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1、第一讲微生物学概论第一讲微生物学概论现在学习的是第1页，共75页课程考试及相关要求课程考试及相关要求考试形式考试形式：闭卷考试：闭卷考试期末成绩期末成绩：平时（：平时（30%）+考试（考试（70%）平时成绩（平时成绩（30）：o缺课一次扣缺课一次扣2分，无故旷课分，无故旷课3次取消考试资格次取消考试资格o实验及实验报告缺一次扣实验及实验报告缺一次扣3分分o作业缺一次扣作业缺一次扣2分分o主动回答问题并且答案正确酌情加分主动回答问题并且答案正确酌情加分现在学习的是第2页，共75页教学内容教学内容绪论绪论微生物与人类微生物与人类第一章第一章原核生物的形态、构造和功能原核生物的形态、构造和功能第二章
2、第二章真核生物的形态、构造和功能真核生物的形态、构造和功能第三章第三章病毒和亚病毒病毒和亚病毒第四章第四章微生物的营养和培养基微生物的营养和培养基第五章第五章微生物的新陈代谢微生物的新陈代谢第六章第六章微生物的生长及其控制微生物的生长及其控制第七章第七章微生物的遗传和育种微生物的遗传和育种第八章第八章微生物的生态微生物的生态第九章第九章传染与免疫（传染与免疫（自学自学）第十章第十章微生物的分类和鉴定微生物的分类和鉴定习题讲解习题讲解形形态态结结构构生生理理生生化化现在学习的是第3页，共75页教学安排教学安排第一讲第一讲微生物学概论（绪论、第十章、结束语）微生物学概论（绪论、第十章、结束语）第二
3、讲第二讲微生物形态、构造和功能微生物形态、构造和功能（第一章、第二章（第一章、第二章）第三讲第三讲病毒和亚病毒病毒和亚病毒（第三章（第三章）第四讲第四讲微生物的营养和培养基（第四章微生物的营养和培养基（第四章）第五讲第五讲微生物的新陈代谢（第五章微生物的新陈代谢（第五章）第六讲第六讲微生物的生长及其控制微生物的生长及其控制（第六章（第六章）第七讲第七讲微生物的遗传和育种微生物的遗传和育种（第七章（第七章）第八讲第八讲微生物的生态（第八章微生物的生态（第八章）2013年任务年任务2014年任务年任务现在学习的是第4页，共75页参考资料：参考资料：周德庆周德庆.微生物学教程（第二版）微生物学教程（
4、第二版）.高等教育出版社高等教育出版社,2002杨革杨革.微生物学实验教程（第微生物学实验教程（第2版版）.科学出版社，科学出版社，2010.S.Baker.等等编著编著李明春李明春,杨文博主译杨文博主译,微生物学（第微生物学（第3版）版）,北京北京:科学出版社科学出版社,2010.沈萍沈萍.微生物学微生物学.高等教育出版社，高等教育出版社，2000.7.武汉、复旦大学生物系微生物学教研室合编武汉、复旦大学生物系微生物学教研室合编.微生物学微生物学.高等教育高等教育出版社出版社,1987.Microbesandtheenvironment:perspectivesandchallenges/S
5、huang-JiangLiu,HaroldL.Drake(eds.)Beijing:SciencePress,c2008.期刊：微生物学报、微生物学通报、各大学自然科学版期刊：微生物学报、微生物学通报、各大学自然科学版现在学习的是第5页，共75页第一讲第一讲 微生物学概论微生物学概论教学目标：教学目标：了解微生物与人类的特殊关系以及在生物界的地位了解微生物与人类的特殊关系以及在生物界的地位理解微生物学在生命科学发展中的重要作用和地位理解微生物学在生命科学发展中的重要作用和地位理解各大类微生物的分类系统纲要理解各大类微生物的分类系统纲要掌握微生物的特点、通用分类单元以及微生物鉴定方法掌握微生物的
6、特点、通用分类单元以及微生物鉴定方法教学重点：教学重点：微生物与人类的特殊关系、微生物特点、微生物学及其分类、微生物分微生物与人类的特殊关系、微生物特点、微生物学及其分类、微生物分类系统纲要、微生物通用分类单元、微生物鉴定方法类系统纲要、微生物通用分类单元、微生物鉴定方法教学难点：教学难点：三域学说、微生物既是人类的敌人，更是人类的朋友。三域学说、微生物既是人类的敌人，更是人类的朋友。现在学习的是第6页，共75页第一讲第一讲微生物学概论微生物学概论一、微生物的概念及其种类一、微生物的概念及其种类微生物（微生物（microorganism，microbe）：个体微）：个体微小小、结构、结构简简单
