微生物学绪论PPT课件

微生物学,课程安排,讲授：32学时 实验：20学时 自学：4学时 成绩构成 理论考试（机考）：45 % 平时成绩：考勤（5%）+课程论文（20%） 实验成绩：30 %,21,课程开始前,我们在一个被大量微生物包围着的环境中 空气 水体 食品 微生物无处不在 Microorganisms are ubiquitous,31,41,一些数字,每个喷嚏的飞沫含4500-150000个细菌，重感冒患者为8500万； 全世界海洋中微生物的总重量约280亿吨 细菌数亿/g土壤，土壤中的细菌总重量估计为：1.0034 1016 吨 人体肠道内菌体总数达100万亿个左右（人体细胞数量50万亿） 新鲜叶子表面微生物数量达100多万个/g,51,微生物既是人类的敌人，更是人类的朋友！,时时刻刻与微生物“共舞”是 祸？是 福？,61,微生物是自然界物质循环的关键环节；,微生物是人类的朋友,71,体内的正常菌群是人及动物健康的基本保证；帮助消化、提供必需的营养物质、组成生理屏障,微生物可以为我们提供很多有用的物质；有机酸、酶、各种药物、疫苗、奶酪、啤酒、酱油等,基因工程为代表的现代生物技术。,81,少数微生物也是人类的敌人,鼠疫,艾 滋 病,91,埃博拉病毒,101,本章主要内容,一、微生物概述 二、微生物多样性 三、微生物的重要性 四、微生物学的研究内容与成就 五、显微镜下的微生物,111,1.1 微生物概述,1.1.1 什么是微生物 1.1.2 生物中哪些是微生物 1.1.3 微生物的特点,121,1.1.1 什么是微生物,微生物(microbe，microorganism) ，是对所有形体微小、单细胞或个体结构较为简单的多细胞，甚至无细胞结构的低等生物的总称。 或简单地说是对人们肉眼看不见的细小的生物的总称。 微生物是指大量的、极其多样的、不借助显微镜看不见的微小生物类群的总称。,131,1.1.1 什么是微生物,微生物通常包括病毒、亚病毒（类病毒、拟病毒、朊病毒）、具原核细胞结构的细菌、古菌以及具真核细胞结构的真菌（酵母、霉菌、蕈菌等）、原生动物和单细胞藻类，它们的大小和特征见表1.1所示。,141,表1.1 微生物形态、大小和细胞类型,151,1.1.2 生物中哪些是微生物,161,1.1.2 生物中哪些是微生物,171,1.1.3 微生物的特点,体积小，比表面积大 吸收多，转化快（代谢能力强） 生长旺，繁殖快 适应强，易变异 分布广，种类多,181,191,201,体积小，比表面积大,比表面积(Surface to Volume Ratio) 营养物质吸收、代谢废物排泄、环境信息交换,211,对比表面分割后的变化,221,吸收多,转化快,大肠杆菌每小时可分解其自重1000-10,000倍的乳糖 Candida utilis （产朊假丝酵母）比大豆强100倍的蛋白质合成能力 微生物的高呼吸速率,231,生长旺,繁殖快,E.coli：12.520 min/次分裂 以20min/次计算，请计算每天可产生多少子细胞？ 液体培养物细菌浓度一般仅为108-109CFU/mL 为什么？ 对于发酵工业的实践意义 生产效率高 发酵周期短,241,适应强,易变异,灵活的适应性或代谢调节机制 蛋白质分子的数量 E. coli 分子中能容纳20万-30万个蛋白质分子，2000-3000种执行不同生理功能的蛋白质 极端环境的适应能力 极端环境 ? 低变异频率,251,分布广, 种类多,无孔不入，随遇而安 微生物的种类多样性 生物多样性的保护-微生物资源学,261,1.2 微生物多样性,一、微生物的形态与结构多样性 二、微生物的代谢多样性 三、微生物的遗传与变异多样性 四、微生物的抗性多样性 五、微生物的种类多样性 六、微生物的生态分布多样性,271,1.2.0 微生物的共性,绝大部分微生物的遗传信息都是由DNA链上的基因所携带，除少数特例外，其复制、表达与调控都遵循中心法则。 微生物的初级代谢途径如蛋白质、核酸、多糖、脂肪酸等大分子物质的合成途径基本相同。 微生物的能量代谢都以ATP作为能量载体,281,1.3 微生物的重要性,农业 环境 能源 医药 食品,291,1.3 微生物的重要性-农业,土壤的形成及其肥力的提高有赖于微生物的作用。 农产品的加工、贮藏-利用有益的微生物或是抑制有害微生物。 绿色农业或有机农业、绿色食品都离不开微生物的作用。防病、防虫害、供肥。,301,1.4 微生物学的研究内容与成就,1.4.1 微生物学的基本内容 1.4.2 微生物学发展简史 主线 重大事件,311,1.4.1微生物学的基本内容,微生物细胞的结构和功能，研究细胞的构建及其 能量、物质、信息的运转； 微生物的进化和多样性，研究微生物的种类，它们之间的相似性和区别，以及微生物的起源； 生态学规律，研究不同微生物之间以及它们同环境之间的相互作用； 微生物同人类的关系。