主要內(nèi)容微生物的概念及其特點(diǎn)微生物的分類微生物學(xué)的創(chuàng)立與發(fā)展微生物學(xué)的基本內(nèi)容微生物學(xué)的重要性一、微生物及其特點(diǎn)1、什么是微生物？微生物（Microorganism）是對(duì)所有形體微小的單細(xì)胞，或細(xì)胞結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單的多細(xì)胞，或沒(méi)有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的低等生物的通稱。微生物的特點(diǎn)體積小，比表面積大吸收多，轉(zhuǎn)化快生長(zhǎng)旺，繁殖快適應(yīng)強(qiáng)，易變異分布廣，種類多德國(guó)科學(xué)家H.N.Schulz等1999年在納米比亞海岸的海底沉積物中發(fā)現(xiàn)的一種硫磺細(xì)菌（sulfurbacterium），其大小可達(dá)0.75mm，Thiomargaritanamibiensis，---------“納米比亞硫磺珍珠”微生物獲取營(yíng)養(yǎng)的方式多種多樣，其食譜之廣是動(dòng)植物完全無(wú)法相比的！纖維素、木質(zhì)素、幾丁質(zhì)、角蛋白、石油、甲醇、甲烷、天然氣、塑料、酚類、氰化物、各種有機(jī)物均可被微生物作為糧食2吸收多、轉(zhuǎn)化快3生長(zhǎng)旺、繁殖快：24小時(shí)后：4722366500萬(wàn)億個(gè)后代，重量達(dá)到：4722噸48小時(shí)后：2.2×1043個(gè)后代，重量達(dá)到2.2×1025噸相當(dāng)于4000個(gè)地球的重量！大腸桿菌一個(gè)細(xì)胞重約10–12克，平均20分鐘繁殖一代一頭500kg的食用公牛，24小時(shí)生產(chǎn)0.5kg蛋白質(zhì),而同樣重量的酵母菌，以質(zhì)量較次的糖液（如糖蜜）和氨水為原料，24小時(shí)可以生產(chǎn)50000kg優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)。4適應(yīng)性強(qiáng)、易變異：個(gè)體小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)、且多與外界環(huán)境直接接觸繁殖快、數(shù)量多短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生大量的變異后代突變率：10-5–10-10易變異、適應(yīng)性強(qiáng)：青霉素的生產(chǎn)：20單位/ml（1943）10000單位/ml青霉素的用量：最高：10萬(wàn)單位/天（40年代）數(shù)百萬(wàn)-千萬(wàn)單位/次細(xì)菌抗藥性的產(chǎn)生：抗（逆）性強(qiáng)：抗熱：有的細(xì)菌能在265個(gè)大氣壓，250℃的條件下生長(zhǎng)；自然界中細(xì)菌生長(zhǎng)的最高溫度可以達(dá)到113℃；有些細(xì)菌的芽孢，需加熱煮沸8小時(shí)才被殺死；抗寒：有些微生物可以在―12℃~―30℃的低溫生長(zhǎng)；抗酸堿：細(xì)菌能耐受并生長(zhǎng)的pH范圍：pH0.5~13；耐滲透壓：蜜餞、腌制品，飽和鹽水（NaCl,32%)中都有微生物生長(zhǎng)；抗壓力：有些細(xì)菌可在1400個(gè)大氣壓下生長(zhǎng)；5種類多、分布廣很多細(xì)菌都可以非常方便地進(jìn)行人工培養(yǎng)！在自然界中（土壤、水體、空氣，動(dòng)植物體內(nèi)和體表）都生存有大量的微生物！微生物的特點(diǎn)：體積小、面積大，吸收多、轉(zhuǎn)化快，生長(zhǎng)旺、繁殖快，適應(yīng)性強(qiáng)、易變異，種類多、分布廣。二、微生物的分類1、兩界系統(tǒng)（亞里斯多德）

動(dòng)物界Animalia：不具細(xì)胞壁，可運(yùn)動(dòng)，不行光合作用。

植物界Plantae：具有細(xì)胞壁，不運(yùn)動(dòng)，可行光合作用。

三界系統(tǒng)：動(dòng)物界、植物界和原生生物界Protista：（E.H.Haeckel,1866年提出）

2、五界系統(tǒng)

R.H.Whitakker,Science,163:150～160,1969

原核生物界Monera：細(xì)菌、放線菌等

原生生物界Protista：藻類、原生動(dòng)物、粘菌等

真菌界Fungi：酵母、霉菌

動(dòng)物界Animalia：

植物界Plantae：

五界系統(tǒng)是以細(xì)胞結(jié)構(gòu)分化的等級(jí)以及和光合、吸收、攝食這三種主要營(yíng)養(yǎng)方式有關(guān)的組織類型為基礎(chǔ)的。六界：前五界加上病毒界。3、三界（域）系統(tǒng)Woese用寡核苷酸序列編目分析法對(duì)60多株細(xì)菌的16SrRNA序列進(jìn)行比較后，驚奇地發(fā)現(xiàn)：產(chǎn)甲烷細(xì)菌完全沒(méi)有作為細(xì)菌特征的那些序列，于是提出了生命的第三種形式--古細(xì)菌(archaebacteria)。隨后他又對(duì)包括某些真核生物在內(nèi)的大量菌株進(jìn)行了16SrRNA(18SrRNA)序列的分析比較，又發(fā)現(xiàn)極端嗜鹽菌和極端嗜酸嗜熱菌也和產(chǎn)甲烷細(xì)菌一樣，具有既不同其他細(xì)菌也不同于其核生物的序列特征，而它們之間則具有許多共同的序列特征。于是提出將生物分成為三界(Kingdom)(后來(lái)改稱三個(gè)域)：古細(xì)菌、真細(xì)菌(Eubacteria)和真核生物(Eukaryotes)。1990年，他為了避免把古細(xì)菌也看作是細(xì)菌的一類，他又把三界(域)改稱為：Bacteria(細(xì)菌)、Archaea(古生菌)和Eukarya(真核生物)。并構(gòu)建了三界(域)生物的系統(tǒng)樹(shù)。

