微生物绪论

（二）微生物学的任务
发掘、利用和保护有益微生物； 发掘、利用和保护有益微生物； 控制、消灭或改造有害微生物，为人类社会的进步服务。 控制、消灭或改造有害微生物，为人类社会的进步服务。
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抗生素、生物制药、氨基酸、核苷酸、 抗生素、生物制药、氨基酸、核苷酸、 有机酸、饲料添加剂、微生态制剂、 有机酸、饲料添加剂、微生态制剂、 生物农药、 生物农药、生物肥料等
4、适应强，易变异 适应强，
突变频率一般为10 但因繁殖快，数量多， ★ 突变频率一般为 -5～ 10-10， 但因繁殖快 ， 数量多 ， 与外界环境直接接触， 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 产黄青霉) 青霉素生产菌 Penicillium chrysogenum(产黄青霉 产黄青霉 的产量每毫升发酵液中含20单位 已超过5万单位 单位→已超过 万单位， 的产量每毫升发酵液中含 单位 已超过 万单位， 甚至接近10万单位 甚至接近 万单位 任何有其它生物生存的环境中， 都能找到微生物。 ★ 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。 存在。
79,780 98,727 127,298 总数 更重要的是在于微生物的生理代谢类型多、 更重要的是在于微生物的生理代谢类型多、代谢产物种类多
三、微生物的生物学分类地位
1957年Copeland提出四界分类系统： 年 提出四界分类系统 提出四界分类系统：
）（细菌 即原核生物界（procaryotae）（细菌、蓝细菌 原核生物界（ ）（细菌、 等）； 原生生物界（ 原生生物界（protista)（原生动物、真菌、粘菌 （原生动物、真菌、 和藻类等）； 和藻类等）； 多细胞动物； 动物界 (Animalia) 多细胞动物； 植物界 (Plantae)。 。
1969年 Whittaker提出把 真菌单独列为一界 提出把真菌 单独列为一界， 1969 年 Whittaker 提出把 真菌 单独列为一界 ， 即形成了 五界分类系统， 生物五界分类系统 将生物分为： 生物五界分类系统，将生物分为： 原核生物界、真核原生生物界、真菌界、动物界、植物界。 原核生物界、真核原生生物界、真菌界、动物界、植物界。 随着对病毒研究的深入， 1977年 随着对病毒研究的深入，于1977年，我国微生物学家提 出把病毒列为一界， 病毒界（vira） 出把病毒列为一界，即病毒界（vira）。因此在五界分类系 统的基础上形成了六界分类系统 根据微生物的定义， 六界分类系统。 统的基础上形成了六界分类系统。根据微生物的定义，我们 可以看出，在生物六界分类系统中，其中微生物包括四界。 可以看出，在生物六界分类系统中，其中微生物包括四界。
法国人巴斯德(Pasteur) 法国人巴斯德
主要贡献： 主要贡献： 否定了自生说 免疫学 --- 提出了预防接种 措施（制备了狂犬疫苗） 措施（制备了狂犬疫苗） 证实发酵由微生物引起（ 证实发酵由微生物引起 （ 酒 精发酵） 精发酵） 其他：消毒法、家蚕软化 病原学说） （病原学说）
什么是微生物（ 一、什么是微生物（Microorganism)
1. 微生物的概念 ：微生物一词并非生物分类学上 对所有形体微小 的专门名词， 而是对所有 形体微小、 结构简单、 的专门名词 ， 而是 对所有 形体微小 、 结构简单 、 肉眼不可见或看不清楚的微小生物的统称 的微小生物的统称。 肉眼不可见或看不清楚的微小生物的统称。 2. 微生物的主要类群 ： 原核类 的细菌 （ 指真细菌 微生物的主要类群：原核类的细菌 的细菌（ 和古生菌） 放线菌、 蓝细菌、 支原体、 和古生菌 ） 、 放线菌 、 蓝细菌 、 支原体 、 立克 次氏体和衣原体； 属于真核类的真菌 酵母菌、 真菌（ 次氏体和衣原体 ； 属于真核类的 真菌 （ 酵母菌 、 霉菌、 蕈菌） 原生动物和显微藻类； 以及非 霉菌 、 蕈菌 ） 、 原生动物和显微藻类 ； 以及 非 细胞结构类的病毒和亚病毒 的病毒和亚病毒。 细胞结构类的病毒和亚病毒。
