微生物学概述专业知识培训专家讲座.pptx

上页结束返回下页微生物学微生物学Microbiology微生物学概述专业知识培训第1页上页结束返回下页第一章第一章 绪论绪论思索题思索题一、一、一、一、微生物微生物微生物微生物概念概念概念概念二、二、二、二、微生物主要类群微生物主要类群微生物主要类群微生物主要类群三、三、三、三、微生物五大共性微生物五大共性微生物五大共性微生物五大共性四、四、微生物学发展简史微生物学发展简史微生物学概述专业知识培训第2页上页结束返回下页l一、一、什么是微生物？什么是微生物学？什么是微生物？什么是微生物学？l1.微生物 (microorganism，microbe)l通俗定义：是一切肉眼看不见或看不清微小生l物总称。普通只有借助显微镜甚至电镜才能对其进行观察。l专业定义：微生物是全部形体微小单细胞或个体结构较简单多细胞，以及没有细胞结构低等生物通称。微生物学概述专业知识培训第3页上页结束返回下页l2 2.微生物学微生物学(Microbiology)l是一门在细胞、分子或群体水平上研究微生物形态结构、生理代谢、是一门在细胞、分子或群体水平上研究微生物形态结构、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，并将其应用遗传变异、生态分布和分类进化等生命活动基本规律，并将其应用于工业发酵、医药卫生、生物工程和环境保护等实践领域科学。于工业发酵、医药卫生、生物工程和环境保护等实践领域科学。微生物学概述专业知识培训第4页上页结束返回下页脚气真菌脚气真菌流感嗜血杆菌流感嗜血杆菌埃博拉病毒埃博拉病毒微生物学概述专业知识培训第5页上页结束返回下页二二.微生物主要类群微生物主要类群1.种类种类真核生物真核生物真菌、微型藻类、原生动物、真菌、微型藻类、原生动物、和一些寄生蠕虫和一些寄生蠕虫原核生物原核生物细菌、放线菌、蓝细菌细菌、放线菌、蓝细菌和古生菌和古生菌非细胞生物非细胞生物病毒、类病毒和朊病毒病毒、类病毒和朊病毒微生物学概述专业知识培训第6页上页结束返回下页l2.2.微生物分布微生物分布-无处不在无处不在l微生物广泛分布于自然界中，不论是高山平原、江河湖微生物广泛分布于自然界中，不论是高山平原、江河湖海、动植物体内外，乃至普通生物无法生存高空臭氧层、海、动植物体内外，乃至普通生物无法生存高空臭氧层、万米洋底和岩芯中，都有微生物存在。万米洋底和岩芯中，都有微生物存在。l微生物学概述专业知识培训第7页上页结束返回下页空气中微生物空气中微生物l主要有附着于尘埃上从地面飞起球菌属（包含主要有附着于尘埃上从地面飞起球菌属（包含八叠球菌属在内好氧菌）；形成孢子好氧性杆八叠球菌属在内好氧菌）；形成孢子好氧性杆菌（如枯草芽孢杆菌）；色串孢属等野生酵母；菌（如枯草芽孢杆菌）；色串孢属等野生酵母；青霉等霉菌孢子等。在低等藻类中也似乎存在。青霉等霉菌孢子等。在低等藻类中也似乎存在。用以下方法可进行空气灭菌：紫外线照射、消用以下方法可进行空气灭菌：紫外线照射、消毒液喷洒，用不使细菌经过小孔滤筛滤过等。毒液喷洒，用不使细菌经过小孔滤筛滤过等。微生物学概述专业知识培训第8页上页结束返回下页l3.微生物与人类关系微生物与人类关系l既然微生物无处不在，我们无时不生活在既然微生物无处不在，我们无时不生活在“微生物海洋”中。中。l时时刻刻与微生物时时刻刻与微生物“共舞”l是是“祸”？是是“福”？微生物学概述专业知识培训第9页上页结束返回下页l3.1微生物对人类危害微生物对人类危害l3.1.1疾病疾病l在历史上，危害过人类传染病有鼠疫、天花、霍乱、麻风、白喉、在历史上，危害过人类传染病有鼠疫、天花、霍乱、麻风、白喉、梅毒、斑疹伤寒、疟疾、狂犬病、肺结核等数十种之多。