微生物的概念及其特點(diǎn)

微生物的概念及其特點(diǎn)微生物的概念及其特點(diǎn)微生物的概念及其特點(diǎn)V:1.0精細(xì)整理，僅供參考微生物的概念及其特點(diǎn)日期：20xx年X月微生物的概念及其特點(diǎn)

緒論第一節(jié)微生物及其特點(diǎn)一、微生物的概念（掌握）微生物（Microorganism）是廣泛存在于自然界中的一群肉眼看不見(jiàn)，必須借助光學(xué)顯微鏡或電子顯微鏡放大數(shù)百倍、數(shù)千倍甚至數(shù)萬(wàn)倍才能觀察到的微小生物的總稱。它們具有體形微小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、繁殖迅速、容易變異及適應(yīng)環(huán)境能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。這些微小的生物包括無(wú)細(xì)胞結(jié)構(gòu)、不能獨(dú)立生活的病毒，原核細(xì)胞結(jié)構(gòu)的細(xì)菌，和有真核細(xì)胞結(jié)構(gòu)的真菌（酵母、霉菌等），還包括原生動(dòng)物和某些藻類。在這些微小的生物體中，大多數(shù)是我們用肉眼不可見(jiàn)的，尤其是病毒等生物體，即使在普通的光學(xué)顯微鏡下也不能看到，必須在電子顯微鏡下才能觀察到。但也有例外，有些微生物尤其是真菌——食用真菌等肉眼是可見(jiàn)的。由此可見(jiàn)，微生物是一個(gè)微觀世界里生物體的總稱。它們的大小和特征見(jiàn)表1-1。二、特點(diǎn)：1體形微小.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單代謝旺盛，繁殖迅速微生物體積雖小，但有極大的比表面積，如大腸桿菌的比表面積可達(dá)30萬(wàn)。因而微生物能與環(huán)境之間迅速進(jìn)行物質(zhì)交換，吸收營(yíng)養(yǎng)和排泄廢物，而且有最大的代謝速率。從單位重量來(lái)看，微生物的代謝強(qiáng)度比高等生物大幾千倍到幾萬(wàn)倍。如在適宜環(huán)境下，大腸桿菌每小時(shí)可消耗的糖類相當(dāng)于其自身重量的2000倍。1kg酵母在24h可使幾頓糖全部轉(zhuǎn)化為乙醇和二氧化碳。適應(yīng)性強(qiáng)，容易變異微生物對(duì)外界環(huán)境適應(yīng)能力特強(qiáng)，這都是為了保存自己，是生物進(jìn)化的結(jié)果。有些微生物體外附著一個(gè)保護(hù)層，如莢膜等，這樣一是可以作為營(yíng)養(yǎng)，二是抵御吞噬細(xì)胞對(duì)它的吞噬。細(xì)菌的休眠芽孢、放線菌的分子孢子等對(duì)外界的抵抗力比其繁殖體要強(qiáng)許多倍。有些極端微生物都有相應(yīng)特殊結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)、酶和其他物質(zhì)，使之能適應(yīng)惡劣環(huán)境。一方面，由于微生物表面積和體積的比值大，與外界環(huán)境的接觸面大，因而受環(huán)境影響也大。一旦環(huán)境變化，不適于微生物生長(zhǎng)時(shí)，很多的微生物則死亡，少數(shù)個(gè)體發(fā)生變異而存活下來(lái)。利用微生物易變異的特性，在微生物工業(yè)生產(chǎn)中進(jìn)行誘變育種，獲得高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的菌種，提高產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量。4.種類多分布廣微生物在自然界是一個(gè)十分龐雜的生物類群。迄今為止，我們所知道的微生物近10萬(wàn)種，現(xiàn)在仍然以每年發(fā)現(xiàn)幾百至上千個(gè)新種的趨勢(shì)在增加。它們具有各種生活方式和營(yíng)養(yǎng)類型，大多數(shù)是以有機(jī)物為營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，還有些是寄生類型。微生物的生理代謝類型之多，是動(dòng)、植物所不及的。分解地球上貯量最豐富的初級(jí)有機(jī)物——天然氣、石油、纖維素、木質(zhì)素的能力，屬微生物專有。微生物在自然界中的分布極為廣泛，空氣、土壤、江河、湖泊、海洋等都有數(shù)量不等、種類不一的微生物存在。在人類、動(dòng)物和植物的體表及其與外界相通的腔道中也有多種微生物存在。二、微生物的分類及其在生物分類中的地位（掌握）微生物的分類：非細(xì)胞型微生物原核細(xì)胞型微生物真核細(xì)胞型微生物非細(xì)胞型微生物原核細(xì)胞型微生物真核細(xì)胞型微生物區(qū)別無(wú)細(xì)胞結(jié)構(gòu)，無(wú)產(chǎn)生能量酶，一種核酸擬核，無(wú)核仁、核膜，只有核糖體細(xì)胞核，有核仁、核膜，細(xì)胞器完整種類病毒細(xì)菌（狹義）支原體、衣原體、螺旋體、立克次體、放線菌（廣義）真菌 原生動(dòng)物藻類微生物的種類微生物學(xué)的發(fā)展史

