化學微生物學課件第1章

化學微生物學主講教師：蔡小玲

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Tel學微生物學主講教師：蔡小玲1Whyshouldwestudychem-microbiology?What’sthearrangementfortheteaching?IntroductionWhyshouldwestudychem-micro2H1N1鳳凰資訊>國際>專題>甲型流感A/H1N1(豬流感)疫情全球蔓延>最新報道>正文全球甲型H1N1流感疫情及防控一周動態(tài)(9月7日至13日)2009年09月13日12:43新華網【大中小】

【打印】共有評論0條新華網北京9月13日電疫情動態(tài)世界衛(wèi)生組織11日在每周一次的最新通報中說，目前不論是在南半球還是在北半球，甲型H1N1流感病毒仍是最為流行的流感病毒。目前甲型H1N1流感已造成全球至少3205人死亡，但仍無跡象顯示流感病毒因發(fā)生變異導致毒性增強或致死率增高。最新通報說，截至目前，美洲地區(qū)報告的甲型流感死亡人數仍最多，達到2467人。非洲地區(qū)報告的死亡人數最少，為35人。不過，過去一周世衛(wèi)組織所轄全球六大地區(qū)的甲型流感死亡人數均有所上升。H1N1鳳凰資訊>國際>專題>甲型流感A/H1N3世衛(wèi)組織說，目前全球報告的甲型H1N1流感確診病例總數超過27．7萬，但由于許多疫情嚴重的國家已不再統(tǒng)計新增病例，這個數字顯然比實際感染數字要低得多。截至11日，巴西又有幾個州出現了新增甲型H1N1流感死亡病例。雖然圣保羅州近日沒有發(fā)現新的死亡病例，但是該州已有261人死于甲型H1N1流感，死亡人數在巴西各州中仍居首位。哥倫比亞是南美洲第一個發(fā)現甲型H1N1流感確診病例的國家。哥倫比亞社會保障和衛(wèi)生部8日發(fā)布公告說，哥倫比亞甲型H1N1流感死亡人數已升至43人。英格蘭是英國甲型H1N1流感疫情的“重災區(qū)”，該地區(qū)人口約占英國總人口的90％。英國衛(wèi)生部10日公布的最新疫情通報顯示，截至6日的一周，英格蘭新增甲型H1N1流感患者3000人，與前兩周的約5000人相比，疫情進一步緩和。法國衛(wèi)生部說，一周以來，法國甲型H1N1流感病毒的傳播速度正在“加快”，預計9月底法國將出現甲型H1N1流感的第一輪患病高峰。甲型H1N1流感死亡病例在印度呈上升趨勢。印度衛(wèi)生部門說，截至12日全國新增11例甲型H1N1流感死亡病例，這使印度全國甲型H1N1流感死亡人數升至172人。世衛(wèi)組織說，目前全球報告的甲型H1N1流感確診病例總數超過24柬埔寨衛(wèi)生部傳染病防控中心11日證實，柬埔寨甲型H1N1流感確診病例已增至46例。柬埔寨衛(wèi)生部指出，由于最近發(fā)現的甲型H1N1流感患者多數為當地柬埔寨人，因此這一流感疫情有可能在柬埔寨不斷蔓延，希望有關部門加強防范措施。防控措施世界各國正在積極準備應對今年秋季可能發(fā)生的甲型H1N1流感第二波疫情。各國防疫重點一方面是繼續(xù)監(jiān)測病毒的傳播和發(fā)病特點等重要信息，另一方面積極儲備疫苗和抗流感藥物，抓緊開展甲型H1N1流感疫苗的臨床試驗，確定對不同人群的疫苗接種優(yōu)先級別。中國于7日批簽了第一批可以實施免疫接種的合格疫苗產品，使得中國成為世界上第一個可以應用甲型H1N1流感疫苗的國家。其他國家的疫苗審批和接種工作也已進入倒計時階段。歐盟委員會負責衛(wèi)生事務的委員瓦西利烏11日在布魯塞爾主持召開了7國集團（加拿大、法國、德國、意大利、日本、英國、美國）和墨西哥衛(wèi)生部長及世界衛(wèi)生組織代表等參加的特別會議。瓦西利烏表示，歐盟成員國今年秋天在做好應對季節(jié)性“普通”流感準備的同時，還應做好應對甲型H1N1流感的準備。歐盟27國衛(wèi)生部長將在10月舉行特別會議，以便就甲型H1N1流感的預防措施，特別是就確定優(yōu)先接種流感疫苗的群體達成一致意見。另外，世界衛(wèi)生組織東南亞地區(qū)衛(wèi)生部長年度會議10日宣布，與會的孟加拉國、印度、斯里蘭卡、印度尼西亞、泰國等11個國家已就防控甲型H1N1流感達成行動綱要。會議強調，應該讓公眾進一步認識到自我衛(wèi)生防疫措施的重要性。針對學校防控甲流的做法，會議認為只要能及時診斷出患病學生并將其隔離在家即可，不必關閉學校。柬埔寨衛(wèi)生部傳染病防控中心11日證實，柬埔寨甲型H1N1流感5研究動態(tài)世界衛(wèi)生組織戰(zhàn)略咨詢專家組曾發(fā)布報告認為，鑒于人們對于甲型H1N1這一新型流感病毒完全沒有免疫力，因此可能需要先后注射兩劑疫苗才能達到較佳的預防效果。但是美國、英國和澳大利亞針對甲型H1N1流感疫苗的最新初步研究結果顯示，注射一劑疫苗就能為人體提供足夠的免疫保護。很多醫(yī)學專家都表示，如果進一步臨床試驗能確認這一新的研究成果，那么對世界范圍內的甲型流感防控都將是一個好消息，因為這將極大地緩解目前疫苗緊缺的局面。近期法國有人認為，如果法國不能趕在甲型流感第二波發(fā)作前大規(guī)模接種疫苗，那么在有更多人感染甲型流感后，隨后的接種將意義不大。針對這種說法，法國巴斯德研究所病毒學家克洛德·哈農9日說，即使在今年秋冬季的甲型流感疫情接近尾聲時疫苗才能上市，人們依然有必要接種，因為甲型流感疫情將在今年秋冬季持續(xù)相當長一段時間，也不能排除明年秋冬季甲型流感再次發(fā)作，因此晚些時候接種甲型流感疫苗對此后的長期防疫仍有積極作用。英國研究人員10日報告說，與普通流感病毒相比，甲型H1N1流感病毒有更強附著在細胞上的能力，能夠直接與肺部深處的細胞結合并產生破壞作用。這一研究成果有助于解釋為什么甲型流感病毒的傳播能力相對更強。美國研究人員10日在《科學》雜志網絡版上公布研究成果稱，甲型H1N1流感病毒的傳播能力比季節(jié)性流感病毒要強。與成年人相比，孩子更容易被感染，因此他們應優(yōu)先接種疫苗，且越早越好。研究動態(tài)6