7、的一类单的一类低低等生物。等生物。小（个体微小）小（个体微小）简（结构简单）简（结构简单）低（进化地位低）低（进化地位低）微微生生物物m 级：光镜下可见（细胞）nm级：电镜下可见（细胞器、病毒）少数肉眼可见 单细胞简单多细胞非细胞（即“分子生物”）原核类：三菌三体三菌三体真核类：真菌真菌、原生动物、显微藻类非细胞类：病毒病毒、亚病毒 现在学习的是第7页，共75页 人体体表及体内存在大量的微生物：人体体表及体内存在大量的微生物：皮肤表面：平均皮肤表面：平均10万个细菌万个细菌/平方厘米；平方厘米；口腔：细菌种类超过口腔：细菌种类超过500种；种；肠道：微生物总量达肠道：微生物总量达100万亿；万
8、亿；粪便干重的粪便干重的1/3是细菌，每克粪便的细菌总数为：是细菌，每克粪便的细菌总数为：1000亿个；亿个；二、微生物与人类的关系二、微生物与人类的关系微生物无处不在，我们无时不生活在微生物无处不在，我们无时不生活在“微生物的海洋微生物的海洋”中。中。土壤中细菌数亿/g，土壤中的细菌总重量估计为100341012 吨；每张纸币带细菌：900万个；万个；每个喷嚏的飞沫含每个喷嚏的飞沫含4500-1500004500-150000个细菌，重感冒患者为个细菌，重感冒患者为85008500万；万；现在学习的是第8页，共75页微生物既是人类的敌人，更是人类的朋友！微生物既是人类的敌人，更是人类的朋友！
9、时时刻刻与微生物时时刻刻与微生物“共舞共舞”是是祸祸？是是福福？现在学习的是第9页，共75页微生物是自然界物质循环的关键环节；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！微生物是人类的朋友！体内的正常菌群是人及动物健康的基本保证；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；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、面包、奶酪、白酒、啤酒、酱油、泡菜、腐乳等基因工程为代表的现代生物技术；基因工程为代表的现代生物技术；现在学习的是第10页，共75页少数微生物也是人类的敌人！少数微生物也是人类
10、的敌人！鼠疫鼠疫天花天花艾滋病艾滋病梅毒梅毒疯牛病疯牛病流感流感!白疫白疫（黑死病黑死病）（肺结核肺结核）禽流感禽流感超级细菌超级细菌现在学习的是第11页，共75页超级细菌：超级细菌：指滥用抗生素而使得抗药性越来越强的一类细菌。指滥用抗生素而使得抗药性越来越强的一类细菌。超级病菌主要指超级病菌主要指耐甲氧苯青霉素金黄色葡萄球菌耐甲氧苯青霉素金黄色葡萄球菌MRSA，是，是皮肤细菌的一种。皮肤细菌的一种。超级病菌含有超级抗药基因超级病菌含有超级抗药基因“新德里金属蛋白酶新德里金属蛋白酶-1”(NDM-1)，使，使“超级病菌超级病菌”可在同种甚至异种细菌之间可在同种甚至异种细菌之间“轻松轻松”复制复
11、制。研究人员多在研究人员多在大肠杆菌大肠杆菌和和肺炎克雷伯氏菌肺炎克雷伯氏菌等细菌内发现等细菌内发现NDM-1基因。含这种基因的细菌对几乎所有抗生素具有耐药力。基因。含这种基因的细菌对几乎所有抗生素具有耐药力。印度、日本、美国、英国、加拿大、韩国等印度、日本、美国、英国、加拿大、韩国等20多个国家及地区报告出现多个国家及地区报告出现“超级病菌超级病菌”。2010年，英国媒体爆出南亚发现新型超级病菌年，英国媒体爆出南亚发现新型超级病菌NDM-1，抗药性，抗药性极强可全球蔓延。极强可全球蔓延。现在学习的是第12页，共75页症状：症状：在人身上造成在人身上造成浓疮浓疮和和毒疱毒疱，甚至逐渐让人的，甚
12、至逐渐让人的肌肉坏死肌肉坏死。更可怕。更可怕的是，抗生素药物对它不起作用，病人会因为感染而引起可怕的的是，抗生素药物对它不起作用，病人会因为感染而引起可怕的炎症，高烧、炎症，高烧、痉挛、昏迷直到最后死亡痉挛、昏迷直到最后死亡。传播途径：传播途径：（1）血传播：如全血、血浆、血清或其它血制品通过注射传播）血传播：如全血、血浆、血清或其它血制品通过注射传播（2）胎源性传播：如孕妇带毒者通过产道对新生儿垂直传播）胎源性传播：如孕妇带毒者通过产道对新生儿垂直传播（3）医源性传播：如医疗器械、注射器、血液透析）医源性传播：如医疗器械、注射器、血液透析（4）性接触传播：性滥交、同性恋和异性恋）性接触传播：
