微生物学笔记-绪论(图未显示)

 绪 论

一、什么是微生物

微生物(microbe，microorganism)：通常是描述一切用肉眼看不见或看不清，需要借助显微镜观察的微小生物的总称。

微生物大小：微生物的个体非常微小，用微米(μm)级或纳米(nm)级作计量单位。大小一般小于0.1mm。

表1  微生物形态、大小和细胞类型

微生物	大小近似值	细胞的特性
病毒	0.01~ 0.25 mm	非细胞生物
细菌	0.1~10 mm	原核生物
真菌	2 mm ~1 m	真核生物
原生动物	2~1000 mm	真核生物
藻类	1米~几米	真核生物

 微生物特点：小、简、低。

二、人类对微生物世界的认识史

（一）难以认识的微生物世界

     原因：
            1、个体微小；

            2、外貌不显；

            3、杂居混生；

            4、因果难联。

      天花、鼠疫、霍乱、炭疽、麻风、爱滋病···

      非典型性肺炎（2003年）、禽流感（2005年~）、猪链球菌感染（2006年）···

（二）微生物学发展史

五个时期：史前期、初创期、奠基期、发展期、成熟期。

跨越四个障碍：显微镜的发明、菌技术的应用、纯种分离、培养技术的建立。

1、史前期

      朦胧阶段或感性认识期(8000年前—1676年)。凭实践经验利用微生物进行有益活动。

             酿酒制曲     醋     酱油等

2、初创期     

形态学发展阶段（1676—1861）。  

列文虎克 —— 微生物学的先驱者

3、奠基期      

生理学研究阶段(1861－1897)。 代表人物：巴斯德、科赫。

微生物不是从无生命物质自发地产生，而是起因于另外的微生物。

      如何灭菌

巴斯德 —— 微生物学的奠基人

柯赫 —— 细菌学的奠基人

许多疾病是由病毒、细菌、真菌或原生动物引起的，柯赫氏定律可以用来确定某种病与可疑微生物之间的因果关系。

柯赫氏定律的主要内容：

（1）病原微生物一定存在于一切患病个体中，而在健康个体中不存在；

（2）一定能分离和纯培养所怀疑的病原微生物；

（3）当分离的病原微生物接种健康的宿主时，一定导致相同的疾病；

（4）相同的病原微生物一定再从这种发病的宿主中分离到。

奠基期（1861~1897）的一些重要事件：

•   1861年       巴斯德指出微生物是不能自生的；
•   1869年       Miescher发现核酸；
•   1876~1877  柯赫证明了炭疽是由炭疽芽孢杆菌引起；
•   1880        Laveran发现疟原虫——疟疾的病因
•   1881         柯赫在明胶上培养了细菌、巴斯德研制出炭疽疫苗

•   1884       柯赫氏定律发表、高压灭菌器的出现、革兰氏染色的出现

•   1885      巴斯德研制出狂犬病疫苗
•   1886   Fraenkel 发现肺炎链球菌—肺炎发生的原因
•   1887      Petri 制成培养基
•   1890   制备出白喉和破伤风抗毒素
•   1892    提供病毒引起烟草花叶病的证据
•   1894   发现了鼠疫发生的原因

        ······

奠基期（1861~1897）的特点：

（1）微生物学开始建立；

（2）创立了一整套独特的微生物学基本研究方法；

（3）开始运用“实践—理论—实践”的思想方法开展研究；

（4）建立许多应用性分支学科；

（5）进入寻找人类和动物病原菌的黄金时期。     

4、发展期     

生化水平研究阶段（1897－1953）

     代表人物：Buchner——生物化学奠基人

     青霉素（1929）      链霉素（1944） 

     微生物工业化培养技术     

5、成熟期

      分子生物学水平发展阶段（1953―）

     特点：

  代表人物：Watson和Crick——分子生物学奠基人

三、微生物学的发展促进了人类的进步

（一）在医疗保健战线上的“六大战役”

            1、外科消毒术的建立；

            2、人、畜病原菌被分离、鉴定；

            3、种痘；

            4、化学治疗剂；

            5、抗生素；

            6、用“工程菌”生产生化药物（如乙肝疫苗抗体，干扰素，胰岛素等）。

（二）微生物与工业发展的关系

工业微生物学发展中的重大创新：

      1、用罐藏技术长期保藏食品；

      2、用纯种培养技术等技术改革传统酿造工艺；

      3、用大规模厌氧发酵技术生产化工产品；

      4、深层液体厌氧发酵；

      5、代谢调控发酵技术；

      6、在发酵工业推广基因工程菌；

      7、固定化细胞和生物反应器的应用。

（三）微生物促进了农业的进步

包括农、林、牧、副、渔等。

       1、食用菌生产技术

       2、生物防治技术

       3、生物饲料技术

       4、微生物增产技术

       5、生物能源技术

（四）微生物与环境保护的关系

       1、微生物是生产者；

       2、污水和废气的生物处理；

       3、环境检测、环境控制；

       4、生物修复

（五）微生物对生命科学基础研究的贡献

微生物与人类的关系

▲ 四、微生物的五大共性（区别于“微生物的特点”）

（一）体积小、比表面积大

         大小以微米或纳米作单位。 比表面积大，即接触面大。 

         营养物质吸收面    代谢废物的排泄面      与环境信息的交换面

         由此产生其余四个特性。

（二）吸收多、转化快

        例如，大肠杆菌（E. coli）在1 h内可分解其自身重量1000~10000倍的乳糖。

（三）生长旺、繁殖快

        例如，E. coli 细胞分裂一次仅需12.5~20 min，经一昼夜，1个细胞可产生4722366500万亿个后代，总重可达4722 t。

         可使科学研究的周期大大缩短、费用降低、效率提高。

（四）适应性强，易变异

  极端环境：高温、低温、强酸、强碱、高辐射、高盐、高压、高毒等。

     极端微生物 / 嗜极菌

     单细胞、简单多细胞甚至非细胞，加上数量多、繁殖速度快、与环境直接接触等特点，可在短时间内产生大量变异的后代。

（五）分布广、种类多

      分布：无孔不入。

微生物种类繁多表现在以下五方面：

                  1、物种的多样性

                  2、生理代谢类型的多样性 

                  3、代谢产物的多样性

                  4、遗传基因的多样性

                  5、生态类型的多样性

五、微生物学及其分科

微生物学（Microbiology）：是研究微生物及其生命活动规律的一门学科。

1、按微生物的基本生命活动规律分类       

        普通微生物学：如微生物生理学、微生物遗传学、微生物生态学、分子微生物学等。

2、按微生物的应用领域分类

        应用微生物学：如工业微生物学、农业微生物学、医学微生物学、药学微生物学、食品微生物学、环境微生物学、诊断微生物学等。

3、按研究对象分类

    如细菌学、真菌学、病毒学、原核生物学、自养菌生物学、厌氧菌生物学等。

4、按微生物所处的生态环境分类

5、学科间交叉融合分类

6、按实验方法、技术分类