微生物学绪论

1.多学科交叉促进微生物学全面发展
20世纪40年代后，微生物自身的特点使其成为生 物学研究的“明星”，微生物学很快与生物学主流 汇合，并被推到了整个生命科学发展的前沿，获得 了迅速的发展，在生命科学的发展中作出了巨大的
贡献。
2. 微生物学在生命科学发展中的重要地位
（1）微生物是生物学基本理论研究中的理想实验对象， 对微生物的研究促进许多重大生物学理论问题的突破 基因和酶关系的阐明及“一个基因一个酶”的假说 ； 遗传的物质基础的阐明； 基因概念的发展； 遗传密码的破译； 基因表达调控机制的研究； 生物大分子合成的中心法则；
食谱广：
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。
繁殖快：
大肠杆菌一个细胞重约10 –12 克，平均20分钟繁殖一代 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
微生物与医药卫生
用“工程菌”生产药物



干 扰 素 脑 菲 肽 胰 岛 素 乙肝疫苗 众抗生素 各种单克隆抗体免疫血清
微生物与农业和畜牧业
微生物饲料 农用抗菌素 生物农药 生物菌肥 微生物能源
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
农用抗菌素


无细胞结构的病毒、类病毒、拟病毒等， 属于原核生物的细菌、放线菌、立克次氏体、衣原 体等， 属于真核生物的酵母菌和霉菌，单细胞藻类、原生 动物等。
微生物的类群
微生物是微小生物的总称，一般只有借助显微镜才能其进行 观察。 病毒
微生物
原核生物： 真细菌、古生菌 真核生物： 真菌（酵母、霉菌、蕈菌等）、 单细胞藻类、 原生动物等
微生物与工业

酶 工 业 氨基酸工业 有机酸工业 新材料开发 生物化 工 食品工 程
微生物与饮食、调味品
酱，酱油，豆豉 食 用 醋 发酵饮料 淹渍蔬菜 发酵面食 食药用菌 食用色素
食品添加剂
微生物与环保
微生物处理腈纶废水的塔式滤池
微生物工程
发酵工程又称微生物工程，是将微生物学、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；
2. 微生物与我们
微生物无处不在，我们无时不生活在“微生物的海洋”中。
细菌数亿/g土壤，土壤中的细菌总重量估计为：10034 × 10 12 吨； 每张纸币带细菌：900万个； 人体体表及体内存在大量的微生物： 皮肤表面：平均10万个细菌/平方厘米；
口腔：细菌种类超过500种； 肠道：微生物总量达100万亿， 粪便干重的1/3是细菌，每克粪便的细菌总数为：1000亿个；
都生存有大量的微生物！
从永冻冰层分离微生物
南极Vostok湖冰芯样品中的微生物
种类多：
微生物的生理代谢类型多； 代谢产物种类多；
微生物的种数“多”；
虽然目前已定种的微生物只有大约10万种，远较动植物为少， 但一般认为目前为人类所发现的微生物还不到自然界中微生 物总数的1%
级界宽：
三、微生物的发现和微生物学的建立与发展
（一）微生物的发现 我国8000年前就开始出现了曲蘖酿酒；
4000年前埃及人已学会烘制面包和酿制果酒； 2500年前发明酿酱、醋，用曲治消化道疾病； 公元2世纪，张仲景：禁食病死兽类的肉和不清洁食物； 公元前112年-212年间，华佗：“割腐肉以防传染”； 公元九世纪痘浆法、痘衣法预防天花； 1346年，克里米亚半岛上的法卡城之战； 16世纪，古罗马医生G.Fracastoro：疾病是由肉眼看不见 的生物(living creatures)引起的； 1641年，明末医生吴又可也提出“戾气”学说；
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。
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
农用抗菌素
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。
生物农药 细菌农药
真菌农药 病毒农药
生物菌肥 主要是根瘤菌肥即含 固氮菌活菌的肥料。
（二）微生物学的奠基及发展

