微 生 物 学

身边的微生物及现象

2014年2月，智利在复活节岛发现了寨卡病毒感染的首位本土病例。2015年5月，巴西开始出现寨卡病毒感染疫情。截止2016年1月26日，有24个国家和地区有疫情报道，其中22个在美洲，目前欧洲多国也有报道，有蔓延全球之势。

霉变的甘蔗，节菱孢霉菌，3—硝基丙酸，阻断神经传导，引起一系列中毒症状

Severe Acute Respiratory Syndrome

国家卫生计生委新闻发言人姚宏文2014年2月10日在北京透露，目前中国已成功研发出H7N9禽流感疫苗的种子株，将进一步推进疫苗研发及成果转化，根据疫情发展，推进疫苗的审批上市。 禽流感是禽流行性感冒（Avian　Influenza，AI）的简称，这是一种由甲型流感病毒的一种亚型引起的传染性疾病综合征，被国际兽疫局定为Ａ类传染病，又称真性鸡瘟或欧洲鸡瘟。

 印尼村民在焚毁受感染的鸡 韩国卫生官员掩埋受感染的鸭子

出现禽流感症状的婴儿在越南河内的一家医院接受治疗

电镜下的HBV （hepatitis B virus ）

Human Immunodeficiency Virus Acquired Immunodeficiency Syndrome 12.1 卫生部称中国现存艾滋病病毒感染者和病人约84万人，其中可能有44万人不知晓自己已被感染 1981年，美国率先发现了艾滋病 。2010年中国艾滋病感染人数可能达1200万人 2007年，全球感染艾滋病病毒（HIV）的人数从2006年的3950万下降到3320万，下降率为16%；2007年度新感染HIV人数也从2006年度的430万下降到250万，对以往数据进行的修正研究表明，全球HIV感染人数在20世纪90年代达到峰值，即每年平均300多万人次。 根据联合国艾滋病规划署公布的最新数据，截至２００７年底，非洲撒哈拉沙漠以南地区共有２２００万人感染艾滋病病毒，占全世界艾滋病病毒感染总人数的６７％。

12月1日是第十六个“世界艾滋病日”，今年的宣传主题是“相互关爱、共享生命”。在本月的18日，卫生部公布了我国艾滋病的调查结果。数据显示，1985年我国发现首例艾滋病患者之后，现有艾滋病病毒感染者约84万人，其中，艾滋病病人8万人。对于这些患病者，国家正在采取积极救治的措施，遏制该病的传染。免费发放药物，免费治疗的工作正在积极的开展之中。 河南上蔡县文楼村，已检查出来的艾滋病感染者高达61%以上，现在这个村已进入发病高发期。在贫困和缺乏有效治疗的双重夹击下，文楼村这个3170人的村庄，2002年死于艾滋病的村民就有49人，从2003年初至今已有50人死亡。据调查，这些死亡的艾滋病患者平均年龄在35岁左右。那么，他们去世后会给社会留下什么样的隐患？

这是Grcampbell 根据联合国2008年的全球艾滋病人数统计数据所画，大致的艾滋病在全世界各国的成年人中的流行度图。就是一个国家中成年人中艾滋病感染者或艾滋病患者据点的比例，如红色代表100个成年人中有5-15个感染了艾滋病病毒。中国是绿色，艾滋病感染者在中国的成年人中只占0.1％-0.5％，美国则是0.5%-1%。但我们国家已经进入了快速增长期，我们并不能掉以轻心。

HIV模型图 脂双层膜 gp120 包膜糖蛋白 gp41 p24衣壳蛋白 p14内膜蛋白 p7核衣壳蛋白 逆转录酶 整合酶 蛋白酶

A virus can have either DNA or RNA but never both !!

Chain of conidiospores Aerial hyphae Agar surface Substrate mycelium

青霉（Penicillum) 分类：多数属于子囊菌亚门，少数属于半知菌亚门。 分布：广泛分布于土壤、空气、粮食和水果上，可引起病害或霉腐变质 形态特征： 与曲霉类似。但无足细胞，分生孢子梗从基丝或气丝上生出，有横隔，顶端生有扫帚状的分生孢子头。 ----------------------- 形态特征：与曲霉类似，菌丝也是由有隔多核的多细胞构成。但青霉无足细胞，分生孢子梗从基内菌丝或气生菌丝上生出，有横隔，顶端生有扫帚状的分生孢子头。分生孢子多呈蓝绿色。扫帚枝有单轮、双轮和多轮，对称或不对称。 繁殖：无性繁殖产分生孢子；大多数有性阶段不明，归为半知菌类。少数种可形成子囊孢子，归为子囊菌亚门。 代表种：产黄青霉(Pen.chrysogenum) 桔青霉（Pen.citrinum) 展青霉(Pen.patulum) 应用：是生产抗生素的重要菌种，如产黄青霉和点青霉都能生产青霉素。 生产有机酸，如葡萄糖酸、柠檬酸 危害：霉变、疾病

青霉菌

酵母菌

Eukaryotic Microorganisms(根霉)

参考书 微生物学 沈萍主编 微生物学教程 第二版（周德庆） 微生物学 第二版（武汉大学等主编） 微生物学 第三版 周长林主编

绪 论

绪 论 一 微生物 二 微生物学 三 微生物学发展简史

一、 微生物(microorganism) （一）概念： 是一类结构简单、体积微小、肉眼直接看不见，必须借助显微镜才能观察到的微小生物。

（二） 微生物的五大共性 体积小，面积大 吸收多，转化快 适应强，易变异 分布广，种类多 生长旺，繁殖快

1. 体积小、面积大 比表面积=面积/体积 表1－1 对1cm3正立方体作10倍系列三维分割后的比表面积变化 乳酸杆菌 120,000 乳酸杆菌 120,000 豌豆 6.0 鸡蛋 1.5 体重200磅的人 0.3 有利于物质交换和能量、信息的交换； 微生物一系列属性均与此特点密切相关 1. 体积小、面积大 物体的体积越大，其单位体积所占有的表面积越小。 一个典型的球菌，其体积仅1μm3左右，而其比表面积却极大。 这样一个小体积大面积系统，就是微生物与一切大型生物相区别的关键所在，也是赋予微生物具有五个共同特点的本质所在，由这一点可以发展出一系列其它共性，这个小体积大面积系统具有巨大的营养物吸收面、代谢废物排泄面和环境信息的接受面。 表1－1 对1cm3正立方体作10倍系列三维分割后的比表面积变化 边 长 立方体数 总表面积 比表面积 近似对象 1.0cm 1 6cm2 6 豌豆 1.0mm 103 60cm2 60 细小药丸 0.1mm 106 600cm2 600 滑石粉粒 0.01mm 109 6000cm2 6,000 变形虫 1.0m 1012 6m2 60,000 球菌 0.1m 1015 60m2 600,000 大胶粒 0.01m 1018 600m2 6,000,000 大分子 1.0nm 1021 6000m2 60,000,000 分子