關于對甲型H1N1流感防控工作實行零報告制度的通知各學院、實體系：目前，甲型H1N1流感疫情已成為全球高度關注的突發(fā)公共衛(wèi)生事件，防控甲型H1N1流感疫情形勢十分嚴峻。為有效開展我校甲型H1N1流感的防控工作，切實保障學生身體健康和生命安全，根據上級的部署和要求，經研究決定，從9月7日起實行學生甲型H1N1流感防控工作實行零報告制度。一、報告辦法各院系主管學生工作的黨委/黨總支副書記負總責，確定一名聯(lián)系人，嚴格按照工作要求，于每天下午5點前將本院系學生當天的信息報送學生處綜合科。二、填寫健康申報表要求所有新生和返校學生均須在開學報到和注冊時，及時向所在院系報告身體狀況，主動承擔防控甲型H1N1流感的個……關于對甲型H1N1流感防控工作實行零報告制度的通知7

關于網絡上報甲型H1N1流感病例的通知各院系、學生處、研究生院管理處、附屬學校、校區(qū)門診部：近日，廣東省教育廳啟動“廣東省學校和托幼機構甲型H1N1流感病例報告系統(tǒng)”（粵教體函〔2009〕2號文），實行全省學校及托幼機構甲型H1N1流感網絡上報。為加強我校疫情監(jiān)測和報告工作,結合省教廳的文件精神，現通知如下：一、報告內容：

根據“廣東省學校和托幼機構甲型H1N1流感病例報告系統(tǒng)”（見附件）的內容每天填報（人數統(tǒng)計欄目不必填）。關于網絡上報甲型H1N1流感病例的通知8/H1N1專題網/9美國CDC5月2日在其官方網站上公布了新近確認的甲型H1N1流感（A型H1N1流感）病毒化學微生物學課件第1章10近年來重大的危害性微生物AIDS2002年SARS結核分枝桿菌(M.tuberculosis)，俗稱結核桿菌，是引起結核病的病原菌?？汕址溉砀髌鞴伲苑谓Y核為最多見。結核病至今仍為重要的傳染病。估計世界人口中1/3感染結核分枝桿菌。據WHO報道，每年約有800萬新病例發(fā)生，至少有300萬人死于該病。登革熱病毒三維結構

近年來重大的危害性微生物11登革病毒（Denguevirus,DEN）是登革熱、登革出血熱/登革休克綜合征（DHF/DSS）的病原體，以埃及伊蚊和白紋伊蚊為傳播媒介，廣泛流行于全球熱帶及亞熱帶的60多個國家和地區(qū)，每年超過一億人受感染，25億以上的人受到威脅。登革熱病毒是小型黃病毒，屬于黃熱病毒屬，能引起登革熱急性傳染病，通常由在白天叮咬人的埃及伊蚊和白紋伊蚊傳播，登革熱病毒能夠引起一系列臨床癥狀，包括有生命危險的失血性休克綜合征和較少見的伴有肝衰與腦病的急性肝炎。感染登革熱病毒輕則突然發(fā)熱、劇烈肌肉疼痛、骨關節(jié)痛，重則廣泛出血、迅速休克。登革病毒（Denguevirus,DEN）是登革熱、登革12Purdue大學的病毒學家RichardKuhn、結構生物學家MichaelRossman以及他們的同事破譯了登革熱病毒的機構，以期找到防止細胞感染病毒的方法。研究小組在蚊子細胞培養(yǎng)物中培養(yǎng)了一組弱化的登革熱病毒株系。將樣品冷凍，然后在電子顯微鏡下觀察病毒顆粒。記錄下526個病毒顆粒各方位的圖像后，研究人員重建出單個病毒顆粒的模糊圖像。利用其它研究人員有關登革熱近緣病毒蛋白外殼的三維結構的數據，他們編寫出銳化模糊圖像的計算機程序。Purdue大學的病毒學家RichardKuhn、結構生物13這是第一個黃病毒家族成員的完整結構圖，圖像顯示登革熱病毒是一個多層次、足球狀的結構，缺少許多人類病毒獨有的長尖凸出。有關結果發(fā)表《細胞》雜志上。與其它病毒一樣，登革熱病毒的基因組包被在蛋白質外殼中，周圍環(huán)繞著一層脂膜。但異常的是，登革熱病毒的基因組依次被90張盔甲狀的蛋白質外殼緊緊包被。這些盔甲如此“貼身”，科學家們不禁感到吃驚，顯然，重重包被的外殼使得登革熱病毒更難感染細胞。但Rossman說，病毒可以跨越這個屏障：細胞吞噬病毒并將病毒“誘騙”到脂囊泡中后，病毒膨脹，掙裂其蛋白盔甲，這樣病毒的脂膜就可與細胞的脂囊泡結合，釋放出病毒，病毒得以在細胞內增殖。最重要的一點是蛋白質外殼究竟是如何裝配形成登革熱病毒的貼身盔甲的，法國國家科學研究中心的結構病毒學家FélixRey認為?！斑@是一大貢獻?！边@項發(fā)現與Rey早期的研究結合起來，向人們展示了阻止病毒入侵細胞的新方法。這是第一個黃病毒家族成員的完整結構圖，圖像顯示登革熱病毒是一14登革熱病毒致病機理圖解

登革熱病毒致病機理圖解15化學與生物學聯(lián)合，是生命科學研究發(fā)展的必然結果微生物作為基礎生物科學及應用科學，在生命、醫(yī)藥等領域是重要的研究工具，所以化學微生物學也就相應成為化學生物學專業(yè)重要的基礎課程Why?化學與生物學聯(lián)合，是生命科學研究發(fā)展的必然結果Why?16HGP對人類的影響2002年“登月計劃”人類基因計劃(humangenproject,HGP)完成了對人類30億對核苷酸的序列測定工作,這是人類第一次在分子水平全面認識自己。同時，HGP的研究結果極大地影響了醫(yī)學、藥學、生物學等領域。HGP對人類的影響2002年“登月計劃”人類基因計劃(hu17HGP的完成，藥物的靶標分子從原先的不足500個發(fā)展到具有潛在活性2000~5000個.21世紀的新藥研究,先導化合物的設計已經成為熱點。在目前眾多新藥研究方法中,“基于靶標結構的合理藥物設計”備受關注，具有很大的潛力。HGP對人類的影響HGP的完成，藥物的靶標分子從原先的不足500個發(fā)展到具有潛182001年，美國國立衛(wèi)生研究院下屬的國家癌癥研究所（NCI）啟動了一個計劃，希望全世界的科學家將所有小分子化合物的結構及其生物學效應或與蛋白質作用的信息，存入一個公共的數據庫。這個公共數據庫被稱為“化學銀行”（ChemBank）?！盎瘜W銀行”（ChemBank）2001年，美國國立衛(wèi)生研究院下屬的國家癌癥研究所（NCI）19TwomajorreasonsMicrobiologydealswithmanyimportantpracticalproblemsinmedicine,agriculture,andindustry.Chem-biologyandgeneticstudy

