微生物資源學(xué)緒論課件

第一章微生物資源學(xué)緒論第一節(jié)微生物資源的概念自然資源：凡是自然物質(zhì)經(jīng)過(guò)人類的發(fā)現(xiàn)，被輸入生產(chǎn)過(guò)程，或直接進(jìn)入消耗過(guò)程變成有用途的，或能給人以舒適感，從而產(chǎn)生有價(jià)值的東西，統(tǒng)稱為自然資源。在一定時(shí)間、一定空間條件下能產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)價(jià)值以提高人類當(dāng)前及將來(lái)福利的自然因素和條件。(聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署在肯尼亞召開的會(huì)議)大氣、水、氣候、土地、礦物、生物、太陽(yáng)輻射、風(fēng)能、潮汐自然資源生物資源非生物資源

第一章微生物資源學(xué)緒論第一節(jié)微生物資源的概念生物資源(可再生資源)：是指生物圈中對(duì)人類具有一定經(jīng)濟(jì)價(jià)值的動(dòng)物、植物、微生物有機(jī)體及由它們所組成的生物群落。

基因物種生態(tài)系統(tǒng)生物資源的層次性反硝化基因反硝化菌氨化、硝化、反硝化作用生態(tài)系統(tǒng)討論：能否根據(jù)你已掌握的知識(shí)背景舉例說(shuō)明？

第一章微生物資源學(xué)緒論第一節(jié)微生物資源的概念非生物資源（非再生資源）：總貯量有限，消耗后不能恢復(fù)或不能簡(jiǎn)單恢復(fù)的資源。金屬、煤炭、石油等礦產(chǎn)資源

第一章微生物資源學(xué)緒論第一節(jié)微生物資源的概念微生物資源：自然環(huán)境中對(duì)人類具有一定經(jīng)濟(jì)價(jià)值的微生物有機(jī)體以及由它們所組成的生物群落。討論：1、當(dāng)提及“細(xì)菌”這個(gè)名詞時(shí)，你的第一反應(yīng)是什么?？謶郑繀拹?？喜悅？平靜？2、你曾經(jīng)從長(zhǎng)輩那里獲得的有關(guān)“細(xì)菌”的知識(shí)是什么？3、請(qǐng)描述發(fā)生在你身邊的有關(guān)微生物的故事。4、舉例說(shuō)明發(fā)生在我們生活中的微生物的友善之舉。

第一章微生物資源學(xué)緒論第一節(jié)微生物資源的概念微生物的作為一類資源的觀點(diǎn)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有深入人心。原因一：微生物的發(fā)現(xiàn)就很晚，僅三百多年的歷史。

原因二：人類最初所關(guān)心的微生物是引起疾病的病原微生物。1683年，牙垢第一次發(fā)現(xiàn)細(xì)菌(leeuwenhoek)1796年，研究天花免疫(Jenner)1847年，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)褥熱的病因，同時(shí)創(chuàng)制了防腐劑(Semmelweiss)1880年，研究了炭疽病免疫、狂犬病免疫(Pasteur)1882年，發(fā)現(xiàn)結(jié)核桿菌(koch)1883年，發(fā)現(xiàn)霍亂弧菌(koch)1896年，研究考察鼠疫、麻瘋、瘧疾

第一章微生物資源學(xué)緒論第一節(jié)微生物資源的概念人類已知微生物及可能存在的微生物的種類微生物類型已知可能總數(shù)已知占總數(shù)的百分比細(xì)菌（包括放線菌）5千種4萬(wàn)種12%；真菌7萬(wàn)種150萬(wàn)種5%微生物是現(xiàn)實(shí)的和潛在的用途巨大的生物資源

第一章微生物資源學(xué)緒論第二節(jié)微生物資源的特點(diǎn)及其開發(fā)前景一、微生物資源的特點(diǎn)（1）代謝類型極其多樣化，生長(zhǎng)繁殖速度驚人。（2）種原豐富，未知者眾。（3）變異性大。

第一章微生物資源學(xué)緒論第二節(jié)微生物資源的特點(diǎn)及其開發(fā)前景二、微生物資源的開發(fā)前景大型真菌：約有1萬(wàn)種可以食用的：已知的有2000種已進(jìn)行實(shí)驗(yàn)性栽培的：100種左右已開展了商業(yè)性生產(chǎn)：30種左右毛頭鬼傘

