微生物学原理(培训讲义)
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微生物学第一章第一章绪言一、一、微生物概述1、1、什么是微生物微生物(microbe,microorganism)通常是描述一切不借助显微镜用肉眼看不见的微小生物。
这类微生物包括病毒、细菌、古菌、真菌、原生动物和某些藻类。
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。
因此,微生物通常包括病毒、亚病毒(类病毒、拟病毒、朊病毒)、具原核细胞结构的真细菌、古生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。
但是有些例外,如许多真菌的子实体、蘑菇等常肉眼可见;相同的,某些藻类能生长几米长。
一般来说微生物可以认为是相当简单的生物,大多数的细菌、原生动物、某些藻类和真菌是单细胞的微生物,即使为多细胞的微生物,也没有许多的细胞类型。
病毒甚至没有细胞,只有蛋白质外壳包围着的遗传物质,且不能独立存活。
表1.1 微生物形态、大小和细胞类型2、2、生物中哪些是微生物物生非细胞生物病毒、亚病毒细胞生物原核生物真细菌、古细菌真核生物生动物真菌、单细胞藻类、原3、3、微生物的特点a a 个体微小,结构简单在形态上,个体微小,肉眼看不见,需用显微镜观察,细胞大小以微米和纳米计量。
b b 繁殖快生长繁殖快,在实验室培养条件下细菌几十分钟至几小时可以繁殖一代。
c c 代谢类型多,活性强。
d d 分布广泛有高等生物的地方均有微生物生活,动植物不能生活的极端环境也有微生物存在。
e e 数量多在局部环境中数量众多,如每克土壤含微生物几千万至几亿个。
f f 易变异相对于高等生物而言,较容易发生变异。
在所有生物类群中,已知微生物种类的数量仅次于被子植物和昆虫。
微生物种内的遗传多样性非常丰富。
所以微生物是很好的研究对象,具有广泛的用途。
二、二、微生物学的重要性微生物与人类生活所有方面紧密联系,下面仅列出几个:1、1、环境微生物在碳循环、氮循环和磷循环(地球化学循环)中承担主要作用,构成生物体的所有基本成分。
绪论一、什么是微生物非分类学上名词,来自法语“Microbe”一词。
是形体微小、单细胞或个体结构简单的多细胞、甚或无细胞结构的低等生物的通称。
一般只有借助显微镜才能其进行观察。
三界(域)系统Woese提出将生物分成为三界(后来改称三个域):古细菌、真细菌和真核生物。
1990年,他为了避免把古细菌也看作是细菌的一类,他又把三界(域)改称为:Bacteria(细菌)、Archaea(古生菌)和Eukarya(真核生物)。
并构建了三界(域)生物的系统树。
微生物无处不在,我们无时不生活在“微生物的海洋”中。
微生物是人类的朋友微生物是自然界物质循环的关键环节;体内的正常菌群是人及动物健康的基本保证;微生物可以为我们提供很多有用的物质;微生物是现代生物技术使用的重要宿主和工具。
少数微生物也是人类的敌人!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;形态与作用后果很难被认识。
二、人类对微生物世界的认识过程(一)、微生物的发现——形态学时期荷兰人列文虎克(1632-1723)首次观察到了细菌。
(二)、微生物学的奠基——生理学时期法国人巴斯德(1822-1895)(1)证实了微生物活动和否定了微生物自然发生学说。
(2)免疫学——预防种痘(3)发酵的研究——相信一切发酵作用都和微生物的存在及繁殖有关。
不同的发酵是由不同的微生物引起的。
(4)发明巴斯德消毒法。
德国人柯赫(1843-1910)1、建立微生物学研究基本技术(1)分离和纯化细菌:划线法,混合倒平板法。
(2)设计了培养细菌用的肉汁胨培养液和营养琼脂培养基。
(3)设计了细菌染色技术2、证实疾病的病原菌学说,提出了柯赫准则。
柯赫准则(1)某一种微生物,当被怀疑是病原体时,它一定伴随着病害而存在。
(2)必须能自原寄主分离出这种微生物,并培养成为纯培养。
(3)用已纯化的纯培养微生物,人工接种寄主,必须能诱发与原来病害相同病害。
(4) 必须自人工接种发病的寄主内,能重新分离出同一病原微生物并培养成纯培养。
微生物学基础知识培训一、概述1、微生物的定义微生物是一群在光学或电子显微镜下放大几百倍甚至几万倍才可见到的微小生物。