1 体积小、面积大 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 微生物个体都极其微小，测量单位是微米或纳米； 各类微生物个体大小的差异十分明显； 放线菌——菌丝直径 0.2～1.0 m 霉菌——菌丝直径 2～10m 酵母菌——1～5×5 ～ 30 m

2 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 2 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 这讲的是微生物的代谢能力 微生物具有较大的表面积/体积比，能够与周围环境迅速地交换营养物质和代谢产物。 生物界的普遍规律：某生物个体越小，其单位体重消耗的食物越多； 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； 从单位重量来看，微生物的代谢强度比高等动物的代谢强度大几千倍到几百万倍。 ◆这一特性为它们的高速生长繁殖和产生大量代谢产物提供了充分的物质条件， 2 吸收多，转化快 微生物的小体积大面积系统吸收营养物的速度极快，从而保证了细胞快速转化作用的原料供应。 发酵乳糖的细菌在1小时内分解的乳糖可达其自身重量的1,000~10,000倍； Candida utilis (产朊假丝酵母) 合成蛋白质的能力比大豆强100倍，比食用肉牛强10万倍； 一些微生物的呼吸速率比高等动植物组织也强得多 微生物的这一特性为它们的高速生长繁殖和产生大量代谢产物提供了充分的物质条件，从而使微生物能够更好地发挥“活的化工厂”的作用。人类对微生物的利用，主要体现在利用它们的生化转化能力。 表1－2 一些微生物和动植物组织的比呼吸速率 生 物 材料 名 称 温 度(℃) －QO2* Azotobacter (固氮菌属) 28 2,000 Acetobacter (醋杆菌属) 30 1,800 Pseudomonas (假单胞菌属) 30 1,200 面包酵母 28 110 肾和肝组织 37 10~20 根和叶组织 20 0.5~4 * －QO2 为每小时内每毫克微生物干重所消耗的O2的微升数。

3 生长旺，繁殖快 例如：Escherichia coli (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。 若按平均20min分裂1次计，则1h可分裂3次，每昼夜可分裂72次，这时，原初的—个细菌已产生了4 722 366 500万亿个后代，总重约可达4 722t。若将细菌平铺在地球表面，能将地球表面覆盖。 3 生长旺，繁殖快 例如：Escherichia coli (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。 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。 3 生长旺盛，繁殖快 微生物能快速吸收同化营养物，其生长速度也相当快。Escherichia coli (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。 按每20分钟分裂一次计算，每昼夜分裂72次，则一个细胞经过一昼夜培养，其后代数为272＝4.722×1021 个(重约4722吨)，培养48小时为2.2×1043个 (约等于4,000个地球的重量)。然而在实际生产、生活和实验中，微生物不可能长时间维持这种高速生长，一般情况下细菌的指数生长速度只能维持数小时，所以在液体培养基中，细菌细胞的浓度一般仅能达到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。任何其它农作物都不可能达到这样的“复种指数”。这一特点对缓和人类所面临的粮食危机也有重大意义。例如一头500kg重的食用牛，每昼夜从食物中浓缩的蛋白质只有0.5kg，而同样重量的酵母菌，只要以粗糖液和氨水为主要养料，在24小时内即可合成50,000kg优质蛋白质。 使它成为生物学基本理论的研究材料。使用微生物作为研究材料可以大大缩短科研周期，节省研究经费，提高工作效率。另一方面， 同时那些危害人、畜和植物的病原微生物或是物品发生霉腐的霉腐微生物会给人类的生产和生活带来严重的危害，需要认真对待。 微生物具有极高的生长速度和繁殖速度 例如： 大肠埃希氏菌（Escherichia coli） 在合适的培养条件下，每分裂一次的时间是12.5—20分钟。如果按20分钟分裂一次，即繁殖一代，则24小时可繁殖72代。 理论上：一个菌体24小时可繁殖272个菌体，即4722×1021个后代，总重量可达4722吨。 实际上：细菌以几何级数速度生长只能维持数小时。 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。例如生产鲜酵母菌，几乎每12小时就可以收获一次。

