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第二节 微 生 物 学 一、微生物学及其分支学科 微生物学是研究微生物及其活动的科学。它涉及到微生物的形态结构、生理 生化、遗传变异以及进化、分类和生态等多个领域。 19世纪是微生物学奠定基础和开始发展的时期,发现了许多类型的微生物和 它们的生态活动,研究是比较全面的,但不太深入。自20世纪开始,微生物学进入 了快速发展的新阶段。青霉素的发现和对土壤中放线菌的研究成果导致了抗生素 学科的出现。对人类疾病和躯体防御机能的研究促进了医学微生物和免疫学的发 展。微生物在农业中的应用使农业微生物学、植物病理学和兽医微生物学都成为 重要的应用学科。在基础研究方面,对微生物细胞结构和酶及其功能的研究发展 了微生物生理学;微生物遗传变异的研究产生了微生物遗传学;对微生物和环境因 子相互关系的研究产生了微生物生态学。20世纪下半叶,在分子水平上研究微生 物生命活动规律的分子微生物学和重点研究微生物与寄主细胞相互关系的细胞微 生物学以及伴随人类基因组计划兴起的微生物基因组学也逐步发展了起来。随着 微生物学的不断发展,已形成了基础微生物学和应用微生物学,其又可分为许多不 同的分支学科,并还在不断地形成新的学科和研究领域。 二、微生物学主要分支学科简介 一微生物分类学 微生物分类学主要探索微生物之间的亲缘关系,把多种多样的物种归纳为互 相联系的不同类群。微生物分类学主要包括两方面的工作：一是在多种多样的微 生物群体中发现规律,作出系统分类,即按照微生物的亲缘关系把它们分群归类, 有规则地排列成一个分类系统;二是根据一定的分类系统,将微生物的特征作人为 归纳,找出一种或一套特征来制定检索表,以便能迅速而简单地识别某种未知微生 物。由于微生物个体小,结构简单,易受外界条件的影响而发生变异,加之微生物 之间的关系极为复杂,这些都给微生物的系统分类带来困难。近年来,随着科学技 术的不断发展,特别是分子生物学的迅速发展,新技术和新方法越来越多地被用于 微生物分类,使微生物分类学能更真实地反映微生物的自然进化和亲缘关系。详 细内容参见本书第十三章。4 农 业 微 生 物 学 及 实 验 教 程 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 二医学微生物学 研究致病微生物的分支学科叫做医学微生物学。引起疾病的微生物叫做病原 体。有些病原体不能在人工配制的培养基上生长,而需要在敏感宿主中或者特殊 的组织或器官中才能生长繁殖。医学微生物学也研究疾病的预防和控制。预防医 学包括抗生作用、化学治疗、免疫、流行病学和诊断方法等几个方面。随着我们对 医学微生物学这个重要领域的研究,各种微生物在引起疾病方面的作用将变得更 加明了。医学微生物学通常是指研究人类病原体的学科。广义的医学微生物学还 包括研究动物病原体和植物病原体的分支学科,它们通常被称为兽医微生物学和 植物病理学。 三水体微生物学 水体微生物学主要研究海洋、海湾和淡水中微生物的种类和数量变化的规律。 这种研究能够开辟微生物学应用于卫生和工业方面的有效途径。水生微生物区系 是水中生物食物链的一个必不可少的组成部分。 四食品微生物学 人类食品也同样是微生物的培养基,被食品传播的疾病包括传染病和食物中 毒。多种不同的微生物都能引起食物传染病,其中沙门氏菌是*常见的种类。引 起食物中毒的微生物包括葡萄球菌和梭状芽孢杆菌。对用于生产食品的原料进行 检查,严格执行食品安全卫生法,便可大大减少因食物传染的疾病和食物中毒的危 险。许多有益的微生物被食品工业用于生产诸如面包、酸奶、腐乳、调味品、饮料等 多种重要产品。 五工业微生物学 医药、食品添加剂、酒类、酶制剂以及有机酸是进行微生物商品化生产的几种 代表。将细菌、酵母菌、丝状真菌进行发酵培养,利用它们有益的生物化学反应可 以生产出多种多样有价值的微生物发酵产品。 六土壤微生物学 土壤中微生物极为丰富。据计算,每667m2 肥沃土壤的30cm表层土中含有 约75kg细菌,并含有约同等数量的真菌和原生动物。实际上,土壤中微生物的数 量是土壤肥力的重要指标之一。微生物能够将空气中的氮气转化为含氮化合物, 供植物合成蛋白质之需,从而改善土壤肥力。它们也能够将土壤中多种不能被植 物直接吸收利用的物质转化为易于被吸收的物质,这是一个由多种微生物参加的第二节 微 生 物 学 一、微生物学及其分支学科 微生物学是研究微生物及其活动的科学。它涉及到微生物的形态结构、生理 生化、遗传变异以及进化、分类和生态等多个领域。 19世纪是微生物学奠定基础和开始发展的时期,发现了许多类型的微生物和 它们的生态活动,研究是比较全面的,但不太深入。自20世纪开始,微生物学进入 了快速发展的新阶段。青霉素的发现和对土壤中放线菌的研究成果导致了抗生素 学科的出现。对人类疾病和躯体防御机能的研究促进了医学微生物和免疫学的发 展。微生物在农业中的应用使农业微生物学、植物病理学和兽医微生物学都成为 重要的应用学科。在基础研究方面,对微生物细胞结构和酶及其功能的研究发展 了微生物生理学;微生物遗传变异的研究产生了微生物遗传学;对微生物和环境因 子相互关系的研究产生了微生物生态学。