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微生物习题与答案
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什么是微生物学
09-12-20 &匿名提问
微生物学（microbiology）生物学的分支学科之一。它是在分子、细胞或群体水平上研究各类微小生物（细菌、放线菌、真菌、病毒、立克次  微生物学 氏体、支原体、衣原体、螺旋体原生动物以及单细胞藻类）的形态结构、生长繁殖、生理代谢、遗传变异、生态分布和分类进化等生命活动的基本规律，并将其应用于工业发酵、医学卫生和生物工程等领域的科学。目录 [隐藏] 1 发展简史 2 主要阶段 3 微生物的种类及特点 4 微生物的分类与命名 5 学科分支 6 相关词条 7 参考资料
微生物学-发展简史    “科学的历史就是科学本身。”——歌德                                经验阶段自古以来，人类在日常生活和生产实践中，已经觉察到微生物的生命活动及其所发生的作用。中国利用微生物进行酿酒的历史，可以追溯到4000多年前的龙山文化时期。殷商时代的甲骨文中刻有“酒”字。北魏贾思勰的《齐民要术》（533～544）中，列有谷物制曲、酿酒、制酱、造醋和腌菜等方法。在古希腊留下来的石刻上，记有酿酒的操作过程。
古代人制曲 中国在春秋战国时期，就已经利用微生物分解有机物质的作用，进行沤粪积肥。公元1世纪的《氾胜之书》提出要以熟粪肥田以及瓜与小豆间作的制度。2世纪的《神衣本草经》中，有白僵蚕治病的记载。6世纪的《左传》中，有用麦曲治腹泻病的记载。在10世纪的《医宗金鉴》中，有关于种痘方法的记载。1796年，英国人E．琴纳发明了牛痘苗，为免疫学的发展奠定了基础。微生物学-主要阶段    形态学阶段 　17世纪，荷兰人列文虎克用自制的简单显微镜（可放大160～260倍）观察牙垢、雨水、井水和植
列文虎克 物浸液后，发现其中有许多运动着的“微小动物”，并用文字和图画科学地记载了人类最早看见的“微小动物”──细菌的不同形态(球状、杆状和螺旋状等)。过了不久，意大利植物学家P.A.米凯利也用简单的显微镜观察了真菌的形态。1838年，德国动物学家C.G.埃伦贝格在《纤毛虫是真正的有机体》一书中，把纤毛虫纲分为22科，其中包括3个细菌的科(他将细菌看作动物),并且创用bacteria（细菌）一词。1854年，德国植物学家F.J.科恩发现杆状细菌的芽孢，他将细菌归属于植物界，确定了此后百年间细菌的分类地位。                                                                                                                                                   生理学阶段 　微生物学的研究从19世纪60年代开始进入生理学阶段。法国科学家L.巴斯德对微生物生理学的研
巴斯特 究为现代微生物学奠定了基础。他论证酒和醋的酿造以及一些物质的腐败都是由一定种类的微生物引起的发酵过程，并不是发酵或腐败产生微生物；他认为发酵是微生物在没有空气的环境中的呼吸作用，而酒的变质则是有害微生物生长的结果；他进一步证明不同微生物种类各有独特的代谢机能，各自需要不同的生活条件并引起不同的作用;他提出了防止酒变质的加热灭菌法,后来被人称为巴斯德灭菌法，使用这一方法可使新生产的葡萄酒和啤酒长期保存。后来，他开始研究人、禽、畜的传染病(狂犬病、炭疽病和鸡霍乱等)，创立了病原微生物是传染病因的正确理论和应用菌苗接种预防传染病的方法。巴斯德在微生物学各方面的科学研究成果，促进了医学、发酵工业和农业的发展。               与他同时代的德国微生物学家R.科赫对新兴的医学微生物学作出了巨大贡献。科赫首先论证炭疽杆菌是炭疽病的病原菌，接着又发现结核病和霍乱的病原细菌，并提倡采用消毒和杀菌方法防止这些疾病的传播；他的学生们也陆续发现白喉、肺炎、破伤风、鼠疫等的病原细菌，导致了当时和以后数十年间
炭疽杆菌 人们对细菌给予高度的重视；他首创细菌的染色方法，采用了以琼脂作凝固培养基培养细菌和分离单菌落而获得纯培养的操作过程；他规定了鉴定病原细菌的方法和步骤，提出著名的科赫法则。1860年，英国外科医生J.利斯特应用药物杀菌，并创立了无菌的外科手术操作方法。1901年，著名细菌学家和动物学家 梅契尼科夫发现白细胞吞噬细菌的作用，对免疫学的发展作出了贡献。 俄国出生的法国微生物学家 C.H. 维诺格拉茨基于1887年发现硫磺细菌，1890年发现硝化细菌，他论证了土壤中
硝化细菌 硫化作用和硝化作用的微生物学过程以及这些细菌的化能营养特性。他最先发现嫌气性的自生固氮细菌，并运用无机培养基、选择性培养基以及富集培养等原理和方法，研究土壤细菌各个生理类群的生命活动，揭示土壤微生物参与土壤物质转化的各种作用，为土壤微生物学的发展奠定了基础。 1892年，俄国植物生理学家伊万诺夫斯基发现烟草花叶病原体是比细菌还小的、能通过细菌过滤器的、光学显微镜不能窥测的生物，称之为过滤性病毒。年，埃雷尔观察细菌菌落上出现噬菌斑以及培养液中的溶菌现象，发现了细菌病毒──噬菌体。病毒的发现使人们对生物的概念从细胞形态扩大到了非细胞形态。 在这一阶段中，微生物操作技术和研究方法的创立是微生物学发展的特有标志。                                                 生物化学阶段 　20世纪以来，生物化学和生物物理学向微生物学渗透，再加上电子显微镜的发明和同位素示踪原
