农业微生物学1课件8.ppt
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- 农业 微生物学 课件
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1、微生物学微生物既是人类的敌人,更是人类的朋友!微生物既是人类的敌人,更是人类的朋友!时时刻刻与微生物时时刻刻与微生物“共舞共舞”是是 祸祸?是是 福福?少数微生物是人类的敌人!少数微生物是人类的敌人!天花天花:出现时间出现时间 846年年15-20天死亡率高达30 天花病毒天花病毒鼠疫鼠疫:出现时间出现时间公元公元6世纪世纪由鼠的寄生虫跳蚤传播给人,死亡率高达30-100鼠疫杆菌鼠疫杆菌霍乱霍乱:出现时间出现时间 18世纪世纪死亡率高达30-100霍乱弧菌霍乱弧菌艾滋病艾滋病(AIDSAIDS):出现时间):出现时间 1980年年死亡率死亡率61疯牛病疯牛病:出现时间:出现时间 1985年年传
2、播动物牛,人消化道是主要传染传播动物牛,人消化道是主要传染途径,途径,死亡率死亡率100禽流感禽流感:出现时间:出现时间 1997年年传播动物鸡、鸭、鸽子等,传播动物鸡、鸭、鸽子等,死亡率死亡率33.3SARSSARS甲型甲型H1N1H1N1流感流感t 物质循环;物质循环;微生物也是人类的朋友!微生物也是人类的朋友!t 体内的正常菌群是人及动物健康的基本保证;体内的正常菌群是人及动物健康的基本保证;t 有用物质的生产有用物质的生产;t 基因工程为代表的现代生物基因工程为代表的现代生物技术技术的发展也是微生物对人类的发展也是微生物对人类作出的又一重大贡献。作出的又一重大贡献。面包、奶酪、啤酒、抗
3、生素、疫苗、维生素、酶等面包、奶酪、啤酒、抗生素、疫苗、维生素、酶等帮助消化、提供必需的营养物质、组成生理屏障帮助消化、提供必需的营养物质、组成生理屏障;“在近代科学中,对人类福利最大的一门科学,在近代科学中,对人类福利最大的一门科学,要算是微生物学了。要算是微生物学了。”日本学者尾形学在日本学者尾形学在“家畜微生物学家畜微生物学”(1977)可以说,微生物与人类关系的重要性,你怎么强调都不过分,微生物是一把十分锋利的双刃剑,它们在给人类带来巨大利益的同时也带来“残忍”的破坏。它给人类带来的利益不仅是享受,而且实际上涉及到人类的生存。一、什么是微生物二、微生物学的发展史三、微生物学研究的重要意
4、义绪论一、什么是微生物?(一)什么是微生物 (1)(1)定义定义 微生物微生物(microoganism)通常是指那些微小、简通常是指那些微小、简单、肉眼难以观察的生物。单、肉眼难以观察的生物。特点特点小小 个体微小个体微小简简 构造简单构造简单低低 进化地位低进化地位低微生物在生命世界的位置微生物在生命世界的位置原核生物界原生生物界真菌界共同祖先细菌域a 生物五界分类系统图示生物五界分类系统图示原核生物界原生生物界真菌界共同祖先细菌域b原核生物界原核生物界原生生物界原生生物界植物界植物界真菌界真菌界动物界动物界共同祖先共同祖先细菌域细菌域古菌域古菌域真核生物域真核生物域生物生物三域分类系统三
5、域分类系统图示图示微生物微生物古菌(古菌(ArchaeaArchaea)细菌(细菌(BacteriaBacteria)真菌(酵母、霉菌、蕈菌等)真菌(酵母、霉菌、蕈菌等)单细胞藻类单细胞藻类 原生动物等原生动物等 非细胞型非细胞型 病毒、亚病毒(病毒、亚病毒(类病毒、朊病毒、拟病毒)细胞型细胞型原核生物原核生物真核生物真核生物(EucaryaEucarya)(2)(2)种类种类放线菌、蓝细菌、衣原体、放线菌、蓝细菌、衣原体、支原体、立克次氏体等支原体、立克次氏体等(二)微生物的五大共性(二)微生物的五大共性 单位:单位:um(10-6 m)或或nm(10-9m)2m0.5m杆菌杆菌80个杆菌肩
