微生物生理学-第1章绪论

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1、微生物生理学Streptomycessp.主讲邓艳芹yanqindeng@163.com期末成绩分配考试卷面成绩：60分（闭卷）课堂提问平时成绩：40分课后习题考勤http://ishare.iask.sina.com.cn/f/6669042.html?from=like&sudaref=www.baidu.com&retcode=0中国知网http://www.cnki.net/万方数据http//www.wanfang.com.cnGoogle图书http://books.google.com.hk/books什么是微生物生理学？微生物生理学学科的形成及发展实

2、践应用理论发展理论成熟应用开发未来的发展方向?实践应用阶段公元前数千年至现在，人类利用微生物酿造各种食品等过程中逐步累积了关于微生物生理学的应用经验。米酒酸大米、明矾水、较高温度红曲菌喜酸喜温酱菜酱油泡菜在发展成一门独立学科之前，微生物生理活动已得到实践应用，但由于当时科学水平有限，这些知识只是经验性的，没有上升到理论认识阶段微生物生理学的理论发展阶段1.微生物种类与发酵产物的关系2.菌株分离方法的建立路易斯·巴斯德（1）1857年，巴斯德发表《关于乳酸发酵的记录》（2）1860年，巴斯德发表关于酒精发酵的文章证明发酵过程的本质是由微生物引起的化学过程，同时发现，含

3、糖培养基中一种微生物可以引起乳酸发酵，另一种微生物可引起酒精发酵。（3）1861年，巴斯德对丁醇发酵进行研究（4）1861年末，巴斯德首次涉及兼性厌氧微生物微生物生理学的理论发展阶段1.微生物种类与发酵产物的关系2.菌株分离方法的建立1881年创立了固体培养基划线分离纯种法；应用这种方法,主要的传染病病原菌被相继发现。发现了纯种结核杆菌。罗伯特科赫1890年，发现了结核菌素，提出用结核菌素(卡介苗的前身)治疗结核病（微生物生理学的医用价值）。（1）代谢途径中酶的重要性及特点1858年，特劳贝（Traube）发现与糖发酵有关的可能是酵母菌细胞内特定的蛋白质。1900年

4、，纽伯格发现葡萄糖发酵成乙醇是由许多小步骤完成的，每步都有一个酶。（2）代谢途径中酶的可调控性研究1904-1905，哈登（A.Harden）发现大肠杆菌等在好氧和厌氧条件下的葡萄糖代谢产1930年，卡斯特龙发现组成酶和适应酶物有所不同，表明细菌40年代后期，波洛克和莫诺发现适应酶机制具有适应性。葡萄球菌青霉菌1929年，亚历山大·弗莱明发现了青霉素。亚历山大·弗莱明微生物生理学发展应用的重要开拓者青霉素工业开发获得成功，带动了一批微生物初级和次级代谢物产品的开发，如氨基酸、维生素、核苷酸、酶等。我国目前发展情况目前从事微生物生理生化、微生物代谢与调控、微生物遗传及

5、育种研究的人员较多，为我国经济建设和学科发展做出了重要贡献。微生物生理学未来的发展方向（5）（1）生物化学方面主要集中在初级代谢的调节、次级代谢产物合成途径与次级代谢的调节；集中研究一些特殊类型生物的生理活动。（2）生物大分子结构和功能的研究n继续发现与研究新的细胞结构与功能；n研究膜结构与功能（抗生素的开发）；n研究极端环境条件下微生物抗性与敏感性的机理及其调节；（3）从分子水平上研究细胞的重建、形态发生、分化过程与趋向性等行为的特点与研究p生物大分子组建成一个完整的有生物活性的细胞结构(探究生命的起源)；p研究微生物形态发生与分化的分子机理（如酵母菌的形态变化）

6、；p研究微生物的趋向性（趋化性、趋光性、趋磁性等）；生物传感器的开发（4）微生物“代谢工程学”研究发展：70年代DNA重组→90年代形成什么是代谢工程？是指利用DNA重组技术优化细胞的酶活，提高细胞活力的方法。Bailey,J.E.Towardascienceofmetabolicengineering.Science,1991.252:1668-1675代谢工程的手段：应用重组DNA技术和分子生物学相关的遗传学手段进行有精确目标的基因操作，通过有目的的对细胞代谢进行修饰，从而达到代谢活性提高的目的。代谢工程的目标：u提高细胞现存代谢途径中天然产物的产量u改造细胞现

7、存代谢途径、使其合成新产物u对不同细胞代谢途径进行拟合、构建全新的代谢通路，从而产生细胞自身不能合成的新产物u优化细胞的生物学特性，如：提高生长速率，某些极端环境的耐受性等（5）系统生物学的发展A.多基因系统生物学对微生物生命现象的遗传与调控研究，目前多处于单基因研究。研究表明，许多重要的生理现象都是多基因调控的，因此，多基因共同参与的对微生物生命现象（系统与进化、生理与代谢、遗传与发育）的整体调控研究将成为微生物学学科的发展趋势。B.多物种系统生物学自然环境中同种或异种微生物之间存在复杂的信息传递，微生物对环境也同样具有复杂的信息应答。对自然系统条件下的微生物