微生物学 (Microbiology) 是研究微生物及其 生命活动规律的科学。即研究微生物在一定条 件下的形态结构、生理生化、遗传变异以及微 生物的进化、分类、生态等生命活动规律及其 与其他微生物之间，与动植物之间的相互关系， 与外界环境理化因素之间的相互关系，微生物 在自然界各种元素的生物地球化学循环中的作 用，微生物在工业、农业、医疗卫生、环境保 护、食品生产等各个领域中的应用，等等。
个体小:
测量单位：微米或钠米
个体小:
测量单位：微米或钠米
火 星 陨 石 中 发 现 的 细 菌 化 石 （ 直 径 10 nm
）
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”
Whittaker的五界分类系统
变异易：
个体小、结构简单、且多与外界环境直接接触 繁殖快、 数量多
突变率：10-5 – 10-10
短时间内产生大量的变异后代
变异易：
10000单位/ ml
青霉素的生产：
20单位/ ml（1943） 数百万-千万单位/次
青霉素的用量： 最高：10万单位/天（40年代）
三、20世纪的微生物学
十九世纪末到二十世纪中期： 微生物学：鉴定病原菌 研究免疫学及其在预防疾病中的作用、
寻找化学治疗药物、分析微生物的化学活性。
普通生物学：细胞的构造及其在繁殖和发展中的作 用、 植物和动物的遗传和进化的机制。
生化突变
细菌基因水平转移
微生物遗传学
对动植物起作用的遗传机制同样适用于微生物 肺炎双球菌转化实验 病毒重组实验 噬菌体感染实验 核酸是遗传的物质基础
物化学和化学工程学的基本原理有机结合起来， 利用微生物的生长和代谢活动来生产有用物质及 提供服务的工程技术。现代的发酵工程不仅包括 菌体的生产和代谢产物的发酵生产，还包括微生 物本身功能的利用。其主要内容包括工业价值菌 种的选育，“工程菌”的生产，发酵工艺条件的 优化与控制，发酵设备（发酵罐）的设计及产物 的分离、提取与精制和微生物功能的利用等内容。
（2）对生命科学研究技术的贡献
细胞的人工培养； 突变体筛选； DNA重组技术和遗传工程；
（3）微生物与“人类基因组计划”
作为模式生物；
基因与基因组的功能研究的重要工具;
（4）我国微生物学的发展
汤飞凡：沙眼病原体的分离和确证 陈华癸：根瘤菌固氮作用的研究
高尚荫：创建了我国病毒学的基础理论研究 和第一个微生物学专业

微生物工程的优越性：

ห้องสมุดไป่ตู้
微生物以比表面积（表面积与体积之比）、转化能 力、繁殖速度、变异与适应性和分布范围五大特殊 本领而著称。 酵母菌、乳酸菌、光合细菌、消化菌、反硝化菌、 枯草杆菌等

微生物工程中常用的微生物

2．与其他学科实现更广泛的交叉，获 得新的发展
1664年，英国人虎克（Robert Hooke）曾用原始的显微镜 对生长在皮革表面及蔷薇枯叶上的霉菌进行观察。
1676年，微生物学的先驱 荷兰人列文虎克（Antony van leeuwenhoek）首次
观察到了细菌。他没有上
过大学，是一个只会荷兰 语的小商人，但却在1680 年被选为英国皇家学会的 会员。
每个喷嚏的飞沫含4500-150000个细菌，重感冒患者为8500万。
少数微生物也是人类的敌人！
鼠疫； 天花； 梅毒； 小儿麻痹症； 肺结核； 麻疯病； 感冒； 脑膜炎； 艾滋病； 疯牛病； 埃博拉病毒；
非典
二、微生物的特点：
个体小、结构简、胃口大、食谱广、
繁殖快、易培养、数量大、分布广、
种类多、级界宽、易变异、抗性强、 休眠长、起源早、发现晚
绪
论
一、什么是微生物 二 、微生物的特点
三、微生物的发现和微生物学的建立与 发展
四、 20世纪的微生物学 五、 21世纪微生物学展望
一、什么是微生物

1.定义 定义：微生物是所有形体微小、单细胞或结构 较为简单的多细胞生物、甚至没有细胞结构的 生物的通称。 种类：微生物类群十分庞杂，包括：

海 洋 微 生 物 学
袁春营
教学参考书

1.黄秀梨主编.微生物学（第二版）,北京：高等教育 出版社，2003
2.沈萍主编.微生物学， 北京：高等教育出版社， 2000 3.李阜棣.胡正嘉主编.微生物学 ,第五版 北京：中国农 业出版社，2000 4.周德庆.微生物学教程，第二版，北京：高等教育出 版社，2002



参考教学网站（课件）
1.武汉大学微生物学教学网站 2.江南大学微生物学教学网站 3.华中农业大学微生物学微生物教学网站 4.华南师范大学微生物学教学网站 5.长春师范学院微生物学网络课程 6.安徽科技学院微生物学网站 7.江西农业大学精品课程 8.西北农林科技大学微生物学教学网站 9.山东大学生命科学院微生物学教学网站