非常快。大肠杆菌在合适的条件下，每12.520min就可分裂一次就可分裂一次。4适应强，易变异适应强，易变异微生物对外界环境条件具有很强的适应能力，能耐高（低）温、耐酸微生物对外界环境条件具有很强的适应能力，能耐高（

5、低）温、耐酸碱、耐毒物、抗高压、抗辐射、抗高盐等，因为微生物在进化过程中碱、耐毒物、抗高压、抗辐射、抗高盐等，因为微生物在进化过程中产生了许多灵活的代谢调控机制，产生了多种诱导酶；微生物在菌体产生了许多灵活的代谢调控机制，产生了多种诱导酶；微生物在菌体外产生保护层，或形成休眠体。外产生保护层，或形成休眠体。微生物结构简单，缺乏免疫监控系统，加之它们繁殖快、数量多且与微生物结构简单，缺乏免疫监控系统，加之它们繁殖快、数量多且与外界环境直接接触，因此易变异，自发突变频率一般为外界环境直接接触，因此易变异，自发突变频率一般为10-510-10。在生产实践中，人们常利用这个特性来保藏菌种和诱变育种。在

6、生产实践中，人们常利用这个特性来保藏菌种和诱变育种。二、微生物学概述（一）微生物学及其分科（一）微生物学及其分科微生物学是一门研究微生物的形态构造、营养特点、生理微生物学是一门研究微生物的形态构造、营养特点、生理生态、遗传变异、生态分布和分类进化等生命活动基本规生态、遗传变异、生态分布和分类进化等生命活动基本规律，并将其应用于工业发酵、医药卫生、生物工程和环境律，并将其应用于工业发酵、医药卫生、生物工程和环境保护等实践领域的科学。保护等实践领域的科学。研究微生物的目的在于发掘、利用、改善和保护有益微生物，研究微生物的目的在于发掘、利用、改善和保护有益微生物，控制、消灭或改造有害微生物，更好地服

7、务于人类。控制、消灭或改造有害微生物，更好地服务于人类。二、微生物学概述微生物学分化形成了很多分支学科微生物学分化形成了很多分支学科：按研究对象按研究对象分为分为细菌学、真菌学、病毒学、菌物学等细菌学、真菌学、病毒学、菌物学等；按应用领域按应用领域分为分为工业微生物学、农业微生物学、医学微生物学、药用微生物学、工业微生物学、农业微生物学、医学微生物学、药用微生物学、兽医微生物学、食品微生物学等兽医微生物学、食品微生物学等；按生命活动规律按生命活动规律分为分为微生物生理学、微生物生物化学、微生物遗传学、微生物生态学、微生物生理学、微生物生物化学、微生物遗传学、微生物生态学、分子微生物学、微生物分

8、类学、细胞微生物学、微生物基因组学等分子微生物学、微生物分类学、细胞微生物学、微生物基因组学等。二、微生物学概述（二）微生物学发展简史（二）微生物学发展简史微生物学的形成与发展过程，可分为四个时期微生物学的形成与发展过程，可分为四个时期：1感性认识时期感性认识时期这个时期这个时期未发现微生物个体未发现微生物个体，但人类已在不自觉的应用微生物进行酿但人类已在不自觉的应用微生物进行酿酒、发面、酿醋、制酱、沤肥、轮作、治病等活动。酒、发面、酿醋、制酱、沤肥、轮作、治病等活动。2形态学时期形态学时期这个时期这个时期第一次发现了微生物个体并对微生物进行形态描述。第一次发现了微生物个体并对微生物进行形态描

9、述。列文虎克是微生物学先驱者列文虎克是微生物学先驱者。自制了世界上第一台显微镜，放大倍数。自制了世界上第一台显微镜，放大倍数为为50300倍。他观察到了一些细菌和原生动物，称为倍。他观察到了一些细菌和原生动物，称为“微动体微动体”，首，首次揭示了微生物世界；一生发表论文约次揭示了微生物世界；一生发表论文约400篇。由于他的伟大贡献，篇。由于他的伟大贡献，1680年当选为英国皇家学会会员。年当选为英国皇家学会会员。二、微生物学概述3生理学时期生理学时期这个时期这个时期开始创立微生物学开始创立微生物学。巴斯德是微生物学的奠基人。巴斯德是微生物学的奠基人。其主要贡献：其主要贡献：彻底否定了彻底否定了

