西华师范大学微生物学课件1(宋波老师)

温度（ 温度（℃ ） 25 37 25
每日增殖率 2.7×1011 × 1.2×1024 × 8.2×103 ×
实践意义： 实践意义： （1）发酵工业上：具有生产效率高、发酵周期短的优点。 ）发酵工业上：具有生产效率高、发酵周期短的优点。 （2）基础理论研究：它使科研周期大为缩短、经费减少、 ）基础理论研究：它使科研周期大为缩短、经费减少、 效率提高。 效率提高。 （3）有害微生物：但对于病原菌，霉腐微生物来说这个特 ）有害微生物：但对于病原菌， 性会给人类带来极大的麻烦甚至祸害，因此应加以控制。 性会给人类带来极大的麻烦甚至祸害，因此应加以控制。
形态 ◆球菌 ◆杆菌 ◆螺旋菌
能量代谢 ◆化能 ◆光能
需氧情况 ◆好氧 ◆厌氧 兼性，专性） （兼性，专性）
具有真正细胞核， 具有真正细胞核， 和核膜与核仁分化 的较高等的微生物
酵母菌(Yeasts) 酵母菌 真菌 丝状真菌－霉菌 丝状真菌－霉菌(Mould,Mold) 担子菌(Basidiomycetes) (蘑菇，木耳等) 蘑菇，木耳等) 担子菌
0.02µg/ml
200µg/ml
二微生物在生物界中的地位及分类
1在生物界上的地位 2 微生物的分类
1在生物学上的地位
Cellular Evolution:三域学说 三域学说
古生菌域
真核生物域
细菌域
古菌域包括嗜泉古菌界 ）、广 （Crenarchaeota）、广 ）、 域古菌界 （Euryarchaeota）和初 ） 生古菌界 （Korarchaeota）； ）； 细菌域包括细菌、 细菌域包括细菌、放线 菌、蓝细菌和各种除古 菌以外的其它原核生物； 菌以外的其它原核生物； 真核生物域包括真菌、 真核生物域包括真菌、 原生生物、动物和植物。 原生生物、动物和植物。 除动物和植物以外， 除动物和植物以外，其 它绝大多数生物都属微 生物范畴。由此可见， 生物范畴。由此可见， 微生物在生物界级分类 中占有特殊重要的地位。 中占有特殊重要的地位。
√在适当的环境中，大肠杆菌一小时内消耗自身体重的 在适当的环境中， 2000倍的糖 倍的糖。 2000倍的糖。 √产朊假丝酵母合成蛋白质的能力比食用牛强10万倍。 产朊假丝酵母合成蛋白质的能力比食用牛强10万倍。 10万倍
代时（ 微生物名称 代时（min） 每日分裂次 ） 数 乳酸菌 大肠杆菌 根瘤菌 38 18 110 38 80 13
微小的 生物
Left. Escherichia coli, One of the most common of all bacteria. Right. Two species of green algae, Volvox (spheres) and Spirogyra (Strands)
um:光学显微镜下可见（细胞） 光学显微镜下可见（细胞） 光学显微镜下可见 小（个体微小） 个体微小） nm：电子显微镜下可见（细胞器， ：电子显微镜下可见（细胞器， 病毒） 病毒） 单细胞 简（构造简单） 构造简单） 简单多细胞 非细胞状态 原核类：细菌，放线菌， 原核类：细菌，放线菌，蓝细 支原体。 菌，支原体。立克次氏体等 真核类：真菌，原生动物， 真核类：真菌，原生动物，藻类等 非细胞类：病毒， 非细胞类：病毒，亚病毒
丰富多彩的酒文化（ 丰富多彩的酒文化（一）
远古人类发现， 远古人类发现，吃剩的米粥数日后变成 了醇香可口的饮料—人类最早发明的酒 了醇香可口的饮料 人类最早发明的酒
我国古代的酿酒作坊 （四川新都县出土的汉代画像）
殷 商 酒 具
微生物形态学发展阶段： 2 微生物形态学发展阶段：
微生物观察(列文虎克Leeuwenhoek、荷兰、1676年 微生物观察(列文虎克Leeuwenhoek、荷兰、1676年) Leeuwenhoek
1 微生物的定义 什么是微生物？ 什么是微生物？
微生物(Microbes Microorganisms): 微生物(Microbes or Microorganisms): 形体微小，肉眼难以看清， ◇形体微小，肉眼难以看清，必须借助 显微镜才能看见 具有单细胞或简单多细胞结构, ◇具有单细胞或简单多细胞结构,或没有 细胞结构 ◇低等微小生物