13、性滥交、同性恋和异性恋（5）昆虫叮咬传播：在热带、亚热带的蚊虫以及各种吸血昆虫）昆虫叮咬传播：在热带、亚热带的蚊虫以及各种吸血昆虫（6）生活密切接触传播：与病毒携带者长期密切接触，唾液、尿液、）生活密切接触传播：与病毒携带者长期密切接触，唾液、尿液、血液、胆汁及乳汁，均可污染器具、物品，经破损皮肤、粘膜而传血液、胆汁及乳汁，均可污染器具、物品，经破损皮肤、粘膜而传播。播。现在学习的是第13页，共75页u应对措施应对措施：合理规范使用抗菌药物，尤其应限制万古霉素的滥用以减少多重耐药合理规范使用抗菌药物，尤其应限制万古霉素的滥用以减少多重耐药菌株菌株注意个人卫生，尤其是正确洗手，加强身体锻炼，合理
14、膳食，注意休息，提高机体的注意个人卫生，尤其是正确洗手，加强身体锻炼，合理膳食，注意休息，提高机体的抵抗力抵抗力对全体医院职工进行培训增强对耐药菌的认识，对全体医院职工进行培训增强对耐药菌的认识，不必谈不必谈“菌菌”色变色变，不必惊慌，不必惊慌严格执行无菌技术操作，加强消毒隔离，切断传播途径严格执行无菌技术操作，加强消毒隔离，切断传播途径减少或缩短侵入性装置的应用，如中心静脉导管留置和导尿管插管减少或缩短侵入性装置的应用，如中心静脉导管留置和导尿管插管发现耐万古霉素细菌感染患者，应及时予以隔离，进入病房时戴手套，防止细菌发现耐万古霉素细菌感染患者，应及时予以隔离，进入病房时戴手套，防止细菌广泛
15、污染物品表面，接触患者时应穿隔离衣广泛污染物品表面，接触患者时应穿隔离衣清除感染源，对耐药菌株患者使用的医疗用品如听诊器、血压器等清除感染源，对耐药菌株患者使用的医疗用品如听诊器、血压器等消毒消毒提高菌检率，加强对耐药菌的监测，尤其对易感人群耐药菌的监测提高菌检率，加强对耐药菌的监测，尤其对易感人群耐药菌的监测如果去医院探视如果去医院探视VRE感染的患者，应听从医院有关人员的指导，做好消毒、隔离工作，避免因感染的患者，应听从医院有关人员的指导，做好消毒、隔离工作，避免因探视而感染此种疾病探视而感染此种疾病现在学习的是第14页，共75页三、微生物的发现和微生物学的建立与发展8000年前我国就出现
16、了曲蘖酿酒曲蘖酿酒；4000年前埃及人已学会烘制面包烘制面包和酿制果酒酿制果酒；3000年前我国用长霉的豆腐豆腐治疗皮肤上的疮、痈疾病；2500年前发明酿酱、醋，用曲曲治消化道疾病；公元6世纪(北魏时期)贾思勰贾思勰的巨著齐民要术齐民要术；公元2世纪，张仲景张仲景“禁食病死兽类的肉和不清洁食物”（一）微生物的发现（一）微生物的发现现在学习的是第15页，共75页公元前112年-212年间，华佗华佗“割腐肉以防传染”公元九世纪痘浆法、痘衣法痘浆法、痘衣法预防天花；16世纪，古罗巴医生G.Fracastoro提出疾病是由肉由肉眼看不见的生物眼看不见的生物(livingcreatures)引起的引起的
17、；1641年，明末医生吴又可吴又可也提出“戾气”学说；16世纪明朝伟大的医药学家李时珍李时珍本草纲目中记载了“神曲神曲”和“红曲红曲”治疗疮、痈、湿热泄等疾病；现在学习的是第16页，共75页讨论讨论：微生物难以发现的原因？微生物难以发现的原因？个体微小个体微小外貌不显外貌不显杂居混生杂居混生因果难联因果难联安东尼安东尼.列文虎克列文虎克罗伯特罗伯特.科赫科赫路易路易.巴斯德巴斯德现在学习的是第17页，共75页荷兰人列文虎克荷兰人列文虎克（Antonyvan leeuwenhoek）1676年，采用放大透镜放大透镜首次观察到了细菌和原生动物。1677年首次描述了昆虫、狗和人的精子精子。1684年
18、他准确地描述了红细胞红细胞，证明马尔皮基推测的毛细血管呈真实存在的。1702年他在细心观察了轮虫以后，指出在所有露天积水中都可以找到微生所有露天积水中都可以找到微生物物。追踪观察了许多低等动物和昆虫的生低等动物和昆虫的生活史活史，证明它们都自卵孵出并经历了幼虫等阶段。他没有上过大学，是一个他没有上过大学，是一个只会荷兰语的小商人，但只会荷兰语的小商人，但却在却在1680年被选为年被选为英国皇英国皇家学会家学会的会员。的会员。微生物学的先驱微生物学的先驱现在学习的是第18页，共75页（二）微生物学的奠基（二）微生物学的奠基法国人法国人巴斯德（巴斯德（LouisPasteur）（18221895）
