微生物学 山东教育学院生物科学与技术系 微生物学课程组
微生物学 山东教育学院生物科学与技术系 微生物学课程组
微生物学既是当代生物技术及分子生物学 的重要组成部分又是一门应用性、实验实践性 很强的学科。因此,它是生物技术与应用和营 养与食品检验高职专业的基础课和专业技术课, 其知识面覆盖微观世界和宏观世界两方面，内 容涉及微生物的形态结构、生理生化、遗传变 异、生态分布、传染与免疫等方面。该课程有 利于学生全面、系统地理解微生物学的基本知 识和基本理论，熟练掌握微生物的基本操作技 能，为学员的就业和后续学习奠定良好的基础。 课 程 说 明
微生物学既是当代生物技术及分子生物学 的重要组成部分又是一门应用性、实验实践性 很强的学科。因此,它是生物技术与应用和营 养与食品检验高职专业的基础课和专业技术课, 其知识面覆盖微观世界和宏观世界两方面，内 容涉及微生物的形态结构、生理生化、遗传变 异、生态分布、传染与免疫等方面。该课程有 利于学生全面、系统地理解微生物学的基本知 识和基本理论，熟练掌握微生物的基本操作技 能，为学员的就业和后续学习奠定良好的基础。 课 程 说 明
章 节 讲课内容 学时 第一章 绪 论 2 第二章 原核微生物 5 第三章 真核微生物 5 第四章 病 毒 6 第五章 微生物的营养 5 第六章 微生物的代谢 7 第七章 微生物的生长 6 第八章 微生物的遗传变异 7 第九章 微生物的生态 4 第十章 传染与免疫 7 理论课学时分配（ 54学时）
章 节 讲课内容 学时 第一章 绪 论 2 第二章 原核微生物 5 第三章 真核微生物 5 第四章 病 毒 6 第五章 微生物的营养 5 第六章 微生物的代谢 7 第七章 微生物的生长 6 第八章 微生物的遗传变异 7 第九章 微生物的生态 4 第十章 传染与免疫 7 理论课学时分配（ 54学时）
第一章 绪 论 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
第一章 绪 论 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
微生物(microorganisms)是指广泛存在于自然界中的 一大群个体体积微小，结构简单，大多是单细胞，少 数是多细胞，甚至没有细胞结构的低等生物。 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 。 1、什么是微生物？ 这些微小的生物必须借助于光学显微镜和电子显微镜 才能看清它们的形态结构
微生物(microorganisms)是指广泛存在于自然界中的 一大群个体体积微小，结构简单，大多是单细胞，少 数是多细胞，甚至没有细胞结构的低等生物。 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 。 1、什么是微生物？ 这些微小的生物必须借助于光学显微镜和电子显微镜 才能看清它们的形态结构
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１um3 . 如一个典型的球菌体积仅为１um3，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。 2、微生物的主要特点 ①个体微小、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成
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１um3 . 如一个典型的球菌体积仅为１um3，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。 2、微生物的主要特点 ①个体微小、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成
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4.722×1024个。 ②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4.722×1024个。 ②代谢旺盛，繁殖快速
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
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
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。 ③适应性强、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。 ③适应性强、易变异
微生物的个体一般都是单倍体，加之它具有繁殖快、 数量多以及与外界环境直接接触等原因，虽然微生物 的变异频率仅为(10-6-10-9)，也可在短时间内产生大 量变异的后代。在微生物育种中利用变异这一特性可 获得高产菌株而大大降低成本。 当然，病原菌产生的耐药性变异也很常见。 青霉素43年刚问世时，对Staphylococcus aureusr 最低制菌浓度为0.02ug/ml,由于突变原因制菌浓度不 断提高，有的菌株的耐药性竟比原始菌株提高了1万倍。 在40年代用青霉素治疗时，即使是严重感染的病人， 每天只需10万单位，而现在成人需1６0万单位，新生 儿也不少于４０万单位。病情严重时，甚至用数千万。 同时也说明了“滥用抗生素无异于玩火”的口号是有 充分科学依据的
微生物的个体一般都是单倍体，加之它具有繁殖快、 数量多以及与外界环境直接接触等原因，虽然微生物 的变异频率仅为(10-6-10-9)，也可在短时间内产生大 量变异的后代。在微生物育种中利用变异这一特性可 获得高产菌株而大大降低成本。 当然，病原菌产生的耐药性变异也很常见。 青霉素43年刚问世时，对Staphylococcus aureusr 最低制菌浓度为0.02ug/ml,由于突变原因制菌浓度不 断提高，有的菌株的耐药性竟比原始菌株提高了1万倍。 在40年代用青霉素治疗时，即使是严重感染的病人， 每天只需10万单位，而现在成人需1６0万单位，新生 儿也不少于４０万单位。病情严重时，甚至用数千万。 同时也说明了“滥用抗生素无异于玩火”的口号是有 充分科学依据的