1 史前期：一个难以认识的微生物世界 （1676年以前） 史前期： 年以前） 年以前
时间： 年前-1676 时间：约8000年前 年前 实质： 实质：朦胧阶段 开创者：各国劳动人民。其中尤以我国的制曲、 开创者：各国劳动人民。其中尤以我国的制曲、酿酒 技术著称 特点： 未见细菌等微生物的个体 特点：①未见细菌等微生物的个体; 凭实践经验利用微生物的有益活动（ ②凭实践经验利用微生物的有益活动（进行酿 酒、发面、制酱、酿醋、沤肥、轮作、治病等） 发面、制酱、酿醋、沤肥、轮作、治病等）
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3 微生物生理学发展阶段 微生物生理学发展阶段1861－1897 －
微生物学的发展简史及重大事件 三 微生物学的发展简史及重大事件
Important Persons in Microbiology History 1676 Antonie van Leeuwenhoek (discovery of bacteria) 1857-1864 Louis Pasteur (lactic acid fermentation, yeast alcohol fermentation, spontaneous generation theory) 1881-1884 Robert Koch (pure culture, cause of tuberculosis, Koch’s postulates, cause of (霍乱 cholera） 霍乱) 霍乱 ） 1889Buchner (yeast extract) 1929 Alexander Fleming (discovery of penicilin) 1953 James Watson, Francis Crick (DNA structure) 1983 Luc Montagnier (discovery of HIV)
3适应强，易变异 适应强，
适应性：微生物具有极其灵活的适应性或代谢机制。 1 适应性：微生物具有极其灵活的适应性或代谢机制。
目前已经证实的最耐热的生物是在水温高达112℃中生存的产甲烷细菌。 目前已经证实的最耐热的生物是在水温高达112℃中生存的产甲烷细菌。 112℃中生存的产甲烷细菌 高嗜盐菌（在饱和NaCl中正常生长） 高嗜盐菌（在饱和NaCl中正常生长） NaCl中正常生长 耐酸菌（氧化硫杆菌Thiobacillus thiooxidans能在pH0.5的环境中生长 能在pH0.5的环境中生长） 耐酸菌（氧化硫杆菌Thiobacillus thiooxidans能在pH0.5的环境中生长） 耐碱菌（已知最高耐碱菌是嗜碱藻青菌， 耐碱菌（已知最高耐碱菌是嗜碱藻青菌，pH13)
微 生 物
低（进化地位低） 进化地位低）
2
微生物的特点
（一）形态小，结构简 形态小， （二）代谢旺，繁殖快 代谢旺， （三）适应强，易变异 适应强， （四）分布广，种类多 分布广，
1
： 单位 单位 杆菌
80 个 杆 菌 肩 并 肩
/ 30
单位： 单位：um(10-6 m)或nm(10-9m) 或
易变异
青霉素的使用剂量： 青霉素的使用剂量： 1940年 年 10万元单位 次 万元单位/次 万元单位 1980年： 输液 万单位 次 输液80万单位 万单位/次 年 2000年： 输液 输液800万-1000万单位 次 万单位/次 年 万 万单位 青霉素生产菌的发酵水平 1940年 每毫升20单位 年 每毫升 单位 2000年 年 每毫升10万单位 每毫升 万单位 青霉素对金黄色葡 萄球菌最低抑制浓度
2 微生物的分类
病毒
非细胞生物
微生物
细胞生物
亚病毒 原核生物 真核生物
原核微生物
仅含DNA分子的原始核区 无核膜包裹的原始单细胞生物