10、“自然发生自然发生”学说学说；证实了酒精发酵证实了酒精发酵由酵母菌引起，还发现了乳酸发酵、醋酸发酵、丁酸发酵等都由不由酵母菌引起，还发现了乳酸发酵、醋酸发酵、丁酸发酵等都由不同细菌引起同细菌引起，为研究微生物的生理生化奠定了基础为研究微生物的生理生化奠定了基础；将病原菌减将病原菌减毒，成功研制了疫苗。巴斯德发明了接种减毒病原菌来预防鸡霍乱毒，成功研制了疫苗。巴斯德发明了接种减毒病原菌来预防鸡霍乱病以及牛、羊炭疽病，并制成狂犬病疫苗病以及牛、羊炭疽病，并制成狂犬病疫苗；发明了巴氏消毒法发明了巴氏消毒法；解决了当时法国葡萄酒变质和家蚕软化病等生产上的难题。解决了当时法国葡萄酒变质和家蚕软化病等生产

11、上的难题。二、微生物学概述曲颈瓶实验二、微生物学概述3生理学时期生理学时期柯赫是细菌学的奠基人。柯赫是细菌学的奠基人。在病原菌的研究、细菌的分离培养等方面在病原菌的研究、细菌的分离培养等方面作出了杰出贡献作出了杰出贡献：发明了固体培养基，并建立了利用固体培养基发明了固体培养基，并建立了利用固体培养基分离纯化微生物的技术。分离纯化微生物的技术。分离到许多微生物，如炭疽杆菌、结核分离到许多微生物，如炭疽杆菌、结核分支杆菌、链球菌、霍乱弧菌等。分支杆菌、链球菌、霍乱弧菌等。提出了有名的柯赫法则，即证提出了有名的柯赫法则，即证明某种微生物为某种疾病病原体所必须具备的条件，这一法则至今明某种微生物为某种

12、疾病病原体所必须具备的条件，这一法则至今仍指导动、植物病原菌的鉴定。仍指导动、植物病原菌的鉴定。创立了许多显微镜技术，创立了许多显微镜技术，如细菌如细菌鞭毛染色法、悬滴培养法、显微摄影技术等。鞭毛染色法、悬滴培养法、显微摄影技术等。布赫纳布赫纳是生物化学的奠基人。是生物化学的奠基人。1897年用酵母菌无细胞压榨汁将葡萄年用酵母菌无细胞压榨汁将葡萄糖进行酒精发酵取得成功，发现了微生物酶的作用，从此将微生物糖进行酒精发酵取得成功，发现了微生物酶的作用，从此将微生物学推进到了生化研究的阶段。学推进到了生化研究的阶段。二、微生物学概述4分子生物学时期分子生物学时期J.D.Watson和和H.F.C.C

13、rick是分子生物学奠基人，是分子生物学奠基人，建立建立了了DNA双螺旋结构模型双螺旋结构模型。本时期的特点：本时期的特点：广泛运用分子生物学理论和现代研究方法，广泛运用分子生物学理论和现代研究方法，深刻揭示微生物的各种生命活动规律；微生物的分支学科深刻揭示微生物的各种生命活动规律；微生物的分支学科飞速发展；以基因工程为主导，把传统的工业发酵提高到飞速发展；以基因工程为主导，把传统的工业发酵提高到发酵工程新水平；微生物基因组的研究促进了生物信息学发酵工程新水平；微生物基因组的研究促进了生物信息学时代的到来。时代的到来。三三、微生物的分类与命名、微生物的分类与命名 1微生物的分微生物的分类微生物

14、的分微生物的分类，有界、，有界、门、纲、目、科、属、种等七、目、科、属、种等七级分分类单位。有位。有时在两个主要分在两个主要分类单位之位之间，还可加上次可加上次级分分类单位，如位，如“亚门”、“亚纲”、“亚目目”、“亚科科”、“亚属属”、“亚种种”等，在科与属之等，在科与属之间有有时可加可加“族族”一一级。三三、微生物的分类与命名、微生物的分类与命名微生物的微生物的“种种”，是一大群表型特征高度相似、亲缘关系极其接近、，是一大群表型特征高度相似、亲缘关系极其接近、与同属内的其他物种有着明显差异的菌株的总称。与同属内的其他物种有着明显差异的菌株的总称。种是分类的最小单位。在种以下还可用亚种、型和