19、德国人德国人柯赫（柯赫（RobertKoch）（18431910）微生物学的奠基人微生物学的奠基人细菌学的奠基人细菌学的奠基人现在学习的是第19页，共75页微生物学的奠基微生物学的奠基1、巴斯德、巴斯德（LouisPasteur）（）（18221895）(1)发现并证实发酵是由微生物引起的；(2)彻底否定了“自然发生”学说；化学家出生的巴斯德涉足微生物学是为了治疗“酒病”和“蚕病”著名的曲颈瓶试验曲颈瓶试验无可辩驳地证实，空气内确实含有微生物，是它们引起有机质的腐败。(3)免疫学预防接种首次制成狂犬疫苗(4)其他贡献巴斯德消毒法：6065作短时间加热处理，杀死有害微生物现在学习的是第20页，共
20、75页微生物学的奠基微生物学的奠基2、柯赫（、柯赫（RobertKoch）（）（18431910）a）细菌纯培养方法细菌纯培养方法的建立土豆切面土豆切面 营养明胶营养明胶 营养琼脂（平皿）营养琼脂（平皿）（1）微生物学基本操作技术方面的贡献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）流动蒸汽灭菌d）染色观察和显微摄影现在学习的是第21页，共75页柯赫柯赫（2）对病原细菌的研究作出了突出的贡献：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；（1905年获诺贝尔奖）年获诺贝尔奖）c）证明某种微生物是否为某种疾病病原体的基本原则 著名的柯赫原则柯赫原则1、在每一
21、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。现在学习的是第22页，共75页（三）微生物学发展过程中的重大事件（三）微生物学发展过程中的重大事件微生物的发现和微生物学的建立与发展微生物的发现和微生物学的建立与发展1890 Von Behring制备抗毒素治疗白喉和破伤风；1892 Ivanovsky 提供烟草花叶病毒是由病毒引起的证据；1928 Griffith发现细菌转化；1929 Fleming 发现青霉素；1944 Avery等证实转
22、化过程中DNA是遗传信息的载体；1953 Watson和Crick提出DNA双螺旋结构；19701972 Arber、Smith和Nathans发现并提纯了 DNA限制性内切酶对其机理的研究导致DNA是遗传物质的确证；外源遗传物质导入各种细胞的基因重组技术的建立；现在学习的是第23页，共75页微生物学发展过程中的重大事件微生物学发展过程中的重大事件1977 Woese提出古生菌是不同于细菌和真核生物的特殊类群 Sanger首次对f174噬菌体DNA进行了全序列分析；19821983 Prusiner发现朊病毒(prion)；19831984 Mullis 建立PCR技术；1995第一个独立生活
23、的细菌(流感嗜血杆菌)全基团组序列 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；现在学习的是第24页，共75页（四）（四）20世纪的微生物学世纪的微生物学微生物的发现和微生物学的建立与发展微生物的发现和微生物学的建立与发展十九世纪末到二十世纪中期：微生物学：鉴定病原菌、鉴定病原菌、研究免疫学及其在预防疾病中的作用、研究免疫学及其在预防疾病中的作用、寻找化学治疗药物、寻找化学治疗药物、分析微生物的化学活性。分析微生物的化学活性。普通生物学：细胞的构造及其在繁殖和发展中的作用、植物和动物的遗传和进化的机制。现在学习的是第25页，共7
24、5页微生物的发现和微生物学的建立与发展微生物的发现和微生物学的建立与发展 2020世纪世纪4040年代后，微生物自身的特点使其成为生物学研究的年代后，微生物自身的特点使其成为生物学研究的“明星明星”，微生物学很快与生物学主流汇合，并被推到了整个生命科学发展的前沿，微生物学很快与生物学主流汇合，并被推到了整个生命科学发展的前沿，获得了迅速的发展，在生命科学的发展中作出了巨大的贡献。获得了迅速的发展，在生命科学的发展中作出了巨大的贡献。微生物学与生物学发展的主流汇合、交叉，微生物学与生物学发展的主流汇合、交叉，获得了全面、深入的发展。获得了全面、深入的发展。微生物学（微生物学（Microbiolo
25、gy）定义定义：是一门在细胞、分子或群体水平水平上研究微生物的形态、生理代谢、遗传变异、生态分布和分类进化等生命活动基本规律基本规律，并将其应用应用于工业发酵、医药卫生、生物工程和环境保护等实践领域的科学，其根本任务根本任务是发掘、利用、改善和保护有益微生物，控制、消灭或改造有害微生物，为人类社会的进步服务。现在学习的是第26页，共75页微生物学的分类微生物学的分类按研究微生物的基本生命活动规律分按研究微生物的基本生命活动规律分按微生物应用领域分按微生物应用领域分按研究微生物对象分按研究微生物对象分按微生物所处的生态环境分按微生物所处的生态环境分按学科的交叉、融合分按学科的交叉、融合分按实验方
