北工大微生物学 第1章.ppt

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1、微生物学微生物学北京工业大学生命科学北京工业大学生命科学与生物工程学院与生物工程学院吕吕 岫岫 华华联系方式：67391668地点：环化楼1309主讲教材：张文治主讲教材：张文治微生物学微生物学北京：高等教育出版社，北京：高等教育出版社，2005主要参考书目主要参考书目：沈萍主编沈萍主编.微生物学，北京：高等教育出版社，微生物学，北京：高等教育出版社，2000.沈萍等主译沈萍等主译.(美国美国)微生物学微生物学(第五版第五版),北京：北京：高等教育出版社，高等教育出版社，2003.参考书目主要期刊杂志：主要期刊杂志：微生物学通报微生物学通报双月刊双月刊综合性综合性；微生物学报微生物学报双月刊双

2、月刊基础性；基础性；工业微生物工业微生物双月刊双月刊应用性；应用性；生物工程学报生物工程学报双月刊双月刊；食品与发酵工业食品与发酵工业双月刊双月刊应用性；应用性；AppliedBiochemistryandBiotechnologyAppliedandEnvironmentalMicrobiologyBiotechnologyandBioengineeringBiotechnologyLetterswww.微微微微生生生生物物物物学学学学相相相相关关关关网网网网站站站站www.微微微微生生生生物物物物学学学学相相相相关关关关网网网网站站站站成绩考核：成绩考核：总成绩总成绩=平时成绩（平时成绩（

3、20%）+笔试成绩（笔试成绩（80%）平时成绩：作业、课堂提问和表现、出勤、等平时成绩：作业、课堂提问和表现、出勤、等笔试试题类型：名词解释；笔试试题类型：名词解释；问答题和论述题等问答题和论述题等教学目的：教学目的：打开微生物学研究领域的大门打开微生物学研究领域的大门 了解了解微生物微生物研究的最新进展研究的最新进展 掌握掌握微生物微生物的生物学及分子生物学特征的生物学及分子生物学特征 明确认识病原明确认识病原微生物微生物引发的疾病的预防和治疗引发的疾病的预防和治疗 正确认识人类如何开发、利用微生物正确认识人类如何开发、利用微生物t我国8000年前就开始出现了曲蘖酿酒；t4000年前埃及人已

4、学会烘制面包和酿制果酒；t2500年前发明酿酱、醋，用曲治消化道疾病；t公元六世纪(北魏时期)贾思勰的巨著“齐民要术齐民要术”；t公元2世纪，张仲景：禁食病死兽类的肉和不清洁食物；t公元前112年-212年间，华佗：“割腐肉以防传染”；t公元九世纪痘浆法、痘衣法预防天花；t1346年，克里米亚半岛上的法卡城之战(靼坦人-罗马人)；t16世纪，古罗巴医生G.Fracastoro：疾病是由肉眼看不见的生物(livingcreatures)引起的；t1641年，明末医生吴又可也提出“戾气”学说；微生物学发展的动力微生物学发展的动力 人类与细胞、病毒的长期斗争的需要人类与细胞、病毒的长期斗争的需要 人

5、类探索生命秘密的需要人类探索生命秘密的需要微生物学是一门异常广泛的学科-生物化学.细胞生物学.遗传学.分类学.病原细菌学.食品和工业微生物学以及生态学等.微生物群-病毒.细菌.真菌.藻类和原生动物.第一章第一章绪论绪论微生物的益处:微生物的害处:1347年的瘟疫;我国解放前的鼠疫大流行;鼠疫鼠疫（黑死病）：是一种由鼠疫杆菌引起的烈性传是一种由鼠疫杆菌引起的烈性传染病，常先引起淋巴结炎，重者引起败血症或肺炎。染病，常先引起淋巴结炎，重者引起败血症或肺炎。从公元六世纪到从公元六世纪到2020世纪初共发生过三次，死亡人数近两亿，这世纪初共发生过三次，死亡人数近两亿，这个数字比死亡最惨重的第二次世界大

6、战死亡的人数（个数字比死亡最惨重的第二次世界大战死亡的人数（1.11.1亿）还亿）还多。最广为人知也最为悲惨的鼠疫发生在中世纪的欧洲（多。最广为人知也最为悲惨的鼠疫发生在中世纪的欧洲（13461346年），导致了欧洲年），导致了欧洲1/31/3到到1/21/2的人口死亡。的人口死亡。当时人们不知病因，直到当时人们不知病因，直到1919世纪后期细菌学创立后，鼠疫的病世纪后期细菌学创立后，鼠疫的病源和传播途径才逐渐明朗。源和传播途径才逐渐明朗。18941894年，法国细菌学家耶尔森在香年，法国细菌学家耶尔森在香港调查鼠疫时，发现其病原体是一种细菌，这种细菌后来就被港调查鼠疫时，发现其病原体是一种细

