高中生物竞赛——微生物学全套研讨.doc

第一章 绪论 第二章 微生物类群与形态结构 第三章 微生物的纯培养和显微技术 第四章 微生物的营养 第五章 微生物的代谢 第六章 微生物的生长繁殖及其控制 第七章 病毒 微生物的遗传 微生物生态 感染与免疫 第一章 绪论 一 、 微生物学 ⒈定义: 研究微生物在一定条件下的形态结构，生理生化，遗传变异以及微生物的进化，分类，生态等生命活动规律及其应用的一门科学。 2.研究对象——微生物 1）微生物与我们 微生物无处不在，我们无时不生活在“微生物的海洋”中。 细菌数亿/g土壤，土壤中的细菌总重量估计为：10034 × 10 12 吨； 每张纸币带细菌：900万个 人体体表及体内存在大量的微生物： 皮肤表面：平均10万个细菌/平方厘米； 口腔：细菌种类超过500种； 肠道：微生物总量达100万亿， 粪便干重的1/3是细菌，每克粪便的细菌总数为：1000亿个； 每个喷嚏的飞沫含4500-150000个细菌，重感冒患者为8500万 少数微生物也是人类的敌人！ 鼠疫；天花；艾滋病；疯牛病；埃博拉病毒； 可以说，微生物与人类关系的重要性，你怎么强调都不过分，微生物是一把十分锋利的双 刃剑，它们在给人类带来巨大利益的同时也带来“残忍”的破坏。它给人类带来的利益不仅是享受，而且实际上涉及到人类的生存。 微生物的特点： （1）体积小， 面积大：测量单位：微米或钠米 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；10-100亿个细菌加起来重量 = 1毫克； 面积/体积比：人 = 1，大肠杆菌 = 30万； 这样大的比表面积特别有利于它们和周围环境进行物质、能量、信息的交换。微生物的其它很多属性都和这一特点密切相关。 对1cm3固体做10倍系列三维分割后的比面值变化 （2）吸收多 ，转化快： 微生物获取营养的方式多种多样，其食谱之广是动植物完全无法相比的！ 纤维素、木质素、几丁质、角蛋白、石油、甲醇、甲烷、天然气、塑料、酚类、氰化物、各种有机物均可被微生物作为粮食一头500 kg的食用公牛，24小时生产 0.5 kg蛋白质, 而同样重量的酵母菌，以质量较次的糖液（如糖蜜）和氨水为原料，24小时可以生产 50000 kg优质蛋白质 （3）生长旺，繁殖快 大肠杆菌一个细胞重约10 –12 克，平均20分钟繁殖一代 24小时后： 4722366500万亿个后代，重量达到：4722吨 48小时后：2.2 × 10 43个后代，重量达到2.2 × 10 25 吨 相当于4000个地球的重量！ （4）适应强，易变异： 抗热：有的细菌能在265个大气压，250 ℃的条件下生长；自然界中细菌生长的最高温度可以达到113 ℃ ；有些细菌的芽孢，需加热煮沸8小时才被杀死； 抗寒：有些微生物可以在―12℃ ~ ―30℃的低温生长； 抗酸碱：细菌能耐受并生长的pH范围：pH 0.5 ~ 13 耐渗透压：蜜饯、腌制品，饱和盐水（NaCl, 32%)中都有微生物生长； 抗压力：有些细菌可在1400个大气压下生长 个体小、结构简、且多与外界环境直接接触繁殖快、 数量多（突变率：10-5 – 10-10）短时间内产生大量的变异后代。 （5）分布广，种类多： （6）起源早，发现晚：38亿年前，生命在海洋中出现300多年前人们才真正发现微生物的存在26亿年前，陆地上就可能存在微生物，虽然目前已定种的微生物只有大约10万种，远较动植物为少，但一般认为目前为人类所发现的微生物还不到自然界中微生物总数的1% 级界宽 （7）休眠长：世界上最古老的活细菌（芽孢）：2.5亿年 3.在生物界中的地位 Wittaker(1969): 五界系统 Woes(1977，1990): 三原界分类系统，包括细菌，古生菌，真核生物 4.内容及分科 二、微生物的发现和微生物学的建立和发展 （一）微生物的发现：我国8000年前就开始出现了曲蘖酿酒，；制酱，醋 4000年前埃及人已学会烘制面包和酿制果酒； 2500年前发明酿酱、醋，用曲治消化道疾病； 公元六世纪(北魏时期)贾思勰的巨著“齐民要术”； 公元2世纪，张仲景：禁食病死兽类的肉和不清洁食物； 公元前112年-212年间，华佗：“割腐肉以防传染”； 公元九世纪痘浆法、痘衣法预防天花； 1346年，克里米亚半岛上的法卡城之战(靼坦人-罗马人)；