2、微生物的基本特征●体积极小,但有一定的形态结构和生理功能;●对外界环境适应性强;能迅速吸收营养物质,很快繁殖;●种类繁多并广泛分布于土壤、水、空气、动植物的有机体等;●和人类关系极为密切。
3、微生物的作用●自然界存在的微生物,绝大多数对人类是无害有益的,微生物在自然界的物质循环中起着重要作用。
例:✧土壤中的微生物能将动植物蛋白包括动物的尸体和排泄物及死去的植物转化为氨、亚硝酸盐、硝酸盐等无机含氮化合物,以供植物需要。
✧空气中的氮,必须有固氮菌作用后,植物才能利用,而后植物再被人类利用。
✧如碳、硫、磷等元素也必须依靠微生物的生命活动,才得以循环和为动植物所利用。
如果没有微生物,植物就不能新陈代谢,人和其他生物将难以生存。
工农业方面,可利用微生物为人类造福。
例:✧农业:用固氮菌、根瘤菌制造菌肥、利用杀螟杆菌消灭病虫害。
✧工业:食物发酵、制革、纺织、石油化工、冶金等。
✧医药:几乎所有抗生素都是微生物的代谢产物。
●只有一小部分微生物可引起人类和动植物的疾病。
例:痢疾杆菌引起痢疾;霍乱弧菌引起霍乱;感冒病毒引起感冒等鉴于微生物和人类的密切关系,有必要研究微生物,利用其有利的一面,克服其有害的一面,为人类造福。
微生物学应运而生,它是生物学的一个分支,是研究微生物在一定条件下的形态、结构、生命活动及其规律、进化、分类以及与人类、动植物、自然界相互关系等问题的一门科学。
微生物学发展简史●我国早在公元前2000多年就利用微生物来酿酒;自古以来就把灵芝、冬虫夏草、茯苓等真菌用于医疗;●1676年,荷兰人创造了第一架原始显微镜,从而打开了显微镜下的另一个世界;●1798年英国医生创造了牛痘苗预防天花,为预防医学开辟了广阔途径;●19世纪末,俄罗斯学者观察了吞噬细胞的吞噬作用,创造了细胞免疫学派;●1892年,俄罗斯学者证实了自然界还有更小的微生物——病毒的存在;●1929年,发现青霉素,1943年发现链霉素,此后化学治疗剂和抗生素不断出现,为传染病的防治提供有力武器。
微生物学讲义主讲人鞠宝2004年9月目录第一章绪论一、微生物与人类的关系二、微生物科学三、微生物的发现和微生物学的发展四、20世纪的微生物学五、21世纪的微生物学展望第二章微生物细胞的结构与功能第一节原核微生物的基本结构与特殊结构第二节真核微生物的细胞结构第三章微生物的营养第一节微生物的营养要求第二节培养基第三节营养物质进入细胞第四章微生物的代谢第一节微生物的能量代谢第二节微生物代谢的调节第三节微生物次级代谢与次级代谢产物第五章微生物的生长繁殖及其控制第一节微生物的分离和纯培养生长第二节微生物的群体生长规律第三节环境对微生物生长的影响第四节微生物生长繁殖的控制第六章病毒—非细胞型生物第一节病毒的概述第二节病毒学研究的基本方法第三节病毒的复制第四节病毒与宿主的相互作用第五节亚病毒因子第七章微生物遗传第一节遗传的物质基础第二节微生物的基因组结构第三节微生物的遗传变异第四节基因突变与诱变育种第五节基因重组第六节菌种的保藏与复壮第八章微生物基因表达的调控第一节转录水平的调控第二节转录后调控第九章微生物与基因工程第一节基因工程概述第二节微生物与克隆载体第三节微生物与基因工程工具酶第四节微生物作为克隆载体的宿主第五节表达载体的构建第六节DNA的合成、体外扩增和定位诱变第七节基因工程的应用及其展望第十章微生物的生态第一节微生物在自然界物质循环(生物化学循环)中的作用第二节微生物与环境保护第十一章微生物的进化、系统发育和分类鉴定第一节进化指征的选择第二节微生物的分类及命名鉴定第三节微生物分类鉴定的特征和技术第一章绪论一、微生物与人类的关系人类喝的酸奶、酒等发酵饮料,吃的面包、馒头甚至呼吸的新鲜空气都是微生物带来的恩惠;而我们所遭受的感冒和其它传染病等病魔的折磨,则是有害微生物侵蚀了身体所致,但服用或注射抗生素类药物后恢复健康,又要感谢微生物,因为这类药物是微生物的“奉献”。
微生物是一把双刃剑:一方面给人类带来巨大的利益,如:许多微生物产品疫苗、维生素、酶制剂、酒和抗生素等重要产品,物质循环中的重要组成成员以及以基因工程为代表的生物技术也是微生物对人类做出的又一重大贡献;另一方面又“残忍”地给人类带来巨大灾难,如:1347年的瘟疫(鼠疫耶森氏菌)几乎毁灭整个欧洲,今天的艾滋病(AIDS)、癌症、SARS 以及已被人类征服了的传染病(如肺结核、疟疾、霍乱等)也有“卷土重来”之势。