畜牧微生物学动物科学专业

主讲教师：李卫东 联系电话： 13639463101

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绪言当代畜牧业发展概况

• 存栏量：• 牛 1.5 亿头• 羊 4.3 亿• 猪 4.9 亿（世界 9.6 亿，占世界存栏量 50.9% ）• 鸡 44 亿（世界 167 亿，占 26.05% ）• 鸭 7.2 亿（占世界 69.28% ）• 鹅 2.7 亿（占世界 88.69% ）• 马 764 万（世界 5502 万，占 13.89% ）• 驴 792 万（占世界 19.44% ）• 骡 394 万（占世界 30.1% ）

畜产品生产概况国家统计局于 2010 年 2 月 28 日发布《 2010 年

国民经济和社会发展统计公报》。• 全国肉类总产量 7925 万吨，比上年增长 3.6% 。• 其中，猪肉产量 5070 万吨，增长 3.7% ；• 牛肉产量 653 万吨，增长 2.7% ；• 羊肉产量 398 万吨，增长 2.2% 。• 生猪年末存栏 46440 万头，下降 1.2% ；生猪

出栏 66700 万头，增长 3.3% 。• 禽蛋产量 2765 万吨，增长 0.8% 。• 牛奶产量 3570 万吨，增长 1.5% 。

• 中国畜牧业从业人口超过 1 亿• 畜牧业生产总值超过 1.4 万亿• 畜牧业产值占农业总产值的比重 34%

疫病对我国畜牧业的危害• 据中国畜牧报• 每年因为动物疫病造成畜禽死亡的直接经

济损失高达 238 亿，农民人均损失 26 元，畜牧业从业人员人均损失 200~300 元。

• 全国猪死亡率 8~12% ；禽 20% ；牛 5%;羊 7~9% 。

• 大约每年病死猪 500 万头，禽 5 亿只，牛100 万头，羊 900 万只。

一、微生物概念、种类和特点

（一）概念： 是指个体微小，结构简单，

肉眼看不见，通常须借助于显微镜才能看到的生物类群的总称。

（三）微生物类群• 原核细胞型微生物： 细菌、放线菌、霉形体、 衣原体、螺旋体、立克氏体 • 真核细胞型微生物： 真菌、藻类、原生动物

• 非细胞型微生物： • 病毒 •

总结：二菌四体原毒藻

各类微生物的特征核型 类型 个体结构 大小 观察原核型

细菌 单细胞 0.1-10 微米 油镜螺旋体 单细胞 0.1-3 微米 暗示野立克次氏体 单细胞 0.2-0.7 微

米油镜

霉形体 单细胞 50-200 微米

油镜

衣原体 单细胞 0.2-1.5 微米

油镜

真核型

真菌 单或多细胞 2 微米— 1米

镜或肉眼

藻类 单或多细胞 1 微米—几米

镜或肉眼

原生动物 单细胞 2-200 微米 显微镜非细胞型 病毒 颗粒 0.01-0.25 微

米 电镜

真核细胞型微生物—细胞核有核膜和核仁，细胞器完整，如真菌。

原核细胞型微生物—仅有原始核，无核膜、核仁。细胞器很不完善。 DNA 和 RNA 同时存在。有细菌、放线菌、支原体、衣原体、立克次体、螺旋体。

非细胞型微生物—是最小的一类微生物。无典型的细胞结构，只能在活细胞内生长繁殖。核酸类型为 DNA 或 RNA 。病毒属之。

附：兽医微生物学类型比较三型八大类（三菌四体一病毒）

微生物在生命世界的位置

（a

原核生物界

原生生物界

植物界真菌界

动物界

共同祖先

细菌域古生菌域

真核生物域

（ba 生物五界分类系统图示

原核生物界

原生生物界

植物界真菌界

动物界

共同祖先

细菌域古生菌域

真核生物域

（b

原核生物界

原生生物界

真菌界

原核生物界

原生生物界

植物界 真菌界 动物界

共同祖先

细菌域古生菌域

共同祖先

细菌域古生菌域

真核生物域

生物三域分类系统图示

（四）微生物与人类及动植物的关系

• 自然界物质循环• 农业方面、人类食

品、动物饲料• 工业方面• 医学方面• 科学研究• 病原微生物

造酒传说• 杜康造酒说：• “ 有饭不尽，委之空桑，郁结成味，久蓄

气芳。”• 魏武帝：何以解忧，唯有杜康。

青霉素的发现• 青霉素是抗菌素的一种，是从青霉菌培养液中提制的药物，是第一种能够治疗人类疾病的抗生素。

• 青霉素发明者、英国科学家弗莱明 • 1928 年的一天，弗莱明实验室里研究葡萄球菌。由于盖子没有盖好，他发觉培养细菌用的琼脂上附了一层青霉菌。这是从楼上的一位研究青霉菌的学者的窗口飘落进来的。使弗莱明感到惊讶的是，在青霉菌的近旁，葡萄球菌不能生长。这个偶然的发现深深吸引了他，他设法培养这种霉菌进行多次试验，证明青霉素可以在几小时内将葡萄球菌全部杀死。弗莱明据此发明了葡萄球菌的克星—青霉素。 1929 年，弗莱明发表了学术论文，报告了他的发现，但当时未引起重视，而且青霉素的提纯问题也还没有解决。

