微生物学基础1.ppt

一、 什么是微生物？ “微生物”是俗称，没有分类学上的意义。是指一大类形体微小、结构简单的低等生物的总称。 微生物(microorganism)：是存在于自然界的一大群体形微小、结构简单、肉眼直接看不见，必须借助光学显微镜或电子显微镜放大数百倍、数千倍，甚至数万倍才能观察到的进化程度低的微小生物。 富营养化湖泊 易变异:微生物与外界 环境直接紧密接触, 易受环境作用与 变化的影响,发生突变。 （四）20世纪的微生物学 三、微生物的发现和微生物学的建立与发展 20世纪40年代后，微生物自身的特点使其成为生物学研究的“明星”，微生物学很快与生物学主流汇合，并被推到了整个生命科学发展的前沿，获得了迅速的发展，在生命科学的发展中作出了巨大的贡献。 微生物学与生物学发展的主流汇合、交叉， 获得了全面、深入的发展 Jacob等通过研究大肠杆菌诱导酶的形成机制而提出操纵子学说， 阐明了基因表达调控的机制，为分子生物学的形成奠定了基础。 60年代Nirenberg等人通过研究大肠杆菌无细胞蛋白质合成体系 及多聚尿苷酶，发现了苯丙氨酸的遗传密码，继而完成了全部 密码的破译，为人类从分子水平上研究生命现象开辟了新的途径。 “断裂基因”、 “跳跃基因”、“重叠基因”的发现， 以及基因结构的精细分析、基因组测序等。 1941年Beadle和Tatum用粗糙脉胞霉进行的突变实验 使基因和酶的关系得以阐明，并提出了“一个基因一个酶”的假说。 三、微生物的发现和微生物学的建立与发展 （五）微生物学在生命科学发展中的重要地位 1．微生物是生物学基本理论研究中的理想实验对象， 对微生物的研究促进许多重大生物学理论问题的突破 基因和酶关系的阐明及“一个基因一个酶”的假说； 遗传的物质基础的阐明； 基因概念的发展； 遗传密码的破译； 基因表达调控机制的研究； 生物大分子合成的中心法则； DNA → RNA → 蛋白质 三、微生物的发现和微生物学的建立与发展 （五）微生物学在生命科学发展中的重要地位 2．对生命科学研究技术的贡献 细胞的人工培养； 突变体筛选； DNA重组技术和遗传工程； 3．微生物与“人类基因组计划” 作为模式生物； 基因与基因组的功能研究的重要工具; 基因水平转移---细菌DNA的主动分泌与摄取 聪明的黏菌 生命起源的研究； 三、微生物的发现和微生物学的建立与发展 （六）21世纪微生物学展望 1．微生物自身的特点（共性和特性）将会更加受到关注和利用 以微生物为研究材料继续对一些基本生命现象进行研究； 生物进化方面的研究； 在微生物基因组上进行的考古 性别分化的意义； 生物智慧的发展； 微生物产业的开发； 重要致病菌的特点及其防治； 极端环境的微生物的研究； 共性：微生物具有其他生物共有的基本生物学特性：生长、繁殖、代谢、 共用一套遗传密码等，甚至其基因组上含有与高等生物同源的基因 ，充分反映了生物高度的统一性。 特性：微生物具有其它生物不具备的生物学特性，例如可在其他生物无法 生存的极端环境下生存和繁殖，具有其他生物不具备的代谢途径和 功能，反映了微生物极其丰富的多样性。 微生物自身特性的进一步开发、利用：例如降解性塑料，分解纤 维素、生产单细胞蛋白等。 借助（利用）微生物特点的基因工程产业：利用微生物生产原本 它们不能生产的药物、疫苗等。 微生物具备生命现象的特性和共性，将是 21世纪进一步解决生物学重大理论问题，如生 命起源与进化，物质运动的基本规律等，和实 际应用问题，如新的微生物资源的开发利用， 能源、粮食等的最理想的材料。 三、微生物的发现和微生物学的建立与发展 （六）21世纪微生物学展望 2．与其他学科实现更广泛的交叉，获得新的发展 学科交叉永远是科学创新的源泉！ 微生物基因组的序列测定和分析； 微量热技术对生命过程的研究； 微生物的快速检定； 计算机技术与微生物学的结合； 微生物学与航天技术的结合； 四、微生物的类群及特点 微生物是微小生物的总称，一般只有借助显微镜才能其进行观察。 微生物 病毒 原核生物： 真细菌、古生菌 真核生物： 真菌（酵母、霉菌、蕈菌等）、 单细胞藻类、 原生生物等 微生物的特点： 个体小、结构简、胃口大、食谱广、 繁殖快、易培养、数量大、分布广、 种类多、级界宽、易变异、抗性强、 休眠长、起源早、发现晚 个体小: 测量单位：微米或纳米 杆菌的平均长度：2 微米； 1500个杆菌首尾相连= 一粒芝麻的长度； 10-100亿