4 种类多、分布广 分布广：除了火山的中心区域等少数地方外 ， 万米深海、85公里高空、 地层下2千米和427米沉积岩中都发现有微生物存在。 4 种类多、分布广 分布广：除了火山的中心区域等少数地方外 ， 万米深海、85公里高空、 地层下2千米和427米沉积岩中都发现有微生物存在。 例如：分解地球上贮量最丰富的初级有机物—天然气、石油、纤维素、木质素的能力为微生物所垄断；微生物有着最多样的产能方式，诸如细菌的光合作用，化能合成作用，各种厌氧产能途径等；生物固氮作用；合成各种次生代谢产物；抵抗极端环境的能力；分解氰、酚、多氯联苯等有毒和剧毒物质的能力，等等。 微生物的种类 ： 类型 低限 倾向种数 高限 病毒与立克次氏体 1,217 1,217 1,217 支原体 42 42 42 细菌与放线菌 >1,000 1,500 1,500 蓝细菌 1,227 1,500 1,500 藻类 15,051 23,100 23,100 真菌 37,175 47,300 68,939 原生动物 24,068 24,068 30,000 总数 79,780 98,727 127,298 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 分布广，种类多 高等生物的分布区域常有明显的地理限制，要扩大分布范围往往要靠人类或其它生物的散播。而微生物因其体积小、重量轻，故可以到处传播，地球上除了火山口以外，从土壤圈、水圈、大气圈甚至岩石圈都能找到微生物的踪迹。 微生物的分布及其广泛，充满地球。 在人和动植物的体内外、土壤、江、河、湖、海、温泉、雪山、岩石、沙漠、空气等中到处都有微生物。 如:△万米深海中的硫细菌； △几万米高空中的细菌和真菌； △地层下128米和427米沉积岩中的细菌。 我们认识的动物约有150万种，植物约有50万种，微生物约有10万种。 ★种类多的主要表现： 种类多主要表现在微生物的生理代谢类型多、代谢产物种类多和种数多。 微生物的生理代谢类型之多是动、植物所不能比拟的： 分解天然气、石油、纤维素、木质素等物质的能力是微生物所特有的； 微生物的产能代谢方式多种多样，细菌光合作用、嗜盐菌紫膜的光合作用、自养细菌的化能合成作用、各种厌氧产能途径； 生物固氮作用； 合成各种复杂有机物的能力； 对复杂有机物分子的生物转化能力； 分解氰、酚、多氯联苯等有毒物质的能力； 抵抗热、冷、酸、碱、高渗、高压、高辐射剂量等极端环境的能力； 独特的繁殖方式——病毒、类病毒、朊病毒的复制增殖等。 微生物能产生多种代谢产物，如抗生素，色素，毒素以及各种细胞内外的酶类等蛋白质。据报道，到1978年为止已找到5,128种抗生素，其中由微生物产生的就占4,973种，占97%；据1984年的报道，人类已找到9,000种抗生素。微生物所产生的酶的种类也极其丰富，仅“工具酶”中的Ⅱ型限制性内切酶，在各种微生物中就已发现了1,443种 (1990年初)。由此可知微生物代谢产物种类之多。 ★表1－5 主要微生物的种数 * 种 数 低 限 倾向性种数 高 限 病毒与立克次氏体 1,217 1,217 1,217 支原体 42 42 42 细菌与放线菌 1,000 1,500 1,500 蓝细菌 1,227 1,500 2,500 藻类 15,051 23,100 23,100 真菌 37,175 47,300 68,939 原生动物 24,068 24,068 30,000 总计 79,780 98,727 127,298 由于微生物的发现和研究比动、植物晚得多，加上鉴定种的工作以及划分种的标准较为困难，所以首先着重研究的是与人类关系最密切的那些种。目前比较肯定的微生物种数约为10万种，随着分离、培养方法的改进和研究工作的深入微生物的新种、新属、新科乃至新目、新纲屡见不鲜。即使是发现最早的较大型的微生物——真菌，现在还以每年约1,500个新种的速度递增。 从微生物的分布广、种类多这一特点可以看出，微生物的资源非常丰富，然而据估计目前人类开发利用的微生物仅占已发现微生物种数的不足1%。因此在生产实践和生物学基本理论问题的研究中，利用微生物的前景十分广阔。

5 易变异、适应强 突变频率一般为10-5～10-10，但因结构简单繁殖快，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 eg：青霉素生产菌 Penicillium chrysogenum(产黄青霉)的产量1943年为每 ml发酵液中含20 U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 U，甚至接近10万U。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。 ◆微生物在长期进化过程中产生了许多灵活的代谢调控机制，并有很多种类的诱导酶，具有极强的适应性 高温 250℃或300℃某些硫细菌可以生长； 低温 0到-196℃（液氮）大多数细菌能存活； 强酸 5%—10%的硫酸，氧化硫硫杆菌可生长； 强碱 pH值为9—11，某些曲霉和青霉可生长； 高盐 接近32%的饱和盐水，一些嗜盐菌可生长； 此外，有些微生物在抗干燥、辐射、耐压、耐缺氧、耐毒物等方面都有很强的适应性。 ★4 适应性强，容易变异 微生物对环境的适应性极强，这是高等动植物所无法比拟的优势。究其原因也是由于微生物的体积小而表面积极大。估计一个微球菌 (Micrococcus sp.) 的细胞仅能容纳10万个蛋白质分子，而一个体积比微球菌稍大一些的E.coli细胞却含有2,000~3,000种不同蛋白质。因此细胞内部暂时不用的蛋白质不能总是贮存着。为了适应多变的环境条件，微生物在长期的进化过程中产生了许多灵活的代谢调控机制，并拥有种类繁多的诱导酶 (可占细胞蛋白质含量的10%)。 ◆遗传：指的是生物将自己的一整套遗传因子传递给下一代的特性。 变异：指生物体在某种外因或内因的作用下，在遗传物质的结构或数量上发生了改变。 变异的特点是在群体中以极低的几率出现， 突变频率一般为10-5～10-10 变异使得生物在形态、结构、生理特性等性状面有所改变，形成新的性状；新性状是稳定的，可遗传的。 ★形成各种具有特异抗性菌株的原因 微生物的个体多为单细胞、简单多细胞或非细胞结构，它们通常是单倍体，加上它们具有繁殖快、数量多和与外界环境直接接触等原因，即使其变异频率非常低(一般为10－5~10－10)，也能在短时间内产生大量变异的后代。 最常见的变异形式是基因突变，它可以涉及到任何性状，包括形态构造、代谢途径、生理类型、各种抗性、抗原性以及代谢产物的质或量的变异等。 ★微生物对环境条件变化的适应能力举例 微生物对环境条件变化的适应能力堪称生物界之最。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。例如： 海洋深处的一些硫细菌可以在250℃甚至在300℃的高温下正常生长； 大多数细菌能耐受0~－196℃ (液氮) 的任何低温，甚至在－256℃下存活； 一些嗜盐菌甚至在~32%NaCl的饱和盐水中正常生活； 许多微生物尤其是产芽孢的细菌可在干燥条件下长时间保藏； Thiobacillus thooxidans (氧化硫硫杆菌) 是耐酸菌的典型，它的一些菌株能生长在5~10%的硫酸中； 有些耐碱的微生物如 Thiobacillus denitrificans (脱氮硫杆菌) 的生长最高pH值为10.7，有些青霉和曲霉也能在pH9~11的碱性条件下生长； 在抗辐射能力方面，人和哺乳动物的辐射半致死剂量低于1,000R，E.coli为10,000R，酵母菌为30,000R，原生动物为100,000R，而抗辐射能力最强的生物——Micrococcus radiodurans * (耐辐射微球菌) 则达到750,000R； 在抗静水压方面，酵母菌为500个大气压，某些细菌、霉菌为3000个大气压，植物病毒可抗5,000个大气压。地球上大洋最深处为关岛附近的马里亚纳海沟，水深达11,034m，压力约为1,103.4个大气压，可是仍有细菌生存着； 耐缺氧、耐有毒物质等特性在微生物中也是极为常见的。 ★——青霉素产量变异、耐药性变异举例 例如，青霉素生产菌 Penicillium chrysogenum(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。 另外一些对人类有害的变异也很常见，如医疗工作中最常见的致病菌对抗生素所产生的抗药性变异。青霉素1943年刚刚问世时，对Staphylococcus aureus (金黄色葡萄球菌) 的最低制菌浓度是0.02μg，过了几年，制菌浓度不断提高，有的菌株耐药性竟比原始菌株提高1万倍。表1－4所示为有关S.aureus耐青霉素菌株的情况。这种情况说明人类在利用抗生素杀灭病原微生物和其它有害微生物时，必须不断地寻找新的抗生素等化学治疗剂；同时也要记住抗生素不可滥用。 ▼如：流感病毒 ◆微生物形体小，一般都是单细胞、简单的多细胞或非细胞的，通常都是单倍体，再加上繁殖快、数量多和与外界环境直接接触等原因，虽然突变频率很低，但也很容易出现大量变异的后代。

