环境微生物学 绪论

最原始的细菌
• 美国 黄石 国家 公园 温泉
产芽孢细菌和真菌孢子在干燥条件下能 保藏几十年、几百年甚至上千年。耐酸 碱、耐缺氧、耐毒物、抗辐射、抗静水 压等特性在微生物中也极为常见。
——嗜盐红螺菌大量滋生时的红盐田
提问:自然界中什么地方没有微生物呢？
• 有火的地方
—自电
• 微生物只怕“火” 影《佛
• 2.细胞形态的微生物
• 2.1 原核微生物
• 细菌、古菌、放线菌、蓝细菌、支原体、衣原体、立克次氏体
• 2.2 真核微生物
• 藻类、真菌（酵母菌、霉菌）、原生动物、微型后生动物
四、微生物的特点
（一）个体极小，比表面积大 （二）繁殖快、代谢速率快 （三）数量多 （四）易变异 （五）种类多、分布广、代谢类型多样
生物界中，微生物具有最高的繁殖速度。 尤其是以二分裂方式繁殖的细菌，其速度 更是惊人。
E.coli每分裂一次时间为12.5-20.0min，按20min计算，每 小时可分裂3次，每昼夜72次，4722366500万亿个（重约 4722吨），48h为2.2×1043个（约等于4000个地球的重量）， 由于种种条件限制，细菌的指数分裂只能维持数小时，因而 在液体培养基中，细菌数能达到108-109个/ml。
环境微生物学
环境与公共卫生学院
• 几点说明:
• 关于课程安排 (72=42+30） • 关于考试（期末80％＋实验10％＋平时10％） • 学科特点
• 实验科学 • 概念多，描述性内容多 • 年轻学科，发展快 • 和我们的生活密切相关
绪论-微生物学基础
?
• 1.你所知道的微生物有那些？ • 2.微生物有什么作用？ • 3.当看到或听到细菌这个词时，首先想到什么？
陀转》
释迦牟尼佛—义务教育工作者
（公元前624年～公元前544年，古印度）
《法华经》“----众生妄心如太末虫（极微 末的虫，微生物），处处能缘，独不能缘 于火焰---”
微生物—自然界的分解者
• 提问：结合微生物的特点，为什么它是治污 的主力军？
（三）数量多
因为繁殖速度快，所以数量多 凡有微生物生存的地方，它们通常都拥有巨大的 数量。
(1)土壤是微生物的“大本营”， 其中细菌数量达数亿个／g，放线 菌孢子达数千万个／g，霉菌孢子 达数百万个／g，酵母菌达数十万 个／g;
(2)全世界海洋中微生物 的总重量约280亿吨
• (3) 人 体 肠 道 内 有 100~400 种不同种类的微生物，菌 体总数达100万亿个左右。
• 人体细胞数量50万亿
(4)新鲜叶子表面微生物数量达100多万个／g
(5) 每张纸币上的细菌数平 均多达900万个，大肠杆菌 检出率达87.9％。
(6)一个喷嚏约含菌4，500— 150，000个，感冒患者的一 个喷嚏含细菌多达8,500万个。
• 一系列的调查 数据表明，我 们是生活在一 个被大量微生 物包围着的环 境中。
内容
• 一、微生物定义 • 二、微生物种类 • 三、微生物在生物界的分类地位 • 四、微生物的特点 • 五、微生物命名-双名法 • 六、微生物学定义及其分科
一、微生物定义
• 一切肉眼看不到或看不清楚的微小生物的总称。 它们是一些个体微小，构造简单的低等生物。
• 一般来说，直径≤1mm（0.1mm)的生物都是 微生物，属于微生物学研究的范畴。
(五) 种类多、分布广、代谢类型多样
• 种类多
• 目前已经知道的动物约有150万种，植物50万种，微生物 约20万种。其中细菌、放线菌约1500种。
• 苏联微生物学家伊姆舍涅茨基曾估计，“目前我们所了 解的微生物总数，至多也不超过生活在自然界中的微生 物总数的10％”。如果这一估计不错的话，将来的某一 天，微生物的总数可能会超过目前动、植物的种数之和。
分布广
• 分布在地球的每一个毛 孔，地球真正的主人。
微生物对环境条件尤其是恶劣条件具有
惊人的适应能力。
海洋深处硫细菌可在 250-300℃下生存。
Biblioteka Baidu
大多数细菌能耐受0~-196℃低温
嗜盐菌能在32%饱和盐水中正常生活
氧化硫硫杆菌能生长在5~10%（pH0.5）的硫
酸溶液中。
• 1.形体微小
• 肉眼观察不到，借助工具：光学显微镜、电子 显微镜
• 测量单位：微米 纳米
• 2.结构简单
• 无细胞结构 • 具原核 • 真核单细胞，或简单多细胞
• 3.进化地位低
微生物大小
二、微生物种类
• 1.非细胞形态的微生物
• 病毒（植物病毒、动物病毒、细菌病毒等）、类病毒、拟病毒等
(一)个体极小，比表面积大
例如 杆菌的长度约2um，故1500个杆菌头尾衔接 起来仅有一颗芝麻长(3mm)。
光学显微镜的分辨率 为0.2um，可以看见大 部分微生物的轮廓。
病毒小于0.2um，需 通过电子显微镜才可 看见.
电子显微镜的分辨率 为0.2～0.4nm,利用电 子显微镜可以清晰地 看见各种微生物的结 构。
艾滋病毒攻击人体淋巴细胞 电子显微镜放大十万倍 4mm:40nm
比表面积
＝30万倍
乳酸杆菌一小时内生成的乳酸约为其体重的1000～10000 倍；但一个人如要产生相当于其体重1000倍的代谢物则需 要40多年。
是五大共性的基础
巨大的营养吸收面、代谢废物的排泄面和环境信息的接受面。
(二)代谢速率快、繁殖快
发酵乳糖的细菌在1h可分解自身重1000-10000倍的乳糖， Candida utilis合成蛋白质能力比大豆强100倍，比食用公牛 强10万倍。
=48h 400
微生物这个特性为它们生长繁殖和产生大量代谢 产物提供了物质基础，人类对微生物的利用主要体 现在它们的生物化学转化能力。
根据这一特点可应用于发酵工业，解决人口与粮 食的矛盾。
(四)易变异
• 为什么微生物较其他生物容易变异呢？ • 各种生物变异频率一样：十分低(如10-5～10-10） • 数量大、保护能力差
• 多数微生物为单细胞，结构简单，整个细胞直接与环境接 触，易受环境因素影响，引起遗传物质DNA的改变而发生变 异，由于数量庞大，也可以在短时间内出现大量变异后代， 当环境变化时，微生物会大量死亡，活下来的微生物往往 会发生结构和生理特性的变异以适应变化了的环境。