,321,1.4.1微生物学的基本内容,331,认识微生物的四大障碍,个体过于微小 群体外貌不显 种间杂居混生 形态与作用后果难以认识,341,微生物学的发展主线,351,史前期（约8000年前-1676年）,进展 古中国的制曲、酿酒技术 天工开物、齐民要术、东坡酒经 特点 视而不见 臭而不闻 触而不觉 食而不察 得其益而不感其好 受其害而不知其恶,361,初创期（1676-1861）,进展 形态描述，Antony van Leeuwenhoek，1632-1723，十七世纪最伟大的业余科学家 只上过中学的布店学徒工 英国皇家学会会员Member of Royal Society 巴黎科学院通讯院士,371,Antony van Leeuwenhoek,381,奠基期（1861-1897）,进展 生理水平的研究，微生物生理学的研究 微生物学奠基人：巴斯德 细菌学奠基人：科赫,391,巴斯德对人类的贡献 （18221895）,奠定微生物学理论，开创新的微生物学科 否定“自然发生说”（曲颈瓶实验） Preventative vaccinationImmunology Fermentation caused by Microorganisms，解决了当时生产中提出的许多难题。 创造一些微生物学实验方法 巴氏消毒法：6065, 30min,401,Louis Pasteur, one of the greatest scientists of the nineteenth century,The Spontaneous Generation Experiment,科赫的主要贡献细菌学家,病原学的研究 炭疽病菌 肺结核病病原菌 病原菌的寻找与分离：1870s1920s 科赫法则 微生物学基本操作技术 固体培养基的使用 培养基的配制 细菌的染色方法,431,Robert Koch,1、 在每一相同病例中都出现这种微生物； 2 、要从寄主分离出这样的微生物并在培养基中培养出来； 3、用这种微生物的纯培养接种健康而敏感的寄主，同样的疾病会重复发生； 4 、从试验发病的寄主中能再度分离培养出这种微生物来。,证明某种微生物是否为某种疾病病原体的基本原则 著名的柯赫原则,451,发展期（1897-1953）,开创了微生物生化的研究 没有酵母的酒精发酵 Discovery of cell-free fermentation 德国E. Buchner,461,Fleming-Sir-Alexander,成熟期（1953- ）,进展 分子生物学水平的研究,James D. Watson (left) and Francis Crick propose a double- helical structure for DNA,481,微生物学的发展前沿,微生物基因组学(功能基因组学) 微生物生态学 环境微生物学 细胞微生物学 微生物生命现象的特性和共性 微生物学与其他学科的交叉 微生物产业的全新发展,491,微生物学发展史的结论,微生物学发展的历史 认识微生物的历史 开发利用有益微生物的历史 控制和消灭有害微生物的历史。 微生物是一把双刃剑,501,1.4.2 微生物学发展中的重大事件,511,1.4.2 微生物学发展中的重大事件,521,1.4.2 微生物学发展中的重大事件,531,1.4.2 微生物学发展中的重大事件,541,1.5农业微生物学-定义,定义 简言之，农业微生物学就是研究农业中的微生物学。 农业微生物学研究对象 与整个农业生产链条挂钩的微生物,551,1.5农业微生物学-任务,认识掌握： 微生物在农业生产过程中的活动情况与作用规律； 微生物对农业生产产生的有利或有害影响；,561,1.5农业微生物学-内容,微生物的形态、细胞结构及其功能，微生物的营养、呼吸、物质代谢、生长、繁殖、遗传与变异等的基础知识； 与农业生产密切相关的微生物及其生态；,571,1.5农业微生物学-内容,自然环境中物质循环与转化； 微生物学新技术在农业生产中的应用。,581,1.7 显微镜下的微生物,Single Rod (Bacillus),Streptobacillus Arrangement (Note bacilli in chains),591,1.7 显微镜下的微生物,Scanning Electron Micrograph of Streptococcus pneumoniae,Electron Micrograph of Neisseria gonorrhoeae, a Diplococcus,601,1.7 显微镜下的微生物,（ Penicillium sp ）青霉菌,611,参考书目,教材 袁红莉. 农业微生物学及实验教程 北京：中国农业出版社，2009. 参考书： 周德庆著微生物学教程 北京：高等教育出版社，2002. 沈萍主编微生物学北京：高等教育出版社，2000. 尼克林著，林稚兰译微生物学科学出版社，2000. Madigan, Martinko, Parker. Brock Biology of Microorganisms(9th Edition) Prentice Hall，2000.,621,参考书目,马迪根等著，杨文博等译微生物生物学北京：科学出版社，2001. 陈华癸、樊庆笙主编微生物学（修定第四版）北京：农业出版社，1989. 陈文新主编土壤和环境微生物学北京：北京农业大学出版社，1989. 武汉大学. 复旦大学生物系微生物教研室编微生物学（第二版）北京：高等教育出版社，1987.,631,期刊,微生物学报 微生物学通报 菌物系统 应用与环境生物学报 Systematic and Applied Microbiology International Journal of Systematic Bacteriology,641,思考题,微生物与所学专业间的关系.,651,