5、分布广，种类多 分布广，
分布广： 万米深海、85公里高空 地层下128米和427 公里高空、 128米和427米 分布广：如: 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。 岩中都发现有微生物存在。 微生物的种数， 微生物的种数，据1972年： 年 类型 病毒与立克次氏体 支原体 细菌与放线菌 蓝细菌 藻类 真菌 原生动物 低限 1,217 42 >1,000 1,227 15,051 37,175 24,068 倾向种数 1,217 42 1,500 1,500 23,100 47,300 24,068 高限 1,217 42 1,500 1,500 23,100 68,939 30,000
微生物学的奠基时期（ （三） 微生物学的奠基时期（生理水平研 究阶段） 究阶段）
特点： 特点： ①微生物学开始建立 ②创立了一套完整的微生物学研究基本方法 ③建立了分支学科 ④进入寻找人和动物病原菌的黄金时期 开始运用“实践－理论－实践” ⑤开始运用“实践－理论－实践”的思维方式进行研 究 巴斯德、柯赫： 巴斯德、柯赫：微生物学的奠基人
二、微生物的一般特点
1、体积小，面积大 体积小， 2、吸收多，转化快 吸收多， 3、生长旺，繁殖快 生长旺， 4、适应强，易变异 适应强， 5、分布广，种类多 分布广，
1、体积小，面积大 体积小，
病毒——﹤0.2 µm 病毒 ﹤ 杆状细菌——0.5×2.0 µm × 杆状细菌 支原体 立克次氏体 衣原体 放线菌——菌丝直径 菌丝直径 放线菌 霉菌——菌丝直径 2～ 10µm 菌丝直径 ～ µ 霉菌 酵母——1～5×5～30 µm ～ × ～ 酵母 0.2～0.5 µm ～
1、体积小，面积大 体积小，
比面=面积/ 比面=面积/体积 乳酸杆菌 豌豆 鸡蛋 体重200磅的人 磅的人 体重
120,000 6.0 1.5 0.3
2、吸收多，转化快 吸收多，
地鼠每天消耗与体重等重的粮食； ＃3g地鼠每天消耗与体重等重的粮食； 闪绿蜂鸟每天消耗两倍于体重的粮食； ＃1g闪绿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。 2000倍于体重的糖 ＃大肠杆菌每小时消耗2000倍于体重的糖。 ※ 发酵乳糖的细菌在 1h 内就可以分解相当于其 发酵乳糖的细菌在1 自身重量1 10,000倍的乳糖 产生乳酸； 倍的乳糖， 自身重量 1,000 ～ 10,000 倍的乳糖 ， 产生乳酸 ； ※ 1kg酵母菌体，在一天内可发酵几千kg的糖， kg酵母菌体，在一天内可发酵几千kg的糖， 酵母菌体 kg的糖 生成酒精； 生成酒精；
70年代以后 ， 随着“第三型生物”——古细菌的发现 古细菌的发现， 70 年代以后， 随着 “ 第三型生物 ” —— 古细菌的发现 ， 年代以后 于 1978 年 R.H.Whittaker 和 L.Margulis 提 出 了 三 原 界 urkingdom）分类系统。认为，在生物进化的早期， （ urkingdom ） 分类系统 。 认为 ， 在生物进化的早期 ， 存在 一类各生物的共同祖先，然后分成三条进化路线，形成了三 一类各生物的共同祖先，然后分成三条进化路线，形成了三 个原界： 个原界： 古细菌原界： 包括产甲烷细菌、极端嗜盐细菌、 古细菌原界 ： 包括产甲烷细菌 、 极端嗜盐细菌 、 嗜热嗜酸 细菌； 细菌； 真细菌(eubacteria) 原界： (eubacteria)原界 真细菌 (eubacteria) 原界 ： 包括除古细菌以外的其它原核 生物； 生物； 真核生物原界：包括原生动物、真菌、动物和植物。 真核生物原界：包括原生动物、真菌、动物和植物。
