微生物学 第一章 绪论
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微生物学第一章绪论一、什么是微生物(一)定义:传统定义:微生物(microorganism,microbe)是一切肉眼看不见或看不清的微小生物的总称。
它们是一些个体微小(一般小于0.1mm)、构造简单的低等生物。
现代定义:一般是指绝大多数凭肉眼看不见或看不清,必须借助显微镜才能看见或看清,以及少数能直接通过肉眼看见的单细胞、多细胞和无细胞结构的微小生物的总称。
(二)类群:1.原核类:细菌(真细菌,古生菌),放线菌,蓝细菌,支原体,立克次氏体,衣原体等。
2.真核类:真菌(酵母菌,霉菌,蕈菌),原生动物,显微藻类3.非细胞类:病毒,亚病毒(类病毒,拟病毒,朊病毒)(三)特点:小(个体微小)µ m(微米)级:光学显微镜下可见(细胞)n m(纳米)级:电子显微镜下可见(细胞器,病毒)简(构造简单)单细胞微生物简单多细胞非细胞(即“分子生物”)低(进化地位低)原核类:细菌(真细菌,古生菌),放线菌,蓝细菌,支原体,立克次氏体,衣原体等。
真核类:真菌(酵母菌,霉菌,蕈菌),原生动物,显微藻类。
非细胞类:病毒,亚病毒(类病毒,拟病毒,朊病毒)1mm=103µ m=106 nm=107Ǻ分辨率:肉眼:0.1mm;显微镜:0.2 µ m;电子显微镜:10 Ǻ二、为什么要学习微生物1.微生物无处不在2.微生物对人类有利也有害。
因此,发掘、利用、改造和保护有益微生物;控制、消灭和改造有害微生物3.最终目的:为人类社会的进步服务细菌数亿/g土壤,土壤中的细菌总重量估计为:10034 ×10 12吨每张纸币带细菌:900万个人体体表及体内存在大量的微生物:皮肤表面:均10万个细菌/平方厘米口腔:细菌种类超过500种肠道:微生物总量达100万亿粪便干重的1/3是细菌,每克粪便的细菌总数为:1000 亿个每个喷嚏的飞沫含4500-150000个细菌福:1、微生物在许多重要产品中所起的不可替代的作用,例如:面包、奶酪、啤酒、抗生素、疫苗、维生素、酶等重要产品的生产.2、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3、是人类生存环境中必不可少的成员,有了它们才使得地球上的物质进行循环.4、以基因工程为代表的现代生物技术的发展及其美妙的前景也是微生物对人类作出的又一重大贡献。
微生物学思考题第一章绪论1.微生物有哪五大共性,其中最基本的是哪一个,何故?微生物五大共性分别是:1:体积小,面积大;2:吸收多,转化快;3:生长旺,繁殖快;4:适应强,易变异;5:分布广,种类多。
其中最基本的特性是体积小,面积大。
微生物是一个突出的小体积大面积系统,从而赋予它们具有不同于一切大生物的五大共性,因为一个小体积大面积系统,必然有一个巨大的营养物质吸收面、代谢废物的排泄面和环境信息的交换面,故而产生了其余四个共性。
巨大的营养物质吸收面和代谢废物的排泄面使微生物具有了吸收多,转化快,生长旺,繁殖快的特点。
环境信息的交换面使微生物具有适应强,易变异的特点。
而正是因为微生物具有适应强,易变异的特点,才能使其分布广,种类多。
2.为什么说巴斯德和柯赫是微生物学的奠基人?(请不要简单罗列二个人的工作,而应该对他们的工作及意义进行评论)路易·巴斯德,主要贡献:①否认了“自生说”;②初步应用免疫学,利用预防接种法治疗疾病,给人类带来幸福;③证实了发酵作用与微生物活动有关;④发明了巴氏灭菌法。
④分离鉴定了引起家蚕蚕病杆菌并提出预防措施,被誊为微生物的奠基人。
罗伯特·柯赫,专门研究细菌,特别是病原菌,对微生物学有卓越贡献:①建立微生物学研究基本技术,被誉为细菌学技术之父。
②证实病害的病原菌学说(柯赫法则)。
具体证实了炭疽病菌是炭疽病的病原菌。
发现了肺结核病的病原菌。