种类 细菌(Bacterium) ◆真细菌(Bacterium) 革兰氏（Gram）阳性、 革兰氏（Gram）阳性、 革兰氏阴性 革兰氏阴性 放线菌(Actinomycetes) ◆放线菌(Actinomycetes) 蓝细菌(Cyanobacteria) ◆蓝细菌(Cyanobacteria) 立克次式体 古细菌
利用单式显微镜观察到许多微小物体 和生物 一生制作了419架显微镜或放大镜 一生制作了419架显微镜或放大镜 419 发表过约400篇论文 发表过约400篇论文 400 标志：1676年列文虎克用自制的单 标志：1676年列文虎克用自制的单 式望远镜观察到细菌的个体， 式望远镜观察到细菌的个体，从而解 决了认识微生物世界的第一个障碍 微生物学的先驱者 A.van Leeuwenhoek（吕文虎克、荷兰业余科学家、1632-1723） （吕文虎克、荷兰业余科学家、 ）
杆菌
2µm
0.5µm
=1
1500
杆菌
=1
2代谢旺，繁殖快 代谢旺，
由于微生物的比表面积大得惊人， 由于微生物的比表面积大得惊人，所以与外界环境的接触面 特别大，这非常有利于微生物通过体表吸收营养和排泄废物， 特别大，这非常有利于微生物通过体表吸收营养和排泄废物， 以及与外界环境的交换，就使它们的“胃口” 以及与外界环境的交换，就使它们的“胃口”十分庞大
变异性：微生物的个体一般都是单细胞、 2 变异性：微生物的个体一般都是单细胞、简单多细胞甚至是 非细胞的它们通常都是单倍体，加之具有繁殖快、 非细胞的它们通常都是单倍体，加之具有繁殖快、数量多以及 与外界环境直接接触等特点， 与外界环境直接接触等特点，因此即使其变异频率十分低 一般为10 ），也可在短时间内产生出大量变异的后代 （一般为10-5-10-10），也可在短时间内产生出大量变异的后代
3微生物学及其研究内容 微生物学及其研究内容 微生物学（microbiology):一般定义为研究肉眼难以 微生物学（microbiology):一般定义为研究肉眼难以 看清的称之为微生物的生命科学 微生物学的研究内容： 微生物学的研究内容：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、 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应用的一门学科
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真核微生物
藻类 低等原生动 物
酵母菌
平菇
眼虫
非细胞微生物
病毒
Virus
特点 动物病毒 个体极小 植物病毒 专性寄生: 专性寄生:没有独立的代谢功能 细菌病毒 没有细胞结构： 没有细胞结构： （噬菌体） 只有一种核酸DNA或RNA组成 噬菌体） 只有一种核酸DNA RNA组成 DNA或
类病毒Viroid：一类最小病原体，分子量只有最小病毒的1/10 ：一类最小病原体，分子量只有最小病毒的 类病毒 病毒Virino：能侵染动物并在宿主细胞内复制 朊（ruan)病毒 病毒 ： 的无免疫性疏水性蛋白质。 疯牛病” 的无免疫性疏水性蛋白质。“疯牛病”的元 凶
微 生 物 的 发 展 历 史
1676年以前 年以前） 史前时期人类对微生物的认识与利用 （1676年以前） 微生物形态学发展阶段（1676－1861） 微生物形态学发展阶段（1676－1861） 微生物观察(列文虎克Leeuwenhoek、荷兰、1676年 微生物观察(列文虎克Leeuwenhoek、荷兰、1676年) Leeuwenhoek 微生物生理学发展阶段（1861－1897） 微生物生理学发展阶段（1861－1897） 1发酵现象解明(巴斯特Pasteur、法国、1861年) 发酵现象解明(巴斯特Pasteur、法国、1861年 Pasteur 2微生物纯分离(柯赫Koch、德国、1881) 微生物纯分离(柯赫Koch、德国、 Koch 微生物生化水平研究阶段（1897－1953） 微生物生化水平研究阶段（1897－1953） 微生物酶的发现（布赫纳Edward 微生物酶的发现（布赫纳Edward Buchner) 微生物分子生物学发展阶段（1953以后） 微生物分子生物学发展阶段（1953以后） 以后