* * * * 微生物学精品课程　　　　　　　　南京师范大学生科院微生物研究所Microbiology 第一章绪论一、什么是微生物？　　微生物通常是指那些微小、简单、肉眼难以观察的生物。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。微生物主要类群　　真核生物－真菌、微型藻类、原生动物、　　　　　　　　　　　　　　和某些寄生蠕虫原核生物－细菌、放线菌、蓝细菌　　　　　　　　　和古生菌非细胞生物－病毒、类病毒和朊病毒　　　　二、微生物的特点1．大多数微生物肉眼难以直接观察（microscopic ）2 ．微生物通常以独立的增殖单位存在（independent units ）3 ．微生物结构较不复杂。（less complex ）4 ．微生物生长快速。（rapid growth rates ）5 ．微生物几乎无所不在。（opmipresent ）6. 微生物研究使用相同的方法使用微生物的群体进行研究。使用特殊的无菌技术。微生物类群进行鉴定、培养和研究时所使用的技术相似的。实际上将互不相关的微生物类群放在一起作为一门独立学科-微生物学加以研究，主要是根据研究微生物的方法和技术，而不是根据微生物之间的相关性。三、微生物在生命世界的位置（a 原核生物界原生生物界植物界真菌界动物界共同祖先细菌域古生菌域真核生物域（b a 生物五界分类系统图示原核生物界原生生物界植物界真菌界动物界共同祖先细菌域古生菌域真核生物域（b 原核生物界原生生物界真菌界原核生物界原生生物界植物界真菌界动物界共同祖先细菌域古生菌域共同祖先细菌域古生菌域真核生物域生物三域分类系统图示四、微生物的分类微生物的系统分类单元遵循林耐建立的系统分类单元，自上而下依次可分七级，即：界Kingdom ，门Phylum ，纲Class ，目Order ，科Family ，属Genus ，种Species 。必要时每一级都还可有若干辅助单元，故共可有十余级。所有细胞微生物的种名均遵守林耐制定的拉丁双名法，即一个种的学名用拉丁词或拉丁化的词组成，应排成斜体字。根据双名法的规则，学名通常由一个属名加一个种的加词构成。出现在分类学文献中的学名，在此两者之后往往还加上定名人，但在一般使用时，定名人部分经常是省略的。例1：大肠埃希氏菌（即大肠杆菌）Escherichia coli （Migula ）Castellani et Chalmers  例2：黄曲霉菌Aspergillus flavus 例3：粟酒裂殖酵母Schizosaccharomyces pombe 当微生物名称是一个亚种（subspecies ，简称“subsp ．”，排正体字）或变种（variety ，简称“var ．”，排正体字）时，学名就应按“三名法”构成，即：例1：苏云金芽孢杆菌蜡螟亚种Bacillus thuringiensis subsp ．galleria 例2：酿酒酵母椭圆变种Saccharomyces cerevisiae var ．ellipsoideus 当一个微生物种名在一篇文章或著作中反复出现时，常常可以对学名进行省略。属及以上分类单位的名称不能省略，只有种名可省略。当它在有关文章或资料中首次出现时，不能省略，必须写全，以后均可省略。省略时，只能简略种名中的属名，种加词不能省略。如Escherichia coli ，E. coli （大肠杆菌），但是这种省略也要遵循一定的原则。五、微生物学研究范围微生物学就是研究微生物的科学，其研究范围包括微生物的多样性、微生物的生命活动规律及其对人类社会经济活动的影响。六、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学促进了生物学的发展微生物作为模式生物具有如下优点：（1）微生物具有相对不复杂的结构；（2）微生物培养成本低、群体数量大，易于获得统计学上可信度高的结果；（3）微生物生长速度快，倍增时间短，极大缩短了世代培养研究所需周期。微生物学发展史上的重大事件1546 Fracastoro 提出不可见到的生物引起疾病1676 Leeuwenhoek 发现了“animalcules”1765-1776  Spallanzani 反驳自然发生说1786 Muller 提出了第一个细菌分类1798 Jenner 介绍了牛痘疫苗1838 －1839  Schwann & Schleiden 提出了细胞理论1857  Pasteur 证明了乳酸发酵是由微生物引起的1861 Pasteur 用曲颈瓶实验证明微生物非自然发生，推翻了争论以久的“自生说”1864 Pasteur 建立了巴氏消毒法1867 —1869  Lister 创立了消毒外科，并首次成功的进行了石炭酸消毒实验Miescher 发现核酸1876—1877 Koch 证明了炭疽病由炭疽杆菌引起1881 Koch 等首创用明胶固体培养基分离细菌，巴斯德制备了炭疽菌苗1882 Koch 发现结核杆菌(Mycobacterium tuberculosis) 1883 Koch 首次发表Koch 氏法则。