農(nóng)業(yè)微生物學(xué)第一章緒論

微生物學(xué)當(dāng)前1頁，總共70頁。課前認(rèn)識(shí)我們?cè)谝粋€(gè)被大量微生物包圍著的環(huán)境中生活。微生物無處不在。課前請(qǐng)大家講述對(duì)微生物的認(rèn)識(shí)？認(rèn)識(shí)微生物的四大障礙：個(gè)體過于微小群體外貌不顯種間雜居混生形態(tài)與作用后果難以認(rèn)識(shí)當(dāng)前2頁，總共70頁。一些數(shù)字每個(gè)噴嚏的飛沫含4500-150000個(gè)細(xì)菌，重感冒患者為8500萬；全世界海洋中微生物的總重量約280億噸細(xì)菌數(shù)億/g土壤，土壤中的細(xì)菌總重量估計(jì)為：10034×1012

噸人體腸道內(nèi)菌體總數(shù)達(dá)100萬億個(gè)左右（人體細(xì)胞數(shù)量50萬億）新鮮葉子表面微生物數(shù)量達(dá)100多萬個(gè)/g每張紙幣帶有9106個(gè)細(xì)菌，其中兩角紙幣帶有的菌數(shù)將近是十元紙幣的5倍。生活在土壤中和地下的細(xì)菌數(shù)加起來，估計(jì)其總重量為100341012噸。人的皮膚上平均每平方厘米含有105個(gè)細(xì)菌人體腸道內(nèi)菌體總數(shù)達(dá)100萬億個(gè)左右（人體細(xì)胞數(shù)量50萬億）。糞便中細(xì)菌大約占糞便干重的1/3微生物既是人類的敵人，更是人類的朋友！當(dāng)前3頁，總共70頁。第

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言一、微生物概述二、微生物學(xué)的研究內(nèi)容與成就三、微生物學(xué)的重要性四、顯微鏡下的微生物

當(dāng)前4頁，總共70頁。微生物概述1、什么是微生物2、生物中哪些是微生物3、微生物的特點(diǎn)第

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言當(dāng)前5頁，總共70頁。第

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言1、什么是微生物微生物(microbe，microorganism)是一切不借助顯微鏡肉眼看不見或看不清的微小生物的總稱。它們都是一些個(gè)體微?。ㄒ话悖?.1mm）、構(gòu)造簡單（單細(xì)胞、簡單多細(xì)胞、非細(xì)胞）的低等生物。當(dāng)前6頁，總共70頁。第

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言微生物通常包括生物細(xì)胞生物非細(xì)胞生物：病毒、亞病毒原核生物：細(xì)菌、古菌真核生物：真菌、單細(xì)胞藻類、原生動(dòng)物大小和特征見表1.1當(dāng)前7頁，總共70頁。表1.1微生物形態(tài)、大小和細(xì)胞類型

微生物大小近似值細(xì)胞的特性病毒0.01~0.25m非細(xì)胞的細(xì)菌0.1~10m原核生物真菌2m~1m真核生物原生動(dòng)物2~1000m真核生物藻類1米~幾米真核生物當(dāng)前8頁，總共70頁。第

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言2、生物中哪些是微生物生物細(xì)胞生物非細(xì)胞生物：病毒、亞病毒原核生物：細(xì)菌、放線菌、藍(lán)細(xì)菌、古菌真核生物：真菌、單細(xì)胞藻類、原生動(dòng)物當(dāng)前9頁，總共70頁。第

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言R.H.Whittaker（1969）的五界學(xué)說真核類生物多細(xì)胞植物界真菌界（絲狀真菌及蕈菌）單細(xì)胞

原生生物界（原生動(dòng)物、單細(xì)胞藻類和粘菌）、酵母菌動(dòng)物界原核類

原核生物界(細(xì)菌、藍(lán)細(xì)菌)當(dāng)前10頁，總共70頁。古生菌當(dāng)前11頁，總共70頁。3、微生物的特點(diǎn)1)個(gè)體微小，結(jié)構(gòu)簡單。當(dāng)前12頁，總共70頁。2)生長旺，繁殖快。人類研究得最透徹的生物E.coli,合適條件，分裂1次12.5-20min。按20min分裂1次計(jì)，1h3次,1晝夜72次：1個(gè)細(xì)菌產(chǎn)生4722366500萬億個(gè)后代，總重約可達(dá)4722t。第