6、并肩个杆菌肩并肩总宽度总宽度=1根头发丝的宽度根头发丝的宽度1500个杆菌首尾相连个杆菌首尾相连总长度总长度=1粒芝麻的长度粒芝麻的长度微生物的体积大小微生物的体积大小 个体小个体小不同生物类型细胞大小的比较不同生物类型细胞大小的比较微生物与其它生物种类的体积比较微生物与其它生物种类的体积比较动物的模式细胞动物的模式细胞动物细胞核动物细胞核细菌细菌病毒病毒动物、植物和微生物个体大小尺度范围动物、植物和微生物个体大小尺度范围 个体小个体小火星陨石中发现的细菌化石(直径 10 nm)德国科学家H.N.Schulz等1999年在纳米比亚海岸的海底沉积物中发现的一种硫磺细菌(sulfur bacter
7、ium),其大小可达0.75 mm,Thiomargarita namibiensis,-“纳米比亚硫磺珍珠”比表面值大比表面值大扩大了吸收面、排泄面扩大了吸收面、排泄面物质、能量、信息交换物质、能量、信息交换表面积表面积/体积体积=比表面积比表面积600/10006/1意义意义任何物体被分割得越细,其单位体积所占的表面积就越大;人比表面值=1;大肠杆菌比表面值=30万。在合适的环境下,大肠杆菌每小时内可在合适的环境下,大肠杆菌每小时内可消耗其自重消耗其自重 2000 倍的乳糖。倍的乳糖。2.食谱广 微生物获取营养的方式多种多样,其食谱之广微生物获取营养的方式多种多样,其食谱之广是动植物完全无
8、法相比的!是动植物完全无法相比的!意意义义 1.为生长提供了充足的物质基础为生长提供了充足的物质基础 2.发挥发挥“活的化工厂活的化工厂”的作用的作用纤维素、木质素、几丁质、角蛋白、石油、甲醇、纤维素、木质素、几丁质、角蛋白、石油、甲醇、甲烷、天然气、甲烷、天然气、塑料塑料、酚类、氰化物、各种有机、酚类、氰化物、各种有机物均可被微生物作为物均可被微生物作为“粮食粮食”。大肠杆菌大肠杆菌在合适的生长条件下在合适的生长条件下:12.520分钟分钟 繁殖繁殖1代代每小时每小时 分裂分裂3代,由代,由1个变成个变成8个个经经24小时小时 分裂分裂72代,重约代,重约4722吨吨经经48小时小时 可产生
9、可产生2.21043个后代个后代地球重的地球重的4000倍倍微生物代时及每日增殖率微生物代时及每日增殖率微生物名称微生物名称代时代时(分分)温度温度日增殖率日增殖率乳酸菌乳酸菌38252.71011大肠杆菌大肠杆菌18371.21024根瘤菌根瘤菌110258.2103枯草杆菌枯草杆菌31307.21013光合细菌光合细菌144301.0103酿酒酵母酿酒酵母120304.1103念珠藻念珠藻1380252.1硅藻硅藻1020202.64小球藻小球藻4202510.6草履虫草履虫642264.92周期短,周期短,生产效率高;生产效率高;使科研周期大大缩短使科研周期大大缩短,效率提高效率提高,经
10、费减少经费减少意义意义适应强微生物有极其灵活的适应性,这是高等动植物微生物有极其灵活的适应性,这是高等动植物无法比拟。无法比拟。耐耐0196低温低温 耐耐250300的高温的高温 耐盐(饱和盐水)耐盐(饱和盐水)耐干燥(产芽孢细菌、真菌孢子)耐干燥(产芽孢细菌、真菌孢子)耐酸碱、耐缺氧、耐毒物、抗辐射耐酸碱、耐缺氧、耐毒物、抗辐射易变异易变异个体小、结构简、且多与外界环境直接接触个体小、结构简、且多与外界环境直接接触 繁殖快、繁殖快、数量多数量多 短时间内产生大量的变异后代短时间内产生大量的变异后代突变率:突变率:1010-5-5 10 10-10-10易变异易变异青霉素的使用剂量:青霉素的使
11、用剂量:1940年年:输液输液10万元单位万元单位/次次1980年:年:输液输液80万单位万单位/次次2000年:年:输液输液800万万-1000万单位万单位/次次有利面有利面 生产实践中,获得优良特性生产实践中,获得优良特性的变种的变种不利面不利面 菌株耐药性菌株耐药性种类多种类多地球上的微生物:地球上的微生物:估计有估计有100万种以上万种以上已发现的微生物:已发现的微生物:约有约有10万种万种已开发利用的微生物:已开发利用的微生物:约约1000种种 种类多,分布广种类多,分布广微生物的微观性微生物的微观性研究手段的限制研究手段的限制分离培养的局限分离培养的局限微生物在自然界的分布:微生物
