《微生物的奇妙世界》课件

微生物的奇妙世界课程目标了解微生物定义和种类认识微生物基本特征探索微生物重要性认识这个微小世界的基本组成掌握不同微生物的关键特点什么是微生物？定义观察方式分布范围肉眼不可见的微小生物需要显微镜才能看见几乎存在于地球每个角落微生物的发现历程1676年1928年列文虎克发明简易显微镜弗莱明发现青霉素12341850年代现代巴斯德开创微生物学电子显微镜深入观察微生物的主要类型细菌真菌单细胞原核生物单细胞或多细胞真核生物原生动物病毒单细胞真核微小动物非细胞结构微小粒子细菌概述基本特征结构简单数量惊人原核生物，没有真正的细胞核单细胞构造，但功能完整地球上数量最多的生物群体细菌的大小1μm100μm平均直径人类头发直径约一微米大小比较头发比细菌粗百倍10^6放大倍数观察所需显微镜放大率细菌的形态球菌杆菌螺旋菌呈球形，单个、成对或链状排列呈棒状或筒状，长短粗细不一呈螺旋状或弯曲状，有鞭毛细菌的结构细胞壁细胞膜提供保护和支持作用控制物质进出细胞核区细胞质存放的区域含有核糖体等细胞器DNA细菌的特殊结构鞭毛荚膜芽胞帮助细菌运动的器官保护细菌免受外界伤细菌休眠形式，抵抗害恶劣环境细菌的繁殖复制DNA遗传物质加倍细胞质分裂细胞内容物平均分配形成两个子细胞每个完全相同细菌的营养方式异养型自养型•从环境获取有机物•自己合成有机物•分解者角色•光合或化能自养•多数细菌属于此类•如蓝细菌、硫细菌有益细菌举例乳酸菌根瘤菌放线菌发酵乳制品，促进消固氮作用，增加土壤产生抗生素，治疗疾化肥力病有害细菌举例炭疽芽胞杆菌结核分枝杆菌引起炭疽病，可致命导致肺结核，难以治疗霍乱弧菌引发霍乱，严重腹泻真菌概述真核生物1有细胞核和细胞器单细胞或多细胞2从单细胞酵母到复杂蘑菇分解者角色3分解有机物，循环物质真菌的类型真菌的结构细胞膜细胞核控制物质交换包含遗传物质细胞壁细胞器含几丁质，不同于植物线粒体等结构2真菌的繁殖方式有性繁殖无性繁殖•两个配子融合•出芽或分裂•产生遗传变异•产生孢子•形成子实体和孢子•快速大量复制真菌在食品工业中的应用酿酒酵母发酵产生酒精面包制作酵母发酵使面团膨胀奶酪发酵特定真菌赋予风味真菌在医药领域的应用年1928弗莱明发现青霉素年代1940大规模生产抗生素现代多种真菌抗生素广泛应用病毒概述非细胞生命绝对寄生介于生命和非生命之间必须在活细胞内复制极其微小比细菌小倍50-100病毒的基本结构核酸衣壳或，不会同时存在保护性蛋白质外壳DNA RNA包膜某些病毒具有的脂质外层病毒的形态多面体型螺旋型复合型如腺病毒，形状规则如烟草花叶病毒，呈螺旋状如噬菌体，结构复杂病毒的繁殖过程吸附病毒附着在宿主细胞表面侵入核酸进入宿主细胞合成利用宿主机制制造病毒成分组装各部分组合成完整病毒释放宿主细胞裂解，释放新病毒常见病毒疾病疾病病毒类型传播方式流感病毒呼吸道飞沫RNA艾滋病逆转录病毒体液接触新冠肺炎冠状病毒呼吸道飞沫病毒与疫苗接种疫苗产生抗体注射减毒或灭活病毒免疫系统识别病毒抵抗感染形成免疫记忆预防疾病发生长期保护作用原生动物概述基本特征多样性•单细胞真核生物•形态各异•结构复杂•生活方式多样•大小比细菌大•适应环境能力强原生动物的类型原生动物的结构细胞膜细胞质12控制物质进出含有各种细胞器特殊器官细胞核如伸缩泡、食物泡控制细胞活动43原生动物的运动方式鞭毛运动利用长鞭毛摆动前进纤毛运动无数短纤毛协调摆动伪足运动伸出细胞质突起蠕动微生物的生态作用生态平衡调节种群和资源物质循环碳、氮、磷等元素循环分解作用3分解有机残体微生物与碳循环有机物形成微生物分解植物光合作用固定碳分解有机