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。 ★微生物对环境条件变化的适应能力举例 微生物对环境条件变化的适应能力堪称生物界之最。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。例如： 海洋深处的一些硫细菌可以在250℃甚至在300℃的高温下正常生长； 大多数细菌能耐受0~－196℃ (液氮) 的任何低温，甚至在－256℃下存活； 一些嗜盐菌甚至在~32%NaCl的饱和盐水中正常生活； 许多微生物尤其是产芽孢的细菌可在干燥条件下长时间保藏； Thiobacillus thooxidans (氧化硫硫杆菌) 是耐酸菌的典型，它的一些菌株能生长在5~10%的硫酸中； 有些耐碱的微生物如 Thiobacillus denitrificans (脱氮硫杆菌) 的生长最高pH值为10.7，有些青霉和曲霉也能在pH9~11的碱性条件下生长； 在抗静水压方面，酵母菌为500个大气压，某些细菌、霉菌为3000个大气压，植物病毒可抗5,000个大气压。 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。

微生物的“生物界之最” 个体最小 数量最多 分布最广 形态最简 变异最易 起源最早 ‘胃口’最大 抗性最强 发现最晚 食谱最广 休眠最长 界级最宽 繁殖最快 种类最多

（三）微生物的分类 1、 微生物在自然界的地位 （三）微生物的分类 1、 微生物在自然界的地位 生物的界级分类学说：是在认识发展过程中存在的对生物分类的不同阶段的不同观点。 如：二界系统、三界系统、三原界系统、四界系统、五界系统、六界系统 三原界系统是1978年由R.H.Whittaker和L.Margulis提出的。 所有生物存在一个共同祖先，由它分三条进化路线，就形成了三个原界：古细菌原界（Archaebacter）、真细菌原界、真核生物原界 提出了内共生学说，主要是Margulis的贡献

三原界系统示意图

六界系统示意图 生物界 动物界 植物界 单细胞藻类 原生生物界 有细胞结构 真菌界 古细菌 蓝细菌 原核生物界 细菌 放线菌 螺旋体 植物界 单细胞藻类 原生生物界 有细胞结构 真菌界 古细菌 蓝细菌 原核生物界 细菌 放线菌 螺旋体 支原体、衣原体、立克次氏体 无细胞结构 病毒界 真核生物 原生动物 生物界 微生物 真病毒 亚病毒

2、微生物的基本类型 三大类 真核细胞型微生物——细胞核分化程度高，有核膜和核仁；细胞器完整；DNA和RNA同时存在。如真菌（酵母菌和霉菌）、原生生物（单胞藻类和原生动物） 原核细胞型微生物——细胞核分化程度较低，仅有原始核，无核膜、核仁；细胞器很不完善（极少或没有）；DNA和RNA同时存在。这类微生物众多，有细菌、放线菌、 支原体、 衣原体 、立克次体、 螺旋体。 非细胞型微生物——是最小的一类微生物。无典型的细胞结构；只能在活细胞内生长繁殖；仅由一种核酸（DNA或RNA）和蛋白质组成．如病毒、类病毒 、拟病毒、朊病毒等。

原核细胞和真核细胞的区别 分布在细胞质中，沉降系数为70S 分布在内质网膜上，沉降系数为80S 原核细胞 真核细胞 细胞核 有明显核区，无核膜、核仁 有核膜，核仁 细胞器 无线粒体，能量代谢和许多物质代谢在质膜上进行 有线粒体，能量代谢和许多合成代谢在线粒体中进行 核糖体 分布在细胞质中，沉降系数为70S 分布在内质网膜上，沉降系数为80S 原核细胞 真核细胞

3、微生物的分类单位 分类单元/单位: 界 Kingdom 门 Phylum（或Division）——亚门 纲 Class ——亚纲 ——超目 目 Order ——亚目 科 Family ——亚科 ——族 ——亚族 属 Genus 种 Species

1）原核生物分类系统： 《伯杰氏系统细菌学手册》 2）真菌分类系统： Aninsworth（1973）真菌分类系统 真菌界分为黏菌门和真菌门

种是最基本的分类单位，种下还有亚种、菌株和型等 几个概念： 菌株：由单细胞繁殖而成的纯种群体 种：是一大群表型特征高度相似、亲缘关系及其接近，与同属内其他种有着明显差异的菌株的总称。 型：细菌种内的分类形式 属：生物学性状基本相同，具有密切关系的一些种组成的分类单位

4、细菌的命名 国际通用：拉丁双名法。由属名和种名两部分组成，前为属名（用名词并以大写字母开头，斜体），后为种名（用形容词，小写，斜体）。另外种名后常加上命名者的姓氏（正体排列），也可以省略。 当该种是一个亚种时，学名用三名法

1）双名法：属名+种名 eg：Escherichia coli 大肠埃希菌 2）三名法：属名+种名+亚种名（缩写为subsp.正体） eg：Bacteroides fragilis subsp. ovatus 脆弱拟杆菌卵形亚种 3）菌株的名称置于学名后，用字母、符号、编号等表示 eg：E. coli B, E. coli K12 4）通俗名：除学名外，细菌还有俗名。 eg：结核分枝杆菌 学名：Mycobacterium tuberculosis，俗名：结核杆菌 tuberclebacillus（TB）

（四）微生物的作用 1、参与自然界的物质循环 碳素循环，氮素循环，S、P、Fe等元素的循环 2、工农业生产上 1）农业上 以菌治虫、治病、治草、增肥、促长、当饲料、当蔬菜 2）工业上 发酵生产食品，饮料，厌氧纯种发酵（乙醇、丙酮、甘油等生产），深层液体通气搅拌培养（例如：抗生素、有机酸、酶制剂等），工程菌的利用 3、医药保健上： 外科消毒法的建立：降低死亡率 抗生素治疗： 生化药物： 绝大多数微生物对人类和动、植物是有益的，而且有些是必需的。

