微生物学绪论

面积/体积比： 1， 30万 面积/体积比：人 = 1，大肠杆菌 = 30万；
这样大的比表面积特别有利于它们和周围环
境进行物质、能量、信息的交换。微生物的其它很 境进行物质、能量、信息的交换。 多属性都和这一特点密切相关。 多属性都和这一特点密切相关。
结构简： 无细胞结构（病毒）； 结构简： 无细胞结构（病毒）；
从永冻冰层分离微生物
南极Vostok湖冰芯样品中的微生物 南极Vostok湖冰芯样品中的微生物 Vostok
种类多： 种类多：
t 微生物的生理代谢类型多； 微生物的生理代谢类型多； t 代谢产物种类多； 代谢产物种类多； t 微生物的种数“多”； 微生物的种数“
虽然目前已定种的微生物只有大约10万种，远较动植 虽然目前已定种的微生物只有大约10万种， 10万种 物为少， 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% 1%。 到自然界中微生物总数的1%。
易培养： 易培养：
很多细菌都可以非常方便地进行人工培养！ 很多细菌都可以非常方便地进行人工培养！
数量大： 数量大：
在自然界中（土壤、水体、空气，动植物体内和体表） 在自然界中（土壤、水体、空气，动植物体内和体表） 都生存有大量的微生物！ 都生存有大量的微生物！ 分析表明，微生物占地球生物总量的60%！ 分析表明，微生物占地球生物总量的60%！ 60%
分布广： 分布广：
人迹可到之处，微生物的分布必然很多， 人迹可到之处，微生物的分布必然很多， 而人迹不到的地方，也有大量的微生物存在！ 而人迹不到的地方，也有大量的微生物存在！
t 数十公里的高空（最高为离地85公里，须用火箭采样）； 数十公里的高空（最高为离地85公里，须用火箭采样）； 85公里 t 几千米的地下； 几千米的地下； t 强酸、强碱、高热的极端环境； 强酸、强碱、高热的极端环境； t 常年封冻的冰川； 常年封冻的冰川；
细菌抗药性的产生： 细菌抗药性的产生：
抗（逆）性强： 性强：
抗热：有的细菌能在265个大气压， 抗热：有的细菌能在265个大气压，250 ℃的条件下生长 265个大气压 自然界中细菌生长的最高温度可以达到121 自然界中细菌生长的最高温度可以达到121 ℃ ； 有些细菌的芽孢，需加热煮沸8小时 加热煮沸8小时才被杀死 有些细菌的芽孢，121 科学家发现一种食铁微生物可在121度高温下繁殖 才被杀死； 科学家发现一种食铁微生物可在121度高温下繁殖 才被杀死；
第1章
绪
论
一、本学期的教学安排
二、微生物与我们
√
三、微生物的发现和微生物学的建立与发展 四、微生物的类群与特点
考试成绩
t 期末考试卷面成绩：70分； 期末考试卷面成绩： 分 t 平时成绩：30分； 平时成绩： 分 1、平时作业：0～15分； 、平时作业： ～ 分
平时成绩
2、学习交流：0～10分 、学习交流： ～ 分
相当于4000个地球的重量！ 个地球的重量！ 相当于 个地球的重量
一头500 kg的食用公牛，24小时生产 0.5 kg蛋白质 的食用公牛， 小时生产 蛋白质, 一头 的食用公牛 蛋白质 而同样重量的酵母菌，以质量较次的糖液（如糖蜜） 而同样重量的酵母菌，以质量较次的糖液（如糖蜜） 和氨水为原料， 小时可以生产 优质蛋白质。 和氨水为原料，24小时可以生产 50000 kg优质蛋白质。 优质蛋白质
（课堂问答、个别交流、参与教学工作） 课堂问答、个别交流、参与教学工作）
3、出勤情况：0～5分； 、出勤情况： ～ 分
本课程的学习参考资料
1、报刊及网上与微生物学相关的科技新闻； 2、参考书： （1）微生物学学习指导与习题解析，肖敏、沈萍，高教社，2005 ）微生物学学习指导与习题解析，肖敏、沈萍，高教社，2005
3、参考杂志 生命的科学” “微生物学通报”、“微生物学杂志”、“科学”、 “生命的科学” 微生物学通报” 微生物学杂志” 科学”
微生物的特点：
个体小、结构简 胃口大 食谱广、 个体小 结构简、胃口大 食谱广 结构简 胃口大、食谱广 繁殖快、易培养、数量大 分布广 分布广、 繁殖快 易培养、数量大、分布广 易培养 种类多、级界宽 变异易 抗性强、 种类多 级界宽、变异易 抗性强 级界宽 变异易、抗性强 休眠长、起源早 发现晚 休眠长 起源早、发现晚 起源早
抗（逆）性强： 性强：
抗热：有的细菌能在265个大气压， 抗热：有的细菌能在265个大气压，250 ℃的条件下生长 265个大气压 自然界中细菌生长的最高温度可以达到121 自然界中细菌生长的最高温度可以达到121 ℃ ； 有些细菌的芽孢， 加热煮沸8小时才被杀死； 有些细菌的芽孢，需加热煮沸8小时才被杀死； 才被杀死 抗寒：有些微生物可以在―12℃ － ―30℃的低温生长； 的低温生长； 抗寒：有些微生物可以在―12 抗酸碱：细菌能耐受并生长的pH范围： 0.5－13； 抗酸碱：细菌能耐受并生长的pH范围：pH 0.5－13； pH范围 耐渗透压：蜜饯、腌制品，饱和盐水（ 32%)中 耐渗透压：蜜饯、腌制品，饱和盐水（NaCl, 32%)中 都有微生物生长； 都有微生物生长； 抗压力：有些细菌可在1400个大气压下生长； 抗压力：有些细菌可在1400个大气压下生长； 1400个大气压下生长