第一章微生物資源學(xué)緒論第三節(jié)微生物資源開發(fā)利用簡(jiǎn)史二、近現(xiàn)代的發(fā)展（19世紀(jì)中葉以后）1882年，丹麥人首次建立了酵母菌的純種分離法(E.C．Hansen)1885年，德國(guó)人提出了真菌與植物的共生體——菌根的概念。(B．Frank)1888年，荷蘭學(xué)者首次用純培養(yǎng)獲得豆科植物根瘤菌(M.W.Beijerinck)1897年，用酵母菌細(xì)胞提取液對(duì)葡萄糖進(jìn)行酒精發(fā)酵成功(E.Euchner)1923年，德國(guó)人從枯草桿菌中獲得了細(xì)菌性淀粉酶(Boidin)1929年，英國(guó)人首次發(fā)現(xiàn)了抗生素——來(lái)自真菌的青霉素(A．Fleming)1943年，英國(guó)人對(duì)青霉素提純和工業(yè)化生產(chǎn)進(jìn)行了一系列研究(Florey)1944年，美國(guó)首次從放線菌中分離出抗生素——鏈霉素(Waksman)。1957年，日本的朝井等用細(xì)菌發(fā)酵法生產(chǎn)谷氨酸并在日本正式投產(chǎn)。

第一章微生物資源學(xué)緒論第三節(jié)微生物資源開發(fā)利用簡(jiǎn)史三、當(dāng)代微生物資源的開發(fā)與利用1、微生物菌體利用糖蜜蔗糖渣石油液蠟甲烷甲醇工業(yè)廢水城市垃圾酵母菌單細(xì)胞蛋白SCP醫(yī)用酵母片

第一章微生物資源學(xué)緒論第三節(jié)微生物資源開發(fā)利用簡(jiǎn)史三、當(dāng)代微生物資源的開發(fā)與利用1、微生物菌體利用年產(chǎn)10萬(wàn)噸SCP工廠種植150萬(wàn)畝大豆3億畝奶牛牧場(chǎng)

第一章微生物資源學(xué)緒論第三節(jié)微生物資源開發(fā)利用簡(jiǎn)史三、當(dāng)代微生物資源的開發(fā)與利用1、微生物菌體利用我國(guó)SCP生產(chǎn)：1986年，廣東省江門市建成首個(gè)SCP飼料廠1987年SCP全國(guó)總產(chǎn)量1.55萬(wàn)噸1990年總產(chǎn)量超過(guò)2萬(wàn)噸1991年6萬(wàn)噸2000年固體酵母15萬(wàn)噸

第一章微生物資源學(xué)緒論第三節(jié)微生物資源開發(fā)利用簡(jiǎn)史三、當(dāng)代微生物資源的開發(fā)與利用1、微生物菌體利用云南麗江程海

21世紀(jì)人類最好的保健品

第一章微生物資源學(xué)緒論第三節(jié)微生物資源開發(fā)利用簡(jiǎn)史三、當(dāng)代微生物資源的開發(fā)與利用2．微生物代謝產(chǎn)物的利用（1）氨基酸：谷氨酸、賴氨酸、丙氨酸、精氨酸、纈氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、苯丙氨酸、色氨酸、蘇氨酸、脯氨酸、瓜氨酸、鳥氨酸等

(2）有機(jī)酸：檸檬酸、醋酸、葡萄糖酸、丁烯二酸、曲酸、烏頭酸、蘋果酸、a-酮戊二酸、衣康酸等。（5）酶：數(shù)百種:水解酶（淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶等）氧化酶、轉(zhuǎn)化酶、異構(gòu)酶工具酶（Taq酶）

第一章微生物資源學(xué)緒論第三節(jié)微生物資源開發(fā)利用簡(jiǎn)史三、當(dāng)代微生物資源的開發(fā)與利用2．微生物代謝產(chǎn)物的利用（6）微生物藥物：抗生素及相關(guān)的生物活性物質(zhì)葡萄糖異構(gòu)酶

第一章微生物資源學(xué)緒論第三節(jié)微生物資源開發(fā)利用簡(jiǎn)史三、當(dāng)代微生物資源的開發(fā)與利用3、微生物特性的利用（1）甾體轉(zhuǎn)化：調(diào)劑人體代謝的激素類藥物（環(huán)戊烷多氫菲核）（3）微生物探礦：以氣態(tài)烴為惟一碳源的微生物，進(jìn)行石油勘探。仙影拳桿菌：金礦探測(cè)。