C、H、O在自然界中的循环 CH4 CO2+H2O O2+CH2O 醇、有机酸 H2+CO2 化石燃料 有氧条件 无氧条件 光合作用 发酵作用 甲烷产生作用 呼吸作用 化石燃料

二、微生物学（microbiology） （一）微生物学的定义 是在细胞、分子或者群体水平上研究微生物的形态结构、生理代谢、遗传变异、生态分布和分类进化等生命活动基本规律，并将其应用于工业发酵、医药卫生和生物工程等领域的科学。 根本任务：发掘、利用和改善有益微生物，控制、消灭或改造有害微生物

（二）微生物学的分科 1、按研究微生物的基本生命活动规律为目的分： 微生物形态学，微生物分类学，微生物生理学，微生物生物化学，微生物遗传学，微生物生态学，分子微生物学等

2、按微生物的应用领域分： 工业微生物学，农业微生物学，医学微生物学，药用微生物学，食品微生物学等 3、按研究对象分： 细菌学，真菌学，病毒学，噬菌体学，支原体学等 4、按微生物所在的生态环境分 土壤微生物学，海洋微生物学，环境微生物学等 5、按实验技术操作分： 实验微生物学等

三、微生物学发展简史 感性认识阶段（经验时期） 形态学发展阶段（初创时期） 生理学发展阶段（奠基时期） 分子生物学发展阶段（成熟时期）

（一）经验时期 细菌冶金 防重于治 沤粪肥田 刮骨疗毒 提倡轮作 种痘防花 麦曲治泻 制曲酿酒 　关羽曾经被一支飞箭射中，箭穿透了他的左臂，后来，伤口虽然愈合了，(但是)每到阴雨天，骨头常常疼痛。华佗说：“箭头有毒，毒已渗入到骨头里，应当切开臂膀(再一次治疗箭伤)，刮掉渗入毒药的骨头，(完全)除掉毒药，这样以后，病才能根除。”关羽便伸出臂膀让华佗切开。当时，关羽恰好邀请各位将领在一起喝酒吃饭，臂膀上的鲜血淋漓，溢出盘子，而关羽却(依然)切烤肉(吃)举起酒杯(喝)，谈笑自若。 在琴纳的牛痘接种术发明之前，欧洲人对付天花流行的办法，先是消极地逃避，后是广泛采用源自中国的人痘接种术。具体做法是将天花患者的痘粒脓浆或痘痂粉末作为接种材料，设法送入未患者鼻腔内以引发局部性痘疹，从而获得对天花的免疫力。在16-17世纪，人痘接种术在中国各地广泛应用，还流传到朝鲜、日本、土耳其、俄罗斯和英国等地。 1796年5月14日，琴纳终于一改以往谨慎行事的作风，大胆地跨出了关键性的一步。这是一个阳光明媚的暮春，詹纳医生怀着激动而期待的心情，将挤奶姑娘尼尔姆斯手臂上感染14天后的牛痘疱疮浆液挤出一点，把它“种”在8岁健康男孩菲浦斯臂上用针划出的两道约2厘米长的浅痕上。从第4天起，浅痕上出现丘疹、水疱、脓疱、结痂和脱痂等一系列典型的初发反应，历时半个月，全身仅轻度不适。为了验证效果，7月19日再给他接种人痘，竟未出现任何天花病征。 由于琴纳的牛痘接种法简便、安全而高效，十几年间迅速传遍欧洲各国和美洲大陆。1805年，牛痘接种法传入中国，逐渐取代了人痘接种。1803年，西班牙还特地派遣医疗船队向所有海外属地推广实施牛痘接种法，这一环球航行历时整整3年。当时英法是交战国，但琴纳的名字深受拿破仑的敬重，拿破仑称他是“人类的救星”。德国人把琴纳5月17日的生日作为盛大的节日来庆祝，举国上下载歌载舞，开怀痛饮，欢呼人类的新生。 天花是一种滤过性病毒引起的烈性传染病。得病後死亡率极高，一般可达25％，有时甚至高到40％。不死者也留下永久性的疤痕或失明。我国民间有俗语说：“生了孩子只一半，出了天花才算全。”可见天花危害之严重。 　　早在三千多年前，人们在埃及木乃伊上，已见到天花的疤痕，印度在西元前六世纪也有此病。中世纪时，天花在世界各国广泛流行，几乎有10％的居民死于天花，五个人中即有一个人面上有麻点，甚至皇帝也无法幸免。法皇路易十五，英国女王玛丽二世，德皇约瑟一世，俄皇彼得二世等，都是感染天花而死的。十八世纪，欧洲人死于天花的人数达一亿五千万以上。美洲之有天花，是十六世纪时由西班牙人带入的，据载西元一八七二年美国流行天花，仅费城一市就有二五八五人死亡。在俄国，从一九００年到一九０九年的十年中，死于天花者达五十万人，可见天花是一种极其凶险的传染病。 　　我国古代典籍上没有见到有关天花的确切记载。晋代葛洪（西元二八一- 三四二年）的《肘後备急方》（三四二年）第一次描写了天花的症状及流行情况。 早在新石器时代晚期，我国就已能用谷物酿酒。商代，由于农业生产的发展，谷物酿酒更加普遍。用谷物酿酒，谷物里的淀粉质需要经过糖化和酒化两个步骤。而曲则能够把糖化和酒化这两个步骤结合起来同时进行。制曲酿酒，是我国古代独创的酿酒技术。 制曲酿酒法，一般以稻米、大小麦、高粱等谷物为原料。通过蒸煮使谷物淀碎糊化，利用曲霉、酵母的代谢作用制曲，最后将曲料进行发酵便造出了酒。《尚书·说命篇》中在追述殷商佚事时说：“若作酒醴，尔惟曲糵（糵，谷芽）。”这说明，我国在商代就已经发明了制曲酿酒技术。 提倡轮作 种痘防花 麦曲治泻 制曲酿酒

