普通微生物教材

教学参考书周德庆著：微生物学教程武汉大学、复旦大学编：微生物学.（第二版）无锡轻工业学院编：微生物学.（第二版）五、绪论绪论一、什么是微生物二、微生物学及其分科三、微生物学发展简史四、微生物的特点及其应用五、微生物的分类及其命名定义：微生物是所有形体微小、单细胞或结构较为简单的多细胞生物、甚至没有细胞结构的生物的通称。种类：微生物类群十分庞杂，包括：无细胞结构的病毒、类病毒、拟病毒等，属于原核生物的细菌、放线菌、立克次氏体、衣原体等，属于真核生物的酵母菌和霉菌，单细胞藻类、原生动物等。一、什么是微生物二、微生物学及其分科微生物学——是在分子、细胞或群体水平上研究微生物的形态结构、生长繁殖、生理代谢、遗传异、生态分布和分类进化等生命活动的基本规律，并将其应用于工业发酵、医学卫生和生物工程等领域的科学。微生物学分科：◆按基本问题分：普通微生物学、微生物分类学、微生物生理学、微生物生态学、微生物遗传学等。◆按研究对象分：细菌学、真菌学、病毒学、噬菌体学等。◆按应用领域分：工业～、农业～、医学～、食品～、石油～、土壤～、海洋～、环境～、发酵微生物学等等。三、微生物学发展简史（一）微生物学的开端（二）微生物学的蓬勃发展阶段（三）现代微生物学阶段四、微生物的特点及其应用1、体积小、面积大2、吸收多、转化快3、生长旺、繁殖快4、适应强、易变异5、分布广、种类多病毒——﹤0.2m杆状细菌——0.5×2.0m支原体立克次氏体衣原体｝0.2～0.5m放线菌——菌丝直径霉菌——菌丝直径2～10m酵母——1—5×5—30m1.体积小、面积大1.体积小、面积大比面=面积/体积乳酸杆菌120,000豌豆6.0鸡蛋1.5体重200磅的人0.32吸收多，转化快＃3克地鼠每天消耗与体重等重的粮食；＃1克闪绿蜂鸟每天消耗两倍于体重的粮食；＃大肠杆菌每小时消耗2000倍于体重的糖。；※发酵乳糖的细菌在1小时内就可以分解相当于其自身重量1,000~10,000倍的乳糖，产生乳酸；※1公斤酵母菌体，在一天内可发酵几千公斤的糖，生成酒精；3生长旺，繁殖快★例如：Escherichiacoli(大肠杆菌)在最适的生长条件下，每12.5~20分钟细胞就能分裂一次。★在液体培养基中，细菌细胞的浓度一般为108~109个/ml。★利用微生物的这一特性就可以:实现发酵工业的短周期、高效率生产。例如生产鲜酵母时，几乎12小时就可以收获一次，每年可以收获数百次。★谷氨酸短杆菌：摇瓶种子→50吨发酵罐：52小时内细胞数目可增加３２亿倍。表1－3若干微生物的代时及每日增殖率微生物名称代时每日分裂次数温度每日增殖率乳酸菌38分38252.7×1011大肠杆菌18分80371.2×1024根瘤菌110分13258.2×103枯草杆菌31分46307.0×1013光合细菌144分10301.0×103酿酒酵母120分12304.1×103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。表1－3若干微生物的代时及每日增殖率4.种类多、分布广分布广：如:万米深海、85公里高空、地层下128米和427米沉积岩中都发现有微生物存在。类型低限倾向种数高限病毒与立克次氏体1,2171,2171,217支原体424242细菌与放线菌1,0001,5001,500蓝细菌1,2271,5001,500藻类15,05123,10023,100真菌37,17547,30068,939原生动物24,06824,06830,000总数79,78098,727127,298微生物的种数，据1972年：更重要的是在于微生物的生理代谢类型多、代谢产物种类多。5.易变异、适应强★任何有其它生物生存的环境中，都能找到微生物。而在其它生物不可能生存的极端环境中也有微生物存在。★突变频率一般为10-5～10-10，但因繁殖快，数量多，与外界环境直接接触，因而在短时间内可出现大量变异的后代。★青霉素产量变异、耐药性变异举例例如，青霉素生产菌Penicilliumchrysogenum(产黄青霉)的产量1943年为每毫升发酵液中含20单位青霉素，40多年来，经过世界各国微生物遗传育种工作者的不懈努力使该菌产量变异逐渐积累，加上发酵条件的改进，目前世界上先进国家的发酵水平每毫升已超过5万单位，甚至接近10万单位。