AsabasicbiologicalscienceAsanappliedbiologicalscienceProvidesresearchtoolsTheimportanceofmicrobiologyTwomajorreasonsMicrobiology20Microbesimpingeonallaspectsoflife,justafewofthesearelistedbelow:TheenvironmentMedicineFoodBiotechnologyResearchTheimportanceofmicrobiologyMicrobesimpingeonallaspect21TheenvironmentMedicineFood

BiotechnologyResearchPressheretocontinueTheenvironmentPressheretoc22

Microbesareresponsibleforthecyclingofcarbon,nitrogenandphosphors(geochemicalcycles),allessentialcomponentsoflivingorganisms.Theyarefoundinassociationwithplantsinsymbioticrelationships,maintainsoilfertilitvandmayalsobeusedtocleanuptheenvironmentoftoxiccompounds(bio-remediationetc).Microbesareresponsiblefor23Somemicrobesaredevastatingplantpathogens,whichdestroyimportantfoodcrops,butothersmayactasbiologicalcontrolagentsagainstthesediseases.Thedisease-causingabilityofsomemicrobessuchassmallpox.(Variolavirus),cholera(Vibriocholerabacteria)andmalaria(Plasmodiumprotozoa)iswellknown.However,microorganismshavealsoprovideduswiththemeansoftheircontrolintheformofantibioticsandothermedicallyimportantdrugs.Somemicrobesaredevastating24Microbeshavebeenusedforthousandsofyears,inmanyprocesses,toproducefood,frombrewingandwinemaking,throughcheeseproductionandbreadmaking,tothemanufactureofsoysauce.Attheotherendofthescale,microbesareresponsibleforfoodspoilage,anddisease-causingmicrobesarefrequentlycarriedonfood.Microbeshavebeenusedforth25TraditionallymicrobeshavebeenusedtosynthesizemanyimportantchemicalssuchasacetoneandaceticacidMorerecentlyheadventofgeneticengineeringtechniqueshasledtothecloningofpharmaceuticallyimportantpolypeptidesintomicrobes,whichmayhenbeproducedonalargescale.Traditionallymicrobeshavebe26Microbeshavebeenusedextensivelyasmodelorganismsfortheinvestigationofbiochemicalandgeneticalprocessesastheyaremucheasiertoworkwiththanmorecomplexanimalsandplants.Millionsofcopiesofthesamesinglecellcanbeproducedinlargenumbersveryquicklyandatlowcosttogiveplentyofhomogeneousexperimentalmaterial.Anadditionaladvantageisthatmostpeoplehavenoethicalobjectionstoexperimentswiththesemicroorganisms.Microbeshavebeenusedextens27MicrobiologyBacteriologyProtozoologyParasitologyMicrobialMorphologyMycologyVirologyPhycologyorAlgologyMicrobialphysiologyMicrobialtaxonomyMicrobialgeneticsMolecularbiologyMicrobialecologyMicrobiologyBacteriologyProtoz28Fig.1-2MicrobiologicalresearchareaandbranchFig.1-2Microbiologicalresear29化學和微生物結合的應用舉例

對有害微生物的控制對有益微生物的利用化學和微生物結合的應用舉例

對有害微生物的控制30圖1–1SARS-CoV電鏡照片及結構示意圖Fig.1-1ElectronmicroscopicphotographofSARS-CoVanditsmodelstructure例1：對有害微生物的控制圖1–1SARS-CoV電鏡照片及結構示意圖例1：對有31利用化學遺傳學篩選SARS抑制劑香港大學的研究人員.對化合物庫中的50240個化合物進行篩選并且發(fā)現有104個化合物具有成為這種病毒的抑制劑的潛力。在這些化合物中，有兩種化合物靶向病毒的蛋白酶、7個化合物靶向解旋酶，還有18個化合物靶向一種病毒進入細胞時所需的蛋白質。這項研究為研究人員提供了一個新型的具有抗SARS病毒生物活性的小分子庫。

利用化學遺傳學篩選SARS抑制劑香港大學的研究人員.對化合32微生物基因組學

新能源（生物燃料）；檢測污染物的環(huán)境監(jiān)督；防止生物戰(zhàn)和化學戰(zhàn)；安全有效地清除有毒廢物1994年，美國能源部利用基因組工程研究形成的新能源啟動了微生物基因組計劃，對有益于能源生產、改善環(huán)境、減少有毒廢物和工業(yè)加工的細菌進行基因組測定。例2：對微生物的有效利用微生物基因組學例2：對微生物的有效利用33我校生科院和化學學院聯(lián)合完成了國家863科技項目：海洋微生物先導化合物的發(fā)現及篩選。由此為基礎我?；瘜W學院與中山醫(yī)聯(lián)合又申請了10多個國家級研究課題，有抗腫瘤的，抗結核病的，腦神經方面的，心血管方面等多個方向。例3：我校微生物與化學結合的典范完成以上項目涉及到的技術：微生物純種分離培養(yǎng)化合物分離鑒定化合物藥理篩選等等我校生科院和化學學院聯(lián)合完成了國家863科技項目：海洋微生物34課程的起源與設想02級網絡班，05開微生物學；04年開始招生，06、07年上了兩年化學微生物學，06級即08年第三屆有了基本講義現代生物學是建筑在分子水平上的生物學，而化這是研究分子的科學，所以化學與生物學的結合是必然的。微生物學是生物學的重要基礎分支，所以化學微生物學也是極其重要的分支學科。課程的起源與設想02級網絡班，05開微生物學；04年開始招生35微生物起源及化學微生物（第1周）微生物種類及形態(tài)結構（第2至5周）（第2周中秋放假）病毒（第6周）微生物營養(yǎng)與培養(yǎng)（第7、8周）微生物生長及其化學調控（第9、10周））Arrangement微生物起源及化學微生物（第1周）Arrangement36中期考核（第11周）微生物的代謝與發(fā)酵（第12、13周）微生物轉化（第14周）微生物生物活性物質及其藥理篩選（第15周）總復習（第16周）Arrangement中期考核（第11周）Arrangement37第一章微生物起源及化學微生物一、什么是微生物二、微生物學的發(fā)展歷史1、微生物的發(fā)現者——列文·虎克2、微生物的自生論破滅——巴斯德3、純培養(yǎng)方法的建立——科赫4、微生物學中特殊領域的出現三、化學微生物學課程的主要內容設置與特色（第一周）第一章微生物起源及化學微生物一、什么是微生物38第二章微生物種類及形態(tài)結構

一、原核微生物形態(tài)結構（3節(jié)，第二周）二、真核微生物形態(tài)結構（3節(jié)，第三周）三、微生物的分類和鑒定（2節(jié)，第四周）四、顯微鏡（1節(jié)）第二章微生物種類及形態(tài)結構一、原核微生物形態(tài)結構（3節(jié)39第三章病毒一、病毒的一般特征1、什么是病毒？2、病毒的組成3、大小和形狀4、宿主范圍及病毒專一性二、病毒的分類1、RNA病毒2、DNA病毒三、病毒的復制四、病毒的培養(yǎng)第三章病毒一、病毒的一般特征40第四章微生物營養(yǎng)與培養(yǎng)一、微生物的營養(yǎng)物理因素營養(yǎng)因素二、培養(yǎng)基三、微生物的培養(yǎng)技術（分離技術）第四章微生物營養(yǎng)與培養(yǎng)41第五章微生物生長及其化學調控