Metchnikoff 阐述了吞噬作用。建立高压蒸汽灭菌和革兰氏染色法1884 Pasteur 研究狂犬病疫苗成功，开创了免疫学1887 Richard Petri 发明了双层培养皿1889  Winogradsky 发现硫循环和硝化细菌。Beijerinck 　　　　　　　首次分离根瘤菌1890 Von Behring 制备抗毒素治疗白喉和破伤风1891  Sternberg 与巴斯德同时发现了肺炎链球菌1895  Ivanowsky 提供烟草花叶病是由病毒引起的证据；　　　　　Bordet 发现互补现象1896  Büchner 用无细胞存在的酵母菌抽提液对葡萄糖进　　　　行酒精发酵成功1899  Ross 证实疟疾病原菌由蚊子传播1909—1910 Ricketts 发现立克次氏体；Ehrlich 首次合成治　　　　　梅毒的化学治疗剂1928 Griffith 发现细菌转化1929 Fleming 发现青霉素1935 Stanley 首次提纯了烟草花叶病毒，并获得了它　　　　　的“蛋白质结晶”1943 Luria 和Delbück 用波动实验证明细菌噬菌体的抗　　　　性是基因自发突变所致；Chain 和Flory 形成青霉素工业化生产的工艺1944 　Avery 等证实转化过程中DNA 是遗传信息的载体；　　　Waksman 发现链霉素1946—1947 Lederberg 和Tatum 发现细菌的接合现象、　　　基因连锁现象1949 Enders 、Robbins 和Weller 在非神经的组织培养　　　　　中，培养脊髓灰质炎病毒成功1952  Hershey 和Chase 发现噬菌体将DNA 注入宿主细胞；Lederberg 发明了影印培养法；　　　　Zinder 和Lederberg 发现普遍性转导Watson 和Crick 提出DNA 双螺旋结构1956 Umbarger 发现反馈阻遏现象1961  Jocob 和Monod 提出基因调节的操纵子模型1961—1966  Holley 、Khorana 、Nirenberg 等阐明遗传密码1969 Edelman 测定了抗原蛋白质分子的一级结构1970—1972 Arber 、Nathans 和Smith 发现并提纯了　　　　　　　　限制性内切酶；Temin 和Baltimore 发现转录酶1973  Ames 建立细菌测定法检测致癌物；Cohen 等首次将重组质粒转入大肠杆菌中获得成功1974  Khler 和Milstein 建立生产单克隆抗体的技术1977  Woese 提出古生菌是有不同于细菌和真核生物的特殊类群；Sanger 首次对ΦX174 噬菌体DNA 进行了全序列分析1982—1983  Cech 和Altman 发现具有催化活性的RNA （ribozyme ）；McClintock 发现的转座因子获得公认；Prusiner 发现朊病毒（prion ）1983—1984 Gallo 和Montagnier 分离和鉴定人免疫　　　　　　缺陷病毒；Mullis 建立PCR 技术1988 Deisenhofer 等发现并研究细菌的光合色素1995 第一个独立生活的生物（流感嗜血杆菌）全基因　　　　序列测定完成1996 第一个自养生活的古生菌基因组测定完成1997 第一个真核生物（啤酒酵母）基因组测序完成2000  霍乱弧菌基因组测序完成与微生物学有关的诺贝尔生理或医学奖Nobel Prize in Physiology or Medicine 1901 －1999 之间有39 项。总人数：77 人美国46 人，英国人11 人，法国人7 人，德国人6 人，瑞士人4 人，澳大利亚人2 人，意大利人1 人1945 年，青霉素的发现与发展1952 年，链霉素的发现与发展1953 年，碳水化合物在细胞中的代谢1958 年，微生物遗传的生物化学研究1959 年，DNA 和RNA 的发现与合成机理1962 年，DNA 结构的测定1965 年，细胞中基因活性的调节研究1969 年，细胞病毒感染的机理研究1984 年，单克隆抗体技术的发展，免疫学研究1997 年，朊病毒的研究1999 年，蛋白质在细胞中的移动和定位机理研究1、感性认识阶段（史前期）（约800 年前~1676 ）七、微生物的发现与微生物学发展* *