当然，它梅毒、斑疹伤寒、疟疾、狂犬病、肺结核等数十种之多。当然，它们给人类带来危害程度并不相同，其中以鼠疫和天花为最们给人类带来危害程度并不相同，其中以鼠疫和天花为最 。l 鼠疫曾给人类造成过莫大危害。世界性鼠疫大流行，历史上记载鼠疫曾给人类造成过莫大危害。世界性鼠疫大流行，历史上记载过过3 3次。首次发生于公元次。首次发生于公元6 6世纪东罗马帝国汝斯丁皇朝，医学史上称世纪东罗马帝国汝斯丁皇朝，医学史上称“游西第安娜瘟疫游西第安娜瘟疫”，起源于中东。这次鼠疫几乎遍布中东、地中，起源于中东。这次鼠疫几乎遍布中东、地中海沿岸国和欧洲全部国家，连续流行海沿岸国和欧洲全部国家，连续流行5050年，死亡约年，死亡约1 1亿人口。第亿人口。第2 2次次大流行发生于大流行发生于l4l4世纪，因尸体黑紫，医学上称世纪，因尸体黑紫，医学上称“黑死病黑死病”，涉及整，涉及整个欧、亚两洲及非洲北部海岸。这次鼠疫流行在欧洲死亡约个欧、亚两洲及非洲北部海岸。这次鼠疫流行在欧洲死亡约2 5002 500万万人，几乎占当初欧洲总人口人，几乎占当初欧洲总人口1/41/4，亚洲各国死亡约，亚洲各国死亡约1 3001 300万人。第万人。第3 3次次大流行发生于大流行发生于1919世纪初，涉及世纪初，涉及3232个国家。个国家。微生物学概述专业知识培训第10页上页结束返回下页微生物学概述专业知识培训第11页上页结束返回下页微生物学概述专业知识培训第12页上页结束返回下页l许多已被人类征服传染病又有许多已被人类征服传染病又有“卷土重来卷土重来”之势。之势。如肺结核、虐疾、霍乱等。如肺结核、虐疾、霍乱等。当前全世界有当前全世界有18.618.6亿人患结核病，相当于全球人口亿人患结核病，相当于全球人口32%32%。l环境污染日益严重，一些新疾病又给人类带来新威胁。环境污染日益严重，一些新疾病又给人类带来新威胁。l比如：军团病比如：军团病 埃博拉病毒病埃博拉病毒病 霍乱新菌型霍乱新菌型01390139埃希氏大肠杆菌埃希氏大肠杆菌01570157疯牛病疯牛病 微生物学概述专业知识培训第13页上页结束返回下页l新瘟疫：新瘟疫：艾滋病艾滋病(AIDS)(AIDS)正在全球蔓延。正在全球蔓延。年，非典性肺炎年，非典性肺炎-SARS-SARS病毒席卷了中国。病毒席卷了中国。微生物学概述专业知识培训第14页上页结束返回下页l-至今，禽流感有在世界蔓延趋势。至今，禽流感有在世界蔓延趋势。微生物学概述专业知识培训第15页上页结束返回下页l3.1.2霉腐霉腐粮食、木材、纸张、衣物、光学器材和电子元件等粮食、木材、纸张、衣物、光学器材和电子元件等l3.1.3堵塞管道，破坏地下建筑堵塞管道，破坏地下建筑微生物学概述专业知识培训第16页上页结束返回下页l3.2微生物对人类贡献微生物对人类贡献l3.2.1工农业生产工农业生产l比如：面包、酱油、醋、味精、奶酪、酒和泡菜、蘑菇、木耳和灵芝，氨基酸、有机酸、酶制剂、农药、化工产品。微生物学概述专业知识培训第17页上页结束返回下页l3.2.2生产医药产品生产医药产品各种抗生素、维生素、生长激素和疫苗等微生物学概述专业知识培训第18页上页结束返回下页l3.2.3环境保护环境保护 l 肥沃土壤，净化污水，再生资源 l3.2.4 生物能源生物能源 l 生物乙醇、生物柴油等l3.2.5 理论研究对象理论研究对象l 理想材料 遗传工程研究 高等动植物研究 生物工程主角 微生物学概述专业知识培训第19页上页结束返回下页三、三、微生物五大共性微生物五大共性 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，种类多微生物学概述专业知识培训第20页上页结束返回下页l1、体积小，面积大、体积小，面积大l比面值：比面值比面值：比面值=表面积体积表面积体积（人（人=1则大肠杆菌则大肠杆菌=30万万）l结论：这么大比表面积尤其有利于它们和周围环境进行物质、能量、结论：这么大比表面积尤其有利于它们和周围环境进行物质、能量、信息交换，并由此而产生其余信息交换，并由此而产生其余4个共性个共性!