一、微生物的生長二、微生物生長的控制1、滅菌和消毒的原理2、化學抗微生物法3、物理抗微生物方法三、化學藥物對微生物的控制四、抗菌材料第五章微生物生長及其化學調控

一、微生物的生長42第六章微生物的代謝與發(fā)酵一、微生物代謝及發(fā)酵機制1、發(fā)酵工程微生物的基本代謝及產物2、微生物代謝調控機制3、糖代謝產物的發(fā)酵機制4、氨基酸和核酸發(fā)酵機制5、抗生素發(fā)酵機制6、水處理等二、發(fā)酵工業(yè)培養(yǎng)基及原料處理三、微生物菌種的分離、選育與保存第六章微生物的代謝與發(fā)酵43第七章微生物轉化

一、工業(yè)微生物轉化的歷史與轉化基礎知識二、微生物轉化方法三、微生物轉化的影響因素四、微生物轉化的應用五、新技術在微生物轉化中的應用六、天然藥物的微生物轉化七、微生物礦化(略講)八、高分子在微生物中的合成與代謝(略)第七章微生物轉化

一、工業(yè)微生物轉化的歷史與轉化基礎知識44微生物轉化利用微生物細胞或微生物酶取代或配合化學方法進行有機合成。優(yōu)點：可在常溫常壓、接近中性pH的水溶液中進行，減少器材損耗與環(huán)境污染。對反應物與產物之立體異構物具有專一性。缺點：易受有機溶劑或極端酸堿度的破壞。酶活性易受產物抑制。微生物轉化利用微生物細胞或微生物酶取代或配合化學方法進行有機45例：類固醇合成技術的演進1950年Kendall,Reichstein與Hench因發(fā)現類固醇的消炎作用而獲得諾貝爾獎。1952年以化學方法合成，反應共需31個步驟，產品售價每克$200。1952年利用Rhizopusarrhizuz產生的hydroxylase反應過程縮短為11個步驟，產品售價每克$6。1980年使用突變Mycobacterium分解植物油中的固醇以作為原料，產品價格每克$0.46。例：類固醇合成技術的演進1950年Kendall,Reic46第八章微生物生產的生物活性物質一、重要的藥源微生物類群1、初級代謝和次級代謝2、微生物的次級代謝產物3、重要藥源微生物類群4、藥用微生物二、微生物活性代謝物的發(fā)現和篩選1、微生物的篩選2、代謝物生物活性的篩選3、常用的活性篩選方法三、微生物代謝產物的分離與鑒定(略)第八章微生物生產的生物活性物質47微生物生物活性物質及其藥理篩選微生物中生物活性物質的分離、純化及其藥理學活性是天然有機化學研究的一個重要課題。微生物生物活性物質及其藥理篩選微生物中生物活性物質的分離、純48一、微生物概念1.1Whatisamicrobe?1.2微生物特征CHAPTER1微生物起源與化學微生物學一、微生物概念1.1Whatisamicrobe?C49Thewordmicrobe(microorganism)isusedtodescribeanorganismthatissosmallthat,normally,itcannotbeseenwithouttheuseofamicroscope.Viruses,bacteria,fungi,protozoaandsomealgaeareallincludedinthiscategory.1.1Whatisamicrobe?Thewordmicrobe(microorganis50Ourworldispopulatedbyinvisiblecreaturestoosmalltobeseenwiththeunaidedeye.Theselifeforms,themicrobesormicroorganisms,maybeseenonlybymagnifyingtheirimagewithamicroscope.Ourworldispopulatedby51

MicrobialworldOrganisms

(living)Infectiousagents

(non-living)Prokaryotes(unicellular)eukaryotesvirusesviroidsprionsEubacteriaArchaeaAlgae(unicellularormulticellular)Fungi(unicellularormulticellular)Protozoa(unicellular)OthermulticellularorganismsMicrobialworldOrganisms(li52Mostofthebacteria,protozoa,andfungiaresingle-celledmicroorganisms,andeventhemulticelledmicrobesdonothaveagreatrangeofcelltypes.Virusesarenotevencells,justgeneticmaterialsurroundedbyaproteincoatandincapableofindependentexistence.Thesizeandcelltypeofmicrobes

microbeApproximaterangeofsizesCelltypeViruses0.01-0.25μmAcellularBacteria0.1-10μmProkaryoteFungi2μm->1mEukaryoteProtozoa2-1000μmEukaryoteAlgae1μm-severalmetersEukaryoteMostofthebacteria,protozoa53什么是微生物？細小的肉眼看不見的生物稱微生物。通常要用光學顯微鏡或電子顯微鏡才能看到.非細胞生物原核生物部分真核生物（真菌、藻類、原生動物）微生物什么是微生物？細小的肉眼看不見的生物稱微生物。非細胞生物微生54微生物的五大共性一、體積小，比表面積大二、吸收多，轉化快三、生長旺，繁殖速四、適應性強，易變異五、分布多，種類廣微生物的五大共性一、體積小，比表面積大55一、體積小，比表面積大設定：人的比表面積=1

則：(與人等重)大腸桿菌比表面積=30萬微生物的特點2μm0.5μm桿菌1500個桿菌首尾相連總長度=1粒芝麻的長度一、體積小，比表面積大設定：微生物的特點2μm0.5μm桿菌56二、吸收多，轉化快人（50kg）500~1000g/d大腸桿菌細胞重量2000倍糖/h奶牛（500kg）合成0.5kg蛋白質/24h微生物細胞合成自身重量30-40倍的細胞物質/24h吸收多轉化快微生物的特點二、吸收多，轉化快人（50kg）500~157三、生長旺，繁殖速大腸桿菌在合適的生長條件下：12.5~20分鐘繁殖1代每小時分裂3代，由1個變成8個。經24小時分裂72代，重約4722噸經48小時可產生2.2×1043個后代。地球重的4000倍

微生物的特點三、生長旺，繁殖速大腸桿菌在合適的生長條件下：地球重的微生物58四、適應性強，易變異1、對營養(yǎng)物質的利用上的適應性。2、對環(huán)境條件尤其是惡劣的“極端環(huán)境”的適應性。