三、微生物學(xué)的創(chuàng)立與發(fā)展1.萌芽期初創(chuàng)期（16世紀(jì)）：觀察到了細(xì)菌和原生動(dòng)物巴斯德的主要貢獻(xiàn)否定了自生說(shuō)免疫學(xué)---提出了預(yù)防接種措施（制備了狂犬疫苗）證實(shí)發(fā)酵由微生物引起（酒精發(fā)酵）其他：消毒法、家蠶軟化（病原學(xué)說(shuō)）柯赫的主要貢獻(xiàn)提出了柯赫法則（炭疽桿菌、結(jié)核分支桿菌）配制培養(yǎng)基技術(shù)固體培養(yǎng)基分離純化微生物的技術(shù)其他人：SergeWinogradsky,1856～1953,發(fā)現(xiàn)微生物的自養(yǎng)生活；

BeijerinckM.W.，1851～1931，發(fā)現(xiàn)了非共生固氮菌；

JosephLister，1864年提出無(wú)菌外科操作技術(shù)；ElieMetchnikoff發(fā)現(xiàn)白細(xì)胞的吞噬作用；

Ivanovsky發(fā)現(xiàn)煙草花葉病毒；P.Ehrlich現(xiàn)代化療的開(kāi)始。

20世紀(jì)的微生物學(xué)微生物學(xué)的全面發(fā)展(微生物遺傳學(xué)、微生物生理學(xué)、分子遺傳學(xué)及其它分支學(xué)科)，50年代全面進(jìn)入了分子研究的水平微生物學(xué)的廣泛應(yīng)用微生物學(xué)推動(dòng)生命科學(xué)的發(fā)展（1）重大理論的突破（2）對(duì)生命科學(xué)研究技術(shù)的貢獻(xiàn)（3）微生物與人類基因組計(jì)劃

四、微生物學(xué)的基本任務(wù)微生物學(xué)是研究微生物生命活動(dòng)規(guī)律的學(xué)科。它的基本內(nèi)容是：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。五、微生物的重要性微生物與人類生活所有方面緊密聯(lián)系，下面僅列出幾個(gè)：1、自然界的物質(zhì)循環(huán)和環(huán)境保護(hù)微生物在碳循環(huán)、氮循環(huán)和磷循環(huán)(地球化學(xué)循環(huán))中承擔(dān)主要作用，構(gòu)成生物體的所有基本成分。它們可與植物相連系存在共生的關(guān)系，維持土壤肥力和環(huán)境中有毒化合物的清潔劑(生物除污)。某些微生物是破壞植物的病原菌，它們毀滅重要的作物，但是，也可有另外的作用，即它們是針對(duì)這些疾病的生物防治劑。2、醫(yī)藥某些微生物可引起眾所周知的疾病如：天花(天花病毒)、霍亂(霍亂弧菌)和瘧疾(瘧原蟲屬，原生動(dòng)物)。但是，微生物也能向我們提供抗生素)和其他的醫(yī)學(xué)上的重要藥物，通過(guò)此種方式控制它們。3、食品微生物在生產(chǎn)食品的許多加工業(yè)中已被應(yīng)用了幾千年，從釀造、酒的釀制、干酪和面包制作到釀造醬油；害處方面，微生物引起食品酸敗和常由于攜帶在食品上的微生物而引起疾病。4、生物工程傳統(tǒng)的微生物已被用于合成許多重要的化合物，如丙酮、醋酸。最近，遺傳工程技術(shù)的進(jìn)步已經(jīng)引導(dǎo)可在微生物中克隆藥用的重要多肽，然后，可以大規(guī)模的生產(chǎn)。5、科學(xué)研究微生物由于比其更復(fù)雜的動(dòng)物和植物更容易操作，已被廣泛用作模式生物去研究生物化學(xué)和遺傳學(xué)的過(guò)程。幾百萬(wàn)個(gè)同樣的、單細(xì)胞的拷貝，能以大量、非?？焖俣业椭但@得均質(zhì)的實(shí)驗(yàn)材料。另外的益處是大多數(shù)人對(duì)用這些微生物進(jìn)行實(shí)驗(yàn)沒(méi)有種族上的異議。展望與高等動(dòng)植物相比，已知微生物種類只是估計(jì)存在數(shù)量的很小一部分。哺乳動(dòng)物和鳥(niǎo)類的物種幾乎全部為人們所掌握，被子植物已知種類達(dá)93%，但細(xì)菌已知種數(shù)僅為估計(jì)數(shù)的12%，真菌為5%，病毒為4%(Bull，1992)。目前研究的也只是已知種類的很少一部分。根據(jù)SCI(scien