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绪论

1、什么是微生物(Microorganism, microbe) 2、微生物的共性 3、微生物学发展简史

四、微生物学科发展促进了人类进步 五、微生物学及其分科 类 群 :

原核类:细菌、放线菌、支原体、衣原体、立克次氏体、蓝细菌 真核类:真菌(酵母菌、霉菌),原生动物,显微藻类

非细胞类:病毒、类病毒、拟病毒、朊病毒什么是微生物(Microorganism, microbe 1、 )

●个体微小(<0.1mm),借助显微镜观察形体;

●结构简单:简单多细胞,单细胞或非胞●低等:进化地位低。 二、微生物的共性

1、体积小,表面积大2、吸收多、转化快 3、生长旺、繁殖快4、适应性强、易变异 5、分布广、种类多

●一定体积的物体,分割成越细小的颗粒, 这些颗粒的总表面积越大,表面积/体积比值越大。 ●优点:提供巨大的吸收面,排泄面和交换面。 ●体积小、表面积大是微生物其它四个共性的 基础 2、吸收多、转化快 ●原因:表面积/体积比值大

●例举:乳糖发酵细菌、产朊假丝酵母(Candida utilis) 3、生长旺、繁殖快

●原因:吸收多、转化快 ●例举:大肠杆菌

●利弊:有益--工业发酵、理论研究材料培养;有害--病原微生物、霉腐微生物 4、适应性强、易变异

● 适应强原因:体积小、表面积大;灵活的代谢 调控机制(诱导酶)

●极 端 微 生物 (extreme microorganism)●易变异原因:结构简单、单倍体、巨大交换面 ●利弊:有益---育种(青霉素),有害---耐药性 5、分布广、种类多

●分布广:土壤、空气、海洋、人体肠道 ●种类多:(1)微生物的生理代谢类型多 (2)代谢产物种类繁多(3)微生物的种数多 ●种类多:(1)微生物的生理代谢类型多

微生物特有:分解天然气、石油、纤维素、木质素能力;

多种产能方式:细菌光合作用、嗜盐菌紫膜光合作用、自养细菌的化能合成作用、各种厌氧菌的产能途径 生物固氮作用;

合成次级代谢产物(抗生素、维生素等)能力; 对复杂有机物的生物转化能力(甾体化合物等); 分解氰、酚、多氯联苯等有毒物质的能力

独特的繁殖方式(病毒、类病毒、肮病毒的复制、增殖) 2)代谢产物种类繁多

含氮代谢产物:氨基酸、核苷酸类

糖类厌气性代谢产物:酒精、乳酸、甘油、丙酮丁醇; 糖类好气性代谢产物:柠檬酸、苹果酸、葡萄糖酸; 微生物多糖:黄原胶、右旋糖苷;

微生物酶类:蛋白酶、淀粉酶、酯肪酶、工具酶; --次级代谢产物:抗生素、维生素、激素、生物碱 3)微生物的种类多

●目前比较肯定的微生物种数大约10万种,

随着分离、培养方法的改进,研究工 作的深入,新种、新属、新科、新纲陆续被发现。 4)遗传基因多样性 ●微生物基因组测序 ●基因组种类多样性。 ●基因库资源丰富。 5)生态类型的多样性 三、微生物学发展简史 ●微生物学发展经历五个时期

1、史前期(8000年前--1676年)2、初创期(1676-1861年)

3、奠基期(1861-1897年)4、发展期(1897-1953年5、成熟期(1953-迄今) ●学习微物学发展历史的目的:

--学习前人严谨治学的科学态度,培养创新意识;

--明确科学技术和研究方法的突破在学科发展中的重要作用; --明确学科的发展总是与人类生活、生产实践密切相连的。 四、微生物学科发展促进了人类进步

●近代科学中,微生物学是对人类福利贡献最大的一门科学。 1、医疗保健2、食品和医药行业3、微生物学促进农业发展 4、微生物与生态和环境保护的关系5、基础理论研究中的贡献 1、医疗保健