耐0～－196℃低溫耐250℃～300℃的高溫耐鹽（飽和鹽水）耐干燥（產芽孢細菌、真菌孢子）耐酸堿、耐缺氧、耐毒物、抗輻射適應性強微生物的特點四、適應性強，易變異1、對營養(yǎng)物質的利用上的適應性。適應性強59四、適應性強，易變異易變異青霉素生產菌的發(fā)酵水平1940年每毫升20單位2000年每毫升10萬單位青霉素的使用劑量：1940年10萬元單位/次1980年：輸液80萬單位/次2000年：輸液800萬-1000萬單位/次微生物的特點四、適應性強，易變異易變異青霉素生產菌的發(fā)酵水平青霉素的使用60五、分布廣，種類多微生物在自然界的分布：無處不在，無孔不入分布廣土壤空氣水域生物體內外極端環(huán)境正常環(huán)境高空深海底2000米深的地層溫泉微生物的特點五、分布廣，種類多微生物在自然界的分布：無處不在，無孔不入分61五、分布廣，種類多60年前，中國人乘飛機采集了160米到5300米的高空的氣樣并分析了其中的微生物發(fā)布狀況。微生物的特點五、分布廣，種類多60年前，中國人乘飛機采集了162五、分布廣，種類多種類多地球上的微生物：估計有100萬種以上已發(fā)現的微生物：約有10萬種已開發(fā)利用的微生物：約1000種

微生物的特點微生物的微觀性研究手段的限制分離培養(yǎng)的局限五、分布廣，種類多種類多地球上的微生物：估計有100萬種63微生物的“生物界之最”個體最小形態(tài)最簡‘胃口’最大食譜最廣繁殖最快數量最多變異最易抗性最強休眠最長種類最多分布最廣起源最早發(fā)現最晚界級最寬Cncnc-micro微生物的“生物界之最”個體最小形態(tài)最簡‘胃口’最大食譜最廣繁64ThediscoveryofmicroorganismsThespontaneousgenerationconflictTherecognitionofmicrobialroleindiseaseThediscoveryofmicrobialeffectsonorganicandinorganicmatterThedevelopmentofmicrobiologyinthiscentury二、ThehistoryofmicrobiologyThediscoveryofmicroorganis65ThediscoveryofmicroorganismsThefirstpersontoaccuratelyobserveanddescribemicroorganismsAntonyvanLeeuwenhock(1632-1723)Thediscoveryofmicroorganism66多年間，列文·虎克觀察了所有主要的微生物——原生動物，藻類，酵母菌，真菌和球形、桿彤和螺旋狀細菌。他曾經寫道：“就我判斷，居住在荷蘭王國的所有人數也比不上今天我口中活著的動物數量多(盡管像我已經聲明的那樣，我清洗了自己的嘴巴)。”多年間，列文·虎克觀察了所有主要的微生物——原生動物，藻類，67列文·虎克去世后，微生物學在一個多世紀內停滯不前。后來，顯微鏡得到廣泛使用，微生物學又重新開始發(fā)展。德國植物學家施萊登（MatthiasSchleiden）和德國動物學家施旺（TheodorSchwann）提出細胞學說（celltheory），闡述了細胞是生命的基本單位，它行使生物所有的基本功能。如今，這個理論仍然適用于所有有細胞生物，但并不適用于病毒。列文·虎克去世后，微生物學在一個多世紀內停滯不前。后來，顯微68Finalrefutationofspontaneousgeneration–birthofmicrobiologyasascienceDiscoveryoftheexistenceofanaerobiclife–fermentationVaccinesPasteurizationPasteur’scontributions:LouisPasteurworkinginhislaboratoryLouisPasteur(1822–1895)Finalrefutationofspontaneou69ThespontaneousgenerationconflictSpontaneousgeneration–thatlivingorganismscoulddevelopfromnonlivingordecomposingmatter.Thespontaneousgenerationcon701.微生物的自生論破滅

圖1.4巴斯德用來反駁自生論的雁頸瓶雖然空氣可以進入瓶內，但微生物被截留在彎曲的瓶頸部卻不能到達瓶內。因此，瓶內溶液保持無菌——盡管它們已經暴露在空氣當中。1.微生物的自生論破滅圖1.4巴斯德用來反駁自生論的雁頸71丁德爾給了自生論又一個打擊。他將盛有煮沸過溶液的密封瓶子放置在一個密封箱子中。給予充分的時間讓所有的塵埃顆粒沉淀到箱底，然后，他小心地移去瓶蓋子。這些燒瓶也能保持無菌狀態(tài)。丁德爾實驗顯示空氣可以通過沉淀方式達到無菌，不需要采用那些會阻止“活力”發(fā)揮作用的處理方法。丁德爾給了自生論又一個打擊。他將盛有煮沸過溶液的密封瓶子放置72巴斯德和丁德爾是幸運的，因為他們實驗溶液中的微生物都能在沸水中被熱破壞。而其他嘗試相同實驗的人卻發(fā)現仍有微生物生長并使溶液變得渾濁。現在我們知道這些長菌的溶液中含有耐熱性或產芽孢微生物，但當時，這些微生物生長被視為自生論的證據。不管怎樣，巴斯德和丁德爾的工作成功地向大多數科學家證明自生論是錯誤的。要想看到微生物生長就需要先將微生物接種到培養(yǎng)基中。這一認識為微生物學的進一步發(fā)展鋪平了道路，尤其是為疾病的微生物理論奠定了基礎。巴斯德和丁德爾是幸運的，因為他們實驗溶液中的微生物都能在沸水732.發(fā)明了巴斯德法他對釀酒業(yè)和養(yǎng)蠶業(yè)做出了重大貢獻。他發(fā)現精選的酵母菌可以釀出好酒，但混入的其他微生物會與酵母菌競爭糖源并使酒變膩或變酸。為了解決這一問題，巴斯德發(fā)明了巴斯德法（在缺少氧氣情況下，將葡萄酒加熱到56℃，維持30min）用于殺死雜菌。

2.發(fā)明了巴斯德法743.開創(chuàng)了免疫學—預防接種第一個狂犬病疫苗是由巴斯德研制的.在他發(fā)明的疫苗中，最著名的就是狂犬病疫苗。該疫苗用感染狂犬病的家兔脊髓干燥制成，并在動物身上進行了試驗。成功救活了一位9歲的被瘋狗咬傷的男孩。