大肠杆菌 子的应用，推动了微生物学向生物化学阶段的发展。1897年德国学者E.毕希纳发现酵母菌的无细胞提取液能与酵母一样具有发酵糖液产生乙醇的作用，从而认识了酵母菌酒精发酵的酶促过程，将微生物生命活动与酶化学结合起来。G.诺伊贝格等人对酵母菌生理的研究和对酒精发酵中间产物的分析，A.J.克勒伊沃对微生物代谢的研究以及他所开拓的比较生物化学的研究方向，其他许多人以大肠杆菌为材料所进行的一系列基本生理和代谢途径的研究，都阐明了生物体的代谢规律和控制其代谢的基本原理，并且在控制微生物代谢的基础上扩大利用微生物，发展酶学，推动了生物化学的发展。从20世纪30年代起，人们利用微生物进行乙醇、丙酮、丁醇、甘油、各种有机酸、
青霉素 氨基酸、蛋白质、油脂等的工业化生产。                                                                            1929年，A.弗莱明发现点青霉菌能抑制葡萄球菌的生长,揭示了微生物间的拮抗关系并发现了青霉素。1949年， S.A.瓦克斯曼在他多年研究土壤微生物所积累资料的基础上，发现了链霉素。此后陆续发现的新抗生素越来越多。这些抗生素除医用外，也应用于防治动植物的病害和食品保藏。                                                                                                             分子生物学阶段 　1941年，G.W.比德尔和E.L.塔特姆用X射线和紫外线照射链孢霉，使其产生变异,获得营养缺
DNA 陷型。他们对营养缺陷型的研究不仅可以进一步了解基因的作用和本质，而且为分子遗传学打下了基础。1944年，O.T.埃弗里第一次证实了引起肺炎球菌形成荚膜遗传性状转化的物质是脱氧核糖核酸(DNA)。 1953年，      J.D.沃森和F.H.C.克里克提出了 DNA分子的双螺旋结构模型和核酸半保留复制学说。H.富兰克尔－康拉特等通过烟草花叶病毒重组试验,证明核糖核酸(RNA)是遗传信息的载体，为奠定分子生物学基础起了重要作用。其后，又相继发现转运核糖核酸(tRNA)的作用机制、基因三联密码的论说、病毒的细微结构和感染增殖过程、生物固氮机制等微生物学中的重要理论，展示了微生物学广阔的应用前景。1957年,A.科恩伯格等成功地进行了DNA的体外组合和操纵。近年来，原核微生物基因重组的研究不断获得进展，胰岛素已用基因转移的大肠杆菌发酵生产，干扰素也已开始用细菌生产。现代微生物学的研究将继续向分子水平深入，向生产的深度和广度发展。微生物学-微生物的种类及特点    微生物的含义：非分类学上名词，来自法语“Microbe”一词。是形体微小、单细胞或个体结构简单的多细
微生物 胞、甚至无细胞结构的低等生物的通称。种类：微生物类群十分庞杂，包括：无细胞结构的病毒、类病毒、拟病毒等，属于原核生物的细菌、放线菌、立克次氏体、衣原体等，属于真核生物的酵母菌和霉菌，单细胞藻类、原生动物等。 生物分界：                                                                                                                                                        1、两界系统（亚里斯多德）动物界Animalia：不具细胞壁，可运动，不行光合作用。植物界Plantae：具有细胞壁，不运动，可行光合作用。三界：原生生物界Protista：（E.H.Haeckel,1866年提出）                                                                                 2、五界系统原核生物界Monera：细菌、放线菌等原生生物界Protista：藻类、原生动物、粘菌等真菌界Fungi：酵母、霉菌动物界Animalia：植物界Plantae：五界系统是以细胞结构分化的等级以及和光合、吸收、摄食这三种主要营养方式有关的组织类型为基础的。六界：加上病毒界。                                                                                                                                               3、三界（域）系统Woese用寡核苷酸序列编目分析法对60多株细菌的16SrRNA序列进行比较后，惊奇地发现：产甲烷细菌完全没有作为细菌特征的那些序列，于是提出了生命的第三种形式--古细菌(archaebacteria)。随后他又对包括某些真核生物在内的大量菌株进行了16SrRNA(18SrRNA)序列的分析比较，又发现极端嗜盐菌和极端嗜酸嗜热菌也和产甲烷细菌一样，具有既不同其他细菌也不同于其核生物的序列特征，而它们之间则具有许多共同的序列特征。于是提出将生物分成为三界(Kingdom)(后来改称三个域)：古细菌、真细菌(Eubacteria)和真核生物(Eukaryotes)。1990年，他为了避免把古细菌也看作是细菌的一类，他又把三界(域)改称为：Bacteria(细菌)、Archaea(古生菌)和Eukarya(真核生物)，并构建了三界(域)生物的系统树。                                                                                            微生物特点：                                                                                                                                                    1、体积小、比表面积大大小以um计，但比表面积（表面积/体积）大，（插入表），必然有一个巨大的营养吸收，代谢废物排泄和环境信息接受面。