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言★谷氨酸短桿菌：搖瓶種子→50噸發(fā)酵罐：52小時(shí)內(nèi)細(xì)胞數(shù)目可增加32億倍。★利用微生物的這一特性就可以:實(shí)現(xiàn)發(fā)酵工業(yè)的短周期、高效率生產(chǎn)。例如生產(chǎn)鮮酵母時(shí)，幾乎12小時(shí)就可以收獲一次，每年可以收獲數(shù)百次。大腸桿菌在1個(gè)小時(shí)內(nèi)可消耗相當(dāng)于它們自身重量2000倍的糖。當(dāng)前13頁，總共70頁。3)代謝類型多，活性強(qiáng)分解作用；產(chǎn)能方式最多樣；生物固氮作用；合成各種次生代謝產(chǎn)物；極端環(huán)境抵抗能力；

分解氰,酚,多氯聯(lián)苯等劇毒物質(zhì)能力等。第

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言當(dāng)前14頁，總共70頁。4)分布廣泛,種類多，數(shù)量多土壤圈、水圈、大氣圈至巖石圈(地球上除火山中心區(qū)域等少數(shù)地方)；植物、動(dòng)物、人;第

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言任何有其它生物生存的環(huán)境中，都能找到微生物。而在其它生物不可能生存的極端環(huán)境中也有微生物存在。當(dāng)前15頁，總共70頁。吸收多轉(zhuǎn)化快大腸桿菌每小時(shí)可分解其自重1000-10,000倍的乳糖產(chǎn)朊假絲酵母（Candidautilis

）比大豆強(qiáng)100倍的蛋白質(zhì)合成能力5)吸收多轉(zhuǎn)化快當(dāng)前16頁，總共70頁。

6)易變異，適應(yīng)性強(qiáng)。第

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言★突變頻率一般為10-5～10-10，但因繁殖快，數(shù)量多，與外界環(huán)境直接接觸，因而在短時(shí)間內(nèi)可出現(xiàn)大量變異的后代?！锴嗝顾禺a(chǎn)量變異、耐藥性變異舉例例如，青霉素生產(chǎn)菌Penicilliumchrysogenum(產(chǎn)黃青霉)的產(chǎn)量1943年為每毫升發(fā)酵液中含20單位青霉素，40多年來，經(jīng)過世界各國微生物遺傳育種工作者的不懈努力使該菌產(chǎn)量變異逐漸積累，加上發(fā)酵條件的改進(jìn)，目前世界上先進(jìn)國家的發(fā)酵水平每毫升已超過5萬單位，甚至接近10萬單位。微生物的數(shù)量性狀變異和育種使產(chǎn)量提高的幅度之大，是動(dòng)植物育種工作中絕對(duì)不可能達(dá)到的。正因?yàn)槿绱?，幾乎所有微生物發(fā)酵工廠都十分重視菌種選育工作。當(dāng)前17頁，總共70頁。微生物學(xué)的重要性(與人類關(guān)系)

有益方面①農(nóng)業(yè)

生物防治技術(shù)：以微生物農(nóng)藥為主要手段；微生物肥料；食用菌生產(chǎn)技術(shù)；生物能源技術(shù)：沼氣等；免耕技術(shù)，等等。第

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言當(dāng)前18頁，總共70頁。②微生物與工業(yè)

工業(yè)微生物涉及多個(gè)行業(yè)。很多

食品如

酸奶、奶酪、酒、食品添加劑（味精、醬油等）、豆腐乳、臭豆腐；食品罐藏防腐、食用菌等，藥品，由不同的微生物制成；某些特殊的微生物還參與冶金、采油、采礦等過程，甚至直接作為清潔用品的添加劑。第

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言當(dāng)前19頁，總共70頁。③環(huán)境

地球生物化學(xué)循環(huán)；廢物處理（生活垃圾、工業(yè)廢水、堆肥的制作）；

降解殺蟲劑,除草劑,纖維素,木質(zhì)生物外源性物質(zhì)(666,塑料等等)。第

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言當(dāng)前20頁，總共70頁。污水自凈當(dāng)前21頁，總共70頁。④醫(yī)藥