7、菌，这种细菌后来就被命名为耶尔森氏杆菌。命名为耶尔森氏杆菌。18981898年，另一位法国人西蒙德确定了鼠年，另一位法国人西蒙德确定了鼠疫的传播途径是跳蚤把病菌从老鼠传播给人。疫的传播途径是跳蚤把病菌从老鼠传播给人。2020世纪中叶，抗生素的发明使得鼠疫成了容易治愈的疾病，而世纪中叶，抗生素的发明使得鼠疫成了容易治愈的疾病，而公共卫生和居住环境的改善也切断了鼠疫的传播途径。现在，公共卫生和居住环境的改善也切断了鼠疫的传播途径。现在，尽管鼠疫已非常罕见，但是历史惨剧在人们心中留下的阴影难尽管鼠疫已非常罕见，但是历史惨剧在人们心中留下的阴影难以消除，它仍然被许多人视为一种恐怖的疾病。以消除，它仍然

8、被许多人视为一种恐怖的疾病。师道南天愚集：清乾隆年间，“东死鼠，西死鼠，人见死鼠如见虎。鼠死未几日，人死如圻堵”；“三人行未十步路，忽死两人横截路”。我国解放前的鼠疫大流行当今面临的新的瘟疫当今面临的新的瘟疫艾滋病（艾滋病（AIDSAIDS）癌症癌症军团病（军团病（军团病（军团病（Legionella pneumophilaLegionella pneumophila）埃博拉病毒病埃博拉病毒病埃博拉病毒病埃博拉病毒病疯牛病疯牛病肺结核的卷土重来肺结核的卷土重来 19991999年年8 8月，世界卫生组织统计，目前全世界有月，世界卫生组织统计，目前全世界有18.618.6亿人（相当于全球人口的亿

9、人（相当于全球人口的32%32%）患结核病。）患结核病。20032003年的非典年的非典 现在仍存在的现在仍存在的H1N1H1N1疾病疾病军团病军团病军团病是由嗜肺军团杆菌引起的以肺炎为主的急军团病是由嗜肺军团杆菌引起的以肺炎为主的急性感染性疾病。有时可发生暴发流行。病原菌主性感染性疾病。有时可发生暴发流行。病原菌主要来自土壤和污水，由空气传播，自呼吸道侵入。要来自土壤和污水，由空气传播，自呼吸道侵入。本病有两种临床表现，一种以发热、咳嗽和肺部本病有两种临床表现，一种以发热、咳嗽和肺部炎症为主，称为军团病；炎症为主，称为军团病；军团病起病急骤，高热伴寒战，恶心呕吐，有时军团病起病急骤，高热伴寒

10、战，恶心呕吐，有时伴腹痛与水样腹泻，伴腹痛与水样腹泻，2 23 3天后出现干咳，胸痛，天后出现干咳，胸痛，偶带血丝，但很少有脓性痰。重者还有气急、呼偶带血丝，但很少有脓性痰。重者还有气急、呼吸困难和意识障碍，病死率约吸困难和意识障碍，病死率约1515。埃博拉病毒病埃博拉病毒病埃博拉病毒是引起人类和灵长类动物发生埃博拉出血埃博拉病毒是引起人类和灵长类动物发生埃博拉出血热（热（EBHFEBHF）的烈性病毒，是一种罕见的致命病毒；）的烈性病毒，是一种罕见的致命病毒；它可通过血液、体液迅速传播，潜伏期为两周左右，它可通过血液、体液迅速传播，潜伏期为两周左右，患者最初的症状是突然发烧、头痛、肌肉痛，随后

11、出患者最初的症状是突然发烧、头痛、肌肉痛，随后出现呕吐、腹泻和肾功能障碍，最后是体内外大出血；现呕吐、腹泻和肾功能障碍，最后是体内外大出血；这种病毒的感染者有可能在这种病毒的感染者有可能在2424小时内死亡，其死亡率小时内死亡，其死亡率高达高达50%50%甚至甚至90%90%；由于该病在非洲扎伊尔的埃博拉河附近爆发，由此予由于该病在非洲扎伊尔的埃博拉河附近爆发，由此予以命名。以命名。第一章第一章 绪论绪论一、什么是微生物？微生物是一类肉眼不能直接看见微生物是一类肉眼不能直接看见,必须借助必须借助光学显微镜或电子显微镜放大几百倍或几万倍后光学显微镜或电子显微镜放大几百倍或几万倍后才能观察到的微小

12、生物的总称才能观察到的微小生物的总称.英文“微生物”一词“microorganism”，就是在“生物（organism）”词之前加上前缀“非常小（micro）”所构成。微生物并不是一个分类学上的术语，它们主要是根据生物体的大小而被人为地划归在一起的。在在人人们们真真正正看看到到微微生生物物之之前前，实实际际上上已已经经猜猜想想或或感感觉觉到到它它们们的的存存在在，甚甚至至人人们们已已经经在在不不知知不不觉觉中中应应用用它它们们。人人们们对对动动植植物物的的认认识识，可可以以追追溯溯到到人人类类的的出出现现。可可是是，对对数数量量庞庞大大、分分布布广广泛泛并并始始终终包包围围在在人人体体内内外外