3.開創(chuàng)了免疫學—預防接種75RobertKockinhislaboratoryTherecognitionofmicrobialroleindiseaseRobertKock(1843–1910)RobertKockinhislaboratoryT76化學微生物學課件第1章77Themicroorganismsmustbepresentineverycaseofthediseasebutabsentfromhealthyorganisms.Thesuspectedmicroorganismsmustbeisolatedandgrowninapureculture.Thediseasemustresultwhentheisolatedmicroorganismsisinoculatedintoahealthyhost.ThesamemicroorganismsmustbeisolatedagainfromthediseasedhostKock’spostulatesThemicroorganismsmustbepre78在生命的最后15年中，他取得了豐碩的成就。他開展了有關瘧疾、傷寒癥、昏睡病和其他幾種疾病的研究。在肺結核方面的研究使他獲得了l905年的諾貝爾生理學和醫(yī)學獎，在非洲和業(yè)洲的工作為他贏得了崇高的地位。在生命的最后15年中，他取得了豐碩的成就。他開展了有關瘧疾、79TheGoldenageofmicrobiologyKochandpureculturesFermentationandPasteurizationGermtheoryofdiseaseVaccinationTheGoldenageofmicrobiology80Beijerinckmadefundamentalcontributionstomicrobialecology.HeisolatedAzotobacterandRhizobium.ThediscoveryofmicrobialeffectsonorganicandinorganicmatterTheRussianmicrobiologistWinograskydiscoveredthatsoilbacteriacouldoxidizeiron,sulfurandammoniatoobtainenergy,andalsoisolatednitrogen–fixingbacteria.Beijerinckmadefundamentalco81SirAlexanderFlemingdiscoveredtheantibioticpenicillin.Hehadtheinsighttorecognizethesignificanceoftheinhibitionofbacterialgrowthinthevicinityofafungalcontaminantwhenmostotherscientistsprobablywouldhavesimplydiscardedthecontaminatedplates.AlexanderFleming(1881-1955)SirAlexanderFlemingdiscover82雖然Fleming不是第一個觀察到這個現象的人，但是他卻第一個意識到它具有治病的潛力。雖然Fleming不是第一個觀察到這個現象的人，但是他卻第一83本課程特色化學微生物學是一門全新的課程，它不是微生物化學課程以及微生物代謝的簡單更名。傳統(tǒng)的微生物化學以微生物細胞組成當中的化學以及微生物新陳代謝當中的化學為主，較多地關注微生物本身的發(fā)生、發(fā)展。本課程特色化學微生物學是一門全新的課程，它不是微生物化學課程84本課程特色增加了研究化學物質的微生物功能，如抗菌、抑菌、殺菌作用及其作用機制。增加了微生物發(fā)酵在化學工業(yè)中應用增加了化學物質的生物轉化內容。微生物礦化也是本課程的特色之一，您會驚奇地發(fā)現一些微生物在現代人造醫(yī)用器官中的應用以及其它的奇妙用途。本課程特色增加了研究化學物質的微生物功能，如抗菌、抑菌、殺85本課程特色化學微生物學作為化學生物學專業(yè)的重要基礎課程，融合了化學、微生物學、藥學、酶學等多個相關學科的理論、技術和研究方法，是一個非常有活力和應用前景的新學科。培養(yǎng)的學生不僅具有熟練的化學與相關生物學實驗技能，而且能在化學生物學、化學、生命科學、醫(yī)藥學、材料學、化工和環(huán)境科學等相關領域施展才能。本課程特色化學微生物學作為化學生物學專業(yè)的重要基礎課程，融合86化學微生物學主講教師：蔡小玲

Email:cescxl@

Tel學微生物學主講教師：蔡小玲87Whyshouldwestudychem-microbiology?What’sthearrangementfortheteaching?IntroductionWhyshouldwestudychem-micro88H1N1鳳凰資訊>國際>專題>甲型流感A/H1N1(豬流感)疫情全球蔓延>最新報道>正文全球甲型H1N1流感疫情及防控一周動態(tài)(9月7日至13日)2009年09月13日12:43新華網【大中小】

【打印】共有評論0條新華網北京9月13日電疫情動態(tài)世界衛(wèi)生組織11日在每周一次的最新通報中說，目前不論是在南半球還是在北半球，甲型H1N1流感病毒仍是最為流行的流感病毒。目前甲型H1N1流感已造成全球至少3205人死亡，但仍無跡象顯示流感病毒因發(fā)生變異導致毒性增強或致死率增高。最新通報說，截至目前，美洲地區(qū)報告的甲型流感死亡人數仍最多，達到2467人。非洲地區(qū)報告的死亡人數最少，為35人。不過，過去一周世衛(wèi)組織所轄全球六大地區(qū)的甲型流感死亡人數均有所上升。H1N1鳳凰資訊>國際>專題>甲型流感A/H1N89世衛(wèi)組織說，目前全球報告的甲型H1N1流感確診病例總數超過27．7萬，但由于許多疫情嚴重的國家已不再統(tǒng)計新增病例，這個數字顯然比實際感染數字要低得多。截至11日，巴西又有幾個州出現了新增甲型H1N1流感死亡病例。雖然圣保羅州近日沒有發(fā)現新的死亡病例，但是該州已有261人死于甲型H1N1流感，死亡人數在巴西各州中仍居首位。哥倫比亞是南美洲第一個發(fā)現甲型H1N1流感確診病例的國家。哥倫比亞社會保障和衛(wèi)生部8日發(fā)布公告說，哥倫比亞甲型H1N1流感死亡人數已升至43人。英格蘭是英國甲型H1N1流感疫情的“重災區(qū)”，該地區(qū)人口約占英國總人口的90％。英國衛(wèi)生部10日公布的最新疫情通報顯示，截至6日的一周，英格蘭新增甲型H1N1流感患者3000人，與前兩周的約5000人相比，疫情進一步緩和。法國衛(wèi)生部說，一周以來，法國甲型H1N1流感病毒的傳播速度正在“加快”，預計9月底法國將出現甲型H1N1流感的第一輪患病高峰。甲型H1N1流感死亡病例在印度呈上升趨勢。印度衛(wèi)生部門說，截至12日全國新增11例甲型H1N1流感死亡病例，這使印度全國甲型H1N1流感死亡人數升至172人。世衛(wèi)組織說，目前全球報告的甲型H1N1流感確診病例總數超過290柬埔寨衛(wèi)生部傳染病防控中心11日證實，柬埔寨甲型H1N1流感確診病例已增至46例。柬埔寨衛(wèi)生部指出，由于最近發(fā)現的甲型H1N1流感患者多數為當地柬埔寨人，因此這一流感疫情有可能在柬埔寨不斷蔓延，希望有關部門加強防范措施。防控措施世界各國正在積極準備應對今年秋季可能發(fā)生的甲型H1N1流感第二波疫情。各國防疫重點一方面是繼續(xù)監(jiān)測病毒的傳播和發(fā)病特點等重要信息，另一方面積極儲備疫苗和抗流感藥物，抓緊開展甲型H1N1流感疫苗的臨床試驗，確定對不同人群的疫苗接種優(yōu)先級別。中國于7日批簽了第一批可以實施免疫接種的合格疫苗產品，使得中國成為世界上第一個可以應用甲型H1N1流感疫苗的國家。其他國家的疫苗審批和接種工作也已進入倒計時階段。歐盟委員會負責衛(wèi)生事務的委員瓦西利烏11日在布魯塞爾主持召開了7國集團（加拿大、法國、德國、意大利、日本、英國、美國）和墨西哥衛(wèi)生部長及世界衛(wèi)生組織代表等參加的特別會議。瓦西利烏表示，歐盟成員國今年秋天在做好應對季節(jié)性“普通”流感準備的同時，還應做好應對甲型H1N1流感的準備。歐盟27國衛(wèi)生部長將在10月舉行特別會議，以便就甲型H1N1流感的預防措施，特別是就確定優(yōu)先接種流感疫苗的群體達成一致意見。另外，世界衛(wèi)生組織東南亞地區(qū)衛(wèi)生部長年度會議10日宣布，與會的孟加拉國、印度、斯里蘭卡、印度尼西亞、泰國等11個國家已就防控甲型H1N1流感達成行動綱要。會議強調，應該讓公眾進一步認識到自我衛(wèi)生防疫措施的重要性。針對學校防控甲流的做法，會議認為只要能及時診斷出患病學生并將其隔離在家即可，不必關閉學校。柬埔寨衛(wèi)生部傳染病防控中心11日證實，柬埔寨甲型H1N1流感91研究動態(tài)世界衛(wèi)生組織戰(zhàn)略咨詢專家組曾發(fā)布報告認為，鑒于人們對于甲型H1N1這一新型流感病毒完全沒有免疫力，因此可能需要先后注射兩劑疫苗才能達到較佳的預防效果。但是美國、英國和澳大利亞針對甲型H1N1流感疫苗的最新初步研究結果顯示，注射一劑疫苗就能為人體提供足夠的免疫保護。很多醫(yī)學專家都表示，如果進一步臨床試驗能確認這一新的研究成果，那么對世界范圍內的甲型流感防控都將是一個好消息，因為這將極大地緩解目前疫苗緊缺的局面。近期法國有人認為，如果法國不能趕在甲型流感第二波發(fā)作前大規(guī)模接種疫苗，那么在有更多人感染甲型流感后，隨后的接種將意義不大。針對這種說法，法國巴斯德研究所病毒學家克洛德·哈農9日說，即使在今年秋冬季的甲型流感疫情接近尾聲時疫苗才能上市，人們依然有必要接種，因為甲型流感疫情將在今年秋冬季持續(xù)相當長一段時間，也不能排除明年秋冬季甲型流感再次發(fā)作，因此晚些時候接種甲型流感疫苗對此后的長期防疫仍有積極作用。英國研究人員10日報告說，與普通流感病毒相比，甲型H1N1流感病毒有更強附著在細胞上的能力，能夠直接與肺部深處的細胞結合并產生破壞作用。這一研究成果有助于解釋為什么甲型流感病毒的傳播能力相對更強。美國研究人員10日在《科學》雜志網絡版上公布研究成果稱，甲型H1N1流感病毒的傳播能力比季節(jié)性流感病毒要強。與成年人相比，孩子更容易被感染，因此他們應優(yōu)先接種疫苗，且越早越好。研究動態(tài)92

