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1、第一章 绪 论,第四节 微生物学的发展史,第一节 微生物的基本概念,第二节 微生物的特点,第三节 微生物在生物界的地位,第五节 环境微生物学的研究内容,第六节 学习环境微生物学的意义,胡健 扬州大学环境科学与工程学院,第一节 微生物的基本概念,一、微生物的发现,1676年，荷兰，列文虎克，单式显微镜（复制品）,第一节 微生物的基本概念,一、微生物的发现,A、C、F、Q：杆 菌E：球 菌H：球菌的聚集体,列文虎克向英国皇家学会的信中对细菌形态的描绘,第一节 微生物的基本概念,二、微生物的定义,细小的肉眼看不见的生物称微生物。,非细胞生物原核生物部分真核生物（真菌、藻类、原生动物）,微生物,一、体
2、积小，比表面积大,单位：um(10-6 m)或nm(10-9m),微生物的体积大小,第二节 微生物的特点,第二节 微生物的特点,一、体积小，比表面积大,微生物与其它生物种类的体积比较,动物的模式细胞,动物细胞核,细菌,病毒,动物、植物和微生物个体大小尺度范围,一、体积小，比表面积大,微生物的比表面积,比表面积：个体的表面积与体积之比。,设定：人的比表面积=1 则：(与人等重)大肠杆菌比表面积=30万,第二节 微生物的特点,设球菌半径r=0.5m球菌表面积(S)423.14162球菌体积(V)4330.2363比表面=S/V3.1416/0.5236=6设球菌半径2球菌面积(S)50.32球菌体
3、积(V)33.53比表面=S/V50.3/33.51.5,二、吸收多，转化快,人（50kg）5001000g/d地鼠（体重3g）3g/d大肠杆菌 细胞重量2000倍糖/h,奶牛（500kg）合成0.5kg蛋白质/24h微生物细胞 合成自身重量30-40倍的细胞物质/24h,吸收多,转化快,第二节 微生物的特点,三、生长旺，繁殖速,大肠杆菌在合适的生长条件下：12.520分钟 繁殖1代每小时 分裂3代，由1个变成8个。经24小时 分裂72代，重约4722吨经48小时 可产生2.21043个后代。,第二节 微生物的特点,地球重的4000倍,微生物代时及每日增殖率,四、适应性强，易变异,1、对营养物
4、质的利用上的适应性。2、对环境条件尤其是恶劣的“极端环境”的适应性。耐0196低温 耐250300的高温 耐盐（饱和盐水）耐干燥（产芽孢细菌、真菌孢子）耐酸碱、耐缺氧、耐毒物、抗辐射,适应性强,第二节 微生物的特点,四、适应性强，易变异,易变异,青霉素生产菌的发酵水平1940年 每毫升20单位2000年 每毫升10万单位,青霉素的使用剂量：1940年 10万元单位/次1980年：输液80万单位/次2000年：输液800万-1000万单位/次,第二节 微生物的特点,青霉素对金黄色葡萄球菌最低抑制浓度,0.02g/ml,200g/ml,五、分布广，种类多,微生物在自然界的分布：无处不在，无孔不入,
5、分布广,土壤空气水域生物体内外,极端环境,正常环境,高空深海底2000米深的地层温泉,第二节 微生物的特点,五、分布广，种类多,60年前，中国人乘飞机采集了160米到5300米的高空的气样并分析了其中的微生物发布状况。,第二节 微生物的特点,五、分布广，种类多,种类多,地球上的微生物：估计有100万种以上已发现的微生物：约有10万种已开发利用的微生物：约1000种,第二节 微生物的特点,微生物的微观性研究手段的限制分离培养的局限,第三节 微生物在生物界的地位,无细胞结构生物病毒具细胞结构生物,生物,原核生物,真核生物,真细菌古细菌,真菌藻类原生动物动物植物,真细菌,真菌藻类原生动物动物植物,真