13、的的微微生生物物却却 长长 期期 缺缺 认认 识识。原原 因因 主主 要要 有有 以以 下下 几几 个个 方方 面面：(1)(1)个体微小个体微小 (2)(2)外貌不显外貌不显 (3)(3)杂居混生杂居混生 (4)(4)因果难联因果难联正是以上原因，使人们对微生物的认识长期处于无知的状态，对待微生物往往表现出“视而不见、嗅而不闻、触而不觉、食而不察、得其益而不感其好，视而不见、嗅而不闻、触而不觉、食而不察、得其益而不感其好，受其害而不知其恶的愚昧状态。受其害而不知其恶的愚昧状态。深受其害而不知其恶这可以从微生物给人类带来的几次灾难得到充分的说明。微生物主要类群微生物主要类群真核生物真核生物细胞

14、核分化高细胞核分化高,有核膜有核膜,核仁和染色体核仁和染色体;胞内有许多细胞器胞内有许多细胞器.真菌、微型藻类、原生动物、真菌、微型藻类、原生动物、某些寄生蠕虫。某些寄生蠕虫。原核生物原核生物细胞核分化低细胞核分化低,只有只有DNA盘绕而成的盘绕而成的拟核拟核,无核膜和核仁无核膜和核仁,除核糖体外除核糖体外,无其他细胞器无其他细胞器.细菌、放线菌、蓝细菌和古生菌。细菌、放线菌、蓝细菌和古生菌。非细胞生物非细胞生物无细胞结构无细胞结构,无产生能量的酶系统无产生能量的酶系统,由单一的核酸和蛋白质衣壳组成由单一的核酸和蛋白质衣壳组成,必须在活细胞必须在活细胞内繁殖内繁殖.病毒、类病毒和朊病毒。病毒、

15、类病毒和朊病毒。微生物的种类微生物的种类非细胞型非细胞型微生物微生物原核细胞型原核细胞型微生物微生物真核细胞型真核细胞型微生物微生物区区别别无细胞结构，无细胞结构，无细胞结构，无细胞结构，无产生能量酶，无产生能量酶，无产生能量酶，无产生能量酶，一种核酸一种核酸一种核酸一种核酸拟核，无核仁、核拟核，无核仁、核拟核，无核仁、核拟核，无核仁、核膜膜膜膜只有核糖体只有核糖体只有核糖体只有核糖体细胞核，有核细胞核，有核细胞核，有核细胞核，有核仁、核膜，细仁、核膜，细仁、核膜，细仁、核膜，细胞器完整胞器完整胞器完整胞器完整种种类类病毒病毒病毒病毒细菌（狭义）细菌（狭义）细菌（狭义）细菌（狭义）支原体支原体

16、支原体支原体 衣原体衣原体衣原体衣原体 螺旋体螺旋体螺旋体螺旋体 立克次体立克次体立克次体立克次体放线菌（广义）放线菌（广义）放线菌（广义）放线菌（广义）真菌真菌真菌真菌微生物的种类具有细胞结构的微生物没有细胞结构的微生物：病毒原核生物：（由原核细胞构成的）真核微生物（由真核细胞构成的）真菌显微藻类原生动物细菌草履虫水绵放线菌第一章第一章绪论绪论什么是微生物学?研究肉眼看不见,非常微小的生物体和他们的活动,即对微生物的研究.-研究微生物的生命活动的科学.第一章第一章绪论绪论生命科学的一个重要分支，是研究微生物的类型、分布、形态、结构、代谢、生长繁殖、遗传、进化，以及与人类、动物、植物等相互关系

17、的一门科学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 特征，包括繁殖方式。-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。微生物遗传学: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。-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。-个体小、结构简、胃口大、食谱广、个体小、结构简、胃口大、食谱广、繁殖快、易培养、数量大、分布广、繁殖快、易培养、数量大、分布广、种类多、变异易、抗性强、种类多、变异易、抗性强、休眠长、起源早、发现晚休眠长、起源早、发现晚二、微生物的特点个体小个体小测量单位

18、：测量单位：微米或纳米微米或纳米德国科学家德国科学家H.N.SchulzH.N.Schulz等等19991999年在纳米比亚海岸的海底沉积物中年在纳米比亚海岸的海底沉积物中发现的一种硫磺细菌（发现的一种硫磺细菌（sulfur bacteriumsulfur bacterium），其大小可达），其大小可达0.75 mm0.75 mm，Thiomargarita namibiensisThiomargarita namibiensis，-“-“纳米比亚硫磺珍珠纳米比亚硫磺珍珠”胃口大：胃口大：消耗自身重量消耗自身重量2000倍食物的时间：倍食物的时间：大肠杆菌：大肠杆菌：1小时小时人人：500年（

