微生物学第一章绪论

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,微生物学精品课程,南京师范大学生科院微生物研究所,Microbiology,第一章 绪论,一、什么是微生物？,微生物通常是指那些微小、简单、肉眼难以观察的生物。,英文“微生物”一词,“,microorganism”,，就是在“生物（,organism,）”词之前加上前缀“非常小（,micro,）”所构成。,微生物并不是一个分类学上的术语，它们主要是根据生物体的大小而被人为地划归在一起的。,微生物主要类群,真核生物,真菌、微型藻类、原生动物、,和某些寄生蠕虫,原核生物,细菌、放线菌、蓝细菌,和古生菌,非细胞生物,病毒、类病毒和朊病毒,二、微生物的特点,1大多数微生物肉眼难以直接观察,（,microscopic,）,2微生物通常以独立的增殖单位存在,（,independent units,）,3微生物结构较不复杂。,（,less complex,）,4微生物生长快速。,（,rapid growth rates,）,5微生物几乎无所不在。,（,opmipresent,）,6.微生物研究使用相同的方法,使用微生物的群体进行研究。,使用特殊的无菌技术。,微生物类群进行鉴定、培养和研究时所使,用的技术相似的。,实际上将互不相关的微生物类群放在一起作为一门独立学科,-,微生物学加以研究，主要是根据研究微生物的方法和技术，而不是根据微生物之间的相关性。,三、微生物在生命世界的位置,（,a,原核生物界,原生生物界,植物界,真菌界,动物界,共同祖先,细菌域,古生菌域,真核生物域,（,b,a,生物五界分类系统图示,原核生物界,原生生物界,植物界,真菌界,动物界,共同祖先,细菌域,古生菌域,真核生物域,（,b,原核生物界,原生生物界,真菌界,原核生物界,原生生物界,植物界,真菌界,动物界,共同祖先,细菌域,古生菌域,共同祖先,细菌域,古生菌域,真核生物域,生物三域分类系统图示,四、微生物的分类,微生物的系统分类单元遵循林耐建立的系统分类单元，自上而下依次可分七级，即：,界,Kingdom,，,门,Phylum,，,纲,Class,，,目,Order,，,科,Family,，,属,Genus,，,种,Species,。,必要时每一级都还可有若干辅助单元，故共可有十余级,。,所有细胞微生物的种名均遵守林耐制定的拉丁双名法，即一个种的学名用拉丁词或拉丁化的词组成，应排成斜体字。根据双名法的规则，学名通常由一个属名加一个种的加词构成。出现在分类学文献中的学名，在此两者之后往往还加上定名人，但在一般使用时，定名人部分经常是省略的。,例1：大肠埃希氏菌（即大肠杆菌）,Escherichia coli,（Migula）Castellani et Chalmers,例2：黄曲霉菌,Aspergillus flavus,例3：粟酒裂殖酵母,Schizosaccharomyces pombe,当微生物名称是一个亚种（,subspecies,，简称“,subsp,”，排正体字）或变种（,variety,，简称“,var,”，排正体字）时，学名就应按“三名法”构成，即：,例1：苏云金芽孢杆菌蜡螟亚种,Bacillus thuringiensis,subsp,galleria,例2：酿酒酵母椭圆变种,Saccharomyces cerevisiae,var,ellipsoideus,当一个微生物种名在一篇文章或著作中反复出现时，常常可以对学名进行省略。属及以上分类单位的名称不能省略，只有种名可省略。当它在有关文章或资料中首次出现时，不能省略，必须写全，以后均可省略。省略时，只能简略种名中的属名，种加词不能省略。,如,Escherichia coli,，,E.coli,（大肠杆菌），但是这种省略也要遵循一定的原则。,五、微生物学研究范围,微生物学就是研究微生物的科学，其研究范围包括微生物的多样性、微生物的生命活动规律及其对人类社会经济活动的影响。,六、微生物学的重要性与社会需求,微生物与人类和动物健康及疾病密切相关,微生物在工业生产中有很多应用,微生物对农业生产有着很大的影响,微生物学促进了生物学的发展,微生物作为模式生物具有如下优点：,（1）,微生物具有相对不复杂的结构；,（2）,微生物培养成本低、群体数量大，,易于获得统计学上可信度高的结果；,（3）,微生物生长速度快，倍增时间短，,极大缩短了世代培养研究所需周期。,微生物学发展史上的重大事件,1546,Fracastoro,提出不可见到的生物引起疾病,1676 Leeuwenhoek,发现了“,animalcules”,1765-1776,Spallanzani,反驳自然发生说,1786 Muller,提出了第一个细菌分类,1798,Jenner,介绍了牛痘疫苗,1838,1839,Schwann,&,Schleiden,提出了细胞理论,1857 Pasteur,证明了乳酸发酵是由微生物引起的,1861 Pasteur,用曲颈瓶实验证明微生物非自然发生，推翻,了争论以久的“自生说”,1864 Pasteur,建立了巴氏消毒法,1867 1869 Lister,创立了消毒外科，并首次成功的进行,了石炭酸消毒实验,Miescher,发现核酸,18761877 Koch,证明了炭疽病由炭疽杆菌引起,1881,Koch,等首创用明胶固体培养基分离细菌，巴斯德,制备了炭疽菌苗,1882,Koch,发现结核杆菌,(,Mycobacterium,tuberculosis,),1883,Koch,首次发表,Koch,氏法则。,Metchnikoff,阐述了,吞噬作用。建立高压蒸汽灭菌和革兰氏染色法,1884,Pasteur,研究狂犬病疫苗成功，开创了免疫学,1887Richard Petri,发明了双层培养皿,1889,Winogradsky,发现硫循环和硝化细菌。