这一特点也是微生物与一切大型生物相区别的关键所在。举例：乳酸杆菌：120，000；鸡蛋：1.5；人（200磅）：0.32、吸收多、转化快这一特性为高速生长繁殖和产生大量代谢物提供了充分的物质基础。举例：3克地鼠每天消耗与体重等重的粮食；1克闪绿蜂鸟每天消耗两倍于体重的粮食；大肠杆菌每小时消耗2000倍于体重的糖；发酵乳糖的细菌在1小时内就可以分解相当于其自身重量1,000~10,000倍的乳糖，产生乳酸；1公斤酵母菌体，在一天内可发酵几千公斤的糖，生成酒精；3、生长旺、繁殖快极高生长繁殖速度，如E.coli20-30分钟分裂一次，若不停分裂，48小时2.2×1043菌数增加，营养消耗，代谢积累，限制生长速度。这一特性可在短时间内把大量基质转化为有用产品，缩短科研周期。也有不利一面，如疾病、粮食霉变。                                                                                                                                                   举例：Escherichiacoli(大肠杆菌)在最适的生长条件下，每12.5~20分钟细胞就能分裂一次；在液体培养基中，细菌细胞的浓度一般为108~109个/ml；谷氨酸短杆菌：摇瓶种子→50吨发酵罐：52小时内细胞数目可增加３２亿倍。利用微生物的这一特性就可以实现发酵工业的短周期、高效率生产。例如生产鲜酵母时，几乎12小时就可以收获一次，每年可以收获数百次。表     若干微生物的代时及每日增殖率微生物名称 代时 每日分裂次数 温度 每日增殖率 乳酸菌 38分 38 25 2.7×1011 大肠杆菌 18分 80 37 1.2×1024  根瘤菌 110分 13 25 8.2×103 枯草杆菌 31分 46 30 7.0×1013  光合细菌 144分 10 30 1.0×103 酿酒酵母 120分 12 30 4.1×103 小球藻 7小时 3.4 25 10.6 念珠藻* 23小时 1.04 25 2.1 硅藻 17小时 1.4 20 2.64 草履虫 10.4小时 2.3 26 4.92
*为念珠蓝菌属(Nostoc)的旧称，与细菌同属原核生物。                                                                                      4、适应强、易变异极其灵活适应性，对极端环境具有惊人的适应力，遗传物质易变异。更重要的是在于微生物的生理代谢类型多、代谢产物种类多。                                                                                                                                                举例：万米深海、85公里高空、地层下128米和427米沉积岩中都发现有微生物存在。微生物的种数，据1972年：类型 低限 倾向种数 高限 病毒与立克次氏体 17 支原体 42 42 42 细菌与放线菌 &00 蓝细菌 00 藻类
23100 真菌
68939 原生动物
30000 总数
        5、分布广、种类多分布区域广，分布环境广。生理代谢类型多，代谢产物种类多，种数多。更重要的是在于微生物的生理代谢类型多、代谢产物种类多。任何有其它生物生存的环境中，都能找到微生物，而在其它生物不可能生存的极端环境中也有微生物存在。举例：青霉素生产菌Penicilliumchrysogenum(产黄青霉)的产量1943年为每毫升发酵液中含20单位青霉素，40多年来，经过世界各国微生物遗传育种工作者的不懈努力使该菌产量变异逐渐积累，加上发酵条件的改进，目前世界上先进国家的发酵水平每毫升已超过5万单位，甚至接近10万单位。微生物的数量性状变异和育种使产量提高的幅度之大，是动植物育种工作中绝对不可能达到的。正因为如此，几乎所有微生物发酵工厂都十分重视菌种选育工作。                                                                                                                                                                 微生物作用：1、在自然界物质循环中作用2、空气与水净化，污水处理3、工农业生产：菌体，代谢产物，代谢活动4、对生命科学的贡献微生物学-微生物的分类与命名    微生物的分类单位：界、门、纲、目、科、属、种种是最基本的分类单位，每一分类单位之后可有亚门、亚纲、亚目、亚科...                                                         以啤酒酵母为例，它在分类学上的地位是：                                                                                                            界(Kindom)：真菌界    门(Phyllum)：真菌门        纲(Class)：子囊菌纲            目(Order)：内孢霉目                科(Family)：内孢霉科                    属(Genus)：酵母属                        种(Species)：啤酒酵母                                                                                                                  种                                 例如：BacillussubtilisAS1.389AS=AcademiaSinica           BacillussubtilisBF7658BF=北纺           ClostridiumacetobutylicumATCC824丙酮丁醇梭菌           ATCC＝AmericanTypeCultureCollection美国模式菌种保藏中心当文章中前面已出现过某学名时，后面的可将其属名缩写成1~3个字母。