12、在自然界的分布:无处不在无处不在 无孔不入无孔不入分布广分布广土壤土壤空气空气水域水域生物体内外生物体内外极端环境极端环境正常环境正常环境高空高空深海底深海底2000米深的地层米深的地层温泉温泉种类多,分布广种类多,分布广二、微生物学的发展(1)什么是微生物学 微生物学(微生物学(MicrobiologyMicrobiology)是研究微生物生命活动规律的)是研究微生物生命活动规律的学科,是生命科学中重要的基础学科之一。学科,是生命科学中重要的基础学科之一。(2)微生物学的主要内容 微生物形态学:认识主要微生物类群的个体形态、群体微生物形态学:认识主要微生物类群的个体形态、群体特征,包括繁殖方
13、式。特征,包括繁殖方式。-第一章、第五章、第六章、第七章第一章、第五章、第六章、第七章 微生物生理学:微生物的营养机制、能量代谢,在自然微生物生理学:微生物的营养机制、能量代谢,在自然界元素特别是植物营养元素在生物循环中的作用。界元素特别是植物营养元素在生物循环中的作用。-第二章第二章 微生物遗传学微生物遗传学:了解微生物遗传信息传递过程的特殊性以了解微生物遗传信息传递过程的特殊性以及细菌基因重组的不同方式。及细菌基因重组的不同方式。-第三章第三章 微生物生态学:了解微生物在自然界的分布,与植物、微生物生态学:了解微生物在自然界的分布,与植物、动物的相互关系。动物的相互关系。-第八章第八章 该
14、课程有利于学生全面、系统地理解微生物学的基本知识和基本理论,掌握微生物的基本操作技能,初步具有分析和解决有关实际问题的能力;同时也为后继专业课:细胞生物学、分子生物学、酶工程、发酵工程学习打下良好的基础。(3)微生物学的发展微生物学的史前时期,即古代劳动人民对微生物的利用时期(17世纪以前)微生物学的初创时期-形态学时期(17世纪后期-19世纪初期)微生物学的奠基时期-生理生化时期(19世纪初期-19世纪未期)微生物学的发展时期(20世纪初期-20世纪中期)微生物学的成熟期(20世纪40年代至今)与微生物学相关的诺贝尔奖获得 史前期、初创期、奠基期、发展期、成熟期史前期、初创期、奠基期、发展期
15、、成熟期一、史前时期(直观应用时期)一、史前时期(直观应用时期)16761676年以前未发现微生物个体尤其是细菌细胞年以前未发现微生物个体尤其是细菌细胞的漫长时期的漫长时期代表人物和主要成就:代表人物和主要成就:我国劳动人民的酿酒制曲技术我国劳动人民的酿酒制曲技术对传染病及其规律的认识对传染病及其规律的认识 二、初创时期(形态学发展时期)二、初创时期(形态学发展时期)16761676年列文年列文虎克用自制的单式显微镜观察细菌虎克用自制的单式显微镜观察细菌个体个体18611861年(近年(近200200年)。年)。代表人物和主要成就:代表人物和主要成就:列文列文虎克虎克15901590年年 荷兰
16、人荷兰人詹森兄弟詹森兄弟制作制作了第一台显微镜。了第一台显微镜。16641664年年 英国人英国人罗伯特罗伯特.胡克胡克用自制的显微镜用自制的显微镜对生长在皮革对生长在皮革表面及蔷薇枯叶上的霉菌进行表面及蔷薇枯叶上的霉菌进行观察。观察。荷兰商人荷兰商人-列文列文.虎克虎克1676年用自制的单式显微镜观察雨水、年用自制的单式显微镜观察雨水、污水、腐败肉汁等物质,看到了球状、污水、腐败肉汁等物质,看到了球状、杆状、螺旋状的细菌以及原生动物等微杆状、螺旋状的细菌以及原生动物等微生物,并绘制成图。生物,并绘制成图。419架架 266倍倍 400篇篇微生物学先驱者微生物学先驱者列文虎克向英国皇列文虎克向
17、英国皇家学会的信中对细家学会的信中对细菌形态的描绘菌形态的描绘A、C、F、Q:杆杆 菌菌E:球:球 菌菌H:球菌的聚集体球菌的聚集体法国人巴斯德(法国人巴斯德(Louis Pasteur)(18221895)德国人柯赫(德国人柯赫(Robert Koch)(18431910)三、奠基时期(生理学发展时期)三、奠基时期(生理学发展时期)1861 1861 年巴斯德通过曲颈瓶实验推翻了生命的自然发年巴斯德通过曲颈瓶实验推翻了生命的自然发生说并创立种胚学说生说并创立种胚学说 18971897年年代表人物:代表人物:1.1.巴斯德巴斯德 (1)证实发酵是由微生物引起的证实发酵是由微生物引起的(2)否定
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