19、按年（按400斤斤/年计算）年计算）繁殖快：繁殖快：48小时后：小时后：2.21043个后代，重量达到个后代，重量达到2.21025吨吨大肠杆菌大肠杆菌一个细胞重约一个细胞重约1012克，克，平均平均20分钟繁殖一代分钟繁殖一代一头一头500 kg500 kg的食用公牛，的食用公牛，2424小时生产小时生产 0.5 kg0.5 kg蛋白质蛋白质,而同样重量的酵母菌，以质量较次的糖液（如糖蜜）而同样重量的酵母菌，以质量较次的糖液（如糖蜜）和氨水为原料，和氨水为原料，2424小时可以生产小时可以生产 50000 kg50000 kg优质蛋白质。优质蛋白质。若干微生物的代谢及每日增殖率微生物名称代时

20、每日分裂次数温度每日增殖率乳酸菌38分38252.71011大肠杆菌18分80371.21024根瘤菌110分13258.2103枯草杆菌31分46307.01013光合细菌144分10301.0103酿酒酵母120分12304.1103小球藻7小时3.42510.6念珠藻*23小时1.04252.1硅藻17小时1.4202.64草履虫10.4小时2.3264.92*为念珠蓝菌属(Nostoc)的旧称，与细菌同属原核生物。分布广：分布广：人迹可到之处，微生物的分布很多，而人迹不到的地方，也有大量的微生物存在！t强酸、强碱、高热的极端环境；强酸、强碱、高热的极端环境；t高空高空t地下；地下；t常

21、年封冻的冰川；常年封冻的冰川；抗（逆）性强：抗（逆）性强：抗热：有的细菌能在抗热：有的细菌能在265个大气压，个大气压，250的条件下生的条件下生长；自然界中细菌生长的最高温度可以达到长；自然界中细菌生长的最高温度可以达到121；有些细菌的芽孢，需加热煮沸有些细菌的芽孢，需加热煮沸8小时才被杀死；小时才被杀死；抗寒：有些微生物可以在抗寒：有些微生物可以在1230的低温生长；的低温生长；抗酸碱：细菌能耐受并生长的抗酸碱：细菌能耐受并生长的pH范围：范围：pH0.513；耐渗透压：蜜饯、腌制品，饱和盐水（耐渗透压：蜜饯、腌制品，饱和盐水（NaCl,32%)中中都有微生物生长；都有微生物生长；抗压力

22、：有些细菌可在很高的大气压下生长；抗压力：有些细菌可在很高的大气压下生长；食谱广：食谱广：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法相比的！纤维素、木质素、几丁质、角蛋白、石油、甲醇、甲烷、天然气、塑料、酚类、氰化物、各种有机物均可被微生物作为粮食易培养：易培养：很多细菌都可以非常方便地进行人工培养！数量大：数量大：在自然界中（土壤、水体、空气，动植物体内和体表）都生存有大量的微生物！从永冻冰层分离微生物南极南极Vostok湖冰芯样品中的微生物湖冰芯样品中的微生物变异易：变异易：个体小、结构简、且多与外界环境直接接触 繁殖快、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

23、异后代突变率：10-5 10-10变异易：变异易：青霉素的生产：20单位/ml（1943）10000单位/ml青霉素的用量：最高：10万单位/天（40年代）数百万-千万单位/次休眠长：休眠长：世界上最古老的活细菌（芽孢）：2.5亿年Nature407,897-900(2000)起源早：起源早：38亿年前，生命在海洋中出现26亿年前，陆地上就可能存在微生物发现晚：发现晚：300多年前人们才真正发现微生物的存在微生物世界之最微生物世界之最个体最小个体最小数量最多数量最多分布最广分布最广形态最简形态最简变异最易变异最易起源最早起源最早胃口最大胃口最大抗性最强抗性最强食谱最广食谱最广休眠最长休眠最长繁

24、殖最快繁殖最快种类最多种类最多种类多：种类多：t 微生物的生理代谢类型多；t 代谢产物种类多；t微生物的种数“多”；虽然目前已定种的微生物只有大约10万种，远较动植物为少，但一般认为目前为人类所发现的微生物还不到自然界中微生物总数的1%三三.微生物学的重要性与社会需求微生物学的重要性与社会需求微生物与人类和动物健康及疾病密切相关微生物与人类和动物健康及疾病密切相关微生物在工业生产中有很多应用微生物在工业生产中有很多应用 微生物对农业生产有着很大的影响微生物对农业生产有着很大的影响 微生物学促进了生物学的发展微生物学促进了生物学的发展 分解者微生物消费者动物环境土壤、空气、水生产者植物（包括部分

25、微生物）微生物在生态系统中的地位：消费者，部分生产者1.微生物与粮食微生物与粮食粮粮食食生生产产是是全全人人类类生生存存中中至至关关重重要要的的大大事事。微微生生物物在在提提高高土土壤壤肥肥力力、改改进进作作物物特特性性（如如构构建建固固氮氮植植物物）、促促进进粮粮食食增增产产、防防治治粮粮食食作作物物的的病病虫虫害害、防防止止粮粮食食霉霉腐腐变变质质以以及及把把多多余余粮粮食食转转化化为为糖糖、酒酒、单单细细胞胞蛋蛋白白、各各种种饮饮料料和和调调味味品等方面，都可大显身手。品等方面，都可大显身手。2微生物与能源微生物与能源把自然界蕴藏量极其丰富的纤维素转化成乙醇；把自然界蕴藏量极其丰富的纤维