他们将微生物大的研究从形态描述推进到生理学研究阶段,揭露了微生物是造成腐败发酵和人畜疾病的原因,并建立了分离、培养、接种和灭菌等一系列独特的微生物技术,从而奠定了微生物学的基础,开辟了医学和工业微生物等分支学科。
巴斯德和柯赫是微生物学的奠基人3.微生物包括哪几大类群?真核:酵母菌、霉菌、原生动物、单细胞藻类原核:真细菌(放线菌、支原体、立克次氏体、衣原体、蓝细菌)、古细菌非细胞结构:病毒、亚病毒(类病毒、拟病毒、朊病毒)4.名词解释:微生物、种、菌株、型。
绪论微生物与人类微生物是一切肉眼看不见或看不清的微小生物的总称。
个体微小(一般小于0.1nm)、构造简单。
微生物种类:①原核类:细菌(真细菌,古生菌),放线菌,蓝细菌,枝原体,立克次氏体,衣原体。
②真核类:真菌(酵母菌,霉菌,蕈[xun]菌),原生动物,显微藻类。
③非细胞类:病毒,亚病毒(类病毒,拟病毒,朊病毒)。
微生物五大共性:体积小,面积大;吸收多,转化快;生长旺,繁殖快;适应强,易变异;分布广,种类多。
第一章原核生物的形态、构造和功能一般构造:细胞壁,细胞膜,细胞质,核区。
特殊构造:鞭毛,菌毛,性菌毛,糖被(包括荚膜和粘液层)和芽孢,伴孢晶体。
细胞壁是细胞的外被,主要成分肽聚糖。
功能:①固定细胞外形和提高机械强度②为细胞生长、分裂和鞭毛运动所必需③阻拦大分子有害物质(某些抗生素和水解酶)进入细胞④赋予细菌特定的抗原性以及对抗生素和噬菌体的敏感性⑤与革兰氏染色反应密切相关革兰氏阳性细菌细胞壁:磷壁酸,脂磷壁酸,肽聚糖。
厚度大(20层),90%肽聚糖和10%磷壁酸。
革兰氏阴性细菌细胞壁:肽聚糖,脂蛋白,磷脂,脂多糖,孔蛋白,外膜蛋白。
壁薄,层次多,成分复杂,机械强度较弱。
革兰氏染色法:涂片固定→结晶紫初染→碘液媒染→乙醇脱色→番红覆染阳性菌:紫色。
阴性菌:红色。
缺壁细菌1.实验室中形成:①自发缺壁突变:L型细菌。
②人工方法去壁:彻底除尽(原生质体)、部分去除(球状体)2.自然界长期进化中形成:枝原体。
L型细菌:专指稳定的L型即那些实验室或宿主体内通过自发突变而形成的遗传性稳定的细胞壁缺损菌株。
芽孢形成:①DNA浓缩,形成束状染色体;②细胞膜内陷,细胞发生不对称分裂,其中小体积部分即为前芽孢;③前芽孢的双层隔膜形成,这时芽孢的抗热性提高;④在上述两层隔膜间充填芽孢肽聚糖后,合成DPA-Ca(吡啶2,6-二羟酸钙),开始形成皮层,再经脱水,使折光率提高;芽孢衣合成结束;⑥皮层合成完成,芽孢成熟,抗热性出现;⑦芽孢囊裂解,芽孢游离外出。
《环境微生物学》讲义大纲第一章绪论前言1.微生物学的形成与进展●推测时期●观察时期●培养时期巴斯德、科赫等的奉献简介●生理学研究时期2.环境微生物学的形成与进展第一节、微生物的特点一、个体小、种类多、分布广、代谢类型多样二、繁殖快三、代谢强度大:四、数量多五、易变异第二节、环境微生物学的研究内容一、自然环境中的微生物生态学研究二、污染环境中的微生物生态学研究三、废水、废物的生物处理中的微生物学原理与方法研究四、环境监测与评价的微生物方法与原理研究第三节、学习环境微生物的意义21世纪环境微生物学展望重点:微生物、微生物的特点,环境微生物学的要紧学习内容与学习方法第二章、环境中微生物的要紧类群前言微生物的种类繁多,根据它们的形态、结构与生理性状等特征,要紧归纳如下:原核微生物与真核微生物的要紧区别第一节、细菌细菌是一大群单细胞原核微生物,是微生物学的要紧研究对象,也是环境微生物学的讨论重点。
一、细菌的形状与大小1、细菌的个体形态(三种要紧形态)2、菌落的形态(colony)固体培养基(1)细菌在固体琼脂(1.5~2.0%)平板上的菌落特征(2)在半固体琼脂(0.3~0.5%)试管培养基中穿刺接种所形成的培养特征(3)在明胶试管培养基中穿刺接种所形成的培养特征二、细菌细胞的结构细菌细胞结构模式图1、细胞壁(1)功能:(2)结构:(3)细胞壁与革兰氏染色染色的历史进展与染色原理染色方法可分为简单染色法与复染色法之分。
