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1、微生物资源的开发利用:(1)微生物(2)发酵工程(3)生物转化(4)环境保护及清洁生产1一、微生物及其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、原生动物等2微生物既是人类的敌人,更是人类的朋友!1.人类时时刻刻与微生物“共存”。是祸?是福?在近代科学中,对人类福利最大的一门科学算是微生物学了。微生物与人类关系的重要性,你怎么强调都不过分。但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
2、及到人类的生存。3(1)1664年,英国人虎克(RobertHooke)曾用原始的显微镜对生长在皮革表面及蔷薇枯叶上的霉菌进行观察。2.微生物的发现和微生物学的建立与发展41676年,微生物学的先驱荷兰人列文虎克(Antonyvanleeuwenhoek)首次观察到了细菌。他没有上过大学,是一个只会荷兰语的小商人,但却在1680年被选为英国皇家学会的会员。5(2)微生物学的奠基法国人巴斯德(LouisPasteur)(1822~1895)德国人柯赫(RobertKoch)(1843~1910)6微生物学的奠基巴斯德(1)发现并证实发酵是由微生物引起的;(2)彻底否定了“
3、自然发生”学说;化学家出生的巴斯德涉足微生物学是为了治疗“酒病”和“蚕病”著名的曲颈瓶试验无可辩驳地证实,空气内确实含有微生物,是它们引起有机质的腐败。(3)免疫学——预防接种首次制成狂犬疫苗(4)其他贡献巴斯德消毒法:60~65℃作短时间加热处理,杀死有害微生物7柯赫a)细菌纯培养方法的建立土豆切面→营养明胶→营养琼脂(平皿)(1)微生物学基本操作技术方面的贡献b)设计了各种培养基,实现了在实验室内对各种微生物的培养c)流动蒸汽灭菌d)染色观察和显微摄影8(2)对病原细菌的研究作出了突出的贡献:a)具体证实了炭疽杆菌是炭疽病的病原菌;b)发现了肺结核病的病原菌;(1
4、905年获诺贝尔奖)c)证明某种微生物是否为某种疾病病原体的基本原则——著名的柯赫原则1、在每一相同病例中都出现这种微生物;2、要从寄主分离出这样的微生物并在培养基中培养出来;3、用这种微生物的纯培养接种健康而敏感的寄主,同样的疾病会重复发生;4、从试验发病的寄主中能再度分离培养出这种微生物来。93.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、变异易、抗性强10食谱广: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
5、作为粮食11繁殖快:24小时后:4722366500万亿个后代,重量达到:4722吨48小时后:2.2×1043个后代,重量达到2.2×1025吨相当于4000个地球的重量!大肠杆菌一个细胞重约10–12克,平均20分钟繁殖一代一头500kg的食用公牛,24小时生产0.5kg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50000kg优质蛋白质。12易培养:很多微生物都可以非常方便地进行人工培养!数量大:在自然界中(土壤、水体、空气,动植物体内和体表)都生存有大量的微生物!13变异易:个体小、结构简、且多与外界环境直接接触繁殖快、数
6、量多短时间内产生大量的变异后代突变率:10-5–10-1014抗(逆)性强: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:pH0.5~13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154.新世纪的微生物学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
7、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161.微生物自身的特点(共性和特性)将会更加受到关注和利用其中:以微生物为研究材料继续对一些基本生命现象进行研究;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
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