农业微生物学绪论-课件

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1、单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,农业微生物学,农业微生物学,1,基 本 概 念,微生物学,是研究微生物在一定条件下的形态、结构、生命活动和规律，研究微生物进化、分类以及与人类、动植物、自然界相互关系等问题的一门科学。（,研究微生物生命活动规律的科学,）,农业微生物学,微生物学,的1个分支学科。它研究与农业有关微生物的特性、生命活动规律及其作用过程的调控，从而促进农业生产发展。,（,微生物与物质循环、土壤肥力转化、农作物病虫害微生物防治、环境保护.,）,基 本 概 念微生物学是研究微生物在一定条件下的形态、结构、,2,第一章绪 论,第一节

2、微生物学的研究对象、,作用和分科,第二节 微生物学的发展,第一章绪 论第一节 微生物学的研究对象、,3,是一群个体微小、结构简单，肉眼不能直接看到，必须借助光学显微镜或电子显微镜放大几百、几千甚至几万倍才能看到的微小生物,1、什么是微生物：,微生物（microorganism,microbe）是一切肉眼看不见或看不清楚的微小生物的总称。,微生物是一个庞杂的大家族。它包括：不具细胞结构的病毒、单细胞的立克次氏体、细菌、放线菌；属于真菌的霉菌和酵母菌、单细胞藻类、原生动物等；衣原体、支原体、,病毒、类病毒、朊病毒等,也属于微生物。,第一节 微生物学的研究对象、作用和分科,一、微生物学的研究对象,第

3、一节 微生物学的研究对象、,作用和分科,1、什么是微生物：微生物（microorganism,mi,4,2、微生物特点,（）,（1）,个体微小：,微生物的个体极其微小，要测量它们，必须用um或nm作单位。如一个典型的球菌体积仅为um3，小的细菌甚至比大的病毒还要小一些；又如植物双粒病毒，直径仅有18-20nm。以um或nm（0.1mm）微生物的个体（细胞、病毒）虽看不见,（2）,结构简单：,它们的结构也是非常简单的，大多数微生物为单细胞，只有少数为简单的多细胞，有的甚至是分子生物。如马铃薯纺锤形块茎病毒（PSTV）仅是由359个核苷酸组成的单链环状RNA，长度为50nm；朊病毒仅由蛋白质分子组

4、成。,但是由无数个体组成的群体（菌落或菌苔），也有部分微生物在生活史中的某个阶段能形成比较大型的组织（子实体、菌核）却是可见的。,第一节 微生物学的研究对象、作用和分科,一、微生物学的研究对象,第一节 微生物学的研究对象、作用和分科,2、微生物特点（）（1）个体微小：微生物的个体极其微小，要,5,（3）,代谢旺盛，繁殖快速：,生物界中，微生物具有惊人的生长繁殖速度，其中二等分裂的细菌尤为突出。人们研究得最透彻的微生物是E.coli，其细胞在合适的生长条件下，每分裂一次的时间是12.5-20.0 min。如按,每20min繁殖一代,，则每小时分裂3次，24小时可繁殖72代，一个细胞可繁殖达到4.

5、7221024个。如：大肠杆菌18分，乳酸菌38分,当然，由于条件的限制，细菌的指数分裂速度只能维持数小时，而在液体培养基中，细菌细胞的浓度一般仅能达到108-109个/ml。,微生物的这一特性在发酵工业上体现在：生产效率高、发酵周期短。生物学基本理论的研究上的优越性：科研周期大大缩短、经费减少、效率提高。,由于细菌比植物繁殖快500倍，比动物快2000倍，这对于危害人、畜和植物等的病原微生物或使物品发霉的微生物来说，它们的这个特性就会给人类带来极大的麻烦甚至严重的祸害，因而需要认真对待,。,第一节 微生物学的研究对象、作用和分科,一、微生物学的研究对象,第一节 微生物学的研究对象、作用和分科

6、,（3）代谢旺盛，繁殖快速：生物界中，微生物具有惊人的生长繁殖,6,微生物是无处不有无处不在，在生物圈的每一个角落都有微生物踪迹。如：人体体腔（100-400种，总数约为100万亿），其中数量最多的是（脆弱拟杆菌）。海底（硫细菌，100，140个大气压）、火山口、盐湖、北极、高空、土壤深层等到处都有微生物的存在；由于微生物的发现比较迟，加上鉴定微生物种的工作以及划分种的标准等问题较复杂，所以目前确定微生物种数,只有10万多种,。随着分离、培养方法的改进和研究工作的进一步的深入，将会有更多的微生物被发现。微生物复杂的生物多样性形成了代谢的多样性，从而为人类提供了丰富的资源。,(4),种类繁多，分