關于對甲型H1N1流感防控工作實行零報告制度的通知各學院、實體系：目前，甲型H1N1流感疫情已成為全球高度關注的突發(fā)公共衛(wèi)生事件，防控甲型H1N1流感疫情形勢十分嚴峻。為有效開展我校甲型H1N1流感的防控工作，切實保障學生身體健康和生命安全，根據上級的部署和要求，經研究決定，從9月7日起實行學生甲型H1N1流感防控工作實行零報告制度。一、報告辦法各院系主管學生工作的黨委/黨總支副書記負總責，確定一名聯(lián)系人，嚴格按照工作要求，于每天下午5點前將本院系學生當天的信息報送學生處綜合科。二、填寫健康申報表要求所有新生和返校學生均須在開學報到和注冊時，及時向所在院系報告身體狀況，主動承擔防控甲型H1N1流感的個……關于對甲型H1N1流感防控工作實行零報告制度的通知93

關于網絡上報甲型H1N1流感病例的通知各院系、學生處、研究生院管理處、附屬學校、校區(qū)門診部：近日，廣東省教育廳啟動“廣東省學校和托幼機構甲型H1N1流感病例報告系統(tǒng)”（粵教體函〔2009〕2號文），實行全省學校及托幼機構甲型H1N1流感網絡上報。為加強我校疫情監(jiān)測和報告工作,結合省教廳的文件精神，現通知如下：一、報告內容：

根據“廣東省學校和托幼機構甲型H1N1流感病例報告系統(tǒng)”（見附件）的內容每天填報（人數統(tǒng)計欄目不必填）。關于網絡上報甲型H1N1流感病例的通知94/H1N1專題網/95美國CDC5月2日在其官方網站上公布了新近確認的甲型H1N1流感（A型H1N1流感）病毒化學微生物學課件第1章96近年來重大的危害性微生物AIDS2002年SARS結核分枝桿菌(M.tuberculosis)，俗稱結核桿菌，是引起結核病的病原菌?？汕址溉砀髌鞴?，但以肺結核為最多見。結核病至今仍為重要的傳染病。估計世界人口中1/3感染結核分枝桿菌。據WHO報道，每年約有800萬新病例發(fā)生，至少有300萬人死于該病。登革熱病毒三維結構

近年來重大的危害性微生物97登革病毒（Denguevirus,DEN）是登革熱、登革出血熱/登革休克綜合征（DHF/DSS）的病原體，以埃及伊蚊和白紋伊蚊為傳播媒介，廣泛流行于全球熱帶及亞熱帶的60多個國家和地區(qū)，每年超過一億人受感染，25億以上的人受到威脅。登革熱病毒是小型黃病毒，屬于黃熱病毒屬，能引起登革熱急性傳染病，通常由在白天叮咬人的埃及伊蚊和白紋伊蚊傳播，登革熱病毒能夠引起一系列臨床癥狀，包括有生命危險的失血性休克綜合征和較少見的伴有肝衰與腦病的急性肝炎。感染登革熱病毒輕則突然發(fā)熱、劇烈肌肉疼痛、骨關節(jié)痛，重則廣泛出血、迅速休克。登革病毒（Denguevirus,DEN）是登革熱、登革98Purdue大學的病毒學家RichardKuhn、結構生物學家MichaelRossman以及他們的同事破譯了登革熱病毒的機構，以期找到防止細胞感染病毒的方法。研究小組在蚊子細胞培養(yǎng)物中培養(yǎng)了一組弱化的登革熱病毒株系。將樣品冷凍，然后在電子顯微鏡下觀察病毒顆粒。記錄下526個病毒顆粒各方位的圖像后，研究人員重建出單個病毒顆粒的模糊圖像。利用其它研究人員有關登革熱近緣病毒蛋白外殼的三維結構的數據，他們編寫出銳化模糊圖像的計算機程序。Purdue大學的病毒學家RichardKuhn、結構生物99這是第一個黃病毒家族成員的完整結構圖，圖像顯示登革熱病毒是一個多層次、足球狀的結構，缺少許多人類病毒獨有的長尖凸出。有關結果發(fā)表《細胞》雜志上。與其它病毒一樣，登革熱病毒的基因組包被在蛋白質外殼中，周圍環(huán)繞著一層脂膜。但異常的是，登革熱病毒的基因組依次被90張盔甲狀的蛋白質外殼緊緊包被。這些盔甲如此“貼身”，科學家們不禁感到吃驚，顯然，重重包被的外殼使得登革熱病毒更難感染細胞。但Rossman說，病毒可以跨越這個屏障：細胞吞噬病毒并將病毒“誘騙”到脂囊泡中后，病毒膨脹，掙裂其蛋白盔甲，這樣病毒的脂膜就可與細胞的脂囊泡結合，釋放出病毒，病毒得以在細胞內增殖。最重要的一點是蛋白質外殼究竟是如何裝配形成登革熱病毒的貼身盔甲的，法國國家科學研究中心的結構病毒學家FélixRey認為?！斑@是一大貢獻?！边@項發(fā)現與Rey早期的研究結合起來，向人們展示了阻止病毒入侵細胞的新方法。這是第一個黃病毒家族成員的完整結構圖，圖像顯示登革熱病毒是一100登革熱病毒致病機理圖解

