農(nóng)業(yè)微生物學(xué) 緒論

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goodafternoon!微生物學(xué)主講教師：徐淑霞河南農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院MicrobiologyE-mail:xushuxia97@163.com動(dòng)物的類群

參考書(shū)：

沈萍，微生物學(xué)，高等教育出版社楊蘇聲，微生物生物學(xué)，科學(xué)出版社王賀祥，農(nóng)業(yè)微生物學(xué)，中國(guó)農(nóng)大出版社李阜棣，微生物學(xué)，中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社教材：

周德慶，微生物學(xué)教程（第二版），高等教育出版社相關(guān)網(wǎng)站：中國(guó)微生物學(xué)會(huì)：中國(guó)科學(xué)院微生物研究所：

生物谷：

微生物學(xué)-生命經(jīng)緯：

中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)微生物系：

華中農(nóng)業(yè)大學(xué)微生物學(xué)：

武漢大學(xué)微生物教學(xué)網(wǎng)站：

http://1/fzjx/wsw/緒論第一章：原核微生物第二章：真核微生物第三章：非細(xì)胞生物（病毒和亞病毒）第四章：微生物的營(yíng)養(yǎng)和培養(yǎng)基第五章：微生物的新陳代謝目錄第六章：微生物的生長(zhǎng)及其控制第七章：微生物的遺傳變異和育種第八章：微生物的生態(tài)第九章：傳染與免疫第十章：微生物的分類和鑒定目錄緒論Introduction

第一節(jié)：微生物Microorganism第二節(jié)：微生物學(xué)Microbiology

緒論第一節(jié)：微生物（Microorganism）一、微生物的概念二、微生物與人類、特別是農(nóng)業(yè)的關(guān)系三、微生物的命名法四、微生物的共同特點(diǎn)緒論一、微生物的概念微生物是一類形體微小、單細(xì)胞或個(gè)體較為簡(jiǎn)單的多細(xì)胞，甚至無(wú)細(xì)胞結(jié)構(gòu)的低等生物的總稱。

簡(jiǎn)單地說(shuō)是人們對(duì)肉眼看不見(jiàn)的或看不清楚的微小生物的總稱。

根據(jù)細(xì)胞結(jié)構(gòu)的有無(wú)可分為細(xì)胞結(jié)構(gòu)微生物（原核和真核）和非細(xì)胞結(jié)構(gòu)微生物（病毒、類病毒）。緒論第一節(jié)哪些是微生物？這些都是微生物約在17世紀(jì)，林奈（Linnaeus,1707－1778）提出生物可以劃分為；植物動(dòng)物

18世紀(jì)，由于顯微鏡制造上的發(fā)展，人類發(fā)現(xiàn)在自然界還存在許多肉眼看不清的微小生物。

1866年，海格爾（E.H.Haeckle）提出將生物分為植物界、動(dòng)物界和原生生物界。原生生物界是由低等生物組成（微生物）。生物界植物界動(dòng)物界原生生物界

20世紀(jì)40年代，依靠電子顯微鏡，人類發(fā)現(xiàn)所有生物的細(xì)胞核可區(qū)分為二類，即真核和原核。在原生生物界中，有真核的生物，也有原核的生物，因此海格爾提出的原生生物界實(shí)際上包括了在進(jìn)化上相差很遠(yuǎn)的生物種類。

1969年，R.H.Whittaker提出了將生物分為五界：生物界植物界動(dòng)物界原生生物界真菌界細(xì)菌界生物六界生物界植物界動(dòng)物界原生生物界真菌界細(xì)菌界病毒界