26、法、技术分按实验方法、技术分微生物分类学、生理学、遗传学、生态学、微生物分类学、生理学、遗传学、生态学、分子微生物学分子微生物学工业、农业、医学、药用、诊断、食品微生物学、工业、农业、医学、药用、诊断、食品微生物学、抗生素学抗生素学细菌学、真菌学、病毒学、原核生物学、自养菌生物学、细菌学、真菌学、病毒学、原核生物学、自养菌生物学、厌氧菌生物学厌氧菌生物学土壤生物学、土壤生物学、海洋生物学海洋生物学、环境微生物学环境微生物学、水微生物学、水微生物学、宇宙微生物学宇宙微生物学化学微生物学、分析微生物学、微生物信息学、化学微生物学、分析微生物学、微生物信息学、微生物数值分类学微生物数值分类学实验微生
27、物学实验微生物学、微生物研究方法、微生物研究方法现在学习的是第27页，共75页Jacob等通过研究大肠杆菌诱导酶的形成机制而提出操纵子学说，等通过研究大肠杆菌诱导酶的形成机制而提出操纵子学说，阐明了基因表达调控的机制，为分子生物学的形成奠定了基础。阐明了基因表达调控的机制，为分子生物学的形成奠定了基础。60年代年代Nirenberg等人通过研究等人通过研究大肠杆菌大肠杆菌无细胞蛋白质合成体系无细胞蛋白质合成体系及多聚尿苷酶，发现了苯丙氨酸的遗传密码，继而完成了全部及多聚尿苷酶，发现了苯丙氨酸的遗传密码，继而完成了全部密码的破译，为人类从密码的破译，为人类从分子水平分子水平上研究生命现象开辟了新
28、的途径。上研究生命现象开辟了新的途径。“断裂基因断裂基因”、“跳跃基因跳跃基因”、“重叠基因重叠基因”的发现，的发现，以及基因结构的精细分析、基因组测序等。以及基因结构的精细分析、基因组测序等。1941年年Beadle和和Tatum用用粗糙脉胞霉粗糙脉胞霉进行的突变实验使基因和酶的关系得进行的突变实验使基因和酶的关系得以阐明，并提出了以阐明，并提出了“一个基因一个酶一个基因一个酶”的假说。的假说。微生物的发现和微生物学的建立与发展微生物的发现和微生物学的建立与发展（五）微生物学在生命科学发展中的重要地位（五）微生物学在生命科学发展中的重要地位1微生物是生物学基本理论研究中的理想实验对象，对微生
29、物微生物是生物学基本理论研究中的理想实验对象，对微生物的研究促进许多重大生物学理论问题的突破的研究促进许多重大生物学理论问题的突破 基因和酶关系的阐明及基因和酶关系的阐明及“一个基因一个酶一个基因一个酶”的假说；的假说；遗传的物质基础的阐明遗传的物质基础的阐明基因概念的发展基因概念的发展遗传密码的破译遗传密码的破译基因表达调控机制的研究基因表达调控机制的研究生物大分子合成的中心法则；生物大分子合成的中心法则；DNA RNA 蛋白质蛋白质现在学习的是第28页，共75页微生物学在生命科学发展中的重要地位微生物学在生命科学发展中的重要地位2对生命科学研究技术的贡献对生命科学研究技术的贡献细胞的人工培
30、养细胞的人工培养突变体筛选突变体筛选DNA重组技术和遗传工程重组技术和遗传工程3微生物与微生物与“人类基因组计划人类基因组计划”作为模式生物作为模式生物基因与基因组的功能研究的重要工具基因与基因组的功能研究的重要工具现在学习的是第29页，共75页基因水平转移-细菌DNA的主动分泌与摄取聪明的黏菌 生命起源的研究；微生物的发现和微生物学的建立与发展微生物的发现和微生物学的建立与发展（六）（六）2121世纪微生物学展望世纪微生物学展望1微生物自身的特点（共性和特性）将会更加受到关注和利用 以微生物为研究材料继续对一些基本生命现象进行研究；生物进化方面的研究；在微生物基因组上进行的考古 性别分化的意
31、义；生物智慧的发展；微生物产业的开发；重要致病菌的特点及其防治；极端环境的微生物的研究；共性共性：微生物具有其他生物共有的基本生物学特性：生长、繁殖、代谢、共用一套遗传密码等，甚至其基因组 上含有与高等生物同源的基因，充分反映了生物高 度的统一性。特性特性：微生物具有其它生物不具备的生物学特性，例如可在 其他生物无法生存的极端环境极端环境下生存和繁殖，具有其 他生物不具备的代谢途径和功能，反映了微生物极其 丰富的多样性。微生物自身特性的进一步开发、利用，例如降解性塑料，分解纤维素、生产单细胞蛋白等。借助（利用）微生物特点的基因工程产业，利用微生物生产原本它们不能生产的药物、疫苗等。现在学习的是