例如：Escherichiacoli可缩写成E.coli           Staphylococcusaureus可缩写成S.aureus                                                                                                 ②三名法：用于对亚种的命名，这时在属和种名后加写一个subsp.，然后再附上亚种名称（斜排体）。              例如：Bacillusthuringiensissubsp.galleria  苏云金芽孢杆菌腊螟亚种微生物学-学科分支    微生物学经历了一个多世纪的发展，已分化出大量的分支学科，据不完全统计（1990年），已达181门之多。根据其性质可以简单归纳为下面6类：⑴按研究微生物的基本生命活动规律为目的来分总学科称普通微生物学（GeneralMicrobiology），分科如微生物分类学，微生物生理学，微生物遗传学，微生物生态学和分子微生物学等。⑵按研究的微生物对象分如细菌学，真菌学（菌物学），病毒学，原核生物学，自养菌生物学和厌氧菌生物学等。⑶按微生物所处的生态环境分如土壤微生物学，微生态学，海洋微生物学，环境微生物学，水微生物学和宇宙微生物学。⑷按微生物应用领域来分总学科称应用微生物学（AppliedMicrobiology)，分科如工业微生物学，农业微生物学，医学微生物学，药用微生物学，诊断微生物学，抗生素学，食品微生物学等。⑸按学科间的交叉、融合分如化学微生物学，分析微生物学，微生物生物工程学，微生物化学分类学，微生物数值分类学，微生物地球化学和微生物信息学等。⑹按实验方法、技术分如实验微生物学，微生物研究方法等。
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膜生物反应器（MBR）是一种由膜过滤取代传统生化处理技术中二次沉淀池和砂滤池的水处理技术。与传统的污水处理生物处理技术相比，MBR具有以下主要特点：　＾出水水质好；　　由于膜的高效截留，出水中悬浮固体的浓度基本为零；对游离菌体和一些难降解的大分子颗粒状物质巨头截留作用，生物反应器内生物相丰富，如，世代时间较长的硝化菌得以富集，原生动物和后生动物也能生长；膜出水不受生物反应器中污泥膨胀等因素的影响。因此，MBR的出水质量高，可满足回用水水质的要求。　＾剩余污泥量少；　　对于传统的活性污泥法，过长的污泥龄将会导致出水中悬浮固体的增加。而MBR中由于膜的截留作用长污泥龄运行并不影响出水水质。剩余污泥量的减少，可以降低污泥处理费用，简化污水处理工艺操作，特别式对于小型污水处理厂和分散的污水处理设施，其优越性更为突出　＾ 设备紧凑，占地少；　　由于生物反应器内污泥浓度高，容积负荷可大大提高，而且用膜组件代替了二沉池和过滤设备，因此，与常规生物处理工艺相比，膜生物反应器的占地面积可大为减少。※膜生物反应器分类 　　目前开发出来的膜生物反应器可以分为三类：膜分离生物反应器（Membrane separation bioreactor）；膜曝气生物反应器（Membrane aeration bioreactor）和萃取膜生物反应器（Extractive membrane bioreactor）。其中，膜分离生物反应器用于污水处理中的固液分离；膜曝气生物反应器中膜被用于气体质量传递，通常是为好氧工艺供氧，可以实现生物反应器的无泡曝气，大大提高反应器的传氧效率；萃取膜生物反应器主要用于工业废水中优先污染物的处理，选择性透过膜被用于萃取特定的污染物。目前已进行大量研究并投入大规模实际应用的只有膜分离生物反应器，以下均指膜分离生物反应器。膜分离生物反应器的分类方法有很多。按照膜组件的放置方式可分为分体式和一体式膜生物反应器；按照生物反应器是否需氧可分为好氧和厌氧膜生物反应器。　　分体式生物反应器把生物反应器与膜组件分开放置，生物反应器的混合液经泵增压后进入膜组件，在压力作用下混合液中的液体透过膜得到系统出水，活性污泥则被截留，并随浓缩液回流到生物反应器内。一体式系统则直接将膜组件置于反应器内，通过泵的抽吸得到过滤液，膜表面清洗所需的错流由空气搅动产生，曝气器设置在膜的正下方，混合液随气流向上流动，在膜表面产生剪切力，以减少膜的污染。好氧膜生物反应器一般用于城市和工业废水的处理，好氧MBR用于城市污水处理通常是为了使出水达到回用的目的，而用于处理工业废水的主要为了去除一些特别的污染物，如油脂类污染物。　　将膜分离技术与厌氧生物反应器相结合，产生了一种更高效、低能耗、易控制与启动的新型厌氧生物处理技术—厌氧膜生物反应器。传统的厌氧生物处理技术希望维护较高的污泥浓度、较短的水力停留时间（HRT）和较长污泥停留时间（SRT），以实现降低投资与运行费用的目的。而在厌氧膜生物发生器中，通过膜的高效截留，不仅解决了厌氧污泥容易从生物反应器流失导致出水水质降低的问题，同时膜分离的作用还体现在对厌氧反应器的构造与处理效果的强化方面。以UASB与膜单元相结合为例，厌氧膜反应器不再需要设计的三相分离器来实现固液气的分离；而对于两相厌氧MBR，由于膜分离的作用使产酸反应气中的产酸菌浓度增加，提高了水解发酵能力，同时膜将大分子有机物截留在产酸反应器中使水解发酵，因此保持较高的酸化率。厌氧膜生物反应器厂用于高浓度有机分水的处理效果，由于生物反应器缺少曝气，为了使厌氧污泥处于悬浮状态，处理高浓度有机废水的厌氧膜生物反应器均采用分体式。