人類絕大多數(shù)病癥是由微生物引起，其大多數(shù)藥物用微生物生產(chǎn)，如疫苗、抗生素。人類的健康水平大幅度提高，平均壽命約提高了25歲。第

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言當(dāng)前22頁，總共70頁。⑤生物技術(shù)及科學(xué)研究抗生素,酶,氨基酸,有機(jī)酸(草酸、檸檬酸等)的生產(chǎn)。獲諾貝爾生理學(xué)和醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)研究中，有近60%的工作是微生物作研究材料的。分子生物學(xué)兩分支，即基因工程和生物工程中，微生物是其寵兒和主角。第

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言當(dāng)前23頁，總共70頁。⑥微生物與能源開發(fā)石油、煤、天然氣等一次性化學(xué)燃料資源日益短缺，開發(fā)新型的可持續(xù)能源迫在眉睫。豐富的微生物資源及其產(chǎn)物將是人類尋找新型能源的寶庫。微生物具有將大量有機(jī)廢棄物轉(zhuǎn)化為氫、乙醇等清潔能源的潛力。利用微生物的產(chǎn)氫、乙醇等新型能源是今后能源生產(chǎn)領(lǐng)域的必然趨勢(shì)。第

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言當(dāng)前24頁，總共70頁。

有害方面引起人、動(dòng)物、植物的病害。絕大多數(shù)病癥是由微生物引起；目前已知微生物中的致病菌不到1%。食物的腐?。焊探圩冘?，長霉；鋼鐵腐蝕、木材等腐爛，野生菌等；環(huán)境當(dāng)前25頁，總共70頁。當(dāng)前26頁，總共70頁。水體污染

富營養(yǎng)化和近海赤潮已經(jīng)不再是新鮮名詞。我國近海每年都有大面積的赤潮發(fā)生。我國面臨的水體污染狀況當(dāng)前27頁，總共70頁。當(dāng)前28頁，總共70頁。當(dāng)前29頁，總共70頁。滇池厚達(dá)5cm的微囊藻水華中科院水生所“滇池藍(lán)藻水華污染試驗(yàn)技術(shù)研究”課題組示范區(qū)6.1km2的滇池水面在治理中水質(zhì)逐漸好轉(zhuǎn)，成群的紅嘴鷗飛至湖面捕食、嬉戲。

當(dāng)前30頁，總共70頁。“滇池藍(lán)藻水華污染控制技術(shù)研究”基地的重力斜篩自動(dòng)脫水設(shè)備在對(duì)滇池藍(lán)藻水華進(jìn)行脫水處理。脫水后形成的藻漿經(jīng)去毒處理，可成為上好的有機(jī)肥料或飼料。當(dāng)前31頁，總共70頁。我國水體富營養(yǎng)化和赤潮發(fā)生流域圖當(dāng)前32頁，總共70頁。中國各海區(qū)赤潮發(fā)生情況（1952-1998）

資料來自“鄒景忠，赤潮災(zāi)害，《海洋志》”當(dāng)前33頁，總共70頁。微生物農(nóng)藥

利用微生物或其產(chǎn)物來防治植物病蟲害和雜草危害的一類微生物制劑。當(dāng)這些病原體和拮抗微生物或其代謝產(chǎn)物為昆蟲吞食、接觸或病菌感染后，通過微生物的活動(dòng)、毒素的作用而使害蟲和病原菌的新陳代謝受影響，破壞其機(jī)體器官，影響其發(fā)育繁殖或變態(tài)，從而達(dá)到滅菌防病的目的。第

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言當(dāng)前34頁，總共70頁。當(dāng)前35頁，總共70頁。微生物農(nóng)藥的種類

細(xì)菌殺蟲劑真菌殺蟲劑病毒殺菌劑農(nóng)用抗生素微生物除草劑第

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言當(dāng)前36頁，總共70頁。S42對(duì)黃瓜枯萎病的抑制番茄早疫病當(dāng)前37頁，總共70頁。S42發(fā)酵液對(duì)西瓜（左）和黃瓜（右）病原菌的抑制效果當(dāng)前38頁，總共70頁。S42、S36對(duì)黃瓜炭疽病原菌的抑制效果S42、S36對(duì)西瓜枯萎病原菌的抑制效果當(dāng)前39頁，總共70頁。玉米彎孢當(dāng)前40頁，總共70頁。微生物農(nóng)藥的特點(diǎn)：對(duì)脊椎動(dòng)物和人類無害,不污染環(huán)境；對(duì)植物無毒害；能保護(hù)害蟲天敵；昆蟲不易產(chǎn)生抗藥性；自然傳播感染能力:有些昆蟲病原微生物,可在昆蟲群落中自然傳播感染成流行??；容易進(jìn)行大量生產(chǎn)。第