32、第30页，共75页微生物具备生命现象的特性和共性，将是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）。源、粮食等的最理想的材料）。现在学习的是第31页，共75页2121世纪微生物学展望世纪微生物学展望2 2与其他学科实现更广泛的交叉，获得新的发展与其他学科实现更广泛的交叉，获得新的发展学科交叉永远是科学创新的源泉！学科交叉永远是科学创新的
33、源泉！微生物基因组的序列测定和分析；微量热技术对生命过程的研究；微生物的快速检定；计算机技术与微生物学的结合；现在学习的是第32页，共75页四、微生物的特点四、微生物的特点体积小、面积大；体积小、面积大；吸收多、转化快；吸收多、转化快；生长旺、繁殖快；生长旺、繁殖快；适应强、易变异；适应强、易变异；种类多、分布广。种类多、分布广。现在学习的是第33页，共75页（1）个体小、面积大）个体小、面积大:测量单位：微米或钠米测量单位：微米或钠米杆菌的平均长度：杆菌的平均长度：2微米；微米；1500个杆菌首尾相连个杆菌首尾相连=一粒芝麻的长度；一粒芝麻的长度；10-100亿个细菌加起来重量亿个细菌加起来
34、重量=1毫克毫克面积面积/体积比：人体积比：人=1，大肠杆菌，大肠杆菌=30万万比表面积大比表面积大特别特别有利于它们和周围环境进行物质、能量、信有利于它们和周围环境进行物质、能量、信息的交换息的交换。微生物的其它很多属性都和这一特点密切相关。微生物的其它很多属性都和这一特点密切相关。现在学习的是第34页，共75页火星陨石中发现的细细菌菌化化石石（直直径径10nm）现在学习的是第35页，共75页德国科学家H.N.Schulz等1999年在纳米比亚海岸的海底沉积物中发现的一种硫磺细菌硫磺细菌（sulfur bacterium），其大小可达0.75 mm，Thiomargarita namibie
35、nsis-纳米比亚嗜硫菌珠纳米比亚嗜硫菌珠”现在学习的是第36页，共75页微生物获取营养的方式多种多样，其食谱之广是动植物完全无法相比的！纤维素、木质素、几丁质、角蛋白、石油、甲醇、纤维素、木质素、几丁质、角蛋白、石油、甲醇、甲烷、天然气、塑料、酚类、氰化物、各种有机物甲烷、天然气、塑料、酚类、氰化物、各种有机物均可被微生物作为粮食！均可被微生物作为粮食！（2）吸收多、转化快）吸收多、转化快现在学习的是第37页，共75页（3）生长旺、繁殖快）生长旺、繁殖快24小时后：4722366500万亿个后代，重量达到：4722吨48小时后：2.2 10 43个后代，重量达到2.2 10 25 吨相当于相
36、当于4000个地球的重量！个地球的重量！大肠杆菌大肠杆菌一个细胞重约一个细胞重约1012克，克，平均平均20分钟繁殖一代分钟繁殖一代一头一头500 kg500 kg的食用公牛的食用公牛，24小时生产小时生产0.5kg蛋白质蛋白质,而而同同样重量的酵母菌样重量的酵母菌，以质量较次的糖液（如糖蜜）和氨水为原料，以质量较次的糖液（如糖蜜）和氨水为原料，24小时可以生产小时可以生产50000kg优质蛋白质。优质蛋白质。现在学习的是第38页，共75页（4）适应强、易变异）适应强、易变异个体小、结构简且多与外界环境直接接触个体小、结构简且多与外界环境直接接触繁殖快、繁殖快、数量多数量多 短时间内产生大量的
37、变异后代短时间内产生大量的变异后代突变率：突变率：1010-5-51010-10-10现在学习的是第39页，共75页证实：证实：青霉素的生产：青霉素的生产：20单位/ml（1943）10000单位/ml青霉素的用量：青霉素的用量：最高：10万单位/天（40年代）数百万-千万单位/次现在学习的是第40页，共75页细菌抗药性的产生：细菌抗药性的产生：现在学习的是第41页，共75页（5）种类多、分布广）种类多、分布广很多细菌都可以非常方便地进行很多细菌都可以非常方便地进行人工培养人工培养！在自然界中（土壤、水体、空气，动植物体内和体表）在自然界中（土壤、水体、空气，动植物体内和体表）都生存有大量的微
38、生物！都生存有大量的微生物！现在学习的是第42页，共75页种类多种类多微生物的多样性微生物的多样性：（microbiodiversity）物种的多样性物种的多样性生理代谢类型的多样性生理代谢类型的多样性代谢产物种类的多样性代谢产物种类的多样性遗传基因的多样性遗传基因的多样性生态类型的多样性生态类型的多样性一般认为目前为人类所发现的生物约一般认为目前为人类所发现的生物约200万种万种,目前估计目前估计微生物总数约在微生物总数约在50万万600万种万种，但，但1995年统计记载过的仅约年统计记载过的仅约20万种。万种。现在学习的是第43页，共75页五、微生物的分类和鉴定五、微生物的分类和鉴定微生物