膜-生物反应器（membrane bioreactor ,MBR）为膜分离技术与生物处理技术有机结合之新型态废水处理系统。膜生物反应器的原理主要利用沉浸于好氧生物池内之膜分离设备截留槽内生物处理后的活性污泥与固体物。因此系统内活性污泥（MLSS）浓度及污泥龄（SRT）将可提高2~4倍以上，相对水力停留时间（HRT）可大为减少，而难降解的大颗粒物质在处理池中亦可不断反应而降解，因此膜生物反应器通过膜分离技术可最大限度的强化了生物反应的功能。MBR膜生物反应器系统在国内已发展近十年，在膜制造技术不断提升及本公司长期的应用经验，MBR膜生物反应器处理系统已为一成熟技术并将吸引着全世界环保业的目光。MBR 工艺的特点
   
    与许多传统的生物水处理工艺相比， MBR 具有以下主要特点：
   一、出水水质优质稳定
    由于膜的高效分离作用，分离效果远好于传统沉淀池，处理出水极其清澈， 悬浮物和浊度接近于零，细菌和病毒被大幅去除 ，出水水质优于建设部颁发的生活杂用水水质标准（ CJ25.1-89 ），可以直接作为非饮用市政杂用水进行回用。     同时，膜分离也使 微生物被完全被截流在生物反应器内， 使得系统内能够维持较高的微生物浓度，不但 提高了反应装置对污染物的整体去除效率，保证了良好的出水水质，同时反应器 对进水负荷（水质及水量）的各种变化具有很好的适应性，耐冲击负荷，能够稳定获得优质的出水水质。
   二、剩余污泥产量少
    该工艺可以在高容积负荷、低污泥负荷下运行，剩余污泥产量低（理论上可以实现零污泥排放），降低了污泥处理费用。
   三、占地面积小，不受设置场合限制
    生物反应器内能维持高浓度的微生物量，处理装置容积负荷高，占地面积大大节省； 该工艺流程简单、结构紧凑、占地面积省，不受设置场所限制，适合于任何场合，可做成地面式、半地下式和地下式。
   四、可去除氨氮及难降解有机物
    由于微生物被完全截流在生物反应器内，从而有利于增殖缓慢的微生物如硝化细菌的截留生长，系统硝化效率得以提高。同时，可增长一些难降解的有机物在系统中的水力停留时间，有利于难降解有机物降解效率的提高。
   五、操作管理方便，易于实现自动控制
    该工艺实现了水力停留时间（ HRT ）与污泥停留时间（ SRT ）的完全分离，运行控制更加灵活稳定，是污水处理中容易实现装备化的新技术，可实现微机自动控制，从而使操作管理更为方便。
   六、易于从传统工艺进行改造     该工艺可以作为传统污水处理工艺的深度处理单元，在城市二级污水处理厂出水深度处理（从而实现城市污水的大量回用）等领域有着广阔的应用前景。
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概念很多 但其实并不乱 。都是有章可循的。因为微生物注重分类，要抓住这一点。上课要注意听讲 不要一味地抄笔记 ，还要多动脑 重要的是要联系微生物实验 实验可以说比理论课还要重要 多回忆实验中所看到的现象 操作等。生物和化学 和 英语有一个共同点 就知识点比较杂 这样的话应对的一个方法就是要经常巩固之前的学习内容 多看看笔记 多背背什么的 做到温故知新~~~平时最好经常上网查点资料 这样有助于提高兴趣，有问题再简单的也要问 不要觉得丢人 。把问题丢掉不理就不对了。还可以问问学得好的学姐和学长 可以知道重点在哪里和学习的一些诀窍什么的~~ 嘻嘻 。大概就是这样 希望你喜欢并学好这一科 很有意思的 ~~~
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微生物学（microbiology）生物学的分支学科之一。它是在分子、细胞或群体水平上研究各类微小生物（细菌、放线菌、真菌、病毒、立克次  微生物学 氏体、支原体、衣原体、螺旋体原生动物以及单细胞藻类）的形态结构、生长繁殖、生理代谢、遗传变异、生态分布和分类进化等生命活动的基本规律，并将其应用于工业发酵、医学卫生和生物工程等领域的科学。目录 [隐藏] 1 发展简史 2 主要阶段 3 微生物的种类及特点 4 微生物的分类与命名 5 学科分支 6 相关词条 7 参考资料 微生物学-发展简史    “科学的历史就是科学本身。”——歌德                                经验阶段自古以来，人类在日常生活和生产实践中，已经觉察到微生物的生命活动及其所发生的作用。中国利用微生物进行酿酒的历史，可以追溯到4000多年前的龙山文化时期。殷商时代的甲骨文中刻有“酒”字。北魏贾思勰的《齐民要术》（533～544）中，列有谷物制曲、酿酒、制酱、造醋和腌菜等方法。在古希腊留下来的石刻上，记有酿酒的操作过程。 古代人制曲 中国在春秋战国时期，就已经利用微生物分解有机物质的作用，进行沤粪积肥。公元1世纪的《氾胜之书》提出要以熟粪肥田以及瓜与小豆间作的制度。2世纪的《神衣本草经》中，有白僵蚕治病的记载。6世纪的《左传》中，有用麦曲治腹泻病的记载。在10世纪的《医宗金鉴》中，有关于种痘方法的记载。1796年，英国人E．琴纳发明了牛痘苗，为免疫学的发展奠定了基础。微生物学-主要阶段    形态学阶段 　17世纪，荷兰人列文虎克用自制的简单显微镜（可放大160～260倍）观察牙垢、雨水、井水和植 微生物 列文虎克 物浸液后，发现其中有许多运动着的“微小动物”，并用文字和图画科学地记载了人类最早看见的“微小动物”──细菌的不同形态(球状、杆状和螺旋状等)。过了不久，意大利植物学家P.A.米凯利也用简单的显微镜观察了真菌的形态。1838年，德国动物学家C.G.埃伦贝格在《纤毛虫是真正的有机体》一书中，把纤毛虫纲分为22科，其中包括3个细菌的科(他将细菌看作动物),并且创用bacteria（细菌）一词。1854年，德国植物学家F.J.