7、布广泛,第一节 微生物学的研究对象、作用和分科,一、微生物学的研究对象,一、微生物学的研究对象,有高等生物的地方有,没有高等生物的地方也有,土壤,微生物的大本营（几亿，几十亿/克）,第一节 微生物学的研究对象、作用和分科,(4)种类繁多，分布广泛 第一节 微生物学的研究对象、,7,（5）适应性强、容易变异：,微生物对环境条件特别是“极端环境”具有惊人的和极其灵活的适应性，这是高等动植物无法比拟的，诸如抗热性、抗寒性、抗盐性、抗酸性、抗压力等能力。例如：在海洋深处的某些硫细菌可在250-300之间生长；嗜盐细菌可在饱和盐水中正常生长繁殖；氧化硫杆菌 在PH0.5-2.0（5-10%的硫酸）的酸性

8、环境中生长；脱氮硫杆菌生长的最高PH为10.7；有种未定名(Bacillus.sp.)的芽孢在琥珀内蜜蜂肠道中已保存了2500万年-4000万年。以青霉素的产量变异为例，1943年每毫升青霉素发酵液中该菌只分泌约20单位的青霉素，通过遗传育种和菌种人员的努力，青霉素的发酵水平已超过5-10万单位/ml。,第一节 微生物学的研究对象、作用和分科,一、微生物学的研究对象,第一节 微生物学的研究对象、作用和分科,（5）适应性强、容易变异：第一节 微生物学的研,8,（6）吸收快，转化力强,科学家研究发现微生物吸收和转化物质的能力比动物、植物要高很多倍，如在合适的环境下，Escherichia coli

9、每小时内可消耗其自重2000倍的乳糖。Candidautilis(产朊假丝酵母)合成蛋白质的能力比大豆强100倍,比食用公牛强10万倍，微生物的这个特性为它们的高速生长繁殖和产生大量代谢产物提供了充分的物质基础，从而使微生物有可能更好地发挥“活的化工厂”的作用，人类对微生物的利用主要体现在它们的生物化学转化能力上。,第一节 微生物学的研究对象、作用和分科,一、微生物学的研究对象,三色农业,第一节 微生物学的研究对象、作用和分科,（6）吸收快，转化力强 科学家研究发现微生,9,（7）,杂居混生：,微生物在自然条件下都是杂居混生在一起的。,第一节 微生物学的研究对象、作用和分科,一、微生物学的研究

10、对象,第一节 微生物学的研究对象、作用和分科,（7）杂居混生：微生物在自然条件下都是杂居混生在一起的。,10,种类,特点,包括类型,非细胞型微生物,没有典型的细胞结构，也没有产生能量的酶系统，只能在活细胞内生长繁殖,病毒,原核细胞型微生物,细胞核分化程度低，仅有原始核质，没有核膜与核仁，细胞器不很完善,细菌、放线菌、螺旋体、支原体、衣原体、立克次体,真核细胞型微生物,细胞核的分化程度较高，有典型的核结构（有核膜、核仁和染色体）、细胞质内有完整的细胞器（如内质网、核糖体及线粒体等）。,真菌,微生物的分类,一毒三菌四体,第一节 微生物学的研究对象、作用和分科,一、微生物学的研究对象,第一节 微生物

11、学的研究对象、作用和分科,、,种类特点包括类型非细胞型微生物没有典型的细胞结构，也没有产生,11,二、人类对微生物世界的认识过程,人类自远古以来就知道用微生物来进行农产品的加工，但却不知道有微生物的存在。,认识微生物较晚的原因：,人类对动植物的认识，可以追溯到人类的出现。可是，对数目庞大、分布广泛并始终包围在人体内外的微生物却长期缺乏认识，原因主要有以下,四个方面：,（1）,个体微小,一般地说，人眼对于小于0.1mm的物体就看不清楚了，而微生物的大小多数是在几m至几十m范围内，因此就无法发现或辨认它们。,酿酒、制醋、腌咸菜、轮作倒茬、堆肥。,第一节 微生物学的研究对象、作用和分科,一、微生物学