15、菌株等。种是分类的最小单位。在种以下还可用亚种、型和菌株等。（1）亚种）亚种 在一个种内，根据少数几个稳定的变异特征或遗传性状区在一个种内，根据少数几个稳定的变异特征或遗传性状区分成小群，一个种分成的两个或多个小群，称为亚种，如金黄色葡分成小群，一个种分成的两个或多个小群，称为亚种，如金黄色葡萄球菌厌氧亚种。萄球菌厌氧亚种。（2）型）型 曾用作菌株的同义词，现仅作若干变异型的后缀，如生物变曾用作菌株的同义词，现仅作若干变异型的后缀，如生物变异型、形态变异型、致病变异型、噬菌变异型异型、形态变异型、致病变异型、噬菌变异型、血清变异型等。血清变异型等。（3）菌株）菌株 菌株又称品系。表示任何由一个

16、独立分离的单细胞（或单菌株又称品系。表示任何由一个独立分离的单细胞（或单个病毒粒）繁殖而成的纯遗传型群体及其一切后代。因此，一种微个病毒粒）繁殖而成的纯遗传型群体及其一切后代。因此，一种微生物的每一个不同来源的纯培养物或纯分离物均可称为某菌种的一生物的每一个不同来源的纯培养物或纯分离物均可称为某菌种的一个菌株。菌株常用字母、编号、地址和或其他符号来表示，如生产个菌株。菌株常用字母、编号、地址和或其他符号来表示，如生产淀粉酶的枯草芽孢杆菌淀粉酶的枯草芽孢杆菌BF 7658，生产蛋白酶的栖土曲霉，生产蛋白酶的栖土曲霉3.942等。等。三三、微生物的分类与命名、微生物的分类与命名2微生物的命名微生物

17、的命名微生物的命名采用双名法，由属名和种名微生物的命名采用双名法，由属名和种名组成，用斜体表示。成，用斜体表示。属名在前，第一个字母大写。种名在后，全部字母小写。学名属名在前，第一个字母大写。种名在后，全部字母小写。学名后后还附上首次命名者的名字和命名年份，用正体字表示。附上首次命名者的名字和命名年份，用正体字表示。如金黄色葡萄球菌如金黄色葡萄球菌Staphylococcus aureus Rosenbach 1884，蜡，蜡状芽状芽孢杆菌杆菌Bacillus cereus Frankland et Frankland 1887。一般，后面的正体字部分可以省略。一般，后面的正体字部分可以省略。

18、四四、微生物在生物界的地位、微生物在生物界的地位18世纪中叶，生物分成两大界，即动物界和植物界。世纪中叶，生物分成两大界，即动物界和植物界。近代提出三界、四界、五界、六界生物分类系统近代提出三界、四界、五界、六界生物分类系统。我国微生物学家王大耜提出的六界分类系统，包括病毒界、原我国微生物学家王大耜提出的六界分类系统，包括病毒界、原核生物界、真核原生生物界、真菌界、动物界和植物界。核生物界、真核原生生物界、真菌界、动物界和植物界。20世纪世纪70年代后期，提出生命三域学说。年代后期，提出生命三域学说。1990年把三域改为古生菌、细菌和真核生物。除动物和植物以年把三域改为古生菌、细菌和真核生物。

19、除动物和植物以外，其他绝大多数生物都属于微生物的范畴。外，其他绝大多数生物都属于微生物的范畴。由此可见，微生物在生物界中占据非常重要的地位。由此可见，微生物在生物界中占据非常重要的地位。思考题1什么是微生物？微生物有哪些主要类群？什么是微生物？微生物有哪些主要类群？2微生物有哪些特点？请举例说明。微生物有哪些特点？请举例说明。3简述生物界的六界分类系统。简述生物界的六界分类系统。4微生物学发展史分为哪几个时期？各个时期的代表人物和特点微生物学发展史分为哪几个时期？各个时期的代表人物和特点是什么？我国人民在微生物学发展史上占有什么地位？是什么？我国人民在微生物学发展史上占有什么地位？5名词解释：亚种、型、菌株、分辨率、工作距离。名词解释：亚种、型、菌株、分辨率、工作距离。6试讨论微生物的多样性。试讨论微生物的多样性。7为什么称列文虎克为为什么称列文虎克为“微生物学先驱者微生物学先驱者”，巴斯德为，巴斯德为“微生物微生物学奠基人学奠基人”，柯赫为，柯赫为“细菌学奠基人细菌学奠基人”？8举例说明微生物在推动生命科学基础理论研究中的贡献。举例说明微生物在推动生命科学基础理论研究中的贡献。