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言當(dāng)前41頁，總共70頁。應(yīng)用根瘤菌肥料的增產(chǎn)效果當(dāng)前42頁，總共70頁。CKSpr4-5當(dāng)前43頁，總共70頁。當(dāng)前44頁，總共70頁。當(dāng)前45頁，總共70頁。應(yīng)用菌根菌的增產(chǎn)效果當(dāng)前46頁，總共70頁。應(yīng)用菌根菌和根瘤菌雙接種的增產(chǎn)效果當(dāng)前47頁，總共70頁。當(dāng)前48頁，總共70頁。第

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言微生物學(xué)的研究內(nèi)容與成就微生物學(xué)的基本內(nèi)容微生物的主要分枝學(xué)科微生物學(xué)發(fā)展中的重大事件研究微生物學(xué)基本方法當(dāng)前49頁，總共70頁。1、微生物學(xué)的基本內(nèi)容

①微生物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能，研究細(xì)胞的構(gòu)建及其能量、物質(zhì)、信息的運(yùn)轉(zhuǎn)；②微生物的進(jìn)化和多樣性，研究微生物的種類，它們之間的相似性和區(qū)別，以及微生物的起源；③生態(tài)學(xué)規(guī)律，研究不同微生物之間以及它們同環(huán)境之間的相互作用；④微生物同人類的關(guān)系。第

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言當(dāng)前50頁，總共70頁。2、微生物的主要分枝學(xué)科當(dāng)前51頁，總共70頁。3、微生物學(xué)的發(fā)展真正看見并描述微生物的第一個(gè)人列文虎克(AntonyvanLeeuwenhoek）和他的顯微鏡當(dāng)前52頁，總共70頁。第

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言LouisPasteur(1822-1895)workinginhislaboratory.(P2,6)當(dāng)前53頁，總共70頁。第

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言巴期德否定“自然發(fā)生說”的曲頸瓶試驗(yàn)

當(dāng)前54頁，總共70頁。RobertKoch(1843-1910)Examiningaspecimeninhislaboratory.(P2,6-7)當(dāng)前55頁，總共70頁。2、微生物學(xué)發(fā)展中的重大事件

時(shí)間重大事件1857巴斯德證明乳酸發(fā)酵是由微生物引起的1861巴斯德用曲頸瓶實(shí)驗(yàn)證明微生物非自然發(fā)生，推翻了爭論已久的“自生說”1864巴斯德建立巴氏消毒法1867Lister創(chuàng)立了消毒外科，并首次成功地進(jìn)行了石炭酸消毒試驗(yàn)1867-1877柯赫證明炭疽病由炭疽桿菌引起1881柯赫等首創(chuàng)用明膠固體培養(yǎng)基分離細(xì)菌，巴斯德制備了炭疽菌苗1882柯赫*發(fā)現(xiàn)結(jié)核桿菌1884柯赫法則首次發(fā)表；Metchnikoff*闡述吞噬作用；建立高壓蒸汽滅菌和革蘭氏染色法1885巴斯德研究狂犬疫苗成功，開創(chuàng)了免疫學(xué)1887RichardPetri發(fā)明了雙層培養(yǎng)皿當(dāng)前56頁，總共70頁。2、微生物學(xué)發(fā)展中的重大事件