单细胞； 单细胞； 简单多细胞； 简单多细胞；
胃口物的时间： 消耗自身重量2000倍食物的时间： 2000倍食物的时间 大肠杆菌： 大肠杆菌： 人
1小时 500年 400斤 年计算） ：500年（按400斤/年计算）
食谱广： 食谱广：
微生物获取营养的方式多种多样， 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！ 是动植物完全无法相比的！
级界宽： 级界宽：
Whittaker的五界分类系统 Whittaker的五界分类系统
级界宽： 级界宽：
Woese三原界分类系统 Woese三原界分类系统
变异易： 变异易：
个体小、结构简、 个体小、结构简、且多与外界环境直接接触 繁殖快、 繁殖快、 数量多
突变率： 突变率：10-5 – 10-10
纤维素、木质素、几丁质、角蛋白、石油、甲醇、 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、 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： 繁殖快：
大肠杆菌一个细胞重约10 平均20分钟繁殖一代 大肠杆菌一个细胞重约 –12 克，平均 分钟繁殖一代 24小时后： 4722366500万亿个后代，重量达到：4722吨 小时后： 万亿个后代， 小时后 万亿个后代 重量达到： 吨 48小时后：2.2 × 10 43个后代，重量达到2.2 × 10 25 吨 小时后： 个后代，重量达到 小时后
个体小: 个体小:
测量单位： 测量单位：微米或钠米
t 杆菌的平均长度：2 微米； 杆菌的平均长度： 微米； t 1500个杆菌首尾相连= 一粒芝麻的长度； 1500个杆菌首尾相连= 一粒芝麻的长度； 个杆菌首尾相连 t 10-100亿个细菌加起来重量 = 10-100亿个细菌加起来重量 t 1毫克
976《科学》杂志（Science, Vol. 301, Issue 5635, 976-978, August 科学》杂志（ 15,2003）发表的一篇论文表明， 121度 15,2003）发表的一篇论文表明，研究人员发现了一种能够在121度 高温下生存 繁殖的食铁微生物。如果微生物会嘲弄别人的话， 繁殖的食铁微生物。如果微生物会嘲弄别人的话，这种微生物一定会嘲笑那些 在上周的欧洲热浪中有诸多抱怨的人们。 在上周的欧洲热浪中有诸多抱怨的人们。 来自阿姆赫斯特马萨诸塞大学的研究人员Kazem Kashefi和 Lovley发 来自阿姆赫斯特马萨诸塞大学的研究人员Kazem Kashefi和Derek Lovley发 现这种微生物并将之成为“121株 目前该微生物还没于科学名称。 现这种微生物并将之成为“121株”，目前该微生物还没于科学名称。科学家在太 平洋深海海床火山口发现这种微生物，该地的温度可以高达400摄氏度。 400摄氏度 平洋深海海床火山口发现这种微生物，该地的温度可以高达400摄氏度。两位研 究人员将121株放在121摄氏度的烤箱中， 121株放在121摄氏度的烤箱中 究人员将121株放在121摄氏度的烤箱中，结果发现这种微生物竟然很适合这一温 菌落大小很快就增大到原来的两倍。 度，菌落大小很快就增大到原来的两倍。这比以前报告的微生物最高生存温度高 出8摄氏度。 Lovley表示，研究这种食铁的121株微生物可以为我们揭示35亿年前第一种 Lovley表示，研究这种食铁的121株微生物可以为我们揭示35亿年前第一种 表示 121株微生物可以为我们揭示35 生命形式演化所处的环境。 生命形式演化所处的环境。
（2）《微生物学教程》（第2版），周德庆，高教社，2002 微生物学教程》（第2版），周德庆，高教社，2002 （3））“Microbiology”， Lansing M. Prescott,Donald Klein, ））“Microbiology”， Harley，McGrawEducation，2002、 John Harley，McGraw-Hill Higher Education，2002、2004 及其中译本（高等教育出版社，2003） 及其中译本（高等教育出版社，2003） 2003
短时间内产生大量的变异后代
变异易： 变异易：
10000单位/ 10000单位/ ml 单位
青霉素的生产： 20单位 ml（1943） 青霉素的生产： 20单位/ ml（1943） 单位/
数百万-千万单位/ 数百万-千万单位/次
青霉素的用量： 最高：10万单位 青霉素的用量： 最高：10万单位/天（40年代） 万单位/ 40年代 年代）
科学家建议寻找地下50公里生命 科学家建议寻找地下50公里生命 50