6、核生物,古细菌,生物,沃氏提出的三域（三原界）分类系统,一、史前时期（直观应用时期）,第四节 微生物学的发展历史,春秋战国时期 微生物分解有机物质,沤粪积肥。公元二世纪的神农本草经 白僵蚕治病。公元6世纪 后魏的贾思勰 齐民要术 谷物制曲、酿酒、制酱、造醋、腌菜。豆科植物与其它作物轮作,二、初创时期（形态学发展时期）,第四节 微生物学的发展历史,（17世纪下半叶十九世纪中叶）使用显微镜观察微生物世界的时期。代表人物：列文虎克,贡献:（）发现了微生物世界（）科学地描述了微生物的形态并阐述了它们的繁茂性,三、奠基时期（生理学发展时期）,第四节 微生物学的发展历史,十九世纪下叶有关微生物的两个疑难问
7、题：1、生物是自然产生的吗？2、传染性疾病的本质是什么？,三、奠基时期（生理学发展时期）,第四节 微生物学的发展历史,、巴斯德与自然发生学说,法国，化学家，路易斯 巴斯德,三、奠基时期（生理学发展时期）,第四节 微生物学的发展历史,、巴斯德与自然发生说,新鲜食品,搁置,细菌检定,无细菌,腐败食品,细菌检定,有细菌,由非生命的物质自然发生,自然发生说,三、奠基时期（生理学发展时期）,第四节 微生物学的发展历史,、巴斯德与自然发生说,巴斯德反驳自然发生说的三个实验,第一个实验,空气,乙醇、醚混合物,棉纤维,沉淀物,检测,三、奠基时期（生理学发展时期）,第四节 微生物学的发展历史,、巴斯德与自然发生
8、说,巴斯德反驳自然发生说的三个实验,第二个实验,加热,营养液,密封,放置,细菌检测,无细菌检出,自然发生说质疑：无机物自然变为生命有机体必须提供新鲜的空气,三、奠基时期（生理学发展时期）,第四节 微生物学的发展历史,、巴斯德与自然发生说,巴斯德反驳自然发生说的三个实验,第三个实验,三、奠基时期（生理学发展时期）,第四节 微生物学的发展历史,、巴斯德与自然发生说,巴斯德反驳自然发生说的三个实验,第三个实验,三、奠基时期（生理学发展时期）,第四节 微生物学的发展历史,、巴斯德与自然发生说,巴斯德反驳自然发生说的三个实验,第三个实验,、科赫与疾病的病菌说,三、奠基时期（生理学发展时期）,第四节 微生
9、物学的发展历史,德国，乡村医生，科赫,、科赫与疾病的病菌说,三、奠基时期（生理学发展时期）,第四节 微生物学的发展历史,健康者,病 者,接触传染物,感染得病,、科赫与疾病的病菌说,三、奠基时期（生理学发展时期）,第四节 微生物学的发展历史,科赫的有关实验病原菌的发现,炭疽病炭疽芽孢杆菌,科赫法则(证明某微生物是某疾病病原菌的四项要求)1、在患病动物中存在可疑病原有机体，而健康动物中没有；2、可疑有机体在纯培养中生长；3、纯培养中的可疑有机体细胞，能引起健康动物发病；4、可疑有机体被再次分离，并且和最初分离的有机体一样；,、科赫与疾病的病菌说,三、奠基时期（生理学发展时期）,第四节 微生物学的发
10、展历史,主要贡献：建立了疾病细菌说；首创了细菌染色法；首创了细菌的纯培养固体培养基 提出了著名的科赫法则。,三、奠基时期（生理学发展时期）,第四节 微生物学的发展历史,、贝耶林克 加富培养、维诺格拉斯基 土壤微生物研究的生态学观点和原位研究路线。,四、发展时期（生物化学水平）,第四节 微生物学的发展历史,始于二十世纪初，代表人物：E.Echner（1897年）,酵母细胞,石英砂研磨,过 滤,滤液,葡萄糖,酵母细胞,酒精、CO2,五、成熟时期（分子水平）,第四节 微生物学的发展历史,始于二十世纪五十年代电子显微镜的使用DNA的发现,第五节 环境微生物学的研究内容,一、自然环境中微生物的多样性二、自然环境中的微生物生态学研究三、污染环境中的微生物生态学研究四、废弃物生物处理中微生物学原理和方法的研究 生物膜法 活性污泥法,环境微生物学：研究人类的生存环境与微生物之间相互关系的科学。,微生物学,环境生物学,环境微生物学,第六节 学习环境微生物学的意义,一、了解并揭示微生物在生态系统中的地位与作用二、避免或防止微生物对人类的危害三、开发、利用微生物以保护环境造福于人类,1、微生物学 武汉大学、复旦大学合编 高等教育出版社2、污染控制微生物学原理与应用任南琪，马放等编著化学工业出版社3、基础微生物学李阜棣，胡正嘉编著中国农业出版社,参考书,