步骤与原理。
革兰氏染色的机理2、细胞膜(1)细胞膜的结构(2)功能:3、细胞核:细菌的细胞核没有核膜与核仁,没有固定形态,结构简单。
细菌质粒(plasmid),降解质粒。
4、细胞质及其内含物(1)细胞质:(2)细胞质内含物:5、荚膜(1)类型:大荚膜、微荚膜、粘液层、粘接物、菌胶团(2)化学构成(3)功能及意义6、鞭毛:运动器细菌的趋光性、趋化性等7、芽孢:某些细菌在生长的一定阶段,能形成对不良环境条件具有较强抗性的休眠体。
微生物学试题库第一章绪论一、术语解释:(每个子问题3分)1、微生物:是指形体微小结构简单用肉眼难以看见必须借助于显微镜才能观察到的微小生物。
2、微生物学:是研究微生物及其生命活动规律的学科二、填空:(每空(0.5分)1、微生物包括:(细菌)、(放线菌)、(蓝细菌)、(立克次氏体)、(衣原体)、(支原体)、(真菌)、(病毒)、(单细胞藻类)、(原生动物)。
法国科学家(巴斯德)被称为“微生物学之父”。
他通过对葡萄酒酸化的研究证明(发酵)是由微生物引起的。
他著名的(烧瓶试验)彻底推翻了“自然发生”的理论。
他通过对鸡霍乱等传染病的研究发现了(疫苗)。
3、青霉素是(弗莱明)在(1929)年发现的,它的产生菌是(点青霉)。
4、1978年伍斯根据不同生物(16s和18srrna寡核苷酸)序列的同源性测定结果,提出将生物分为3个域,即(古生菌域)、(细菌域)和(真核生物域)。
5、德国的细菌学家科赫在(1876)年提出了(疾病的微生物致病)学说。
他的经典实验被称为(柯赫氏法则),他发明的(细菌的染色方法)和(固体培养基的制备),建立了(纯培养技术),为微生物的分离培养研养奠定了基础。
三、多项选择题:(每题1分):1、被称为“微生物学之父”的科学家是(b)。
a、列文胡克B、巴斯德C、科赫D、弗莱明2。
建立纯培养技术的科学家是(c)。
a、列文虎克b、巴斯德c、科赫d、弗莱明3、发明了细菌染色法的科家是(c)a、列文胡克B、巴斯德C、科赫D、弗莱明4。
提出将自然界中的生物划分为六个领域的分类学家是(b)。
a、魏塔克b、王大耜c、伍斯d、以上都不是5.第一个基因组测序的真核微生物是(d)。
a、青霉b、根霉c、曲霉d、啤酒酵母6、发现青霉素的科学家是(d)a、格里菲斯B、巴斯德C、科赫D、弗莱明四、判断改错题:(每题2分):1.酿酒酵母是第一个基因组测序的真核微生物。
(√) 科赫是第一位研制狂犬病疫苗的科学家。
(w)科赫改名为巴斯德3、被称为“微生物学之父”的科学家是列文虎克。
“微生物学”作业题第一章绪论1、微生物有哪些特点?其中最基本的特点是什么?为什么?2、什么是微生物学?它的研究内容是什么?3、什么是微生物?它包括哪些类群?4、用具体事例说明人类与微生物的关系。
5、为什么微生物学比动物学、植物学起步晚,但却发展迅速?并成为生命科学研究的“明星”?6、简述微生物学在生命科学发展中的地位,并描述其前景。
7、为什么说巴斯德和科赫是微生物学的奠基人?8、简述下列科学家对微生物学发展的主要贡献:Lister, Grifith, Fleming, Avery, Waksman, Jacob & Monod, Ames, Woese, 汤飞凡,何大一。
第二章微生物的纯培养和显微技术1、名词解释:微生物的培养物,菌落,斜面,平板,二元培养物,分辨率,显微技术,冰冻蚀刻技术。
2、菌种保藏的原理是什么?举出三种常用的菌种保藏方法,并说明其操作过程。
3、使用普通光学显微镜观察物象时,如何增加图象和视野的反差?4、叙述用油镜观察细菌形态的操作过程。
5、暗视野显微镜、相差显微镜和荧光显微镜在生物学研究中有什么作用?6、扫描电子显微镜有什么特点?7、何为无菌技术?试列举属于无菌技术范围的具体实验操作环节及注意事项。