残体释放二氧化碳植物再利用碳返回大气3重新吸收二氧化碳释放二氧化碳微生物与氮循环固氮作用硝化作用根瘤菌将大气氮转化为铵盐亚硝酸菌将铵盐转化为硝酸盐反硝化作用3特定细菌将硝酸盐转回氮气微生物与水体净化初级过滤去除大颗粒物质生物处理微生物分解有机污染物最终净化清洁水排放回环境微生物与土壤改良提高肥力生物修复•分解有机质•降解污染物•释放养分•去除重金属•改善土壤结构•恢复土壤健康微生物在农业中的应用生物肥料根瘤菌和菌根菌促进植物生长生物农药苏云金芽孢杆菌防控害虫堆肥技术微生物快速分解有机废弃物微生物与食品发酵酒类发酵乳制品发酵调味品发酵酵母将糖转化为酒精乳酸菌产生风味和质地多种微生物参与复杂过程微生物与人体健康肠道菌群益生菌约有上千种微生物共存促进消化，增强免疫力有害菌抑制防止病原菌过度繁殖微生物与疾病防治抗生素1微生物产物，抑制或杀死病菌微生物疫苗预防传染病的重要武器微生态调节3使用有益菌平衡菌群微生物在工业中的应用生物能源生物塑料微生物发酵产生生物燃料细菌合成可降解聚合物•生物柴油•聚羟基脂肪酸酯生物乙醇聚乳酸•••沼气•环保替代品微生物与环境保护污染检测微生物传感器监测环境生物降解分解塑料、石油等污染物生物修复恢复受损生态系统持续监测确保环境长期健康微生物与生物技术基因工程蛋白质工程改造微生物生产特定设计改造特定功能蛋白质DNA物质酶工程优化酶的催化效率微生物与纳米技术生物纳米材料纳米生物传感器微生物合成纳米颗粒超灵敏检测各种物质靶向药物输送纳米载体精准治疗极端环境中的微生物微生物的进化亿年前135最早的原核生物出现亿年前220真核生物通过内共生形成亿年前310多细胞生物起源现今4微生物持续进化适应微生物与生命起源原始汤理论简单化合物形成复杂分子世界假说RNA既存储信息又催化反应RNA早期微生物出现简单细胞在深海热泉形成微生物与外星生命探索火星探测极端微生物启示•寻找水和有机物•生命可能形式多样•分析土壤样本•适应极端环境能力•探寻微生物痕迹•扩展生命适应范围认知微生物化石微生物组学研究个体微生物基因组1单一菌种全基因组测序宏基因组学2整个微生物群落基因分析大数据处理生物信息学工具分析微生物与气候变化微生物与生物安全实验室安全等级P1-P4不同防护级别个人防护装备防止微生物接触感染废弃物处理高温高压灭菌销毁操作规程严格遵守安全操作流程新兴微生物技术201210^6发现编辑精度CRISPR精准基因编辑技术突破可精确编辑单个碱基100+应用领域医疗、农业、环保等方向微生物与艺术微生物绘画生物发光艺术微观艺术利用色素菌创作图案发光细菌创造迷人光效显微镜下的微生物之美微生物教育的重要性基础科学教育认识微小世界的窗口健康意识了解疾病预防和个人卫生科研人才培养微生物学家解决全球挑战微生物研究前沿单细胞技术1分析个体微生物特性人工智能应用2加速微生物数据分析微生物组工程3设计定制化微生物群落微生物与可持续发展废物循环利用清洁能源生产微生物转化废物为资源生物燃料减少碳排放可持续农业环境修复减少化学品使用净化污染土壤和水体微生物与未来食品人造肉技术微藻蛋白•细胞培养产生肉类•高效产生优质蛋白•减少动物养殖压力•占地空间小•降低环境影响•富含营养物质微生物与智能材料自修复混凝土生物传感器细菌产生碳酸钙填补裂缝微生物检测环境变化功能性纺织品微生物合成特殊纤维总结微生物的重要性人类健康医药和个人健康工业应用发酵和生物制造环境保护生态平衡维持者展望微生物学的未来跨学科研究生物学、化学、信息学融合技术创新新工具推动重大突破全球挑战微生物解决人类重大问题生态共存人类与微生物和谐共处。