周德庆微生物学笔记00

绪 论

一、微生物学的研究对象和任务

微生物（microbe）是一切肉眼看不见或看不清楚的微小生物总称。它们是一些个体微小，构造简单的低等生物，因此，微生物类群十分庞杂，包括三部分：原核类，真核类，非细胞类，如P1表。 二、人类对微生物世界的认识过程 （一）一个难以认识的微生物世界

在生物进化史中，微生物是最古老的生物，可是人类对微生物知识却长期缺乏，原因主要有以下四个方面：

1、个体微小：nm＜微生物＜um，人眼对＜1mm的物体看不清。 2、外貌不显：个体看不见，但微生物群体可见，个体――群体。 3、杂居混生：杂居――提纯分离之前是无法知道每种微生物的作用。

4、因果难联：现象（感染、酒病、赤潮、变质）本质微生物 （二）人类揭开微生物世界奥秘的历史

微生物学的发展历史可分为五个时期，现简述如下： 1、感性认识：（8000年前――1676年）这一漫长历史时期，人类虽未见到微生物个体，却自发地频繁与微生物打交道，并凭经验利用有益微生物和防治有害微生物的活动。举例如下：

（1）利用自养细菌的生命活动（胆水浸铜法）生产铜（细菌冶金） （2）在商代便知道使用储存一定时间的粪便来肥田

（3）＜＜齐民要术＞＞（六世纪）种过豆类植物的土地特别肥沃（提倡轮作） （4）医药

①祖先在2500年前就知道利用麦曲治疗腹泻

②我们祖先对疾病的病源及传染问题已有接近正确的推论，公元前5~~6世纪扁鹊就提倡防重与治国

③公元前世纪已经知道狂犬病来源于疯狗，公元3世纪便有“以脑傅之”的记载，这是最早的免疫学思想（教材称为“以毒攻毒”）

④公元2世纪华佗主张割去腐肉以防传染。

⑤公元3世纪发明了种痘预防天花，这种方法经丝绸之路传到地中海沿岸，再传到欧洲，在此基础上英国人进行了改进种牛痘预防天花。

（5）酿酒制曲：应用水平最高，并独树一帜的就首推我国人民在这方面的伟大创造，可概括为四大特点，历史悠久，工艺独特，经验丰富，品种多样。 ①历史悠久：我国人民和古埃及人大约在距今8000年至4500年间已发明了制曲酿酒工艺（金字塔内有酿造啤酒的壁画7000年）酒在我国起源的确切时间还有待讨论和考证，发明过程大致可看成原始人吃剩的大米粥放在阴凉处数日后所致，直接证据如下： a《淮南子》（公元前2世纪）中有“清映之美，始于来耜”记载 b龙山文化遗址（约4000年）中有饮酒用具 c殷代甲骨文中有“酒”的象形文字 d《诗经》（公元前14世纪）里有用曲作酒的记载 e晋代《酒浩》（3世纪）中有关于酒的起源的叙述

在以后的文献中，酒和与饮酒有关场面大量出现――中国酒文化

②工艺独特：利用霉菌淀粉酶（曲）对谷物糖化然后利用酵母菌进行酒精发

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酵

③经验丰富：制曲与酿酒技术均堪称一绝：

④品种多样：曲种多样、多形式；酒品种多样，名优品牌遍布全国

2形态学发展阶段（1676——1861）1676年，荷兰学者列文虎克用自制的单筒式显微镜观察到了细菌、酵母菌等微生物，观察材料为污水、牙垢、 腐败有机物等，直接看到了微小生物，并作了相当正确的描述，但在此后将近两三个世纪，有关微生物知识的积累相当缓慢。

3生理学发展阶段（1861－1897）本期特点如下： （1）本期特点

①建立了一系列研究微生物所必要的独特方法和技术

②借助于良好的研究方法开创了寻找病原微生物的“黄金时期” ③把微生物学的研究从形态描述推进到生理学研究新水平 ④微生物学以独立的学科形式开始形成 （2）本期代表人物

①法国巴斯德pasteur（1822－1895）微生物学的奠基人，功绩：

a证明：酒、醋的酿造过程是由微生物引起的发酵，酒变酸由于有害微生物繁殖的结果。

b证明：流行的昆虫病 蚕病 、禽病（鸡霍乱）、兽病（牛，羊炭疽病、狂犬病）是由病源微生物引起的，并进一步提出了接种疫苗的方法。 c用严密的科学试验，令人信服地否定了“自生说”

②德国人科赫R·Koch（1843－1910）细菌学奠基人，功绩： a建立了形究微生物的一系列重要方法。

b分离到多种微生物：炭疽杆苗，霍乱孤苗，结核杆菌等。 c提出科赫法则，这一法则现已成为常识。

（3）促进本期的因素：由于马铃薯晚疫病在欧美严重发生引起灾荒，人们对致病的真正原因开始重视。19世纪60年代欧洲的一些国家中重要的工业酿酒部门发生了酒变质的问题也推动了对微生物的研究。

巴斯德与科赫的研究工作后，微生物学迅速发展，一系列的微生物学的分支学科相继创立，如细菌学（巴，科），外科消毒术：（Lister对当时外科手术经常出现伤口化脓发炎是由于外界微生物进入的结果）免疫学，土壤微生物学（固氮菌的发现）病毒学（烟草花叶病）真菌学，酿造学等。化学治疗法等，各种微生物学专著相继出现。 4发展期：（1897－1953）微生物研究工有以下几个特点 （1）进入了微生物系列化水平的研究