丰富多彩的酒文化（一） 远古人类发现，吃剩的米粥数日后变成 了醇香可口的饮料—人类最早发明的酒

我国古代的酿酒作坊 （四川新都县出土的汉代画像）

殷 商 酒 具

丰富多彩的酒文化（ 三 ）

为什么在几千年的漫长岁月中人们一直没有发现与自己的生活紧密相关的微生物？

（二）形态学发展阶段 初创时期 1676年， 荷兰人虎克用于观察霉菌的单筒复式显微镜 （二）形态学发展阶段 初创时期 荷兰生物学家列文虎克（1632～1723），原来是个荷兰德尔夫市政府的看门人，但他是第一个发现“小人国”——微生物的人。列文虎克曾跟人学过磨制眼镜片，在看门时有很多空闲时间，但他是个闲不住的人，一年四季，寒来暑往，总是不停地磨制镜片。有一次，列文虎克透过两片透镜看东西，发现能把很小的东西放大许多倍。这下子引起了他莫大的兴趣。后来，他把镜片加以改进，制成了简单的显微镜，扩大了他观察细小东西的视野，成了发明显微镜的人。有一天，列文虎克把自己的牙垢放在镜片下观看，发现里头有许多奇形怪状的“小人国”居民，就是后来所说的微生物。他感到非常惊讶，这样写道：“在一个人口腔的牙垢里生活的生物，比整个荷兰王国的居民还多！”就这样，列文虎克成了第一个发现微生物的科学家。登上了科学宝座，就连英国女王也知道了列文虎克的新发现，向他提出要求：希望亲眼用显微镜观看“小人国”的居民。微生物的发现，在很多学术领域中引起了极大的轰动，对农业、医药工业、酿造工业、食品工业、化学工业、石油工业等方面的研究，都有着重要意义和作用。有的人对一个看门人成为一个发明家和科学家，百思不得其解，十分羡慕，便向列文虎克请教他成功的秘诀：“列文虎克先生，你是怎样从一个看门人成为一个科学家的？”列文虎克听了，一句话也没有说，只是伸出他的双手——一双因长期磨制镜片而满是老茧和裂纹的手！ 1676年， 荷兰人虎克用于观察霉菌的单筒复式显微镜

1676年荷兰人列文虎克用自磨镜片，创造了一架能放大266倍的原始显微镜检查了污水、齿垢、粪便等，发现了许多肉眼看不见的微小生物，正确描述了微生物的形态有球形、杆状和螺旋样，为微生物的存在提供了科学依据。

Anthnoy van Leeuwenhoek与他的显微镜 1684年寄给皇家协会信的部分内容

到1861年近200年的时间里，对微生物的研究仅停留在形态描述的低级水平上。 （二）形态学发展阶段（初创期） 到1861年近200年的时间里，对微生物的研究仅停留在形态描述的低级水平上。 lens Object being viewed A drawing of one of the microscopes showing the lens a; mounting pin b; and focusing screws c and d. adjusting screws Leeuwenhoek’s drawings of bacteria from the human mouth.

（三）、生理学发展阶段（奠基期 ） 重要事件和代表人物 1建立技术 2寻病原菌 3描述—生理 1人类温疫 4客观对待 2马铃薯晚疫病 （三）、生理学发展阶段（奠基期 ） 重要事件和代表人物 1建立技术 2寻病原菌 3描述—生理 4客观对待 5独立学科 1人类温疫 2马铃薯晚疫病 然而14世纪那场肆虐欧洲的“黑死病”，夺命2500万人（1/3）的鼠疫至今仍让人心有余悸。不过，随着千年梦魇渐行渐远，科学家逐渐发现了鼠疫中保护欧洲人祖先的秘密。 14世纪四五十年代，对于欧洲来说，是一个极为悲惨的时刻。从1347年至1353年，席卷整个欧罗巴的被称之为“黑死病”的鼠疫大瘟疫，夺走了2500万欧洲人的性命，占当时欧洲总人口的1/3！在这里提一句：发生在20世纪，堪称人类史上最为惨烈的第二次世界大战，欧洲因战争而死去的总人数为其人口的5%

1、(Edward Jenner,1749~1823) 1796年首创用牛痘预防天花，为预防医学开辟了广阔途径。

2、(Louis Pasteur,1822~1895) 首先实验证明有机物发酵和腐败是由微生物引起，而酒类变质是因污染了杂菌所致。自此，微生物学成为一门独立学科。 成功研制鸡霍乱、炭疽和狂犬病疫苗。

巴斯德的功绩 彻底否定了自然发生说 证实发酵由微生物引起 免疫学—预防接种 发明巴氏消毒法

巴 斯 德 的 曲颈瓶实验 无菌营养液 出现微生物 无菌营养液 无生命出现 加热 无菌营养液 无生命出现

几星期后 42-43 ℃下培养 的老龄炭疽菌 获免疫力 37 ℃下培养 的新鲜炭疽菌 巴斯德发现免疫现象

3、(Robert Koch,1843~1910)创用固体培养基，使有可能将细菌从环境或病人排泄物等标本中分离成为纯培养物，利于对各种细菌的特性进行分别研究。他还创用了染色方法和实验动物感染，为发现多种传染病的病原菌提供实验手段。

发现了肺结核病的病原菌， 因此柯赫获得了1905年的诺贝尔生理学和医学奖 柯赫法则： ①一种病原微生物必然存在于患病动物体内，但不应出现在健康动物体内； ②此病原微生物可从患病动物分离得到纯培养物； ③将分离出的纯培养物人工接种敏感动物时，必定出现该疾病所特有的症状； ④从人工接种的动物可以再次分离出性状与原有病原微生物相同的纯培养物 。 建立微生物学研究基本技术：分离和纯化细菌：划线法，混合倒平板法；细菌染色技术等 柯赫的功绩 发现病原菌 提出柯赫法则

巴斯德（法）和柯赫（德）是微生物学的奠基人 单菌落 划线法获得单菌落 柯赫法则图示

4、(Joseph Lister,1827~1912)首创用石炭酸喷洒手术室和煮沸手术用具以防术后感染，为防腐、消毒以及无菌操作奠定了基础。

迅速发展： 1、病毒学：1892年，俄国伊凡诺夫斯基发现烟草花叶病毒——第一个被发现的病毒；1897年，德国Frasch等发现牛口蹄疫病毒；1901年美国分离出人黄热病病毒 2、免疫学：1796年英国Jenner发明了接种牛痘疫苗预防天花的方法；巴斯德发明了鸡霍乱疫苗、炭疽疫苗、狂犬病疫苗 3、化学治疗与抗生素： 1909年，德国欧立希合成了治疗梅毒的化学药物——砷凡钠明和新砷凡钠明 1929年，英国Fleming发现了青霉素