科恩发现杆状细菌的芽孢，他将细菌归属于植物界，确定了此后百年间细菌的分类地位。                                                                                                                                                   生理学阶段 　微生物学的研究从19世纪60年代开始进入生理学阶段。法国科学家L.巴斯德对微生物生理学的研 巴斯特 究为现代微生物学奠定了基础。他论证酒和醋的酿造以及一些物质的腐败都是由一定种类的微生物引起的发酵过程，并不是发酵或腐败产生微生物；他认为发酵是微生物在没有空气的环境中的呼吸作用，而酒的变质则是有害微生物生长的结果；他进一步证明不同微生物种类各有独特的代谢机能，各自需要不同的生活条件并引起不同的作用;他提出了防止酒变质的加热灭菌法,后来被人称为巴斯德灭菌法，使用这一方法可使新生产的葡萄酒和啤酒长期保存。后来，他开始研究人、禽、畜的传染病(狂犬病、炭疽病和鸡霍乱等)，创立了病原微生物是传染病因的正确理论和应用菌苗接种预防传染病的方法。巴斯德在微生物学各方面的科学研究成果，促进了医学、发酵工业和农业的发展。               与他同时代的德国微生物学家R.科赫对新兴的医学微生物学作出了巨大贡献。科赫首先论证炭疽杆菌是炭疽病的病原菌，接着又发现结核病和霍乱的病原细菌，并提倡采用消毒和杀菌方法防止这些疾病的传播；他的学生们也陆续发现白喉、肺炎、破伤风、鼠疫等的病原细菌，导致了当时和以后数十年间 炭疽杆菌 人们对细菌给予高度的重视；他首创细菌的染色方法，采用了以琼脂作凝固培养基培养细菌和分离单菌落而获得纯培养的操作过程；他规定了鉴定病原细菌的方法和步骤，提出著名的科赫法则。1860年，英国外科医生J.利斯特应用药物杀菌，并创立了无菌的外科手术操作方法。1901年，著名细菌学家和动物学家 梅契尼科夫发现白细胞吞噬细菌的作用，对免疫学的发展作出了贡献。 俄国出生的法国微生物学家 C.H. 维诺格拉茨基于1887年发现硫磺细菌，1890年发现硝化细菌，他论证了土壤中 硝化细菌 硫化作用和硝化作用的微生物学过程以及这些细菌的化能营养特性。他最先发现嫌气性的自生固氮细菌，并运用无机培养基、选择性培养基以及富集培养等原理和方法，研究土壤细菌各个生理类群的生命活动，揭示土壤微生物参与土壤物质转化的各种作用，为土壤微生物学的发展奠定了基础。 1892年，俄国植物生理学家伊万诺夫斯基发现烟草花叶病原体是比细菌还小的、能通过细菌过滤器的、光学显微镜不能窥测的生物，称之为过滤性病毒。年，埃雷尔观察细菌菌落上出现噬菌斑以及培养液中的溶菌现象，发现了细菌病毒──噬菌体。病毒的发现使人们对生物的概念从细胞形态扩大到了非细胞形态。 在这一阶段中，微生物操作技术和研究方法的创立是微生物学发展的特有标志。                                                 生物化学阶段 　20世纪以来，生物化学和生物物理学向微生物学渗透，再加上电子显微镜的发明和同位素示踪原 大肠杆菌 子的应用，推动了微生物学向生物化学阶段的发展。1897年德国学者E.毕希纳发现酵母菌的无细胞提取液能与酵母一样具有发酵糖液产生乙醇的作用，从而认识了酵母菌酒精发酵的酶促过程，将微生物生命活动与酶化学结合起来。G.诺伊贝格等人对酵母菌生理的研究和对酒精发酵中间产物的分析，A.J.克勒伊沃对微生物代谢的研究以及他所开拓的比较生物化学的研究方向，其他许多人以大肠杆菌为材料所进行的一系列基本生理和代谢途径的研究，都阐明了生物体的代谢规律和控制其代谢的基本原理，并且在控制微生物代谢的基础上扩大利用微生物，发展酶学，推动了生物化学的发展。从20世纪30年代起，人们利用微生物进行乙醇、丙酮、丁醇、甘油、各种有机酸、 青霉素 氨基酸、蛋白质、油脂等的工业化生产。                                                                            1929年，A.弗莱明发现点青霉菌能抑制葡萄球菌的生长,揭示了微生物间的拮抗关系并发现了青霉素。1949年， S.A.瓦克斯曼在他多年研究土壤微生物所积累资料的基础上，发现了链霉素。此后陆续发现的新抗生素越来越多。这些抗生素除医用外，也应用于防治动植物的病害和食品保藏。                                                                                                             分子生物学阶段 　1941年，G.W.比德尔和E.L.塔特姆用X射线和紫外线照射链孢霉，使其产生变异,获得营养缺 DNA 陷型。他们对营养缺陷型的研究不仅可以进一步了解基因的作用和本质，而且为分子遗传学打下了基础。1944年，O.T.埃弗里第一次证实了引起肺炎球菌形成荚膜遗传性状转化的物质是脱氧核糖核酸(DNA)。 1953年，      J.D.沃森和F.H.C.克里克提出了 DNA分子的双螺旋结构模型和核酸半保留复制学说。H.富兰克尔－康拉特等通过烟草花叶病毒重组试验,证明核糖核酸(RNA)是遗传信息的载体，为奠定分子生物学基础起了重要作用。其后，又相继发现转运核糖核酸(tRNA)的作用机制、基因三联密码的论说、病毒的细微结构和感染增殖过程、生物固氮机制等微生物学中的重要理论，展示了微生物学广阔的应用前景。1957年,A.科恩伯格等成功地进行了DNA的体外组合和操纵。近年来，原核微生物基因重组的研究不断获得进展，胰岛素已用基因转移的大肠杆菌发酵生产，干扰素也已开始用细菌生产。现代微生物学的研究将继续向分子水平深入，向生产的深度和广度发展。微生物学-微生物的种类及特点    微生物的含义：非分类学上名词，来自法语“Microbe”一词。