39、分类学微生物分类学：按微生物的：按微生物的亲缘关系亲缘关系和和进化规律进化规律把它们把它们安排成条理清楚的各种分类单元或分类群的科学。安排成条理清楚的各种分类单元或分类群的科学。任务：任务：分类（分类（classification）鉴定（鉴定（identification）命名（命名（nomenclature）现在学习的是第44页，共75页1、通用分类单元（、通用分类单元（taxon，taxa/category）种以上的系统分类单元种以上的系统分类单元界界Kingdom门门Phylum（或（或Division）亚门亚门纲纲Class亚纲亚纲超目超目目目Order亚目亚目科科Family亚科亚科
40、族族亚族亚族属属Genus种种Species各级分类单元词尾各级分类单元词尾现在学习的是第45页，共75页种种（species）的概念的概念定义：定义：种是一个基本分类单位，是一大群表型特征高度相似、种是一个基本分类单位，是一大群表型特征高度相似、亲缘关系极其接近与同属内其他种有明显差异的菌株的总称。亲缘关系极其接近与同属内其他种有明显差异的菌株的总称。在微生物中，一个种只能用该种内的一个在微生物中，一个种只能用该种内的一个典型菌株（典型菌株（type strain）作为具体标本，它就是该种的作为具体标本，它就是该种的模式种（模式种（type species）或或模式活标本模式活标本。新种：新
41、种：sp.nov.或或nov.sp.，新被鉴定的种发表时应在其学名后，新被鉴定的种发表时应在其学名后标上标上sp.nov.的符号，新种发表前应将其模式菌株的培养物存的符号，新种发表前应将其模式菌株的培养物存放在一个永久性的保藏机构，并应允许人们从中取得。放在一个永久性的保藏机构，并应允许人们从中取得。（2001年）年）（2001年）年）（2001年）年）现在学习的是第46页，共75页2、微生物的俗名、微生物的俗名(commonname，vernacularname)具有大众化和简明等优点，但往往涵义不够具有大众化和简明等优点，但往往涵义不够确切，易于重复，尤其不便于国际间的学术确切，易于重复，
42、尤其不便于国际间的学术交流。交流。大肠杆菌大肠杆菌大肠埃希氏杆菌大肠埃希氏杆菌枯草杆菌枯草杆菌枯草芽孢杆菌枯草芽孢杆菌结核杆菌结核杆菌结核分枝杆菌结核分枝杆菌红色面包霉红色面包霉粗糙脉孢菌粗糙脉孢菌现在学习的是第47页，共75页3、微生物的学名、微生物的学名学名学名(scientificname)是微生物的科学名称，它是按照有关微生物分类国是微生物的科学名称，它是按照有关微生物分类国际委员会拟定的法则命名的。学名由际委员会拟定的法则命名的。学名由拉丁词拉丁词或或拉丁化的外来词拉丁化的外来词组成。组成。学名的命名有学名的命名有双名法双名法和和三名法三名法两种。两种。双名法双名法(binomina
43、lnomenclature)：属名：属名：拉丁文名词或用作名词的形容词，单数，拉丁文名词或用作名词的形容词，单数，首字母大写首字母大写，表示微生物，表示微生物的主要特征，由微生物构造、形状或由科学家命名。的主要特征，由微生物构造、形状或由科学家命名。种名：种名：拉丁文形容词，拉丁文形容词，字首小写字首小写，为微生物次要特征，为微生物次要特征,如微生物色素、形如微生物色素、形状、来源或科学家姓名等。状、来源或科学家姓名等。排排斜体斜体字字排排正体字正体字（可省略可省略）学名学名=属名属名+种名种名+（首次定名人）（首次定名人）+现定名人现定名人+定名年份定名年份现在学习的是第48页，共75页例例
44、1：大肠埃希氏菌（简称：大肠埃希氏菌（简称“大肠杆菌大肠杆菌”）Escherichia coli（Migula）CastellanietChalmers1919例例2：金黄色葡萄球菌金黄色葡萄球菌Staphylococcus aureusRosenbach1884例例3 3：枯草芽孢杆菌（简称：枯草芽孢杆菌（简称“枯草杆菌枯草杆菌”）Bacillus subtilisBacillus subtilis （EhrenbergEhrenberg）Cohn 1872Cohn 1872例例4 4：结核分枝杆菌：结核分枝杆菌：Mycobacterium tuberculosisMycobacterium