1928年 Alexander Fleming发现留在工作台上的一些葡萄球菌培养物被某种污染的东西杀死了，留下一些空圈 1928年夏天，天气格外闷热，赖特研究中心破例放了一个避暑假。一天，弗莱明心情异常烦躁，几天来的连续失败加上热得透不过气来的天气，使他什么事也不想干。他胡乱放下手中的实验，准备去海滨避暑。实验台上的器皿就这么杂乱无章地放在那里。这在一向细心的弗莱明二十多年的科研生涯中还是第一次。 月初，天气渐渐凉了下来，人们的心情也趋于平和了。弗莱明回到了他离开多日的实验室。一进门，他就习惯性地去观察那些放假前放在工作台上的盛有培养液的培养皿。望着已经发霉长毛的培养皿，他有些追悔莫及，后悔在度假前没把它们收拾好。这时，一只长了一团团青绿色霉花的培养皿引起了弗莱明的注意，他拿起这只被污染了的培养皿，仔细观察起来。他的助手正准备清理这些培养皿，便说：“先生，培养基发霉了，我把它倒掉吧。”“不，这里好像有‘文章’。”弗莱明走到窗前，对着亮光，他发现了一个奇特的现象：在霉花的周围出现了一圈空白，原先生长旺盛的葡萄球菌不见了。弗莱明马上意识到：会不会是这些葡萄球菌被某种霉菌杀死了呢？他抑制住内心的惊喜，急忙把这只培养皿放到显微镜下观察，果然证实霉花周围的葡萄球菌全部死掉了。这位细心的科学家特地将这些青绿色的霉菌培养了许多，然后把过滤过的培养液滴到葡萄球菌中去。结果，奇迹出现了，几小时内，葡萄球菌全部死亡。他又把培养液稀释10倍、100倍……直至800倍，逐一滴到葡萄球菌中，观察它们的杀菌效果，结果表明，它们均能将葡萄球菌全部杀死。 进一步的动物实验表明，这种霉菌对细菌有相当大的毒性，而对白细胞却没有丝毫影响，就是说它对动物是无害的。 于1929年6月，在英国的《实验病理学》杂志上发表了关于盘尼西林的论文。在论文中，他指出：“事实表明——有一种盘尼西林霉菌分泌了具有非常强大杀菌能力的物质。它不仅能杀死葡萄球菌，而且还能杀死链状球菌等许多病菌。” 然而遗憾的是，弗莱明不是一个化学家。盘尼西林培养液中的有效成分太少了，他对于盘尼西林的提纯问题始终没能解决。加上当时磺胺药在全球的风行，盘尼西林并未引起人们的重视。但弗莱明相信，盘尼西林总有一天会造福人类，他细心地保存着菌种，一代一代地进行着培养。 历史并没有冷淡伟大的科学发现。9年以后，英国病理学家佛罗理看到了弗莱明关于盘尼西林的文章。当时他正在寻找抗菌新药，对盘尼西林的发现十分感兴趣。他决心攻克弗莱明未能攻克的难关。他联合了生化学家欧内斯特·金等人一起，开展了对盘尼西林的纯化工作。经过细菌学家和生化学家的共同努力，高纯度的盘尼西林终于诞生了。将其用于病员身上，效果非常显著。从此，这不起眼的青色霉菌变成了治病良药，轰动了全世界。为此，弗莱明、佛罗理和欧内斯特·金共同获得了1945年的诺贝尔医学生理学奖。

霉菌菌落周围出现抑制萄 葡球菌生长的抑制现象 产黄青霉菌落 细菌生长 抑制区域 正常细菌 生长区域 当时正值二战期间，青霉素的研制和生产转移到了美国。青霉素的大量生产，拯救了千百万伤病员，成为第二次世界大战中与原子弹、雷达并列的三大发明之一。 霉菌菌落周围出现抑制萄 葡球菌生长的抑制现象

（四）分子生物学发展阶段（成熟期） 1、现代发酵工业的形成：1941，Florey & Chain 将青霉素投入生产，是通气培养微生物的开端，将微生物学与工程学结合。 2、微生物代谢作用研究 1928年，Frederick Griffith 发现肺炎球菌转化现象 1944年，Avery 肺炎球菌转化实验，确定DNA是遗传物质，标志着分子生物学的形成。 转化是指受体细胞直接摄取供体细胞的遗传物质（DNA片段），将其同源部分进行碱基配对，组合到自己的基因中，从而获得供体细胞的某些遗传性状，这种变异现象，称为转化。       肺炎双球菌的转化现象最早是由英国的细菌学家格里菲斯(Griffith)于1928年发现的。肺炎双球菌(Diplococcus  pneumoniae)是一种病原菌，存在着光滑型(Smooth简称S型)和粗糙型(Rough简称R型) 两种不同类型。其中光滑型的菌株产生荚膜，有毒，在人体内它导致肺炎，在小鼠体中它导致败血症，并使小鼠患病死亡，其菌落是光滑的；粗糙型的菌株不产生荚膜，无毒，在人或动物体内不会导致病害，其菌落是粗糙的。格里菲斯以R型和S型菌株作为实验材料进行遗传物质的实验，他将活的、无毒的RⅡ型（无荚膜，菌落粗糙型）肺炎双球菌或加热杀死的有毒的SⅢ型肺炎双球菌注入小白鼠体内，结果小白鼠安然无恙；将活的、有毒的SⅢ型（有荚膜，菌落光滑型）肺炎双球菌或将大量经加热杀死的有毒的SⅢ型肺炎双球菌和少量无毒、活的RⅡ型肺炎双球菌混合后分别注射到小白鼠体 内，结果小白鼠患病死亡，并从小白鼠体内分离出活的SⅢ型菌。格里菲斯称这一现象为转化作用，实验表明，SⅢ型死菌体内有一种物质能引起RⅡ型活菌转化产生SⅢ型菌，这种转化的物质（转化因子）是什么?格里菲斯对此并未做出回答。1944年美国的埃弗雷(O．Avery)、麦克利奥特(C. Macleod)及麦克卡蒂(M．Mccarty)等人在格里菲斯工作的基础上，对转化的本质进行了深入的研究。他们从SⅢ型活菌体内提取DNA、RNA、蛋白质和荚膜多糖，将它们分别和 RⅡ型活菌混合均匀后注射人小白鼠体内，结果只有注射SⅢ型菌DNA和RⅡ型活菌的混合液的小白鼠才死亡，这是一部分 RⅡ型菌转化产生有毒的、有荚膜的SⅢ型菌所致，并且它们的后代都是有毒、有荚膜的。由此说明RNA、蛋白质和荚膜多糖均不引起转化，而DNA却能引起转化。如果用DNA酶处理DNA后，则转化作用丧失。        加热温度是60度        实质是S型的DNA或基因与R型活细菌DNA之间重组,使后者获得了新的遗传信息。

肺炎球菌 类型 荚膜 菌落 R型 S型 粗糙 无 有 光滑 （多糖)

