沈萍版微生物第一章 导论

其他重要的微生物学奠基人
Eduard Buchner(1860-1917)德国人，1897年发现了酵母的无细胞 制剂可以将蔗糖转化为酒精，并对葡萄糖进行酒精发酵获得成功 从此，微生物学进入了生化研究阶段，并诞生了生物化学学科。 Lister 创立了消毒外科，并首次成功地进行了石炭酸消毒实验
汤飞凡 病毒学家、生物制品学家。沙眼病原— —沙眼衣原体（Chlamydia trachomatis） 的发现人
奠基期（1861——1896）
●开创寻找病原微生物的“黄金时期），并从形 态描述发展到生理学研究的水平 代表人物（Louis Pasteur， Robert Koch）
发展期（1897——1952）
●用无细胞酵母汁发酵酒精成功，开创微生物生 物化学的新时期。 ●普通微生物学作为一们学科开始形成
成熟期
有害方面：
引起人畜疾病 引起植物病害 引起食物腐败和多种物质变质等
4 .微生物学的产生与发展
史前期(8,000 BC—1676 AD)
●人类应用微生物,如发酵、酿造等，但是未发 现微生物的存在
初创期（1676——1860 ）
●世界上第一次发现微生物的存在 （Leeuwenhock 首先在显微镜下看到细菌） ●形态描述阶段
Antony van Leeuwenhoek (1632-1723)
微生物学的奠基人之一
Louis Pasteur (1822-1895)
意志、工作、成功，是人生的三 大要素。意志将为你打开事业的 大门；工作是入室的路径；这条 路径的尽头，有个成功来庆贺你 努力的结果……只要有坚强的意 志，努力的工作，必定有成功的 那一天。 ——巴斯德
免疫学——预防接种
鸡霍乱 牛羊炭疽 狂犬病
微生物具有发酵作用——奠定了微生物生理学基础
酒精发酵 （巴斯德效应） 乳酸发酵 丁酸发酵
巴斯德消毒
微生物学奠基人之一
Robert Koch(1843-1910)
从这微观世界里，涌现出这颗巨星；你征服了全世界，所 有人都感谢你；献上花环不凋零，世世代代永铭记。
★ 任何有其它生物生存的环境中，都能找到微生物。而 在其它生物不可能生存的极端环境中也有微生物存在。
● 分布广泛，种类繁多
万米深海、85公里高空、 地层下128米和427米 沉积岩中 都发现有微生物存在。
3.微生物与人类的关系
有益方面：
工业上酿酒，生产酶制剂和有机酸等 医药上抗生素，疫苗等 农业上杀虫、抗病、固氮、作饲料添加剂等 利用微生物进行沼气发酵、生产食用菌等
主要贡献
A 彻底否定“自生说”
B 免疫学——预防接种 C 奠定微生物生理学基础
自生说（spontaneous generation）
Aristotle (384-322) and others believed that living organisms could develop from non-living materials. 1688: Francesco Redi (1626-1678) was an Italian physician who refuted the idea of spontaneous generation by showing that rotting meat carefully kept from flies will not spontaneously produce maggots. 1836: Theodor Schwann (1810-1882) helped develop the cell theory of living organisms,namely that that all living organisms are composed of one or more cells and that the cell is the basic functional unit of living organisms.
2、微生物的一般特点
● 体积小，比表面积大 ● 吸收和转化快 ● 生长繁殖快 ● 易变异，适应性强 ● 分布广泛，种类繁多。
● 体积小，比表面积大
乳酸杆菌 豌豆 鸡蛋 体重200磅的人
120,000 6.0 1.5 0.3
● 吸收和转化快
• 地鼠每天消耗与体重等重的粮食； • 蜂鸟每天消耗两倍于体重的粮食； • 大肠杆菌每小时消耗2000倍于体重的糖。
Redi's experiment proving maggots are not spontaneously produced in rotten meat.
1861: Louis Pasteur‘s (1822-1895) 著名的曲颈瓶实验彻底 否定生物自生说.