列文虎克（ leeuwenhoek） 列文虎克（Antony van leeuwenhoek） ：英国皇家学 会的会员，制造过400多架单式显微镜和放大镜， 400多架单式显微镜和放大镜 会的会员，制造过400多架单式显微镜和放大镜，放大率一 般为50 300倍 发表过约400篇论文，其中绝大部分（ 50－ 400篇论文 般为50－300倍，发表过约400篇论文，其中绝大部分（375 寄往英国皇家学会发表。 篇）寄往英国皇家学会发表。
四、微生物学的任务及分科
（一）微生物学的定义 ——是在分子、细胞或群体水平上研究微生物的形态结构、 ——是在分子、细胞或群体水平上研究微生物的形态结构、 是在分子 生长繁殖、生理代谢、遗传异、 生长繁殖、生理代谢、遗传异、生态分布和分类进化等 生命活动的基本规律，并将其应用于工业发酵、医学卫 生命活动的基本规律，并将其应用于工业发酵、 生和生物工程等领域的科学。 生和生物工程等领域的科学。
表 若干微生物的代时及每日增殖率
微生物名称 乳酸菌 大肠杆菌 根瘤菌 枯草杆菌 光合细菌 酿酒酵母 小球藻 念珠藻 * 硅藻 草履虫 代时 每日分裂次数 38分 38 分 18分 分 80 110分 13 分 31分 46 分 144分 10 分 120分 12 分 7小时 小时 3.4 23小时 1.04 小时 17小时 1.4 小时 10.4小时 2.3 小时 温度 25 37 25 30 30 30 25 25 20 26 每日增殖率 2.7×1011 × 1.2×1024 × 8.2×103 × 7.0×1013 × 1.0×103 × 4.1×103 × 10.6 2.1 2.64 4.92
五、微生物学的发展简史
（一） （二） （三） （四） （五） 微生物学的史前时期 微生物学的初创时期 微生物学的奠基时期 微生物学的发展时期 微生物学的成熟时期
（一）微生物学的史前时期（朦胧阶段） 微生物学的史前时期（朦胧阶段）
特点： 特点： ①未见微生物的个体 ②凭时间经验利用微生物的有益活动
3、生长旺，繁殖快 生长旺，
例如： 大肠杆菌)在最适的生长条件 例如：Escherichia coli (大肠杆菌 在最适的生长条件 大肠杆菌 分钟细胞就能分裂一次。 下，每12.5～20分钟细胞就能分裂一次。 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 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 吨发酵罐： 小时内细 谷氨酸短杆菌：摇瓶种子 吨发酵罐 胞数目可增加32亿倍 亿倍。 胞数目可增加 亿倍。 例如生产鲜酵母时，几乎 小时就可以收获一次 小时就可以收获一次， 例如生产鲜酵母时，几乎12小时就可以收获一次，每 年可以收获数百次 利用微生物的这一特性就可以实现发酵工业的短周 高效率生产。 期、高效率生产。
（三） 微生物的分科
依据研究对象不同分为：细菌学、真菌学、病毒学等。 依据研究对象不同分为：细菌学、真菌学、病毒学等。 研究对象不同分为 依据研究微生物学基本问题 ( 生命活动规律） 依据 研究微生物学基本问题( 生命活动规律 ） 的不同分 研究微生物学基本问题 普通微生物学、微生物分类学、微生物生理学、 为：普通微生物学、微生物分类学、微生物生理学、微 生物生态学、微生物遗传学等 生物生态学、 依据微生物学的应用范围分为：农业微生物学、工业微 依据微生物学的应用范围分为： 农业微生物学、 微生物学的应用范围分为 生物学、医学微生物学、兽医微生物学、食品微生物学、 生物学、医学微生物学、兽医微生物学、食品微生物学、 乳品微生物学、石油微生物学、海洋微生物学、 乳品微生物学、石油微生物学、海洋微生物学、土壤微 生物学等。 生物学等。
微生物学的初创时期（ （二） 微生物学的初创时期（形态描述 阶段） 阶段）
特点： 特点： 自制单式显微镜， ①自制单式显微镜，观察到细菌等微生物的个体 ②对一些微生物进行形态描述 微生物学的先驱者—— ——列文虎克 微生物学的先驱者——列文虎克
微生物学的初创时期（ （二） 微生物学的初创时期（形态描述 阶段） 阶段）