26、素转化成乙醇；利利用用产产甲甲烷烷菌菌把把自自然然界界蕴蕴藏藏量量最最丰丰富富的的可可再再生生资资源转化成甲烷；源转化成甲烷；利利用用光光合合细细菌菌、蓝蓝细细菌菌或或厌厌氧氧梭梭菌菌等等微微生生物物生生产产”清洁能源清洁能源”-氢气；氢气；通通过过微微生生物物发发酵酵产产气气或或其其代代谢谢产产物物来来提提高高石石油油采采收率；收率；研制微生物电池使之实用化。研制微生物电池使之实用化。3.微生物与资源微生物与资源微生物能将地球上永无枯竭的纤维素等可再微生物能将地球上永无枯竭的纤维素等可再生资源转化成各种化工、轻工和制药等工业原料。生资源转化成各种化工、轻工和制药等工业原料。传统的：传统的：乙

27、醇、丙醇、丁醇、乙酸、甘油、乙醇、丙醇、丁醇、乙酸、甘油、乳酸、苹果酸乳酸、苹果酸等；等；现代的：现代的：水杨酸、乌头酸、丙烯酸、已二酸、水杨酸、乌头酸、丙烯酸、已二酸、丙烯酸、长链脂肪酸、亚麻酸油和聚羟基丁酸酯丙烯酸、长链脂肪酸、亚麻酸油和聚羟基丁酸酯（PHB）等；等；另外：微生物在金属矿藏资源的开发和利用另外：微生物在金属矿藏资源的开发和利用上也有独特的作用。上也有独特的作用。4.微生物与环境保护微生物与环境保护利用利用微生物肥料微生物肥料、微生物杀虫剂微生物杀虫剂或或农用抗生农用抗生素素来取代会造成环境恶化的各种化学肥料或化学来取代会造成环境恶化的各种化学肥料或化学农药；农药；利用微生物

28、生产的利用微生物生产的PHB（聚羟基丁酸酯）制（聚羟基丁酸酯）制造易降解的医用塑料制品以减少环境污染；造易降解的医用塑料制品以减少环境污染；利用微生物来净化生活污水和有毒工业污水；利用微生物来净化生活污水和有毒工业污水；利用微生物技术来监察环境的污染度，如用利用微生物技术来监察环境的污染度，如用艾姆氏法艾姆氏法检测环境中的检测环境中的“三致三致”物质；物质；利用利用EMB培养来检查饮水的肠道病原菌等。培养来检查饮水的肠道病原菌等。微生物与环保微生物处理腈纶废水的塔式滤池利用微生物改善环境 土壤改良剂土壤改良剂农业产品内含丰富有机酶(酵素),这些有机酵素是从有益微生物菌提炼产生,可让农作物直接吸

29、收.在农作物从土壤中吸收有机酶(酵素)及矿物质后,农作物将充满活力及发育成长.微生物菌可分解土壤中沉积的化学盐,这些化学盐是因农地长期过量使用化肥所造成.去除沉积的化学盐可松软土壤,使水份能更深入土壤,增加土壤的保水性,解除土壤的板结问题,增加农作物根部发育.土壤改良污水处理 高效微生物污水处理技术，其方法是通过化学或辐照的方法筛选出无毒、无致病性、“能吃水”的高效微生物(HEM)、然后投放到污水处理现场，使污水得到净化。该技术可用于处理城市污水、酿造废水、屠宰废水等各种可生物降解的污水。安全可靠、操作简单，处理效率比传统方法提高50%以上，投资及运行费用降低20-30%，特别适合经费短缺的中

30、小城市、乡村及厂矿使用，并可用于改造老的污水处理设施，使之重新获得新生。5.5.微生物与人微生物与人类类健康健康防治这类疾病的主要手段又是各种微生物产防治这类疾病的主要手段又是各种微生物产生的药物：生的药物：抗生素、干扰素和白细胞介素抗生素、干扰素和白细胞介素等高效等高效药物纷纷转向由药物纷纷转向由“工程菌工程菌”来生产。来生产。与人类生殖、避孕等密切相关的甾体激素类与人类生殖、避孕等密切相关的甾体激素类药物药物此外，一大批与人类健康、长寿有关的生物此外，一大批与人类健康、长寿有关的生物制品，如制品，如疫苗、类毒素疫苗、类毒素等均是微生物产品。等均是微生物产品。微生物与人类的关系微生物与人类的