時(shí)間重大事件1888Beijerinck首次分離根瘤菌(豌豆)1890VonBehring*制備抗毒素治療白喉和破傷風(fēng)1891Steinberg與巴斯德同時(shí)發(fā)現(xiàn)了肺炎球菌1892Ivanowsky提供煙草花葉病毒是由病毒引起的證據(jù)；Winogradsky發(fā)現(xiàn)硫循環(huán)1897Buchner用無細(xì)胞存在的酵母菌抽提液對(duì)葡萄糖進(jìn)行酒精發(fā)酵成功1899Ross*證實(shí)瘧疾病原菌由蚊子傳播1909-1910Ricketts發(fā)現(xiàn)立克次氏體；Ehrtich*首次合成了治療梅毒的化學(xué)治療劑1928Griffith發(fā)現(xiàn)細(xì)菌轉(zhuǎn)化1929Fleming*發(fā)現(xiàn)青霉素1935Stanley*首次提純了煙草花葉病毒，并獲得了它的“蛋白質(zhì)結(jié)晶”1943Luria*和Delbruck*用波動(dòng)試驗(yàn)證明細(xì)菌噬菌體的抗性是基因自發(fā)突變所致；Chain*和Florey*形成青霉素工業(yè)化生產(chǎn)的工藝當(dāng)前57頁，總共70頁。1944Avery等證實(shí)轉(zhuǎn)化過程中DNA是遺傳信息的載體；Waksman*發(fā)現(xiàn)鏈霉素1946-1947Lederberg*和Tatum發(fā)現(xiàn)細(xì)菌的接合現(xiàn)象、基因連鎖現(xiàn)象1949Enders*、Robbins*和Weller*在非神經(jīng)的組織培養(yǎng)中，培養(yǎng)脊髓灰質(zhì)炎病毒成功1952Hershey*和Chase發(fā)現(xiàn)噬菌體將DNA注入宿主細(xì)胞；Lederberg*發(fā)明了影印培養(yǎng)法；Zinder和Lederberg發(fā)現(xiàn)普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)1953Watson*和Crick*提出DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)1956Umbarger發(fā)現(xiàn)反饋?zhàn)瓒衄F(xiàn)象1961Jacob*和Monod*提出基因調(diào)節(jié)的操縱子模型1961-1966Holhy*、Khorana*、Nirenberg*等闡明遺傳密碼1969Edelman*測(cè)定了抗體蛋白分子的一級(jí)結(jié)構(gòu)1970-1972Arber*、Nathans*和Smith*發(fā)現(xiàn)并提純了限制性內(nèi)切酶；Temin和Baltimore發(fā)現(xiàn)反轉(zhuǎn)錄酶當(dāng)前58頁，總共70頁。1973Ames建立細(xì)菌測(cè)定法檢測(cè)致癌物；Cohen等首次將重組質(zhì)粒轉(zhuǎn)人大腸桿菌成功1975K?hler和Milstein*建立生產(chǎn)單克隆抗體技術(shù)1977Woese提出古生菌是不同于細(xì)菌和真核生物的特殊類群；Sanger*首次對(duì)X174噬菌體DNA進(jìn)行了全序列分析1982—1983Cech*和Altman*發(fā)現(xiàn)具催化活性的RNA(ribozyme)；McClintock*發(fā)現(xiàn)的轉(zhuǎn)座因子獲得公認(rèn)；Prusiner*發(fā)現(xiàn)朊病毒(prion)1983-1984Gallo和Montagnier分離和鑒定人免疫缺陷病毒；Mullis*建立PCR技術(shù)1988Deisenhofer等發(fā)現(xiàn)并研究細(xì)菌的光合色素1989Bishop*和Varmus*發(fā)現(xiàn)癌基因1995第一個(gè)獨(dú)立生活的生物(流感嗜血桿菌)全基因組序列測(cè)定完成1996第一個(gè)自養(yǎng)生活的古生菌基因組測(cè)定完成1997第一個(gè)真核生物(啤酒酵母)基因組測(cè)序完成當(dāng)前59頁，總共70頁。4、研究微生物學(xué)的基本方法：①顯微鏡技術(shù)②無菌技術(shù)③純種分離技術(shù)④純種培養(yǎng)技術(shù)第

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言當(dāng)前60頁，總共70頁。顯微鏡下的微生物SingleRod(Bacillus)當(dāng)前61頁，總共70頁。StreptobacillusArrangement(Notebacilliinchains)當(dāng)前62頁，總共70頁。第

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言ScanningElectronMicrographofStreptococcuspneumoniae

ImageprovidedbyDr.RichardFacklam.

CourtesyoftheCentersforDiseaseControlandPrevention.當(dāng)前63頁，總共70頁。第

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言ElectronMicrographofNeisseriagonorrhoeae,aDiplococcusCaption:--Neisseriagonorrhoeae-Gram-negative,coccusprokaryote(dividing);causesgonorrhea.

FileName:--97218A

Category:--BacteriaTypeofImage:--SEM

Magnification:--x4,250--(Basedonanimagesizeof1inc