微生物学概述专业知识培训第21页上页结束返回下页l2.2.吸收多，转化快吸收多，转化快 l生物界普遍规律：生物界普遍规律：某一生物个体越小，其单位体重所消耗食物就越多。某一生物个体越小，其单位体重所消耗食物就越多。l（1）胃口大）胃口大消耗本身重量倍食物时间：消耗本身重量倍食物时间：大肠杆菌：大肠杆菌：1小时；小时；人：人：500年（按年（按400斤斤/年计算）年计算）l（2）食谱广）食谱广微生物获取营养方式各种多样，其食谱之广是动植物完全无法相比！微生物获取营养方式各种多样，其食谱之广是动植物完全无法相比！微生物学概述专业知识培训第22页上页结束返回下页l3.3.生长旺，繁殖快生长旺，繁殖快l微生物以惊人速度微生物以惊人速度“生儿育女生儿育女”大肠杆菌一个细胞重约大肠杆菌一个细胞重约10 12 10 12 克，平均克，平均2020分钟繁殖一分钟繁殖一代代l2424小时后：小时后：4722366500 4722366500万亿个后代，重量到达：万亿个后代，重量到达：47224722吨吨 4848小时后：小时后：2.2 102.2 10 4343个后代，相当于个后代，相当于4 4个地个地球重量球重量l结论：结论：为微生物学基本理论研究带来了极大便利；使科为微生物学基本理论研究带来了极大便利；使科研周期大大缩短，效率提升。研周期大大缩短，效率提升。l在生产实践中有主要意义：在生产实践中有主要意义：生产效率高，发酵周期短。生产效率高，发酵周期短。对于危害人、畜和作物等病原微生物来说，这些特征对于危害人、畜和作物等病原微生物来说，这些特征也给人类带来了极大麻烦甚至严重祸患。也给人类带来了极大麻烦甚至严重祸患。微生物学概述专业知识培训第23页上页结束返回下页l4.4.适应强，易变异适应强，易变异 l 微生物含有极其灵活适应性或代谢调整机制。微生物对恶劣环微生物含有极其灵活适应性或代谢调整机制。微生物对恶劣环境有惊人适应力。境有惊人适应力。l比如：比如：高温、高酸、高盐、高辐射、高压、高碱、高毒、低温等高温、高酸、高盐、高辐射、高压、高碱、高毒、低温等微生物学概述专业知识培训第24页上页结束返回下页“滥用抗生素无异于玩火滥用抗生素无异于玩火”微生物学概述专业知识培训第25页上页结束返回下页l5.5.分布广，种类多分布广，种类多l 即使我们不借助显微镜就无法看到微生物，可是它在地球上几即使我们不借助显微镜就无法看到微生物，可是它在地球上几乎无处不有，无孔不入，就连我们人体皮肤上，口腔里，甚至肠胃乎无处不有，无孔不入，就连我们人体皮肤上，口腔里，甚至肠胃道里，都有许多微生物。道里，都有许多微生物。8585公里高空、公里高空、1111公里深海底、米深地层、公里深海底、米深地层、近近100100（甚至（甚至300300）温泉、零下）温泉、零下250250环境下，都有微生物存在，环境下，都有微生物存在，这些都属极端环境。至于人们正常生产生活地方，也正是微生物生这些都属极端环境。至于人们正常生产生活地方，也正是微生物生长生活适宜条件。所以，人类生活在微生物汪洋大海之中，但经常长生活适宜条件。所以，人类生活在微生物汪洋大海之中，但经常是是“深在菌中不知菌深在菌中不知菌”。微生物聚集最多地方是土壤，土壤是各种。