31、关系绝大多数微生物对人类和动、植物是有益的，而且有些是必需的。1.在自然界中元素的循环2.在工业方面的作用3.在农业方面的作用4.在医药方面的作用只有少数的微生物对人类和动、植物是有害的。四.微生物学的发展1.微生物的发现:1664年英国人罗伯特.虎克用自制的显微镜并描述了霉菌的子实体结构。罗伯特胡克的显微镜1676年，微生物学年，微生物学的先驱者的先驱者荷兰荷兰人人列文虎克列文虎克首次观首次观察到了细菌。他没察到了细菌。他没有上过大学，是一有上过大学，是一个只会荷兰语的小个只会荷兰语的小商人，但却在商人，但却在1680年被选为英国皇家年被选为英国皇家学会的会员。学会的会员。他一生制作了419

32、架显微镜和放大镜，放大率最高的达到300倍。他根据用简单显微镜所看到的微生物而绘制的图象，今天看来依然是正确的。2.微生物学发展史上的重大事件1546Fracastoro1546Fracastoro提出不可提出不可提出不可提出不可见见到的生物引起疾病到的生物引起疾病到的生物引起疾病到的生物引起疾病1676Leeuwenhoek1676Leeuwenhoek发现发现了了了了“animalcules”animalcules”1765-1776Spallanzani1765-1776Spallanzani反反反反驳驳自然自然自然自然发发生生生生说说1786Muller1786Muller提出了第一个

33、提出了第一个提出了第一个提出了第一个细细菌分菌分菌分菌分类类1798Jenner1798Jenner介介介介绍绍了牛痘疫苗了牛痘疫苗了牛痘疫苗了牛痘疫苗183818381839Schwann&Schleiden1839Schwann&Schleiden提出了提出了提出了提出了细细胞理胞理胞理胞理论论1857Pasteur1857Pasteur证证明了乳酸明了乳酸明了乳酸明了乳酸发发酵是由微生物引起的酵是由微生物引起的酵是由微生物引起的酵是由微生物引起的1861Pasteur1861Pasteur用曲用曲用曲用曲颈颈瓶瓶瓶瓶实验证实验证明微生物非自然明微生物非自然明微生物非自然明微生物非自然发发

34、生，推翻生，推翻生，推翻生，推翻 了争了争了争了争论论以久的以久的以久的以久的“自生自生自生自生说说”1864Pasteur1864Pasteur建立了巴氏消毒法建立了巴氏消毒法建立了巴氏消毒法建立了巴氏消毒法18671869Lister创立了消毒外科，并首次成功的立了消毒外科，并首次成功的进行行了石炭酸消毒了石炭酸消毒实验Miescher发现核酸核酸18761877Koch证明了炭疽病由炭疽杆菌引起明了炭疽病由炭疽杆菌引起1881Koch等首等首创用明胶固体培养基分离用明胶固体培养基分离细菌，巴斯德菌，巴斯德制制备了炭疽菌苗了炭疽菌苗1882Koch发现结核杆菌核杆菌(Mycobacteri

35、um tuberculosis)1883Koch首次首次发表表Koch氏法氏法则。Metchnikoff阐述了述了吞噬作用。建立高吞噬作用。建立高压蒸汽蒸汽灭菌和革菌和革兰氏染色法氏染色法1884Pasteur研究狂犬病疫苗成功，开研究狂犬病疫苗成功，开创了免疫学了免疫学1887RichardPetri1887RichardPetri发发明了双明了双明了双明了双层层培养皿培养皿培养皿培养皿1889Winogradsky1889Winogradsky发现发现硫循硫循硫循硫循环环和硝化和硝化和硝化和硝化细细菌。菌。菌。菌。BeijerinckBeijerinck首次分离根瘤菌首次分离根瘤菌首次分离

36、根瘤菌首次分离根瘤菌1890VonBehring1890VonBehring制制制制备备抗毒素治抗毒素治抗毒素治抗毒素治疗疗白喉和破白喉和破白喉和破白喉和破伤风伤风18911891SternbergSternberg与巴斯德同与巴斯德同与巴斯德同与巴斯德同时发现时发现了肺炎了肺炎了肺炎了肺炎链链球菌球菌球菌球菌18951895IvanowskyIvanowsky提供烟草花叶病是由病毒引起的提供烟草花叶病是由病毒引起的提供烟草花叶病是由病毒引起的提供烟草花叶病是由病毒引起的证证据；据；据；据；BordetBordet发现发现互互互互补补 现现象象象象18961896BchnerBchner用无用

37、无用无用无细细胞存在的酵母菌抽提液胞存在的酵母菌抽提液胞存在的酵母菌抽提液胞存在的酵母菌抽提液对对葡萄糖葡萄糖葡萄糖葡萄糖进进行酒精行酒精行酒精行酒精发发酵成功酵成功酵成功酵成功18991899RossRoss证实疟证实疟疾病原菌由蚊子疾病原菌由蚊子疾病原菌由蚊子疾病原菌由蚊子传传播播播播19091910Ricketts19091910Ricketts发现发现立克次氏体；立克次氏体；立克次氏体；立克次氏体；EhrlichEhrlich首次合成治首次合成治首次合成治首次合成治梅毒的化学治梅毒的化学治梅毒的化学治梅毒的化学治疗剂疗剂1928Griffith发现细菌菌转化化1929Fleming发现

