1、名以清修 利以义制绩以勤勉 汇通天下 李安平,微生物学,主讲：牛俊杰,目录,微生物和你 微生物学 微生物的发现和微生物学的发展 20世纪的微生物学21世纪微生物学发展的趋势,一、微生物和你,微生物与你的关系非常密切，当你因患感冒或其他疾病时是有害微生物侵蚀了你的身体。你注射了抗生素类药物时，又很快恢复了健康，这些抗生素绝大部分来自微生物，如青霉素、氯霉素等。所以我们称微生物是一把双刃剑。此外还有酸奶、面包、啤酒等也都与微生物有关。,二、微生物学,微生物：人们把那些形体微小0.1mm，结构简单，在适宜环境下能生长繁殖及发生遗传变异，肉眼难以看到，必须借助光学显微镜或电子显微镜才能看清的低等微小生
2、物统称为微生物（microorgnism）。,但微生物中现已发现少数成员是肉眼可见的，如近年来发现的细菌Epulopiscium fishelsoni(1993)和Thiomargarita namibiensis(1998)均为肉眼可见的细菌。所以上述微生物的定义是指一般的概念。,微生物学,微生物学：是研究微生物在一定条件下的形态结构、生理生化、遗传变异以及微生物的进化、分类、生态等生命活动规律及其应用的一门学科。研究肉眼难以看清的称之为微生物的生命活动的科学。,1.微生物学的研究对象,微生物原核类：细菌、放线菌等真核类：酵母菌、霉菌等非细胞类：病毒、类病毒、拟病毒、朊病毒等原生生物类：单胞
3、藻、原生动物等,微生物在生物界的地位,生物界的划分：二界系统：动物界 植物界三界系统：动物界 植物界 原生生物界四界系统：动物界 植物界 原生生物界 原核生物界五界系统：动物界 植物界 原生生物界 原核生物界 真菌界六界系统：动物界 植物界 原生生物界 原核生物界 真菌界 病毒界,2.微生物学的分科,基础微生物学按种类分：细菌学、真菌学、病毒学等。按过程或功能分：微生物生理学、微生物遗传学、分子微生物学、细胞微生物学等。按与疾病的关系分：免疫学、医学微生物学、流行病学。,应用微生物学按生态环境分：土壤微生物学、海洋微生物学、环境微生物学等。按技术与工艺分：分析微生物学、发酵微生物学、遗传工程等
4、。按应用范围分：工业微生物学、食品微生物学、预防微生物学等。,三、微生物的发现和微生物学的发展,微生物的发现 微生物学发展过程中的重大事件微生物学发展的奠基者,1.微生物的发现,狂犬病：公元前6世纪，我国已知狂犬病是由于狂犬病病毒引起的急性传染病（病犬、猫等咬伤），恐水怕风，故也称恐水症，属神经系统性疾病，可出现进行性瘫痪。,天花：由天花病毒感染引起，1980年5月，全世界消灭天花。我国最后一例1960年3月发现。中国在明代隆庆年间（1567-1572），人痘预防天花推行甚广，先后传至俄国、日本、朝鲜、土耳其及英国。1796英国医生琴纳（Jenner），才得出了结论，牛痘可能使人预防天花，并在
5、英国及欧洲大陆普遍应用，挽救了千百万人的生命。,微生物的发现,鼠疫（黑死病）公元6世纪地球上第一次大流行（埃及等地），死亡约1亿人；1347年的一场由鼠疫耶森氏菌引起的瘟疫，几乎摧毁了整个欧洲，有1/3的人（约2500万人）死于这场灾难。此后的80年间，这种疾病一再肆虐，实际上杀死了大约75%的欧洲人口，一些历史学家认为这场灾难甚至改变了欧洲文化。这是第二次大流行，其间亚洲死亡4000万（其中中国约1300万）；19世纪末，20世纪初第三次大流行，发生在香港和印度北部地区，死亡100万人。这三次全球性杀人不见血的流行病共殃及近2亿人，比死亡最惨重的二战（约1.1亿）还多！,微生物的发现,至于微
6、生物的利用在我国历史悠久，公元前17世纪我国的酿酒已十分普遍。我国的黄酒、白酒驰名世界。 红曲：用某种真菌和大豆、大麦等制成，酿酒或制酱时引起发酵的块状物。,微生物的发现,微生物的发现,真正看见并描述微生物的第一个人是荷兰商人安东列文虎克（16321723），但他的最大贡献不是在商界而是他利用自制的显微镜发现了微生物世界，他的显微镜放大倍数为50300倍，构造很简单。利用这种显微镜，列文虎克清楚地看见了细菌和原生动物。首次揭示了一个崭新的生物世界微生物界。由于他的划时代贡献，1680年被选为英国皇家学会会员。,Antony van Leeuwenhoek (1632-1723) and his