--外科消毒技术的建立 --寻找人畜病原菌 --免疫防治法的应用--化学治疗剂的发明

--抗生素治疗的兴起--用工程菌生产各种生化药物 2、食品和医药行业

--食品微生物发酵--罐头灭菌和长期保存方法 --厌氧纯种发酵技术--深层液体通气发酵技术

--代谢调控理论在发酵工业中的应用--生物工程的兴起 3、微生物学促进农业发展

--微生物农药--菌肥--植物生长激素--高等真菌--饲料 4、微生物与生态和环境保护的关系 --食物链中主要环节,物质循环,污水处理 5、基础理论研究中的贡献

--以微生物作材料,生物学基础理论研究取得许多重大突破: --分子生物学是在生化、遗传学、微生物学基础上发展起来。

--微生物与基因工程--动、植物细胞应用研究中采用微生物培养/发酵方法。 --微生物学独特实验操作技术。 五、微生物学及其分科

●研究主要内容:从不同水平(层次)研究生命活动五大 基本规律。 ●根本任务:发掘、利用、改善有益微生物,控制、消灭、改造有害微生物。 ●分科:按研究微生物的基本生活动规律分;按微生物应用领域分等不同分种方式。 Chap 1原核生物的形态、构造和功能 §1 细 菌(bacteria) §放线菌(actinomycetes) §3 其它原核微生物 §1 细 菌(bacteria) 一 细胞的形态构造及其功能

1、细菌的基本形态 :球状、杆状、螺旋状 (1) 形态和染色

●自然界中杆状细菌最常见、球菌次之,螺旋状最少; 量度细菌大小的单位是μm(微米,10-6m)作单位。 亚细胞构造的量度用nm(纳米,10-9m)作单位。 2、染色

●细菌的形态和主要构造的观察:一般都要将菌体细胞染色。原因:菌体微小。含水分多,对光线吸收、反射与水溶液差别不大,借助颜色的反衬作用。 ●染色方法 : --死菌: 正染色

负染色:荚膜染色法等

-- 活菌:用美蓝或TTC(氯化三苯基四氮唑)染色 二)细菌细胞构造与功能 1、细胞壁(cell wall) (1)组成与结构

● G+菌和G-菌细胞壁构造比较 A、肽聚糖(Peptidoglycan) ●组成和结构特点

●水解肽聚糖的酶类:溶菌酶(lysozyme)、自溶酶(autolytic enzyme) B、磷壁酸(Teichoic acid)

●存在:●成分与结构实型:磷酸多元醇聚合体, 主要有甘油磷酸型和核糖醇磷坒酸两种类型。 ●结构特点(甘油型为例): ●磷壁酸的功能 C、脂多糖(Lipopolysaccharide,LPS) ●存在:G-菌细胞壁特存成分,组成细胞

外壁外壁层的重要成分。●分子结构类脂A、核心多糖区,0-特异侧链 ● LPS的主要功能

D、外壁层中的蛋白质 :基质蛋白、外壁蛋白、脂蛋白。 (2)细菌的某些特性与细胞坒组成,结构的关系 ●草兰氏染色、抗酸染色、溶菌酶敏感性、青毒素敏感性 3)周质空间(periplasmic space)

●即壁膜空间,内含多种蛋白质(酶、结合蛋白、受体蛋白)。 (4)细胞坒的功能

A、固定细胞外形和提高机强度,使其免受渗透压等 外力的损伤; B、为细胞的生长、分布和鞭毛运动所必需;

C、阻拦大分子有害物质(某些抗生素和水解酶)进入细胞; D、赋予细菌特定的抗原性以及对抗生素和噬菌体的敏感性。 ●缺乏细胞壁的微生物

支原体、粘菌、原生动物、某些嗜盐菌、产甲烷细菌(疵壁菌mendosicutes)原生质体、球状体、L-型细菌 2、细胞膜与间体 ●细胞膜的功能:

--控制 细胞内、外的物质的运送、 交换;--维持细胞内正常渗透压的屏障作用;

--合成细胞壁各种组分和荚膜等大分子的场所;--进行氧化磷酸化或光合磷酸化的产能基地; --许多酶和电子传递组分的所在部位;--鞭毛的着生点和提供其运动所需的能量等。 3、细胞质(cytoplasn)

●聚-β-羟基丁酸(poly-β-hydroxybutyrate PHB●羧化体(carboxysome) 4、核质体(rcuclear booly)

●核区、拟核、核基因组、遗传信息。 (1)鞭毛(flagella)

●组成成分:鞭毛蛋白(鞭毛素flagellin)●构造: G+ 细菌与G- 细菌鞭 毛构造差别 ●鞭毛着生方式:一端单毛、一端丛毛、两端(单毛、成束)、周生、侧生 2)菌毛(pilas)