38、青霉素青霉素1935Stanley首次提首次提纯了烟草花叶病毒，并了烟草花叶病毒，并获得了它得了它的的“蛋白蛋白质结晶晶”1943Luria和和Delbck用波用波动实验证明明细菌噬菌体的抗菌噬菌体的抗性是基因自性是基因自发突突变所致；所致；Chain和和Flory形成青霉素工形成青霉素工业化生化生产的工的工艺1944Avery等等证实转化化过程中程中DNA是是遗传信息的信息的载体；体；Waksman发现链霉素霉素19461947Lederberg和和Tatum发现细菌的接合菌的接合现象、象、基因基因连锁现象象1949Enders、Robbins和和Weller在非神在非神经的的组织培养培养中

39、，培养脊髓灰中，培养脊髓灰质炎炎病毒成功病毒成功19521952HersheyHershey和和和和ChaseChase发现发现噬菌体将噬菌体将噬菌体将噬菌体将DNADNA注入宿主注入宿主注入宿主注入宿主细细胞；胞；胞；胞；LederbergLederberg发发明了影印培养法；明了影印培养法；明了影印培养法；明了影印培养法；ZinderZinder和和和和 LederbergLederberg发现发现普遍性普遍性普遍性普遍性转导转导WatsonWatson和和和和CrickCrick提出提出提出提出DNADNA双螺旋双螺旋双螺旋双螺旋结结构构构构19561956UmbargerUmbarge

40、r发现发现反反反反馈馈阻遏阻遏阻遏阻遏现现象象象象19611961JocobJocob和和和和MonodMonod提出基因提出基因提出基因提出基因调节调节的操的操的操的操纵纵子模型子模型子模型子模型19611966Holley19611966Holley、KhoranaKhorana、NirenbergNirenberg等等等等阐阐明明明明遗传遗传 密密密密码码19691969EdelmanEdelman测测定了抗原蛋白定了抗原蛋白定了抗原蛋白定了抗原蛋白质质分子的一分子的一分子的一分子的一级结级结构构构构19701972Arber19701972Arber、NathansNathans和和和

41、和SmithSmith发现发现并提并提并提并提纯纯了了了了限制性内切限制性内切限制性内切限制性内切酶酶；TeminTemin和和和和BaltimoreBaltimore发现转录酶发现转录酶1973Ames建立建立细菌菌测定法定法检测致癌物；致癌物；Cohen等首次将重等首次将重组质粒粒转入大入大肠杆菌中杆菌中获得成功得成功1974Khler和和Milstein建立生建立生产单克隆抗体的技克隆抗体的技术1977Woese提出古生菌是有不同于提出古生菌是有不同于细菌和真核生物菌和真核生物的特殊的特殊类群；群；Sanger首次首次对X174噬菌体噬菌体DNA进行了全序行了全序列分析列分析198219

42、83Cech和和Altman发现具有催化活性的具有催化活性的RNA（ribozyme）；）；McClintock发现的的转座因子座因子获得公得公认；Prusiner发现朊病毒（病毒（prion）19831984Gallo19831984Gallo和和和和MontagnierMontagnier分离和分离和分离和分离和鉴鉴定人免疫定人免疫定人免疫定人免疫缺陷病毒；缺陷病毒；缺陷病毒；缺陷病毒；MullisMullis建立建立建立建立PCRPCR技技技技术术19881988DeisenhoferDeisenhofer等等等等发现发现并研究并研究并研究并研究细细菌的光合色素菌的光合色素菌的光合色素菌

43、的光合色素19951995第一个独立生活的生物（流感嗜血杆菌）全基因第一个独立生活的生物（流感嗜血杆菌）全基因第一个独立生活的生物（流感嗜血杆菌）全基因第一个独立生活的生物（流感嗜血杆菌）全基因序列序列序列序列测测定完成定完成定完成定完成19961996第一个自养生活的古生菌基因第一个自养生活的古生菌基因第一个自养生活的古生菌基因第一个自养生活的古生菌基因组测组测定完成定完成定完成定完成19971997第一个真核生物（啤酒酵母）基因第一个真核生物（啤酒酵母）基因第一个真核生物（啤酒酵母）基因第一个真核生物（啤酒酵母）基因组测组测序完成序完成序完成序完成20002000霍乱弧菌基因霍乱弧菌基因霍

44、乱弧菌基因霍乱弧菌基因组测组测序完成序完成序完成序完成与微生物学有关的与微生物学有关的与微生物学有关的与微生物学有关的诺贝尔诺贝尔生理或医学生理或医学生理或医学生理或医学奖奖NobelPrizeinPhysiologyorMedicineNobelPrizeinPhysiologyorMedicine1901190119991999之之之之间间有有有有3939项项。总总人数：人数：人数：人数：7777人人人人 美国美国美国美国 4646人，英国人人，英国人人，英国人人，英国人 1111人，法国人人，法国人人，法国人人，法国人 7 7人，德国人人，德国人人，德国人人，德国人 6 6人，瑞士人人，