是形体微小、单细胞或个体结构简单的多细 微生物 胞、甚至无细胞结构的低等生物的通称。种类：微生物类群十分庞杂，包括：无细胞结构的病毒、类病毒、拟病毒等，属于原核生物的细菌、放线菌、立克次氏体、衣原体等，属于真核生物的酵母菌和霉菌，单细胞藻类、原生动物等。生物分界：                                                                                                                                                        1、两界系统（亚里斯多德）动物界Animalia：不具细胞壁，可运动，不行光合作用。植物界Plantae：具有细胞壁，不运动，可行光合作用。三界：原生生物界Protista：（E.H.Haeckel,1866年提出）                                                                                 2、五界系统原核生物界Monera：细菌、放线菌等原生生物界Protista：藻类、原生动物、粘菌等真菌界Fungi：酵母、霉菌动物界Animalia：植物界Plantae：五界系统是以细胞结构分化的等级以及和光合、吸收、摄食这三种主要营养方式有关的组织类型为基础的。六界：加上病毒界。                                                                                                                                               3、三界（域）系统Woese用寡核苷酸序列编目分析法对60多株细菌的16SrRNA序列进行比较后，惊奇地发现：产甲烷细菌完全没有作为细菌特征的那些序列，于是提出了生命的第三种形式--古细菌(archaebacteria)。随后他又对包括某些真核生物在内的大量菌株进行了16SrRNA(18SrRNA)序列的分析比较，又发现极端嗜盐菌和极端嗜酸嗜热菌也和产甲烷细菌一样，具有既不同其他细菌也不同于其核生物的序列特征，而它们之间则具有许多共同的序列特征。于是提出将生物分成为三界(Kingdom)(后来改称三个域)：古细菌、真细菌(Eubacteria)和真核生物(Eukaryotes)。1990年，他为了避免把古细菌也看作是细菌的一类，他又把三界(域)改称为：Bacteria(细菌)、Archaea(古生菌)和Eukarya(真核生物)，并构建了三界(域)生物的系统树。                                                                                            微生物特点：                                                                                                                                                    1、体积小、比表面积大大小以um计，但比表面积（表面积/体积）大，（插入表），必然有一个巨大的营养吸收，代谢废物排泄和环境信息接受面。这一特点也是微生物与一切大型生物相区别的关键所在。举例：乳酸杆菌：120，000；鸡蛋：1.5；人（200磅）：0.32、吸收多、转化快这一特性为高速生长繁殖和产生大量代谢物提供了充分的物质基础。举例：3克地鼠每天消耗与体重等重的粮食；1克闪绿蜂鸟每天消耗两倍于体重的粮食；大肠杆菌每小时消耗2000倍于体重的糖；发酵乳糖的细菌在1小时内就可以分解相当于其自身重量1,000~10,000倍的乳糖，产生乳酸；1公斤酵母菌体，在一天内可发酵几千公斤的糖，生成酒精；3、生长旺、繁殖快极高生长繁殖速度，如E.coli20-30分钟分裂一次，若不停分裂，48小时2.2×1043菌数增加，营养消耗，代谢积累，限制生长速度。这一特性可在短时间内把大量基质转化为有用产品，缩短科研周期。也有不利一面，如疾病、粮食霉变。                                                                                                                                                   举例：Escherichiacoli(大肠杆菌)在最适的生长条件下，每12.5~20分钟细胞就能分裂一次；在液体培养基中，细菌细胞的浓度一般为108~109个/ml；谷氨酸短杆菌：摇瓶种子→50吨发酵罐：52小时内细胞数目可增加３２亿倍。利用微生物的这一特性就可以实现发酵工业的短周期、高效率生产。例如生产鲜酵母时，几乎12小时就可以收获一次，每年可以收获数百次。表     若干微生物的代时及每日增殖率微生物名称 代时 每日分裂次数 温度 每日增殖率 乳酸菌 38分 38 25 2.7×1011 大肠杆菌 18分 80 37 1.2×1024  根瘤菌 110分 13 25 8.2×103 枯草杆菌 31分 46 30 7.0×1013  光合细菌 144分 10 30 1.0×103 酿酒酵母 120分 12 30 4.1×103 小球藻 7小时 3.4 25 10.6 念珠藻* 23小时 1.04 25 2.1 硅藻 17小时 1.4 20 2.64 草履虫 10.4小时 2.3 26 4.92 *为念珠蓝菌属(Nostoc)的旧称，与细菌同属原核生物。                                                                                      4、适应强、易变异极其灵活适应性，对极端环境具有惊人的适应力，遗传物质易变异。更重要的是在于微生物的生理代谢类型多、代谢产物种类多。                                                                                                                                                举例：万米深海、85公里高空、地层下128米和427米沉积岩中都发现有微生物存在。微生物的种数，据1972年：类型 低限 倾向种数 高限 病毒与立克次氏体 17 支原体 42 42 42 细菌与放线菌 &00 蓝细菌 00 藻类