（2）生物濕法冶金：利用化能自養(yǎng)微生物氧化預(yù)處理含硫、砷的金、銀、錳等貴重金屬礦物，提高金屬的回收率。

第一章微生物資源學(xué)緒論第三節(jié)微生物資源開發(fā)利用簡(jiǎn)史三、當(dāng)代微生物資源的開發(fā)與利用4、其它方面的利用（1）廢物資源的再利用：地球上的三大廢物資源——纖維素和木質(zhì)素、甲殼素、角蛋白(2）工業(yè)污染物及其他廢物的降解及凈化：30年代植物病理學(xué)家裘維蕃《中國(guó)食用菌及其栽培》(1952)50年代根瘤菌制劑并推廣使用60年代防治害蟲的微生物制劑(蘇云金桿菌、白僵菌等)

農(nóng)用抗生素(春雷霉素、井岡霉素等)

工業(yè)酶制劑、酵母選育沼氣發(fā)酵以及石油微生物利用70年代食用菌研究和生產(chǎn)80年代植物菌根菌的研究(菌根菌生態(tài)學(xué)及應(yīng)用技術(shù))

第一章微生物資源學(xué)緒論第三節(jié)微生物資源開發(fā)利用簡(jiǎn)史四、我國(guó)微生物資源的開發(fā)與利用簡(jiǎn)況

（1）研究微生物的系統(tǒng)分類及物種多樣性（2）掌握微生物的生態(tài)分布、生理及代謝活動(dòng)規(guī)律（3）闡明有益微生物的生物化學(xué)活性及物質(zhì)轉(zhuǎn)化機(jī)理（4）研究和開發(fā)合理而有效的微生物資源應(yīng)用技術(shù)

第一章微生物資源學(xué)緒論第四節(jié)微生物資源學(xué)的任務(wù)一、微生物資源學(xué)的目的與任務(wù)微生物資源學(xué)的任務(wù)：

第一章微生物資源學(xué)緒論第四節(jié)微生物資源學(xué)的任務(wù)二、我國(guó)當(dāng)前需要開展的研究工作(一)微生物資源調(diào)查食用及藥用真菌資源的調(diào)查菌根菌資源的調(diào)查固氮微生物資源的調(diào)查和根瘤菌的分類鑒定昆蟲病毒資源的調(diào)查新型拮抗性微生物的篩選微生物的化學(xué)分類和鑒定單細(xì)胞蛋白(SCP)微生物的開發(fā)極端環(huán)境微生物資源的調(diào)查

第一章微生物資源學(xué)緒論第四節(jié)微生物資源學(xué)的任務(wù)二、我國(guó)當(dāng)前需要開展的研究工作（二）微生物的種質(zhì)改良野生菌種馴化、優(yōu)良菌種篩選、菌種的遺傳改良微生物誘變及細(xì)胞和分子育種技術(shù)根瘤菌遺傳學(xué)固氮基因的體外重組基因工程疫苗生產(chǎn)纖維素和木質(zhì)素分解菌的工程菌株構(gòu)建

第一章微生物資源學(xué)緒論第四節(jié)微生物資源學(xué)的任務(wù)二、我國(guó)當(dāng)前需要開展的研究工作（四）微生物生態(tài)學(xué)研究各種生境中的微生物群體結(jié)構(gòu)與生態(tài)功能微生物與其它生物的共生或共棲機(jī)制寄生和拮抗微生物的作用機(jī)制與病蟲害發(fā)生有關(guān)的微生物區(qū)系動(dòng)態(tài)微生物的分解作用與物質(zhì)循環(huán)

第一章微生物資源學(xué)緒論第四節(jié)微生物資源學(xué)的任務(wù)二、我國(guó)當(dāng)前需要開展的研究工作（五)微生物資源保護(hù)技術(shù)菌種保藏技術(shù)微生物遺傳多樣性評(píng)價(jià)微生物基因庫(kù)構(gòu)建自然保護(hù)區(qū)的設(shè)定瀕危及稀有微生物的指定及保護(hù)措施的建立本章思考題:1、何為生物資源？它與非生物資源的區(qū)別在哪里？2、何為微生物資源：其特點(diǎn)如何？3、簡(jiǎn)述當(dāng)代微生物資源開發(fā)利用現(xiàn)狀及我國(guó)當(dāng)前需要開展研究的