分期史前期初創(chuàng)期奠基期發(fā)展期成熟期時(shí)間/年約800年前-16761676-18611861-1897?1897-19531953-至今實(shí)質(zhì)朦朧階段形態(tài)描述階段生理水平研究階段生化水平研究階段分子生物學(xué)水平研究階段開(kāi)創(chuàng)者各國(guó)勞動(dòng)人民列文.虎克①巴斯德

②科赫E.BUCHNER-生物化學(xué)奠基人J.WATSON和F.CRICK-分子生物學(xué)奠基人特點(diǎn)①未見(jiàn)微生物個(gè)體

②憑經(jīng)驗(yàn)利用微生物①觀察微生物個(gè)體

②形態(tài)描述①微生物學(xué)建立

②創(chuàng)立微生物學(xué)方法

⑤尋找病原菌

②代謝系統(tǒng)

④尋找有益代謝產(chǎn)物

⑤微生物工業(yè)化培養(yǎng)技術(shù)

⑤微生物基因組1.史前期，朦朧階段：自古以來(lái)，人類在日常生活和生產(chǎn)實(shí)踐中，已經(jīng)覺(jué)察到微生物的生命活動(dòng)及其所發(fā)生的作用。中國(guó)利用微生物進(jìn)行釀酒的歷史，可以追溯到4000多年前，殷商時(shí)代的甲骨文中刻有“酒”字。酒的起源是由于把剩飯倒在桑樹(shù)林，糧食郁積，久蓄則變味成酒，而不是由于某個(gè)人發(fā)明的。北魏《齊民要術(shù)》中，列有谷物制曲，釀酒、制醬、造醋和腌菜等方法。在古希臘留下來(lái)的石刻上，記有釀酒的操作過(guò)程。中國(guó)在春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期，就已經(jīng)利用微生物分解有機(jī)物質(zhì)的作用，進(jìn)行漚糞積肥。2.初創(chuàng)期，形態(tài)描述階段:形態(tài)描述階段：17世紀(jì)，荷蘭人列文虎克用自制的簡(jiǎn)單顯微鏡(可放大160～260倍)觀察牙垢、雨水、井水和植物浸液后，發(fā)現(xiàn)其中有許多運(yùn)動(dòng)著的“微小動(dòng)物”，并用文字和圖畫(huà)科學(xué)地記載了人類最早看見(jiàn)的“微小動(dòng)物”——細(xì)菌的不同形態(tài)(球狀、桿狀和螺旋狀等)。過(guò)了不久，意大利植物學(xué)家米凱利也用簡(jiǎn)單的顯微鏡觀察了真菌的形態(tài)。3.奠基期，生理水平描述階段：微生物學(xué)的研究從19世紀(jì)60年代開(kāi)始進(jìn)入生理學(xué)階段。法國(guó)科學(xué)家巴斯德對(duì)微生物生理學(xué)的研究為現(xiàn)代微生物學(xué)奠定了基礎(chǔ)。他論證酒和醋的釀造以及一些物質(zhì)的腐敗都是由一定種類的微生物引起的發(fā)酵過(guò)程，并不是發(fā)酵或腐敗產(chǎn)生微生物；他認(rèn)為發(fā)酵是微生物在沒(méi)有空氣的環(huán)境中的呼吸作用，而酒的變質(zhì)則是有害微生物生長(zhǎng)的結(jié)果；他進(jìn)一步證明不同微生物種類各有獨(dú)特的代謝機(jī)能，各自需要不同的生活條件并引起不同的作用；他提出了防止酒變質(zhì)的加熱滅菌法，后來(lái)被人稱為巴斯德滅菌法，使用這一方法可使新生產(chǎn)的葡萄酒和啤酒長(zhǎng)期保存。