Woese和Wolfe（1970）在對(duì)代表性的細(xì)菌類群的16SrRNA的堿基序列進(jìn)行比較研究后發(fā)現(xiàn)產(chǎn)甲烷細(xì)菌(methanogens)與其它細(xì)菌（或稱為真細(xì)菌，eubacteria）有明顯的區(qū)別，進(jìn)一步的研究又發(fā)現(xiàn)極端嗜鹽細(xì)菌(extremehalophiles)和嗜熱酸細(xì)菌（thermo-acidophiles）的16SrRNA譜也與產(chǎn)甲烷細(xì)菌相似。這三類細(xì)菌在厭氧、高溫和強(qiáng)酸的條件下生活，與地球上生命出現(xiàn)初期的環(huán)境相似，因此將它們命名為古菌。

根據(jù)上述研究結(jié)果，1978年由R.H.Whittaker和L.Margulis提出了著名的3原界(Urkingdom)學(xué)說(shuō)。該學(xué)說(shuō)認(rèn)為，在生物進(jìn)化的早期，各種生物存在一個(gè)共同祖先，由這一共同祖先分3條路線進(jìn)化，形成了3個(gè)原界，既古菌原界、真細(xì)菌原界和真核原界。古菌原界：產(chǎn)甲烷細(xì)菌、極端嗜鹽細(xì)菌和嗜熱酸細(xì)菌真細(xì)菌原界：藍(lán)細(xì)菌和除古菌外的其它原核生物真核原界：原生生物、真菌、動(dòng)物和植物

微生物包括全部古菌原界，真細(xì)菌原界和真核原界中的真菌、單細(xì)胞藻類和原生動(dòng)物，以及非細(xì)胞形態(tài)的病毒。微生物不是生物分類學(xué)上的單位。Bacteria(細(xì)菌）Cyanobacteria（藍(lán)細(xì)菌）Actinomycetes(放線菌）Molds(霉菌)Yeast(酵母菌）二、微生物與人類，特別是農(nóng)業(yè)的關(guān)系（4）引起水華和赤潮微生物的作用緒論第一節(jié)微生物引起人類病害微生物引起動(dòng)植物病害，食品腐敗生產(chǎn)食品生產(chǎn)藥物污水處理降解農(nóng)藥增加土壤肥力三、微生物的命名（Linnaeus雙名法）學(xué)名=屬名（名詞）+種名（形容詞）

屬名規(guī)定了微生物的主要形態(tài)特征、生理特征等，種名往往補(bǔ)充說(shuō)明微生物的顏色、形狀、用途等。如：黑曲霉Aspergillusniger注意：學(xué)名在書(shū)寫(xiě)時(shí)要用斜體字，屬名第一個(gè)字母大寫(xiě)，種名要小寫(xiě)。如大腸桿菌（EscherichiacoliCastellaniandChalmers）.如果沒(méi)有鑒定到種時(shí)，可只寫(xiě)屬名，也可在其后加sp.或ssp.如芽孢桿菌屬(Bacillus)或（Bacillusssp.)緒論第一節(jié)四、微生物的共同特點(diǎn)

1體積小，面積大

2吸收多，轉(zhuǎn)化快

3生長(zhǎng)旺，繁殖快

4適應(yīng)性強(qiáng)，易變異

5分布廣，種類多緒論第一節(jié)

1、體積小，面積大

微生物的共同特點(diǎn)1比面值：某一物體單位體積所占有的表面積稱為比面值（surfacetovolumeratio)比面值=表面積/體積=4πr2/(4/3)πr3

=3/r微生物的描述單位：細(xì)菌及霉菌用微米μm、病毒一般用納米nm邊長(zhǎng)體積表面積比面值1.0cm16cm261.0mm103

60cm2600.1mm106

600cm26000.01mm109

6000cm260001.0μm1012

6m2600000.1μm1015

60m26000000.01μm1018

600cm26000000緒論第一節(jié)2、吸收多，轉(zhuǎn)化快

微生物的共同特點(diǎn)2

吸收、轉(zhuǎn)化物質(zhì)速度極快。酵母菌：1公斤每天可發(fā)酵幾千公斤糖生成酒精。乳酸菌：(發(fā)酵乳糖的細(xì)菌)每1小時(shí)產(chǎn)乳酸是其體重的1000～10000倍。