20世纪下半叶,在分子水平上研究微生 物生命活动规律的分子微生物学和重点研究微生物与寄主细胞相互关系的细胞微 生物学以及伴随人类基因组计划兴起的微生物基因组学也逐步发展了起来。随着 微生物学的不断发展,已形成了基础微生物学和应用微生物学,其又可分为许多不 同的分支学科,并还在不断地形成新的学科和研究领域。 二、微生物学主要分支学科简介 一微生物分类学 微生物分类学主要探索微生物之间的亲缘关系,把多种多样的物种归纳为互 相联系的不同类群。微生物分类学主要包括两方面的工作：一是在多种多样的微 生物群体中发现规律,作出系统分类,即按照微生物的亲缘关系把它们分群归类, 有规则地排列成一个分类系统;二是根据一定的分类系统,将微生物的特征作人为 归纳,找出一种或一套特征来制定检索表,以便能迅速而简单地识别某种未知微生 物。由于微生物个体小,结构简单,易受外界条件的影响而发生变异,加之微生物 之间的关系极为复杂,这些都给微生物的系统分类带来困难。近年来,随着科学技 术的不断发展,特别是分子生物学的迅速发展,新技术和新方法越来越多地被用于 微生物分类,使微生物分类学能更真实地反映微生物的自然进化和亲缘关系。详 细内容参见本书第十三章。4 农 业 微 生 物 学 及 实 验 教 程 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 二医学微生物学 研究致病微生物的分支学科叫做医学微生物学。引起疾病的微生物叫做病原 体。有些病原体不能在人工配制的培养基上生长,而需要在敏感宿主中或者特殊 的组织或器官中才能生长繁殖。医学微生物学也研究疾病的预防和控制。预防医 学包括抗生作用、化学治疗、免疫、流行病学和诊断方法等几个方面。随着我们对 医学微生物学这个重要领域的研究,各种微生物在引起疾病方面的作用将变得更 加明了。医学微生物学通常是指研究人类病原体的学科。广义的医学微生物学还 包括研究动物病原体和植物病原体的分支学科,它们通常被称为兽医微生物学和 植物病理学。 三水体微生物学 水体微生物学主要研究海洋、海湾和淡水中微生物的种类和数量变化的规律。 这种研究能够开辟微生物学应用于卫生和工业方面的有效途径。水生微生物区系 是水中生物食物链的一个必不可少的组成部分。 四食品微生物学 人类食品也同样是微生物的培养基,被食品传播的疾病包括传染病和食物中 毒。多种不同的微生物都能引起食物传染病,其中沙门氏菌是*常见的种类。引 起食物中毒的微生物包括葡萄球菌和梭状芽孢杆菌。对用于生产食品的原料进行 检查,严格执行食品安全卫生法,便可大大减少因食物传染的疾病和食物中毒的危 险。许多有益的微生物被食品工业用于生产诸如面包、酸奶、腐乳、调味品、饮料等 多种重要产品。 五工业微生物学 医药、食品添加剂、酒类、酶制剂以及有机酸是进行微生物商品化生产的几种 代表。将细菌、酵母菌、丝状真菌进行发酵培养,利用它们有益的生物化学反应可 以生产出多种多样有价值的微生物发酵产品。 六土壤微生物学 土壤中微生物极为丰富。据计算,每667m2 肥沃土壤的30cm表层土中含有 约75kg细菌,并含有约同等数量的真菌和原生动物。实际上,土壤中微生物的数 量是土壤肥力的重要指标之一。微生物能够将空气中的氮气转化为含氮化合物, 供植物合成蛋白质之需,从而改善土壤肥力。它们也能够将土壤中多种不能被植 物直接吸收利用的物质转化为易于被吸收的物质,这是一个由多种微生物参加的
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微生物学是生物学的基础学科。以微生物为研究材料获得了生物学的许多重 大发现。微生物学是一门基础学科。通过本课程的学习,可对微生物学有一个全 面的了解,掌握农业微生物学的基本知识,并对实验操作技术进行基本的训练。本 书作者都是各农业高等院校微生物学的主讲教师。在教材编写过程中,我们尽可 能参考了国内外的最新进展,围绕微生物形态、生理、遗传、生态和分类,对微生物 学的基本理论和基础知识,做了比较系统的阐述,力求概念准确,叙述简明,而且兼 顾了微生物学的系统性,特别是加强了微生物在农业上应用的内容。各院校可根 据自己的需要和学时,选择性地讲授部分章节。 参加本书编写的单位有中国农业大学、河南农业大学、四川农业大学、河北农 业大学、华南农业大学和内蒙古农业大学。各章的作者分别是：第一章,王贺祥;第 二章,戚元成;第三章,李颖;第四章,田杰生;第五章,胡俊;第六章,张伟;第七章, 廖德聪;第八章,陈三凤;第九章,方祥;第十章,袁红莉;第十一章,吴坤;第十二章, 田树君、宋渊、陈文峰、王贺祥;第十三章,陈文峰、李颖;第十四章及附录,宋渊、袁 红莉。 本书的编写得到了科技部十一五支撑项目生物质高效降解专用微生物筛 选与构建技术研究2006BAD07A01的支持,在此表示致谢。由于作者水平有 限,本书难免会有不妥之处,敬请读者随时向我们提出宝贵意见。 编 者 2008.7
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