后來(lái)，他開(kāi)始研究人、禽、畜的傳染病(狂犬病、炭疽病和雞霍亂等)，創(chuàng)立了病原微生物是傳染病因的正確理論，和應(yīng)用菌苗接種預(yù)防傳染病的方法。巴斯德在微生物學(xué)各方面的科學(xué)研究成果，促進(jìn)了醫(yī)學(xué)、發(fā)酵工業(yè)和農(nóng)業(yè)的發(fā)展。與巴斯德同時(shí)代的德國(guó)微生物學(xué)家科赫對(duì)新興的醫(yī)學(xué)微生物學(xué)作出了巨大貢獻(xiàn)?？坪帐紫日撟C炭疽桿菌是炭疽病的病原菌，接著又發(fā)現(xiàn)結(jié)核病和霍亂的病原細(xì)菌，并提倡采用消毒和殺菌方法防止這些疾病的傳播；他的學(xué)生們也陸續(xù)發(fā)現(xiàn)白喉，肺炎、破傷風(fēng)、鼠疫等的病原細(xì)菌，導(dǎo)致了當(dāng)時(shí)和以后數(shù)十年間人們對(duì)細(xì)菌給予高度的重視；他首創(chuàng)細(xì)菌的染色方法，他規(guī)定了鑒定病原細(xì)菌的方法和步驟，提出著名的科赫法則。4.發(fā)展期，生化水平研究階段：20世紀(jì)以來(lái)，生物化學(xué)和生物物理學(xué)向微生物學(xué)滲透，再加上電子顯微鏡的發(fā)明和同位素示蹤原子的應(yīng)用，推動(dòng)了微生物學(xué)向生物化學(xué)階段的發(fā)展。1897年德國(guó)學(xué)者畢希納發(fā)現(xiàn)酵母菌的無(wú)細(xì)胞提取液能與酵母一樣具有發(fā)酵糖液產(chǎn)生乙醇的作用，從而認(rèn)識(shí)了酵母菌酒精發(fā)酵的酶促過(guò)程，將微生物生命活動(dòng)與酶化學(xué)結(jié)合起來(lái)。對(duì)酵母菌生理的研究和對(duì)酒精發(fā)酵中間產(chǎn)物的分析，對(duì)微生物代謝途徑的研究。從20世紀(jì)30年代起，人們利用微生物進(jìn)行乙醇、丙酮、丁醇、甘油、各種有機(jī)酸、氨基酸、蛋白質(zhì)、油脂等的工業(yè)化生產(chǎn)。5.成熟期，1953年，沃森和克里克提出了DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型和核酸半保留復(fù)制學(xué)說(shuō)。富蘭克爾-康拉特等通過(guò)煙草花葉病毒重組試驗(yàn)，證明核糖核酸(RNA)是遺傳信息的載體，為奠定分子生物學(xué)基礎(chǔ)起了重要作用。分子生物學(xué)水平研究階段：近年來(lái)，原核微生物基因重組的研究不斷獲得進(jìn)展，胰島素已用基因轉(zhuǎn)移的大腸桿菌發(fā)酵生產(chǎn)，干擾素也已開(kāi)始用細(xì)菌生產(chǎn)?，F(xiàn)代微生物學(xué)的研究將繼續(xù)向分子水平深入，向生產(chǎn)的深度和廣度發(fā)展。微生物學(xué)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有益作用：