8、哪些固体培养基分离技术可以被用来获得目的微生物的纯培养?它们的适用范围及特点如何?9、在何种情况下你会选择使用液体分离法或单孢子(细胞)分离法来获得微生物的纯培养?10、为什么说菌种保藏技术对于微生物学的研究和应用都具有重要意义?你认为哪些菌种保藏技术可被用于保藏大肠杆菌和枯草芽孢杆菌菌株?11、使用油镜时为何要滴加香柏油?我们是否应该进一步寻找介质折射率更大的其他物质取替香柏油,以进一步提高显微镜的分辨率?12、试总结、比较普通光学显微镜、荧光显微镜、透射显微镜、扫描显微镜在成像原理方面的异同点。
13、培养条件对微生物个体的大小有哪些影响?你是否能很快地在显微镜下区分同为单细胞的细菌、酵母菌和原生动物?第三章微生物的结构与类群1、解词:原核微生物,原生质体,细菌、真菌,霉菌,酵母菌,蕈菌,放线菌,蓝细菌,粘细菌,蛭弧菌,菌丝,菌环、吸器,菌核,子座,伴孢晶体,糖被,鞭毛,菌毛,性毛,芽孢。
第一章绪论1.什么是微生物, ?什么是微生物学?微生物:指一些个体微小,构造简单,大多单细胞,少数多细胞,有的甚至没有细胞构造,一般肉眼难以看清的低等生物的总称。
微生物学:微生物学是研究微生物在一定条件下的的形态构造、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。
2、为什么说巴斯德和科赫是微生物学的奠基人〔巴斯德和科赫有哪些奉献〕?巴斯德: 1〕彻底否认了自然发生说;2〕证实发酵由微生物引起;3〕免疫学---预防接种;4)创造巴氏消毒法柯赫:1〕在微生物学根本操作技术方面的奉献:用固体培养基别离纯化微生物;配制培养基。
2〕对病原细菌的研究作出了突出的奉献:具体证实了炭疽病菌是炭疽病的病原菌;发现了肺结核病的病原菌,证明某种微生物是否为某种疾病病原体的根本原那么——柯赫原那么3、微生物所包括的类群?微生物所包括的类群〔研究对象〕:无细胞构造的病毒、亚病毒〔类病毒、拟病毒、朊病毒〕;具有原核细胞的真细菌、放线菌、古生菌;具有真核细胞的真菌〔酵母菌、霉菌、蕈菌〕、单细胞藻类和原生动物。
4、从魏塔克五界系统看微生物的分类地位微生物有什么特点?五界系统:1969年魏塔克提出,把所有生物分为原核生物界、原生生物界、真菌界、植物界、动物界。
特点:丰富的多样性;独特的生物学特性〔个体小,繁殖快,分布广〕5. 微生物的有哪些特征?体积小,面积大;吸收多,转化快;适应强,易变异;分布广,种类多;生长旺,繁殖快。
6. The size and cell type of microbesMicrobe Approximate range of sizes Cell typeµm (n anometers) Particlesµm ProkaryoteFungi 2µm->1m EukaryoteProtozoa 2-1000µm EukaryoteAlgae 1µm-several meters Eukaryote7.微生物研究三方向:大脑,肠道,免疫系统。
微生物学各章小结第一章:绪论1、微生物:一类形体微小、单细胞或个体较为简单的多细胞,甚至无细胞结构的低等生物的统称。
2、微生物的几个基本特性:1体积小、面积大“微米”作为个体大小的度量单位,个体更小的病毒则以“纳米”为度量单位。
个体形态需要借助光学显微镜或电子显微镜观察。
肉眼可观察到微生物聚集的群体-菌落2微生物的种类多:原核生物:3500种;:病毒:4000种;真菌:9万种;原生动物和藻类:10万种;3在自然界中分布极为广泛4生长旺,繁殖快(单细胞藻类:3~6小时繁殖一代。
酵母:2~4小时繁殖一代。
细菌:0.5~1小时繁殖一代。
)5适应性强,易变异3、微生物学发展简史分几个阶段,其中代表人物是谁?主要做了什么贡献?(一)微生物的利用与发现时间:1676~1861 开创者:安东•列文虎克(Antony Leeuwenhoek )。
特点:自制单式显微镜观察细菌;微生物形态描述。
(二)微生物学及食品微生物学的建立19世纪中期,欧洲工业、农业规模化生产方式已经形成。