“微生物猎人”：寻找人，动物的致病菌为目标 “维生素猎人”：研究微生物对维生素的需要，因而研究其代谢 “酶猎人”：研究并提取微生物产生的酶并广泛利用 “抗生素猎人”：提取微生物代谢动物抗生素以临床应用 “基因猎人”：研究遗传变异，基因调控等

（2）应用微生物物分支学科更为扩大，出现了抗生素等新学科

（3）开始出现微生物史上的第二个“淘金热”――寻找各种有益微生物代谢产物的热潮 （4）一门以研究微生物基本生物学规律的综合学科――普通微生物学开始形成。 （5）各相关学科和技术方法相互渗透，相互促进，加速了微生物学的发展

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5分子生物学发展阶段（1953―）

1953年J·D·watson和H·F·crick发现DNA 双螺旋模型起整个生命科学进入了分子生学研究的新阶段，同时也是微生物学发展史上成熟期到来的标志，本期特点：

（1）微生物学成为十分热门的前沿基础学科 （2）微生物成为分子生物学研究中的最主要对象 （3）生物工程中，发酵工程是最成熟的应用技术 三、微生物学的发展促进了人类的进步 （一）在医疗保健战线上的六大“战役” 1、外科消毒术的建立 2、寻找人畜的病菌 3、免疫防治法的应用

4、化学治疗剂的发明：常用磺胺类药物 5、抗生素治疗的兴起

6、用“工程菌”生产生化药物：利用微生物作为各种不同生物有关目的基因的受体，由微生物生产生化药物，如乙肝疫苗抗体，干扰素，胰岛素，激素，多肽等（脑菲肽）

（二）微生物在工业发展过程中的六个里程碑

1、自然发酵与食品，饮料的酿造：酒酱醋泡菜豆豉，酸奶，发酵面食等 2、罐头保藏

3－6、微生物工程（发酵工程）基本过程：经过改造的“工程菌”给予适当的营养条件和培养条件，然后收集代谢产物，即为产品，包括：乙醇、丙酮、丁醇、乳酸、甘油、抗生素，有机酸，酶制剂，谷氨酸，肌苷酸等，经济效益社会效益，生态效益不言而喻。例1.生产味素：原来生产味素用盐酸水解法，生产1吨味素需30吨小麦。并且生产过程中设备腐蚀严重，用微生物发酵法只需3吨薯粉。例2.利用酵母菌生产单细胞蛋白，一头牛一年生产的蛋白质，如用酵母菌几天就可完成。例3生产脑菲肽，杀掉50头羊提取的产品，用微生物生产只需几升发酵液

（三）微生物学促进了农业的进步。

这方面的应用是多方面的： 1、微生物与饲料 2、农用抗菌素 3、生物农药 4、生物菌肥

5、微生物与沼气生产

（四）微生物学对生物学基础理论研究的贡献 1、生物学上的许多重大争论问题产生结论 2、是分子生物学的三大来源和三大支柱之一 3、使经典遗传学发展为分子遗传学

4、微生物与基因工程（作为基因载体与基因受体） 5、高等生物研究和利用中的微生物化趋向方兴未艾

对动、植物细胞进行培养目的（1）缩短生产周期（2）研究细胞生长、分裂、分化、衰老规律（3）研究多种细胞的功能（4）研究细胞的遗传变异 四、微生物学及其分科：阅读内容

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五、掌握问题P10 1、4、5、6、7、9、13、15、

第一章 微生物的五大共性

本章规纳了微生物的五大共性，微生物的这些共性，在以后的章节中会分别涉及到，因此，根据课时考虑决定，本章为阅读内容，阅读内容也同样重要，希望大家课后仔细、认真阅读，同时完成课后复习题。

第二章 微生物的形态和构造（－） 原核微生物

微生物的进化水平不同，导致性状上有明显差异，由此可分为原核微生物、真核微生物、非细胞微生物三大类群，其中原核微生物主要有六类：细菌、放线菌、蓝细菌支原体。立克次氏体和衣原体。本章主要以细菌为重点介绍原核微生物的形态、大小，细胞结构及其功能。

第一节 细菌（bacteria）

细菌是微生物的一大类群，在自然界分布广，种类多与人类生产生活关系十分密切，是微生物学的主要研究对象，并被广泛应用于工家医环保等生产实践中。目前，由细菌引起的传染病基本上都得到了控制，细菌的发酵工程产品已形成产业化

一、细胞的形态构造及其功能 （一）形态和染色 1、形态

细菌的形态十分简单，基本上只有球状、杆状、螺旋状三大类，分别称为球菌、杆菌、螺旋菌。根据球菌间的相互联结形式又可分为单球菌、双球菌、刀联球菌、八叠球菌、链球菌和葡萄球菌，杆菌的细胞形态比较复杂各种杆菌的长度与直径比例差异很大，有短杆状、棒状、梭状、梭杆状、月亮状、分枝状，竹节状等，按杆菌细胞的排列方式有链状，栅状，“八”字状及有鞘衣的丝状等。 螺旋状的细菌称为螺旋菌，若螺旋不满一环则称为弧菌，6环以内称螺菌，6环以上称体。

2、大小：细菌大小随种类不同差别很大，病毒只能在电镜下看到。藻类细胞肉眼可见，最小的细菌在光学显微镜下勉强可见，最大的细菌几乎可用肉眼辨认，但多数细菌属于二者之间。

尽管细菌菌体微小，采用显微镜测微尺能较容易，较准确地测量出它们的大

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