微生物的数量性状变异和育种使产量提高的幅度之大，是动植物育种工作中绝对不可能达到的。正因为如此，几乎所有微生物发酵工厂都十分重视菌种选育工作。五、微生物的分类与命名以啤酒酵母为例，它在分类学上的地位是：界(Kindom)：真菌界门(Phyllum)：真菌门纲(Class)：子囊菌纲目(Order)：内孢霉目科(Family)：内孢霉科属(Genus)：酵母属种(Species)：啤酒酵母（一）、微生物的分类单位界、门、纲、目、科、属、种种是最基本的分类单位每一分类单位之后可有亚门、亚纲、亚目、亚科...1.种（species）：是一个基本分类单位；是一大群表型特征高度相似、亲缘关系极其接近，与同属内其他种有明显差别的菌株的总称。①菌株（strain）:表示任何由一个独立分离的单细胞繁殖而成的纯种群体及其一切后代（起源于共同祖先并保持祖先特性的一组纯种后代菌群）。因此，一种微生物的不同来源的纯培养物均可称为该菌种的一个菌株。菌株强调的是遗传型纯的谱系。例如：大肠埃希氏杆菌的两个菌株：EscherichiacoliB和EscherichiacoliK12★菌株的表示法：★如果说种是分类学上的基本单位，那末菌株实际上是应用的基本单位，因为同一菌种的不同菌株在产酶上种类或代谢物产量上会有很大的不同和差别！微生物的分类单位-2②亚种(subspecies）或变种(variety)：为种内的再分类。当某一个种内的不同菌株存在少数明显而稳定的变异特征或遗传形状，而又不足以区分成新种时，可以将这些菌株细分成两个或更多的小的分类单元——亚种。变种是亚种的同义词，因“变种”一词易引起词义上的混淆，从1976年后，不在使用变种一词。通常把实验室中所获得的变异型菌株，称之为亚种。如：E.colik12（野生型）是不需要特殊aa的，而实验室变异后，可从k12获得某aa的缺陷型，此即称为E.colik12的亚种。③型(form):常指亚种以下的细分。当同种或同亚种内不同菌株之间的性状差异不足以分为新的亚种时，可以细分为不同的型。例如：按抗原特征的差异分为不同的血清型；微生物的分类单位-3学名—是微生物的科学名称，它是按照有关微生物分类国际委员会拟定的法则命名的。学名由拉丁词、或拉丁化的外来词组成。学名的命名有双名法和三名法两种。①双名法：学名=属名+种名+（首次定名人）+现定名人+定名年份属名：拉丁文的名词或用作名词的形容词，单数，首字母大写，表示微生物的主要特征，由微生物构造，形状或由科学家命名。种名：拉丁文形容词，字首小写，为微生物次要特征，如微生物色素、形状、来源或科学家姓名等。（二）微生物的命名必要，用斜体表示可省略，用正体字微生物的名字有俗名和学名两种。如：红色面包霉———粗糙脉孢霉绿脓杆菌———铜绿假单胞菌例：大肠埃希氏杆菌Escherichiacoli（Migula）CastellanietChalmers1919金黄色葡萄球菌StaphylococcusaureusRosenbach1884◆当泛指某一属微生物，而不特指该属中某一种（或未定种名）时，可在属名后加sp.或ssp.（分别代表species缩写的单数和复数形式）例如：Saccharomycessp.表示酵母菌属中的一个种。命名—2◆菌株名称——在种名后面自行加上数字、地名或符号等，如：BacillussubtilisAS1.389AS=AcademiaSinicaBacillussubtilisBF7658BF=北纺ClostridiumacetobutylicumATCC824丙酮丁醇梭菌ATCC＝AmericanTypeCultureCollection美国模式菌种保藏中心◆当文章中前面已出现过某学名时，后面的可将其属名缩写成1~3个字母。如：Escherichiacoli可缩写成E.coliStaphylococcusaureus可缩写成S.aureus②三名法：用于对亚种的命名，这时在属和种名后加写一个subsp.，然后再附上亚种名称（斜排体）。如：Bacillusthuringiensissubsp.galleria苏云金芽孢杆菌腊螟亚种命名—3