1、提高土壤肥力：土壤中有機(jī)質(zhì)分解，礦物質(zhì)轉(zhuǎn)化，腐質(zhì)質(zhì)形成，都是微生物作用。因此微生物是構(gòu)成土壤肥力的主要因素；

2、擴(kuò)大肥源、能源：沼氣是甲烷細(xì)菌分解有機(jī)物的生物氣，沼氣渣也是良好的肥源，地殼中深處蘊(yùn)藏著大量的天然氣，天然氣形成過(guò)程中就有微生物作用。同時(shí)，微生物促使有機(jī)肥料的分解，（有機(jī)肥料的堆積利不開(kāi)微生物變作用）

3、促使作物生長(zhǎng)：微生物除了對(duì)土壤肥力和肥料質(zhì)量有影響外，還有直接影響植物的作用，如根際微生物分解根周?chē)寥乐袕?fù)雜的有機(jī)質(zhì)，使之成為植物營(yíng)養(yǎng)的有效成分，供給植物必需的養(yǎng)料。微生物的固氮作用是土壤氮素化合物的重要來(lái)源，還有一些土壤微生物產(chǎn)生生長(zhǎng)刺激類或抗生素類物質(zhì)，刺激植物生長(zhǎng)，抑制或殺死土壤中有害微生物等。

4防除病蟲(chóng)雜草：微生物農(nóng)藥：為利用微生物或其代謝產(chǎn)物來(lái)防治危害農(nóng)作物的病、蟲(chóng)、草、鼠害及促進(jìn)作物生長(zhǎng)。它包括以菌治蟲(chóng)、以菌治菌、以菌除草等。這類農(nóng)藥具有選擇性強(qiáng)，對(duì)人、畜、農(nóng)作物和自然環(huán)境安全。。這些微生物農(nóng)藥包括細(xì)菌、真菌、病毒或其代謝物。枯草芽孢桿菌（Bs）——微生物殺菌劑，能穩(wěn)定地在土壤和植物表面定殖、產(chǎn)生抗生素、分泌刺激植物生長(zhǎng)的激素、并能誘導(dǎo)寄主產(chǎn)生抗病性，是一種理想的微生物殺菌劑，有廣闊的應(yīng)用前景。微生物農(nóng)藥可以抑制，殺死病原微生物，有些微生物能寄生于雜草上致雜草死亡。

5、改善飼料品質(zhì)：如青貯飼料，糖化飼料，微生物將其中的粗飼料轉(zhuǎn)化成可吸收的養(yǎng)料，改善適口性，或者提高營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，微生物本身合成的蛋白質(zhì)、維生素、胡蘿卜素等可直接作為家畜的精料。

6、保護(hù)環(huán)境：一些微生物可改變某些化學(xué)藥品及因工廠產(chǎn)品污染的生活環(huán)境和耕作土壤。苯環(huán)物質(zhì)是人類有毒物，如大于0、1%對(duì)微生物有毒，但當(dāng)含量低于0、05%則是一些微生物的養(yǎng)料，把工業(yè)污水稀釋到微生物能夠水解利用的濃度，可使毒物質(zhì)作為微生物的養(yǎng)料而分解掉。氰化物（氫氰酸、氰化鉀氰化鈉等）高濃度有毒，低濃度作微生物養(yǎng)料分解進(jìn)入碳素循環(huán)而降解。

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有害作用：1.引起動(dòng)植物疾?。何⑸镆饎?dòng)植物病蟲(chóng)害造成極大損失，估計(jì)