登革熱病毒致病機理圖解101化學與生物學聯(lián)合，是生命科學研究發(fā)展的必然結果微生物作為基礎生物科學及應用科學，在生命、醫(yī)藥等領域是重要的研究工具，所以化學微生物學也就相應成為化學生物學專業(yè)重要的基礎課程Why?化學與生物學聯(lián)合，是生命科學研究發(fā)展的必然結果Why?102HGP對人類的影響2002年“登月計劃”人類基因計劃(humangenproject,HGP)完成了對人類30億對核苷酸的序列測定工作,這是人類第一次在分子水平全面認識自己。同時，HGP的研究結果極大地影響了醫(yī)學、藥學、生物學等領域。HGP對人類的影響2002年“登月計劃”人類基因計劃(hu103HGP的完成，藥物的靶標分子從原先的不足500個發(fā)展到具有潛在活性2000~5000個.21世紀的新藥研究,先導化合物的設計已經成為熱點。在目前眾多新藥研究方法中,“基于靶標結構的合理藥物設計”備受關注，具有很大的潛力。HGP對人類的影響HGP的完成，藥物的靶標分子從原先的不足500個發(fā)展到具有潛1042001年，美國國立衛(wèi)生研究院下屬的國家癌癥研究所（NCI）啟動了一個計劃，希望全世界的科學家將所有小分子化合物的結構及其生物學效應或與蛋白質作用的信息，存入一個公共的數據庫。這個公共數據庫被稱為“化學銀行”（ChemBank）?！盎瘜W銀行”（ChemBank）2001年，美國國立衛(wèi)生研究院下屬的國家癌癥研究所（NCI）105TwomajorreasonsMicrobiologydealswithmanyimportantpracticalproblemsinmedicine,agriculture,andindustry.Chem-biologyandgeneticstudy

AsabasicbiologicalscienceAsanappliedbiologicalscienceProvidesresearchtoolsTheimportanceofmicrobiologyTwomajorreasonsMicrobiology106Microbesimpingeonallaspectsoflife,justafewofthesearelistedbelow:TheenvironmentMedicineFoodBiotechnologyResearchTheimportanceofmicrobiologyMicrobesimpingeonallaspect107TheenvironmentMedicineFood

BiotechnologyResearchPressheretocontinueTheenvironmentPressheretoc108

Microbesareresponsibleforthecyclingofcarbon,nitrogenandphosphors(geochemicalcycles),allessentialcomponentsoflivingorganisms.Theyarefoundinassociationwithplantsinsymbioticrelationships,maintainsoilfertilitvandmayalsobeusedtocleanuptheenvironmentoftoxiccompounds(bio-remediationetc).Microbesareresponsiblefor109Somemicrobesaredevastatingplantpathogens,whichdestroyimportantfoodcrops,butothersmayactasbiologicalcontrolagentsagainstthesediseases.Thedisease-causingabilityofsomemicrobessuchassmallpox.(Variolavirus),cholera(Vibriocholerabacteria)andmalaria(Plasmodiumprotozoa)iswellknown.However,microorganismshavealsoprovideduswiththemeansoftheircontrolintheformofantibioticsandothermedicallyimportantdrugs.Somemicrobesaredevastating110Microbeshavebeenusedforthousandsofyears,inmanyprocesses,toproducefood,frombrewingandwinemaking,throughcheeseproductionandbreadmaking,tothemanufactureofsoysauce.Attheotherendofthescale,microbesareresponsibleforfoodspoilage,anddisease-causingmicrobesarefrequentlycarriedonfood.Microbeshavebeenusedforth111TraditionallymicrobeshavebeenusedtosynthesizemanyimportantchemicalssuchasacetoneandaceticacidMorerecentlyheadventofgeneticengineeringtechniqueshasledtothecloningofpharmaceuticallyimportantpolypeptidesintomicrobes,whichmayhenbeproducedonalargescale.Traditionallymicrobeshavebe112Microbeshavebeenusedextensivelyasmodelorganismsfortheinvestigationofbiochemicalandgeneticalprocessesastheyaremucheasiertoworkwiththanmorecomplexanimalsandplants.Millionsofcopiesofthesamesinglecellcanbeproducedinlargenumbersveryquicklyandatlowcosttogiveplentyofhomogeneousexperimentalmaterial.Anadditionaladvantageisthatmostpeoplehavenoethicalobjectionstoexperimentswiththesemicroorganisms.Microbeshavebeenusedextens113MicrobiologyBacteriologyProtozoologyParasitologyMicrobialMorphologyMycologyVirologyPhycologyorAlgologyMicrobialphysiologyMicrobialtaxonomyMicrobialgeneticsMolecularbiologyMicrobialecologyMicrobiologyBacteriologyProtoz114Fig.1-2MicrobiologicalresearchareaandbranchFig.1-2Microbiologicalresear115化學和微生物結合的應用舉例

對有害微生物的控制對有益微生物的利用化學和微生物結合的應用舉例

對有害微生物的控制116圖1–1SARS-CoV電鏡照片及結構示意圖Fig.1-1ElectronmicroscopicphotographofSARS-CoVanditsmodelstructure例1：對有害微生物的控制圖1–1SARS-CoV電鏡照片及結構示意圖例1：對有117利用化學遺傳學篩選SARS抑制劑香港大學的研究人員.對化合物庫中的50240個化合物進行篩選并且發(fā)現有104個化合物具有成為這種病毒的抑制劑的潛力。在這些化合物中，有兩種化合物靶向病毒的蛋白酶、7個化合物靶向解旋酶，還有18個化合物靶向一種病毒進入細胞時所需的蛋白質。這項研究為研究人員提供了一個新型的具有抗SARS病毒生物活性的小分子庫。

利用化學遺傳學篩選SARS抑制劑香港大學的研究人員.對化合118微生物基因組學

新能源（生物燃料）；檢測污染物的環(huán)境監(jiān)督；防止生物戰(zhàn)和化學戰(zhàn)；安全有效地清除有毒廢物1994年，美國能源部利用基因組工程研究形成的新能源啟動了微生物基因組計劃，對有益于能源生產、改善環(huán)境、減少有毒廢物和工業(yè)加工的細菌進行基因組測定。例2：對微生物的有效利用微生物基因組學例2：對微生物的有效利用119我校生科院和化學學院聯(lián)合完成了國家863科技項目：海洋微生物先導化合物的發(fā)現及篩選。由此為基礎我?；瘜W學院與中山醫(yī)聯(lián)合又申請了10多個國家級研究課題，有抗腫瘤的，抗結核病的，腦神經方面的，心血管方面等多個方向。例3