Development of sterilization （灭 菌） Development of aseptic technique （无菌技术）
高尚荫（1909-1989）著名病毒学家。 通 过烟草花叶病毒的分析研究，证实了病 毒性质的稳定性；在国际上首次将流感 病毒培养于鸭胚尿囊液中；创立昆虫病 毒单层培养法，在家蚕卵巢、睾丸、肌 肉、气管、食道等组织培养中应用成 功；开展了昆虫病毒的物理、化学、生 物学的研究，为生物防治提供科学依 据；创办了中国最早的病毒学实验室和 病毒学专业
俞大绂（1901－1993）， 著名植物病 理学家，农业微生物学家和农业教育 家。我国植物病理学科奠基人之一，在 我国最早从事植物病毒病和细菌病害的 研究；首先报道小麦秆黑粉菌生理分化 性；并开创了植物抗病育种工作。60年 代以来，对真菌异核现象做了大量的研 究，为微生物遗传学开辟了新的领域。
1955年选聘为中国科学院院士（学部委员）。
●DNA结构模型的建立，微生物成为分子生物 学的重要研究对象。20世纪70年代后微生物成 为生物工程的主角
史前期（8000年前～1676年）
人们不自觉的在利用微生物，但却不知道微生物的存在。
中国人民在4000多年前龙山文化时期即利用谷物酿酒。 《本草纲目》 记载，公元前7世纪（唐朝），我国已开始食用菌的栽培 国外最早的酿酒记载是古埃及公元前2000年有关葡萄酒的制作 左襄公时(公元前556年)已知道狂犬病来源于疯狗，重视驱逐疯狗预防 狂犬病 公元326 ～336年葛洪《肘后方》中除详细记叙了 有关天花的症状外，还注意到了天花的流行方式 。 《医宗金鉴》中记载有种痘预防天花， 宋真宗时代(公元998～1022年)已广泛应用。 “龙山文化”时期的酒器
How fast can you grow?
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若干微生物的代时及每日增殖率
微生物名称 代时 每日分裂次数 温度 每日增殖率 乳酸菌 38分 38 25 2.7×1011 大肠杆菌 18分 80 37 1.2×1024 根瘤菌 110分 13 25 8.2×103 枯草杆菌 31分 46 30 7.0×1013 光合细菌 144分 10 30 1.0×103 酿酒酵母 120分 12 30 4.1×103 小球藻 7小时 3.4 25 10.6 念珠藻 * 23小时 1.04 25 2.1 硅藻 17小时 1.4 20 2.64 草履虫 10.4小时 2.3 26 4.92 * 为念珠蓝菌属 (Nostoc) 的旧称，与细菌同属原核生物。
Robert Koch 的主要贡献
A Koch 法则（Koch's postulates）
Hale Waihona Puke B 分离出结核分支杆菌 C 微生物研究技术
◆发现了许多病原菌，如炭疽杆 菌、结核杆菌、霍乱弧菌等； ◆发明了固体培养基，提出了纯 培养的概念和方法； ◆创造了细菌染色的方法.
柯赫(Koch)
他创立了疾病的种质学说，为医学 微生物学奠定了基础、他最先描述 了细菌芽胞及其耐热性(1867)；证明 炭疽杆菌是炭疽病的致因(1876)，发 现了结核菌(1882)， 他用固体培养 基获得了细菌的纯培养(1881)；作为 病原学研究指导的科赫法则(Koch's postulates)于1884年发表，至今在医 学微生物学和农业微生物学中起指 导作用
易变异、适应性强
★突变频率一般为10-5～10-10，但因繁殖快，数量 多，与外界环境直接接触，因而在短时间内可出 现大量变异的后代。
★ 青霉素产量变异举例
例如，青霉素生产菌 Penicillium chrysogenum(产黄青霉)的产量 1943年为每毫升发酵液中含20单位青霉素，40多年来，经过世界 各国微生物遗传育种工作者的不懈努力使该菌产量变异逐渐积 累，加上发酵条件的改进，目前世界上先进国家的发酵水平每毫 升已超过5万单位，甚至接近10万单位。
陈华癸（1914-2002），著名土壤微生物 学家，农业教育家，中国科学院学部委 员。对水旱两作稻田的微生物区系、营 养物质的生物循环，进行了开拓性的研 究。首次揭示了紫云英根瘤菌是一个独 立的互接种族，对紫云英根瘤菌剂的生 产和大面积推广应用起了开创的作用。 为华中农业大学的发展作出了积极的贡 献。
※发酵乳糖的细菌在1小时内就可以分解相当于 其自身重量1,000~10,000倍的乳糖，产生乳酸； ※1公斤酵母菌体，在一天内可发酵几千公斤的 糖，生成酒精；
How about you?
● 生长繁殖快
• ★ Escherichia coli 在最适的生长条件下，每12.5 ~20分钟细胞就能分裂一次。 • ★在液体培养基中，细菌细胞的浓度一般为 108~109个/ml。 • ★谷氨酸短杆菌：摇瓶种子→50吨发酵罐：52小 时内细胞数目可增加３２亿倍。
原核微生物(Prokaryotic microorganisms) 细菌(Bacteria) 古生菌(Archaea) 真核微生物(Eukaryotic Microorganisms) 真菌(fungi) 粘菌 (slime mold) 原生动物(protozoa) 单细胞藻类(Algea) 非细胞形态微生物 病毒(Virus) 亚病毒(subvirus)