12、的研究对象,二、人类对微生物世界的认识过程,第一节 微生物学的研究对象、作用和分科,二、人类对微生物世界的认识过程 人类,12,（2）,外貌不显,微生物的个体（细胞）虽看不见，但是由无数个体组成的群体（菌落或菌苔）却是可见的。然而，各种微生物群体的外形往往平淡无奇、不甚显目，因此，对其作用就极易被人类忽略。,（3）,杂居混生,微生物在自然条件下都是杂居混生在一起的，因此，在发明对其中各纯种微生物可进行分离、培养的技术前，是无法知道各种微生物对自然界和人类的真正作用的。,（4）,因果难联,由于微生物具有生长繁殖速度快和代谢活力强等特点，因此，当人体或动植物体处在病原微生物感染的早期时，一般并不引

13、起人们的警觉。一旦事态突然严重时，对于一些没有较深刻的微生物学知识的人来说，也不会真正理解这竟然是微生物生命活动的结果，因此容易遭受损失。,第一节 微生物学的研究对象、作用和分科,一、微生物学的研究对象,二、人类对微生物世界的认识过程,微生物学历史发展的早期，就是围绕着如何克服这四大障碍而开展各种研究工作的。,第一节 微生物学的研究对象、作用和分科,（2）外貌不显 微生物的个体（细胞）虽看不见，但是由无数个,13,正是以上原因，使人们对微生物的认识长期处于无知的状态，对待微生物往往表现出,“视而不见、嗅而不闻、触而不觉、食而不察、得其益而不感其好，受其害而不知其恶的愚昧状态。,深受其害而不知其

14、恶这可以从微生物给人类带来的几次灾难得到充分的说明。,第一节 微生物学的研究对象、作用和分科,一、微生物学的研究对象,二、人类对微生物世界的认识过程,第一节 微生物学的研究对象、作用和分科,正是以上原因，使人们对微生物的认识长期处于无知的状态，对待微,14,三、微生物的基本研究方法,1.显微镜技术,光学显微镜的诞生，它将肉眼的分辨率提高到,微米级水平,，而电子显微镜的出现使人眼分辨达到,纳米水平,。,吕文虎克,是第一个用显微镜来观察和描述微生物的。,第一节 微生物学的研究对象、作用和分科,一、微生物学的研究对象,二、人类对微生物世界的认识过程,三、微生物的基本研究方法,第一节 微生物学的研究对

15、象、作用和分科,三、微生物的基本研究方法 1.显微镜技术第一节,15,无菌技术是在分离、转接及培养纯培养物时防止其被其他微生物污染的技术。,2.无菌操作技术,而对灭菌技术的原理等作出科学解释的是,巴斯德,，他所进行的举世闻名的曲颈瓶实验，不仅彻底否定了当时十分流行的“生命自然发生学说”，而且为微生物学中的无菌技术的创立和发展奠定了理论和实践基础。,第一节 微生物学的研究对象、作用和分科,一、微生物学的研究对象,二、人类对微生物世界的认识过程,三、微生物的基本研究方法,第一节 微生物学的研究对象、作用和分科,无菌技术是在分离、转接及培养纯培养物时防止其被其他微生物污,16,纯种分离技术是人类揭开

16、微生物世界奥秘的重要手段。要揭开在自然条件下处于杂居混生状态的某一微生物的特点，以及它们对人类是有益还是有害，就必须采用在无菌技术基础上的纯种分离方法。早期对微生物群体进行单个纯化分离者是,李斯特,。但真正取得突破的是,柯赫,发明的,培养皿琼脂平板技术,。,3.纯种分离技术,第一节 微生物学的研究对象、作用和分科,一、微生物学的研究对象,二、人类对微生物世界的认识过程,三、微生物的基本研究方法,第一节 微生物学的研究对象、作用和分科,纯种分离技术是人类揭开微生物世界奥秘的重要手段。要揭开在,17,如果想为微生物提供一个初级培养的实验方法并不复杂，但要使微生物在大规模生产中良好地生长或累积代谢产物，就得考虑一些最为,合理的培养装置和有效的工艺条件,，并且还要在整个微生物的发酵过程中严防其他微生物的干扰，即,防止杂菌污染,。发酵罐的发明及大规模地普及使用，它为生物工程学开辟了崭新的前景。同时微生物发酵工业也已成为国民经济的重要支柱之一。,4.纯种培养技术,第一节 微生物学的研究对象、作用和分科,一、微生物学的研究对象,二、人类对微生物世界的认识过程,三、微生物的基本研究方法,第一节 微生物