,Beijerinck,首次分离根瘤菌,1890 Von,Behring,制备抗毒素治疗白喉和破伤风,1891,Sternberg,与巴斯德同时发现了肺炎链球菌,1895,Ivanowsky,提供烟草花叶病是由病毒引起的证据；,Bordet,发现互补 现象,1896,Bchner,用无细胞存在的酵母菌抽提液对葡萄糖进行酒精发酵成功,1899,Ross,证实疟疾病原菌由蚊子传播,19091910 Ricketts,发现立克次氏体；,Ehrlich,首次合成治梅毒的化学治疗剂,1928,Griffith,发现细菌转化,1929,Fleming,发现青霉素,1935,Stanley,首次提纯了烟草花叶病毒，并获得了它 的,“,蛋白质结晶,”,1943,Luria,和,Delbck,用波动实验证明细菌噬菌体的抗 性是基因自发突变所致；,Chain,和,Flory,形成青霉素工业化生产的工艺,1944,Avery,等证实转化过程中,DNA,是遗传信息的载体；,Waksman,发现链霉素,19461947,Lederberg,和,Tatum,发现细菌的接合现象、基因连锁现象,1949,Enders,、,Robbins,和,Weller,在非神经的组织培养中，培养脊髓灰质炎 病毒成功,1952,Hershey,和,Chase,发现噬菌体将,DNA,注入宿主细胞；,Lederberg,发明了影印培养法；,Zinder,和,Lederberg,发现普遍性转导,Watson,和,Crick,提出,DNA,双螺旋结构,1956,Umbarger,发现反馈阻遏现象,1961,Jocob,和,Monod,提出基因调节的操纵子模型,19611966 Holley,、,Khorana,、,Nirenberg,等阐明遗传 密码,1969,Edelman,测定了抗原蛋白质分子的一级结构,19701972,Arber,、,Nathans,和,Smith,发现并提纯了,限制性内切酶；,Temin,和,Baltimore,发现转录酶,1973,Ames,建立细菌测定法检测致癌物；,Cohen,等首次将重组质粒转入大肠杆菌中获得成功,1974,Khler,和,Milstein,建立生产单克隆抗体的技术,1977,Woese,提出古生菌是有不同于细菌和真核生物 的特殊类群；,Sanger,首次对,X174,噬菌体,DNA,进行了全序列分析,19821983,Cech,和,Altman,发现具有催化活性的,RNA,（,ribozyme,）,；,McClintock,发现的转座因子获得公认；,Prusiner,发现朊病毒（,prion,）,19831984 Gallo,和,Montagnier,分离和鉴定人免疫缺陷病毒；,Mullis,建立,PCR,技术,1988,Deisenhofer,等发现并研究细菌的光合色素,1995,第一个独立生活的生物（流感嗜血杆菌）全基因序列测定完成,1996,第一个自养生活的古生菌基因组测定完成,1997,第一个真核生物（啤酒酵母）基因组测序完成,2000,霍乱弧菌基因组测序完成,与微生物学有关的诺贝尔生理或医学奖Nobel Prize in Physiology or Medicine,1901,1999,之间有,39,项。,总人数：,77,人,美国,46,人，英国人,11,人，法国人,7,人，德国人,6,人，瑞士人,4,人，澳大利亚人,2,人，意大利人,1,人,1945,年，青霉素的发现与发展,1952,年，链霉素的发现与发展,1953,年，碳水化合物在细胞中的代谢,1958,年，微生物遗传的生物化学研究,1959,年，,DNA,和,RNA,的发现与合成机理,1962,年，,DNA,结构的测定,1965,年，细胞中基因活性的调节研究,1969,年，细胞病毒感染的机理研究,1984,年，单克隆抗体技术的发展，免疫学研究,1997,年，朊病毒的研究,1999,年，蛋白质在细胞中的移动和定位机理研究,1、感性认识阶段（史前期）（约800年前1676）,七、微生物的发现与微生物学发展,2、形态学描述阶段 初创期（,16761861）,法国科学家巴斯德,（,Louis Pasteur,，1822-1895）,彻底否定了自然发生说,证实发酵由微生物引起,发明了狂犬病毒减毒疫,苗制备方法,发明巴氏消毒法,3、生理水平研究阶段 奠基期（,18611897）,发明培养基并用其纯化微生物等一系列研究方法的创立,证实炭疽病因,炭疽杆菌,发现结核病原菌,结核杆菌,科赫法则,德国微生物学家柯赫,（,Robert Koch,，1843-1910）,划线法获得单菌落,科赫定理图示,单菌落,4、生化水平研究阶段,发展期（,18971953）,德国科学家布赫纳（,1897,年）：,酵母菌无细胞压榨汁将葡萄糖发酵成酒精,英国科学家弗莱明（,1929,年）：,发现了世界上第一个抗生素,-,青霉素,发现DNA双螺旋模（1953年）,5、分子生物学水平研究阶段,成熟期（,1953至今）,微生物具备生命现象的特性和共性，将是21世纪进一步解决生物学重大理论问题，,如生命起源与进化，物质运动的基本规律,等，和实际应用问题，如,新的微生物资源的开发利用，能源、粮食,等的最理想的材料。,21世纪微生物学展望,参考文献:,1.,沈萍.微生物学,北京：高等教育出版社，,2000,2.,周德庆.微生物教程,第,2,版北京：高等教育出版社，,2002,3.,黄秀梨,.,微生物学 第,2,版,.,北京：高等教育出版社，,2001,4.,诸葛健.李华钟,.,微生物学第一版北京：科学出版社，,2004,5.Prescott LM.,等著,.,微生物学第,5,版,沈萍等译，北京：科学出版社，,2000,6.Prescott LM,Harley JP,and Klein DA.M