微生物聚集最多地方是土壤，土壤是各种微生物生长繁殖大本营，任意取一把土或一粒土，就是一个微生物微生物生长繁殖大本营，任意取一把土或一粒土，就是一个微生物世界，不论数量或种类均很多。在肥沃土壤中，每克土含有世界，不论数量或种类均很多。在肥沃土壤中，每克土含有2020亿个亿个微生物，即使是贫瘠土壤，每克土中也含有微生物，即使是贫瘠土壤，每克土中也含有3 35 5亿个微生物。亿个微生物。微生物学概述专业知识培训第26页上页结束返回下页四、微生物学发展简史微生物发觉微生物学发展奠基者当代微生物学发展我国微生物学简况微生物学概述专业知识培训第27页上页结束返回下页微生物发觉微生物发觉l人类还未见到微生物个体尤其是细菌细胞一段漫长历史阶人类还未见到微生物个体尤其是细菌细胞一段漫长历史阶段，但人们凭借经验在实践中开展利用有益微生物和防治段，但人们凭借经验在实践中开展利用有益微生物和防治有害微生物活动。有害微生物活动。l比如：比如：制曲酿酒、乳品发酵、制酱、制醋、腌菜、细菌冶金、制曲酿酒、乳品发酵、制酱、制醋、腌菜、细菌冶金、沤粪肥田、提倡轮作、刮骨疗毒、种痘防花、麦曲治泻等。沤粪肥田、提倡轮作、刮骨疗毒、种痘防花、麦曲治泻等。微生物学概述专业知识培训第28页上页结束返回下页 列文虎克（AnthnoyvanLeeuwenhoek）他贡献主要有三方面：他贡献主要有三方面：利用单氏显微镜观察了许多微利用单氏显微镜观察了许多微小物体和生物，并于小物体和生物，并于16761676年首次年首次观察到形态微小、作用巨大细菌，观察到形态微小、作用巨大细菌，从而处理了认识微生物世界第一从而处理了认识微生物世界第一个障碍；个障碍；一生制作了一生制作了419419架显微镜或放架显微镜或放大镜可放大大镜可放大5050300300倍；倍；发表过约发表过约400400篇论文，其中绝篇论文，其中绝大部分（大部分（375375篇）寄往皇家学会发篇）寄往皇家学会发表。表。微生物学概述专业知识培训第29页上页结束返回下页微生物学发展奠基者微生物学发展奠基者继列文虎克发觉微生物世界以后继列文虎克发觉微生物世界以后200200年间，微生物学研年间，微生物学研究基本上停留在形态描述和分门别类阶段。究基本上停留在形态描述和分门别类阶段。直到直到1919世纪中期，以法国世纪中期，以法国巴斯德巴斯德(Louis Pasteur(Louis Pasteur，182218221895)1895)和德国和德国柯赫柯赫(Robert Koch(Robert Koch，184318431910)1910)为代表科学为代表科学家才将微生物研究从形态描述推进到生理学研究阶段，揭示家才将微生物研究从形态描述推进到生理学研究阶段，揭示了微生物是造成腐败发酵和人畜疾病原因，并建立了分离、了微生物是造成腐败发酵和人畜疾病原因，并建立了分离、培养、接种、灭菌和染色等一系列独特微生物技术，从而奠培养、接种、灭菌和染色等一系列独特微生物技术，从而奠定了微生物学基础，同时开辟了医学和工业微生物等分支学定了微生物学基础，同时开辟了医学和工业微生物等分支学科。科。微生物学概述专业知识培训第30页上页结束返回下页路易路易巴斯德巴斯德(Louis Pasteur,18221895)法国化学家和伟大微生物法国化学家和伟大微生物学家。学家。18471847年巴黎师范学院毕年巴黎师范学院毕业，巴斯德贡献不但在微生物业，巴斯德贡献不但在微生物学基础理论方面，而且在实用学基础理论方面，而且在实用技术方面也为人类造福技术方面也为人类造福。