23100 真菌
68939 原生动物
30000 总数
       5、分布广、种类多分布区域广，分布环境广。生理代谢类型多，代谢产物种类多，种数多。更重要的是在于微生物的生理代谢类型多、代谢产物种类多。任何有其它生物生存的环境中，都能找到微生物，而在其它生物不可能生存的极端环境中也有微生物存在。举例：青霉素生产菌Penicilliumchrysogenum(产黄青霉)的产量1943年为每毫升发酵液中含20单位青霉素，40多年来，经过世界各国微生物遗传育种工作者的不懈努力使该菌产量变异逐渐积累，加上发酵条件的改进，目前世界上先进国家的发酵水平每毫升已超过5万单位，甚至接近10万单位。微生物的数量性状变异和育种使产量提高的幅度之大，是动植物育种工作中绝对不可能达到的。正因为如此，几乎所有微生物发酵工厂都十分重视菌种选育工作。                                                                                                                                                                 微生物作用：1、在自然界物质循环中作用2、空气与水净化，污水处理3、工农业生产：菌体，代谢产物，代谢活动4、对生命科学的贡献微生物学-微生物的分类与命名    微生物的分类单位：界、门、纲、目、科、属、种种是最基本的分类单位，每一分类单位之后可有亚门、亚纲、亚目、亚科...                                                         以啤酒酵母为例，它在分类学上的地位是：                                                                                                            界(Kindom)：真菌界   门(Phyllum)：真菌门       纲(Class)：子囊菌纲           目(Order)：内孢霉目               科(Family)：内孢霉科                   属(Genus)：酵母属                       种(Species)：啤酒酵母                                                                                                                  种                                 例如：BacillussubtilisAS1.389AS=AcademiaSinica          BacillussubtilisBF7658BF=北纺          ClostridiumacetobutylicumATCC824丙酮丁醇梭菌          ATCC＝AmericanTypeCultureCollection美国模式菌种保藏中心当文章中前面已出现过某学名时，后面的可将其属名缩写成1~3个字母。例如：Escherichiacoli可缩写成E.coli          Staphylococcusaureus可缩写成S.aureus                                                                                                 ②三名法：用于对亚种的命名，这时在属和种名后加写一个subsp.，然后再附上亚种名称（斜排体）。              例如：Bacillusthuringiensissubsp.galleria  苏云金芽孢杆菌腊螟亚种微生物学-学科分支    微生物学经历了一个多世纪的发展，已分化出大量的分支学科，据不完全统计（1990年），已达181门之多。根据其性质可以简单归纳为下面6类：⑴按研究微生物的基本生命活动规律为目的来分总学科称普通微生物学（GeneralMicrobiology），分科如微生物分类学，微生物生理学，微生物遗传学，微生物生态学和分子微生物学等。⑵按研究的微生物对象分如细菌学，真菌学（菌物学），病毒学，原核生物学，自养菌生物学和厌氧菌生物学等。⑶按微生物所处的生态环境分如土壤微生物学，微生态学，海洋微生物学，环境微生物学，水微生物学和宇宙微生物学。⑷按微生物应用领域来分总学科称应用微生物学（AppliedMicrobiology)，分科如工业微生物学，农业微生物学，医学微生物学，药用微生物学，诊断微生物学，抗生素学，食品微生物学等。⑸按学科间的交叉、融合分如化学微生物学，分析微生物学，微生物生物工程学，微生物化学分类学，微生物数值分类学，微生物地球化学和微生物信息学等。⑹按实验方法、技术分如实验微生物学，微生物研究方法等。
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