45、 tuberculosis（ZopfZopf）Lehmann Lehmann etet Newmann 1896 Newmann 1896例例5 5：两歧双歧杆菌：两歧双歧杆菌：Bifidobacterium bifidumBifidobacterium bifidum（TissierTissier）Orla-Jensen 1924Orla-Jensen 1924现在学习的是第49页，共75页当泛指某一属微生物，而不特指该属中某一种（或未定种名）时可在当泛指某一属微生物，而不特指该属中某一种（或未定种名）时可在属名后加属名后加sp.或或ssp.（分别代表（分别代表species缩写单数和复数形
46、式）缩写单数和复数形式）例如：例如：Saccharomyces sp.表示酵母菌属中的一个种。表示酵母菌属中的一个种。菌株名称菌株名称在种名后面自行加上数字、地名或符号等，如：在种名后面自行加上数字、地名或符号等，如：Bacillus subtilisAS1.389AS=AcademiaSinicaBacillus subtilisBF7658BF=北纺北纺Clostridium acetobutylicumATCC824丙酮丁醇梭菌丙酮丁醇梭菌当文章中前面已出现过某学名时，后面的可将其属名缩写成当文章中前面已出现过某学名时，后面的可将其属名缩写成13个个字母。字母。如：如：Escherich
47、ia coli 可缩写成可缩写成E.coli Staphylococcus aureus 可缩写成可缩写成S.aureus现在学习的是第50页，共75页三名法三名法（trinominalnomenclature）用于对亚种（用于对亚种（subspecies，简称，简称“subsp”）或变种（）或变种（variety，简称，简称“var”）的命名。）的命名。例例1：苏云金芽孢杆菌腊螟亚种：苏云金芽孢杆菌腊螟亚种 Bacillus thuringiensis subsp.Galleria例例2：酿酒酵母椭圆变种：酿酒酵母椭圆变种：Saccharomyces cerevisiae（var）ellip
48、soideus例例3：脆弱拟杆菌卵形亚种：脆弱拟杆菌卵形亚种：Bacteroides fragilis（subsp）ovatus学名学名=属名属名+种名种名 +符号符号subspsubsp或或varvar+亚种或变种的加词亚种或变种的加词排排斜体斜体字字排排正体字正体字（可省略可省略）排斜排斜体字体字（不不可省略可省略）熟记一些基本的微生物学名或属名熟记一些基本的微生物学名或属名(P355-356)现在学习的是第51页，共75页4、亚种以下的分类单元、亚种以下的分类单元亚种（亚种（subspeciers，subsp，ssp.）：种的进一步细分，一般指其某一：种的进一步细分，一般指其某一民而稳定
49、的特征与模式中不同的种常在种名、署名的加词后写上民而稳定的特征与模式中不同的种常在种名、署名的加词后写上subsp.然后再写具体亚种的加词；然后再写具体亚种的加词；变种（变种（variety）：容易引起混乱；：容易引起混乱；型型（form）：使用中用型作为后缀表示细菌菌株现已作废；：使用中用型作为后缀表示细菌菌株现已作废；类群（类群（group）：没有分类地位非正式地指定一组具有某些共同性状的：没有分类地位非正式地指定一组具有某些共同性状的生物；生物；菌株（菌株（strain）：表示任何由一个独立分离的单细胞繁殖而成的纯种群：表示任何由一个独立分离的单细胞繁殖而成的纯种群体及其一切后代；实际上
50、是一个微生物达到纯遗传性标志。体及其一切后代；实际上是一个微生物达到纯遗传性标志。小种（小种（race）：涵义较乱，在不同分支学科中由不同涵义；：涵义较乱，在不同分支学科中由不同涵义；相（相（phase）：自然界存在的微生物交互变异的一定阶段；：自然界存在的微生物交互变异的一定阶段；态（态（state）：通常指微生物的菌落变异状态。：通常指微生物的菌落变异状态。现在学习的是第52页，共75页5、微生物在自然界的地位、微生物在自然界的地位二界系统二界系统三界系统三界系统四界系统四界系统五界系统五界系统六界系统六界系统三域学说三域学说 生物的界级分类学说是在认识发展过程中存在的对生物分类的不同生物