微生物学之父微生物学之父微生物学概述专业知识培训第31页上页结束返回下页巴斯德主要贡献（1 1）彻底否定了彻底否定了“自然发生说自然发生说”曲颈瓶试验曲颈瓶试验（2 2）免疫学免疫学预防接种预防接种 1877 1877年研究鸡霍乱年研究鸡霍乱,发觉将发觉将病原菌减毒可诱发免疫性，以预防鸡霍乱；其后又研究牛、病原菌减毒可诱发免疫性，以预防鸡霍乱；其后又研究牛、羊炭疽病和狂犬病，首次制出狂犬疫苗，证实其免疫学说，羊炭疽病和狂犬病，首次制出狂犬疫苗，证实其免疫学说，为人类防病、治病作出了重大贡献。为人类防病、治病作出了重大贡献。（3 3）证实发酵是由微生物引发证实发酵是由微生物引发 认为一切发酵作用认为一切发酵作用都可能和微生物生长繁殖相关。巴斯德分离了许多引发发都可能和微生物生长繁殖相关。巴斯德分离了许多引发发酵微生物，并证实酒精发酵是由酵母菌引发，另外还发酵微生物，并证实酒精发酵是由酵母菌引发，另外还发现乳酸发酵、醋酸发酵和丁酸发酵都是由不一样细菌引发。现乳酸发酵、醋酸发酵和丁酸发酵都是由不一样细菌引发。（4 4）其它贡献其它贡献 巴斯德消毒法巴斯德消毒法、家蚕软化病问题处理、家蚕软化病问题处理、推进了微生物病原学说发展。推进了微生物病原学说发展。微生物学概述专业知识培训第32页上页结束返回下页Pasteurs swan neck flasks used in his experiments on the spontaneous generation of microorganisms曲颈瓶试验曲颈瓶试验微生物学概述专业知识培训第33页上页结束返回下页罗佰特罗佰特柯赫柯赫 （Robert KochRobert Koch，184318431910)1910)KochKoch毕业于医学院，专门研究细菌，毕业于医学院，专门研究细菌，尤其是病原菌，一生研究结果主要是：尤其是病原菌，一生研究结果主要是：证实病害病原菌学说（摸清引发病害微证实病害病原菌学说（摸清引发病害微生物生活史、生理生态等）。生物生活史、生理生态等）。建立微生物学研究基本技术，创建了用建立微生物学研究基本技术，创建了用固体培养基分离纯化微生物技术，还创用固体培养基分离纯化微生物技术，还创用了显微镜技术，为发觉各种传染病病原菌了显微镜技术，为发觉各种传染病病原菌提供试验伎俩。提供试验伎俩。细菌学奠基人细菌学奠基人微生物学概述专业知识培训第34页上页结束返回下页在病原菌研究方面主要贡献在病原菌研究方面主要贡献 详细证实了炭疽病菌是炭疽病病原菌；详细证实了炭疽病菌是炭疽病病原菌；发发觉觉了了肺肺结结核核病病病病原原菌菌，这这是是当当初初死死亡亡率率极极高高传传染染性性疾疾病病，所所以以科科赫赫取取得得了了诺诺贝贝尔尔奖奖。并并提提倡倡采采取取消消毒毒和和杀杀菌菌方方法法预预防防这这些些疾疾病病传传输输；他他学学生生们们也也陆陆续续发发觉觉白白喉喉，肺肺炎炎、破破伤伤风风、鼠鼠疫疫等等病病原原细细菌菌，造造成成了了当当初初和和以以后后数数十十年年间间人人们们对对细细菌菌给给予高度重视；予高度重视；提提出出了了证证实实某某种种微微生生物物是是否否为为某某种种疾疾病病病病原原体体基基本本标标准准科赫法则。科赫法则。微生物学概述专业知识培训第35页上页结束返回下页l科赫法则科赫法则（Kochs postulate）l观察观察一个病原微生物必定存在於患病动物体内一个病原微生物必定存在於患病动物体内,l但不应出现在健康动物内；但不应出现在健康动物内；l分离分离此病原微生物可从患病此病原微生物可从患病l动物分离得到纯培养物；动物分离得到纯培养物；l接种接种将分离出纯培养物人工接种将分离出纯培养物人工接种l敏感动物时，必定出现该疾病所敏感动物时，必定出现该疾病所l特有症状；特有症状；l再次分离再次分离从人工接种动物能够再次从人工接种动物能够再次l分离出性状与原有病原微生物分离出性状与原有病原微生物l相同纯培养物。