45、瑞士人人，瑞士人人，瑞士人 4 4人，澳大利人，澳大利人，澳大利人，澳大利亚亚人人人人 2 2人，意大利人人，意大利人人，意大利人人，意大利人 1 1人人人人 19451945年，青霉素的年，青霉素的年，青霉素的年，青霉素的发现发现与与与与发发展展展展 19521952年，年，年，年，链链霉素的霉素的霉素的霉素的发现发现与与与与发发展展展展 19531953年，碳水化合物在年，碳水化合物在年，碳水化合物在年，碳水化合物在细细胞中的代胞中的代胞中的代胞中的代谢谢 19581958年，微生物年，微生物年，微生物年，微生物遗传遗传的生物化学研究的生物化学研究的生物化学研究的生物化学研究 195919

46、59年，年，年，年，DNADNA和和和和 RNARNA的的的的发现发现与合成机理与合成机理与合成机理与合成机理 1962年，年，DNA结构的构的测定定1965年，年，细胞中基因活性的胞中基因活性的调节研究研究1969年，年，细胞病毒感染的机理研究胞病毒感染的机理研究1984年，年，单克隆抗体技克隆抗体技术的的发展，免疫学研究展，免疫学研究1997年，年，朊病毒的研究病毒的研究1999年，蛋白年，蛋白质在在细胞中的移胞中的移动和定位机理研究和定位机理研究与微生物学相关的诺贝尔奖近百年来生命科中所取得的重大成果，使生命科学跃居自然科学发展的前列。由1901-1999年获诺贝尔化学、生理和医学奖的杰

47、出科学家及其贡献足见一斑。在159位获奖者中，97%以上的研究工作与生命科学有关，其中微生物学及与微生物学关系密切的学科的诺贝尔奖获得者占到三分之一以上。法国科学家巴斯德法国科学家巴斯德（Louis Pasteur，1822-1895）3.3.微生物学发展的奠基者微生物学发展的奠基者巴斯德巴斯德(1)发现并证实发酵是由活的小生物发现并证实发酵是由活的小生物微生物引起的微生物引起的(2)彻底否定了彻底否定了“自然发生自然发生”学说学说化学家出生的巴斯德涉足微生物学是为了治疗化学家出生的巴斯德涉足微生物学是为了治疗“酒病酒病”和和“蚕蚕病病”著名的曲颈瓶试验无可辩驳地证实，空气内确实含有微生物，著

48、名的曲颈瓶试验无可辩驳地证实，空气内确实含有微生物，是它们引起有机质的腐败。是它们引起有机质的腐败。(3)免疫学免疫学预防接种预防接种首次制成狂犬疫苗首次制成狂犬疫苗(4)其他贡献其他贡献 巴斯德消毒法：巴斯德消毒法：6065作短时间加热处理，杀死有害微生物作短时间加热处理，杀死有害微生物曲曲颈颈瓶瓶实实验验巴斯德的曲颈瓶实验巴斯德的曲颈瓶实验无菌营养液无菌营养液出现微生物出现微生物无菌营养液无菌营养液无生命出现无生命出现加热无菌营养液无菌营养液无生命出现无生命出现几星期后42-43oC下培养的老龄炭疽菌获免疫力37oC下培养的新鲜炭疽菌巴斯德发现免疫现象(EdwardJenner,17491

49、823)英国医生琴纳首创用牛痘预防天花，为预防医学开辟了广阔途径。发明培养基并用其纯化微生物等一系列研究方法的创立证实炭疽病因 炭疽杆菌发现结核病原菌结核杆菌科赫法则德国微生物学家柯赫（Robert Koch，1843-1910）柯赫柯赫a）细菌纯培养方法的建立）细菌纯培养方法的建立土豆切面土豆切面 营养明胶营养明胶 营养琼脂（平皿）营养琼脂（平皿）（1）微生物学基本操作技术方面的贡献）微生物学基本操作技术方面的贡献b）设计了各种培养基，实现了在实验室内对各种微）设计了各种培养基，实现了在实验室内对各种微微生物的培养微生物的培养c）流动蒸汽灭菌）流动蒸汽灭菌d）染色观察和显微摄影）染色观察和显

50、微摄影（2）为病原细菌的研究作出了突出贡献：）为病原细菌的研究作出了突出贡献：a）具体证实了炭疽杆菌是炭疽病的病原菌（）具体证实了炭疽杆菌是炭疽病的病原菌（1877）；）；b）发现了肺结核病的病原菌；）发现了肺结核病的病原菌；（1905年获诺贝尔奖）年获诺贝尔奖）c）建立）建立“某种微生物是否为某种疾病病原体的基本原则某种微生物是否为某种疾病病原体的基本原则”著名的柯赫原则著名的柯赫原则1、在每一相同病例中都出现这种微生物；在每一相同病例中都出现这种微生物；2、要从寄主分离出这样的微生物并在培养基中培养出来；、要从寄主分离出这样的微生物并在培养基中培养出来；3、用这种微生物的纯培养接种健康而敏