肺炎球菌转化实验 R型菌 S型菌

肺炎双球菌转化实验 加热杀死S型菌

活的无毒（R）型细菌受到了死的有毒（S）型细菌的影响，转化为有毒（S）型 肺炎双球菌转化实验 R型菌+加热杀死S型 + 活的无毒（R）型细菌受到了死的有毒（S）型细菌的影响，转化为有毒（S）型 ？

设计实验 DNA 多糖 蛋白质 S型细菌 分别与R型细菌混合培养 预期 S型 S型 S型 ？

艾弗里与同事的工作 S型活细菌 分别与R型细菌混合培养 结果 脂类 DNA RNA 多糖 蛋白质 DNA水解物 结论：DNA是遗传物质 R型 R型 S型 R型 S型

1953，J.D.Waston, H.F.C.Crick 发现DNA双螺旋模型 J.K.Watson、Crick和Wilkins分享了1962年诺贝尔化学奖 1953，J.D.Waston, H.F.C.Crick 发现DNA双螺旋模型

3、分子生物学阶段 20世纪70年代，基因工程的发展，工程菌的构建更促进了微生物学的发展。 微生物学推动生命科学的发展 与“人类基因组计划”

成熟期特点 微生物学成为十分热门的前沿基础学科 微生物成为生物学研究中的最主要对象 生物工程中，发酵工程是最成熟的应用技术 生物工程包括基因工程、细胞工程、酶工程和发酵工程

微生物学的发展促进了人类的进步 微生物与医药卫生 微生物与农牧业 微生物与工业 微生物与食品 微生物与环保 微生物与生物工程（21世纪的微生物学）

微生物与医药卫生 用“工程菌”生产药物 干 扰 素 脑 菲 肽 胰 岛 素 乙肝疫苗 众抗生素 各种单克隆抗体免疫血清

微生物饲料 菌体蛋白饲料 饲 料 酵 母 维 生 素 饲 料 发 酵 饲 料 青 贮 饲 料

微生物农药 细菌杀虫剂:苏云金杆菌菌株的各个变种 真菌杀虫剂:半知菌类中的球孢白僵菌 病毒杀菌剂:1969年法国从烟草花叶病毒中分离提纯一个变种，其制剂喷施番茄，能抵抗花叶病毒侵染番茄。 农用抗生素:国内目前应用面积最大的是防治水稻纹枯病的井岗霉素以及防治稻瘟病和小麦白粉病的庆丰霉素

生物菌肥 主要是根瘤菌肥即含固氮菌活菌的肥料。

微生物与工业 酶 工 业 氨基酸工业 有机酸工业 新材料开发 生 物 化 工 食 品 工 程

微生物与饮食、调味品 青 红 方 味 精 发酵面食 酱，酱油，豆豉 食 用 醋 食药用菌 发酵饮料 食用色素 淹渍蔬菜 食品添加剂

微生物与环保 微生物处理腈纶废水的塔式滤池

改造物种 生物工程 商品生产 微生物与生物工程 常规菌(或常规细胞株) ①遗传（基因）工程 ② 细胞工程 “工程菌”（或“工程细胞株”） ③ 微生物（发酵）工程 ④ 酶工程 ⑤ 生物反应器工程 经济效益 大量产品 社会效益 生态效益 商品生产

国家“八.五” 重点项目 基因工程产品色氨酸

微生物的危害 传染病的产生： 食品、药品等的霉变：例如 柑桔变软，长霉 钢铁的腐蚀、木材等的腐烂：野生菌等 鼠疫、天花、麻风、肺结核等疾病的大流行，现仍有艾滋病、SARS、禽流感的出现和流行。 微生物的危害 传染病的产生： 食品、药品等的霉变：例如 柑桔变软，长霉 钢铁的腐蚀、木材等的腐烂：野生菌等

2013.3上海交大-完美（中国）微生态健康联合研究中心 上海交通大学赵立平教授实验室将一株来自肥胖病人的肠道细菌植入无菌小鼠体内，引起了严重的肥胖和胰岛素抵抗，从而为肠道菌群作为病因参与肥胖、糖尿病等代谢性疾病的发生、发展提供了最直接的实验证据。他们还通过调整膳食，改善患者肠道菌群结构，显著改善了患者的肥胖和慢性病的症状。这些研究将有助于阐明肠道菌群与饮食互作，引起肥胖和糖尿病的机制，有望发展出以肠道菌群为靶点、预防和治疗肥胖、糖尿病的新方法。

省卫生监督所得知岐山王录社一家中毒的消息后，立即前往岐山，对可疑食物豆腐乳、豆豉等八份样品进行采样，省疾控中心对食品样品进行检测后表明，中毒因素为肉毒毒素A，中毒者是因食用自制豆腐乳引起的“肉毒梭菌”中毒。省卫生监督所已建议岐山县卫生部门对已查封的中毒食物“自制豆腐乳”流向调查。 　　据介绍，肉毒梭菌传播途径主要通过食物传播，多见于腌肉、腊肉及制作不良的罐头食品。罐头食品、火腿、腌腊食品若有香味改变者，应禁止食用。自制发酵酱类食品时，盐量要达到14％以上，并提高发酵温度；要经常日晒，充分搅拌；不要吃生酱。

微生物生命现象的特性和共性将更加受到重视 微生物与其他学科实现更广泛的交叉，获得新的发展 21世纪微生物学展望 微生物基因组学研究将全面展开 以了解微生物之间、微与其他生物、微与环境的相互作用为内容的微生物生态学、环境微生物学、细胞微生物学等将在基因组信息的基础上获得长足发展。 微生物生命现象的特性和共性将更加受到重视 微生物与其他学科实现更广泛的交叉，获得新的发展 2008.9载“神七”遨游太空的物种是微生物菌种和杂交水稻两类，共8种。其中，微生物菌种包括灵芝、平菇、虫草、双孢蘑菇、杏鲍菇、茶树菇6种19管；杂交水稻包括“洲A”和“洲B”两种， 微生物产业将呈现全新的局面 我国利用卫星回收搭载微生物培养（2000年6月）

研究微生物学的基本方法 （1）显微镜技术 （2）无菌操作技术 （3）纯种分离技术 （4）纯种培养技术 20世纪诺贝尔医学或生理学奖获得者中，从事微生物问题研究的占1/3。可见微生物学的发展对整个科学技术和社会经济的重大作用和贡献。

思考题 为什么说微生物是一把十分锋利的“双刃剑”？ 用具体事例说明微生物与人类的关系。 为什么说巴斯德和科赫是微生物学的奠基人？