相同纯培养物。微生物学概述专业知识培训第36页上页结束返回下页划线法取得单菌落划线法取得单菌落 科赫定理图示科赫定理图示单菌落微生物学概述专业知识培训第37页上页结束返回下页在微生物基本操作技术方面贡献1 1、配制培养基；、配制培养基；2 2、利用固体培养基分离纯化微生物技术（采、利用固体培养基分离纯化微生物技术（采 用了以琼脂作凝固剂培养基培养细菌和用了以琼脂作凝固剂培养基培养细菌和 分离单菌落而取得纯培养操作过程）；分离单菌落而取得纯培养操作过程）；3 3、创建了许多显微镜技术（细菌染色方法等）；、创建了许多显微镜技术（细菌染色方法等）；4 4、要求了判定病原细菌方法和步骤。、要求了判定病原细菌方法和步骤。微生物学概述专业知识培训第38页上页结束返回下页18921892年，俄国伊凡诺夫斯基年，俄国伊凡诺夫斯基 Dmitrii Ivanowski Dmitrii Ivanowski（186418641970 1970）首先发觉病毒，得到了烟草花叶病毒，）首先发觉病毒，得到了烟草花叶病毒，从而开始了人们对病毒深入研究。从而开始了人们对病毒深入研究。微生物学概述专业知识培训第39页上页结束返回下页l19351935年斯坦来得到烟草花叶病毒结晶，年斯坦来得到烟草花叶病毒结晶，19371937年鲍登等证实该结晶为年鲍登等证实该结晶为核蛋白，为探索生命本质和起源提供了线索。核蛋白，为探索生命本质和起源提供了线索。l19391939年电子显微镜问世，考雪第一次用电子显微镜观察到了棒状烟年电子显微镜问世，考雪第一次用电子显微镜观察到了棒状烟草花叶病毒。草花叶病毒。l19441944年埃弗里证实了引发肺炎链球菌形成荚膜这一遗传性状转化物年埃弗里证实了引发肺炎链球菌形成荚膜这一遗传性状转化物质是脱氧核糖核酸，标志着分子生物学开始。质是脱氧核糖核酸，标志着分子生物学开始。l7070年代以来，基因人工合成与基因体外操纵使得按照人们需要去定年代以来，基因人工合成与基因体外操纵使得按照人们需要去定向改造和创建新微生物类型成为可能。向改造和创建新微生物类型成为可能。微生物学概述专业知识培训第40页上页结束返回下页19831983年发觉年发觉AIDSAIDS病毒。病毒。HIVHIV模型图模型图19901990年人类基因组年人类基因组计划正式开启。计划正式开启。19971997绵羊多利诞生。绵羊多利诞生。微生物学概述专业知识培训第41页上页结束返回下页我国微生物学简况我国微生物学简况l我国劳感人民对微生物认识和利用很早，不过微生物我国劳感人民对微生物认识和利用很早，不过微生物作为一门科学进行研究，起步较晚。作为一门科学进行研究，起步较晚。l当代化发酵工业、抗生素工业、生物农药和菌肥工作当代化发酵工业、抗生素工业、生物农药和菌肥工作已经形成一定规模。改革开放以来，我国微生物学不已经形成一定规模。改革开放以来，我国微生物学不论是在应用还是基础理论研究方面都取得了主要结果。论是在应用还是基础理论研究方面都取得了主要结果。l不过我国微生物学绝大多数领域与国外先进水平相比，不过我国微生物学绝大多数领域与国外先进水平相比，还有相当大差距。还有相当大差距。微生物学概述专业知识培训第42页上页结束返回下页思索题思索题什么是微生物，它包含哪些类群？什么是微生物，它包含哪些类群？简述微生物生物学特征，并举例说明。简述微生物生物学特征，并举例说明。为何说巴斯德是微生物学真正奠基人？为何说巴斯德是微生物学真正奠基人？科赫在微生物学研究方法和病因论方面有何科赫在微生物学研究方法和病因论方面有何贡献？贡献？微生物学概述专业知识培训第43页