3、生長(zhǎng)旺，繁殖快

微生物的共同特點(diǎn)3

生長(zhǎng)最快的動(dòng)物肉仔雞：生長(zhǎng)周期要二個(gè)月。大豆：生長(zhǎng)周期至少100天。大腸桿菌（E.coli）在適宜條件下37℃時(shí)的世代時(shí)間為18min，每24h可分裂80次，即增殖數(shù)為280=1.2×1024=5000噸在發(fā)酵工業(yè)上，利用微生物的這一特性可以大大提高生產(chǎn)效率，縮短發(fā)酵周期。在生物學(xué)基本理論的研究上，微生物具有極大的優(yōu)越性，研究周期短，空間需求少，經(jīng)費(fèi)消耗低，產(chǎn)生效率高。4、適應(yīng)強(qiáng)，易變異微生物的共同特點(diǎn)4

營(yíng)養(yǎng)來(lái)源廣泛：“無(wú)論多高明的化學(xué)家，只要他合成一種化合物，無(wú)論這種合化物多么復(fù)雜，自然界早就存在能分解這種化合物的微生物。”不受地理、季節(jié)、氣候等自然條件的限制。從無(wú)機(jī)物到有機(jī)物；從無(wú)毒物到有毒物；從結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單到結(jié)構(gòu)復(fù)雜的物質(zhì)，微生物都能利用和降解。

微生物有極其靈活的適應(yīng)性，這是高等動(dòng)植物無(wú)法比擬的，諸如抗熱性、抗寒性、抗鹽性、抗酸性、抗壓力等能力。例如：在海洋深處的某些硫細(xì)菌可在250℃-300℃之間生長(zhǎng)；嗜鹽細(xì)菌可在飽和鹽水中正常生長(zhǎng)繁殖；Thiobacillusthiooxidans(氧化硫桿菌)在pH1-2酸性環(huán)境中生長(zhǎng)。Bacillus.sp.(未定名)的芽孢在琥珀內(nèi)蜜蜂腸道中已保存了2500萬(wàn)年--4000萬(wàn)年。

微生物的自然變異頻率可達(dá)10-5~10-10

，變異可涉及到任何形狀，形態(tài)構(gòu)造，代謝途徑，生理特性，抗原抗性，產(chǎn)物種類，產(chǎn)物數(shù)量等容易發(fā)生變異：（實(shí)例）

產(chǎn)黃青霉：生產(chǎn)青霉素的菌種1943年：生產(chǎn)能力20U/ml現(xiàn)在：生產(chǎn)能力5萬(wàn)單位/ml甚至更高。

20世紀(jì)40年代：10萬(wàn)單位/每個(gè)病人每天現(xiàn)在：100萬(wàn)單位/每個(gè)病人每天（即便是新生兒40萬(wàn)單位/每個(gè)病人每天，嚴(yán)重時(shí)可達(dá)到上千萬(wàn)單位，甚至上億）

5、種類多，分布廣

微生物的共同特點(diǎn)5動(dòng)物：150萬(wàn)種，植物：50萬(wàn)種微生物每年仍有幾百上千的新種在被發(fā)現(xiàn)，估計(jì)數(shù)目在50萬(wàn)至600萬(wàn)種之間。

原核生物：3500種病毒：4000種

20多萬(wàn)種：真菌：9萬(wàn)種原生動(dòng)物和藻類：10萬(wàn)種

（1）種類多5、種類多、分布廣

微生物的共同特點(diǎn)5（2）分布廣

在生物圈的每一個(gè)角落都有微生物蹤跡。如：人體體腔（100-400種），其中數(shù)量最多的是（脆弱擬桿菌），萬(wàn)米深海的硫細(xì)菌，85公里高空的微生物；地層下128米和427米的沉積巖中的細(xì)菌。緒論第一節(jié)地點(diǎn)微生物數(shù)量（個(gè)/m3)空氣北極（北緯80℃