当时工农业生产发展中出现的葡萄酒发酵酸败、人畜传染病等与微生物相关的问题急需解决。
法国人巴斯德:彻底否定了“自生说”学说。
免疫学——预防接种。
证实发酵是由微生物引起的。
其他贡献:巴斯德消毒法等。
德国人柯赫:微生物学基本操作技术的贡献:a)细菌纯培养方法的建立。
b)设计了各种培养基,实现了在实验室内对各种微生物的培养。
c)蒸汽灭菌。
d)染色观察和显微摄影。
对病原细菌研究作出了突出贡献:a)具体证实了炭疽杆菌是炭疽病的病原菌;b)发现了肺结核病的病原菌;c)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。
(三)近代微生物学的发展微生物学研究工具的不断改进;微生物学和其他生物科学共同发展,互相促进。
4、日常生活中与食品生产、储藏、变质等有关的微生物问题。
P5第二章:微生物的形态、结构与功能1、细菌:是一类单细胞、细胞壁坚韧、以二等分裂方式繁殖和水生性较强的原核微生物。
生命科学与技术学院研究生课程简介 课程名称:微生物分子生物学(170.522) 英文名称:Microbial Molecular Biology 课程类型:■讲授课程 □实践(实验、实习)课程 □研讨课程 □专题讲座 □其它 考核方式: 考试 教学方式:讲授 适用专业:微生物学,生物化工等专业 适用层次: 硕士■ 博士 □ 开课学期: 秋季 总学时/讲授学时: 32 / 32 学分:2 先修课程要求:微生物学,分子生物学,生物化学 课程组教师姓名 职 称 专 业 年 龄 学术专长 杨洋 副教授 微生物学 38 微生物分子生物学 徐莉 副教授 微生物学 39 微生物分子生物学
课程教学目标: 微生物分子生物学是研究微生物核酸、蛋白质等生物大分子的结构与功能的关系及其对生命活动影响的学科,它又是一门实验性、逻辑性和研究性非常强的学科,它是以各类微生物为材料的分子生物学研究, 试图揭示所有生命类型的普遍规律和共性, 同时也会发现微生物特有的生命特征和现象。本课程主要从分子水平上阐述微生物基因表达及其调控机理的知识体系,使学生在分子水平上对微生物生命现象尤其是微生物基因表达及其调控的研究前沿和研究进展有一个全面系统的了解和认识。 讲授该课程的目标在于不仅仅使学生能够学习和掌握微生物分子生物学的基本知识和基本理论,而且更能够把握本学科的研究前沿和发展趋势,领会科学研究的精髓,掌握科学研究的基本方法,提高学生的科学素养和创新性的思维能力。
教学大纲: 第一章 绪论 第二章 微生物分子生物学研究技术方法的原理及其应用 第三章 细菌的分子生物学 §3.1细菌的基因组 §3.2细菌DNA复制 §3.3细菌DNA的损伤和修复 §3.4细菌mRNA的转录机制 §3.5细菌蛋白质翻译机制 第四章 放线菌的分子生物学 §4.1 链霉菌属的染色体 §4.2 链霉菌中的质粒、转座因子和噬菌体 §4.3 链霉菌发育与分化的分子生物学研究 §4.4 链霉菌抗生素生物合成的分子生物学研究 第五章 丝状真菌的分子生物学 §5.1 丝状真菌的遗传物质 §5.2 丝状真菌中的质粒 §5.3 丝状真菌的转化系统及其特点 §5.4 丝状真菌模式种的基因组学研究 §5.5 白腐真菌的分子生物学研究 §5.6 食用真菌的分子生物学研究 第六章 古生菌的分子生物学 §6.1 古生菌概述 §6.2 古生菌的DNA复制 §6.3 古生菌的mRNA转录 §6.4 古生菌的蛋白质翻译 第七章 原核微生物基因表达的调控 §7.1 概述 §7.2 转录水平的调控 §7.3 操纵子类型 §7.4 转录后的调控 §7.5 双组份信号传导系统 §7.6 原核生物基因表达调控研究的技术和方法 第八章 真核微生物基因表达的调控 §8.1 概述 §8.2 丝状真菌的基因表达调控 §8.3白腐真菌的基因表达调控 §8.4 酵母菌的基因表达调控 §8.5 真核生物基因表达调控研究的技术和方法