7、 microscope.,2. 微生物学发展过程中的重大事件,1861年：巴斯德的曲颈瓶实验。1864年：巴斯德建立巴氏消毒法。1867年：lister创立了消毒外科。1884年：建立高压蒸汽灭菌和革兰氏染色法1885年：巴斯德研究狂犬疫苗成功，开创了免疫学。1928年：Griffith发现细菌转化。1929年：Fleming发现青霉素。1953年：沃森克里克发现DNA双螺旋结构。1961年：Jacob和Monod提出基因调节的操纵子模型。,3. 微生物学发展的奠基者,微生物学的发展简史,微生物学的发展,可分为五个时期：史前期（8000年前至1676年）初创期（16761861）奠基期（186
8、11897）发展期（18971953）成熟期（1953年以后）,史前期（朦胧阶段）,是指人类还末见到微生物个体尤其是细菌细胞前的一段漫长的历史时期，凭经验在实践中应用，如发面、天然果酒发酵。在当时，应用水平最高的当推我国人民在制曲、酿酒方面的成就。在2000年前已发现豆科植物的根瘤有增产作用。,丰富多彩的酒文化,远古人类发现，吃剩的米粥数日后变成了醇香可口的饮料人类最早发明的酒,史前期,郑州殷代遗迹,我国古代的酿酒作坊（四川新都县出土的汉代画像）,初创期形态描述阶段（16761861）,从1676年列文虎克用自制的单式（只有一个透镜）显微镜观察到细菌的个体起，直至1861年近200年的时间，这
9、一时期中人们对微生物的研究仅停留在形态描述的低级水平上，这一时期的代表人物是荷兰的业余科学家微生物学先驱者列文虎克。,奠基期：生理水平研究阶段（18611897）,从1861年巴斯德根据曲颈瓶试验彻底推翻生命的自然发生说，建立了胚种学说。,曲颈瓶试验：巴斯德自制了一个具有细长而弯曲的颈的玻璃，其中盛有有机物水浸液，经加热灭菌后，瓶内可一直保持无菌状态，有机物不发生腐败，因为弯曲的瓶颈阻挡了外面空气中微生物直达有机物浸液内，一旦将瓶颈打断，瓶内浸液中才有了微生物，有机物发生腐败。巴斯德彻底否定了“自生说”，并建立“胚种学说”“病原学说” 。,Louis Pasteur (1822-1895) w
10、orking in his laboratory.,这一时期以法国的巴斯德和德国的柯赫为代表的科学家将微生物的研究从形态描述推进到生理学研究阶段，揭露了微生物是造成腐败、发酵和人畜疾病的原因，并建立了分离、培养、接种和灭菌等一系列独特的微生物技术，从而奠定了微生物学的基础，两人是微生物学的奠基人。,奠基期,巴斯德的功绩,彻底否定了自然发生说证实发酵由微生物引起免疫学预防接种发明巴氏消毒法,巴斯德消毒法：以60 65作短时间加热处理，杀死有害微生物的一种消毒法，一直沿用至今。如牛奶、啤酒和酱油等不能高温灭菌的物品，且不影响其原有的风味。,奠基期,巴斯德发现免疫现象,柯赫：证实了炭疽病菌是炭疽病的
11、病原菌；发现了肺结核病的病原菌，那是当时死亡率极高的传染性疾病，以前称“肺病”。曾被征服的结核病有“卷土重来”之势，据1999年8月世界卫生组织的统计，目前全世界有18.6亿人（相当于全球人口的32%）患结核病。,奠基期,科赫的功绩,证实炭疽病因 炭疽杆菌发现结核病原菌结核杆菌,发明培养基并用其纯化微生物等一系列研究方法的创立,菌落,发展期生化水平研究阶段 （18971953）,1897年德国人用无细胞酵母压榨汁中的“酒化酶”对葡萄糖进行酒精发酵成功，从而开创了微生物生化研究的新时代，以后微生物生理生化及代谢研究迅速开展起来。,霉菌菌落周围出现抑制萄葡球菌生长的抑制现象,产黄青霉菌落,细菌生长
12、抑制区域,正常细菌生长区域,青霉素的发现,J.D.Waston, H.F.C.Crick发现DNA双螺旋模型,成熟期（分子生物学发展阶段）（1953年以后）,成熟期特点,微生物学成为十分热门的前沿基础学科微生物成为生物学研究中的最主要对象生物工程中，发酵工程是最成熟的应用 技术,用“工程菌”生产药物,干 扰 素胰 岛 素乙肝疫苗抗生素各种单克隆抗体免疫血清,微生物与医药卫生,生物农药,细菌农药真菌农药病毒农药,生物菌肥 主要是根瘤菌肥即含固氮菌活菌的肥料。,微生物与环保,微生物处理腈纶废水的塔式滤池,用高效液相色谱进行微生物来源的物质分析,细胞高密度培养生产生物降解塑料PHB,四、20世纪的微生物学,多学科交叉促进微生物学全面发展微生物学推动生命科学的发展,我国利用卫星回收搭载微生物培养（2000年6月）,五、21世纪微生物学展望,微生物基因组学研究将全面展开,以了解微生物之间、微生物与其他生物、微生物与环境的相互作用为内容的微生物生态学、环境微生物学、细胞微生物学等将在基因组信息的基础上获得长足发展。,微生物生命现象的特性和共性将更加受到重视,微生物产业将呈现全新的局面,微生物与其他学科实现更广泛的交叉，获得新的发展,谢谢大家！,