青霉素的发现• 1935 年，英国牛津大学生物化学家钱恩和物理学家弗罗里对弗莱明的发现大感兴趣。

• 钱恩负责青霉菌的培养和青霉素的分离、提纯和强化，使其抗菌力提高了几千倍，弗罗里负责对动物观察试验。至此，青霉素的功效得到了证明。

• 由于青霉素的发现和大量生产，拯救了千百万肺炎、脑膜炎、脓肿、败血症患者的生命，及时抢救了许多的伤病员。青霉素的出现，当时曾轰动世界。为了表彰这一造福人类的贡献，弗莱明、钱恩、弗罗里于 1945年共同获得诺贝尔医学和生理学奖。

清代师道南《鼠死行》•“东死鼠，西死鼠，人见死鼠如见虎；鼠死不几日，人死如圻堵。昼死人，莫问数，日色惨淡愁云护。三人行未十步多，忽死两人横截路。夜死人，不敢哭，疫鬼吐气灯摇绿。须臾风起灯忽无，人鬼尸棺暗同屋。乌啼不断，犬泣时闻。人含鬼色，鬼夺人神。白日逢人多是鬼，黄昏遇鬼反疑人。人死满地人烟倒，人骨渐被风吹老。田禾无人收，官租向谁考 ?我欲骑天龙，上天府，呼天公，乞天母，洒天浆，散天乳，酥透九原千丈土，地下人人都活归，黄泉化作回春雨。”

•描写 1792 年 ~1793 年清乾隆鼠疫惨状

（一）概念：是研究微生物的类型、分布、形态、结构、代谢、生长繁殖、遗传、进化，以及与人类、动物、植物等相互关系的一门科学。

（二）微生物学工作者的任务：是将对人类有益的微生物用于生产实际，对人类有害的微生物予以改造、控制和消灭；使微生物学朝向人类需要的方向发展。

二、微生物学 (microbiology)

微生物学

基础微生物学 应用微生物学

根据所研究的生物学问题 根据所研究的对象 根据所应用的领域 根据所应用的技术

微生物分类学 病毒学 食品微生物学 酿造工艺

微生物细胞学 细菌学 工业微生物学 发酵工程

微生物生物化学 菌物学 环境微生物学 生物制品

微生物遗传学 藻类学 微生物药物学 微生物检验

微生物生理学 原生动物学等 病原微生物学 环境生物工程

微生物生态学 农业微生物学 基因工程

免疫学等 医学微生物学等 酶工程

抗生素等

图 1-2 微生物学研究范围与分支

微生物学的经验时期远在商代，已知使用经过一定时间储存的粪便来肥田。公元前二千多年的夏禹时代，就有仪狄酿酒的记载• 北魏（公元 386 ～ 534 年）《齐民要术》一书中详

细记载了制醋的方法• 11 世纪初北宋末年刘真人就提出肺痨由虫引起• 李时珍在《本草纲目》提出了“蒸衣灭菌”• 据《本草纲目》记载，公元前 7 世纪（唐朝），我

国已开始食用菌的栽培，而西方在 18世纪才有食用菌栽培的记载。

( 三 ) 微生物学发展简史

• 三国时期，华陀刮骨疗毒主张割去腐肉以防传染。

•采用种痘以防天花的方法在宋真宗时代即已广泛应用 。

• 民间食物保存法。

微生物学的发展阶段 : 微生物的发展可概括为三个阶段：

⒈形态学发展阶段 (1676~1861年 )在 17 世纪末叶 ,为适应贸易发展而兴起的航海事业的需要 ,光学仪器得到了极大的改进。

1676年荷兰人列文虎克 (Leeuwenhoek , 1632 - 1723)

用自磨镜片，创造了一架能放大 266倍的原始显微镜检查了污水、齿垢、粪便等，发现了许多肉眼看不见的微小生物，正确描述了微生物的形态有球形、杆状和螺旋样，为微生物的存在提供了科学依据。随着显微镜的发明，开始了微生物学发展史上的第一个时期。这一时期由 17世纪末至 19世纪中叶，近 200年。

列文虎克是一位敏锐的观察家而不是理论家，他本人并不认识到其发现的重要意义，直到相隔 100年以后，才由其他自然科学家对微生物进行重新观察和鉴定 。

微生物学发展史上的重大事件 1546 Fracastoro 提出不可见到的生物引起疾病 1676 Leeuwenhoek 发现了“ animalcules”

1765-1776 Spallanzani 反驳自然发生说 1786 Muller 提出了第一个细菌分类 1798 Jenner 介绍了牛痘疫苗 1838 － 1839 Schwann & Schleiden 提出了细胞理论 1857               Pasteur 证明了乳酸发酵是由微生物引起的

首先实验证明有机物发酵和腐败是由微生物引起，而酒类变质是因污染了杂菌所致。自此，微生物学成为一门独立学科。

• ⒉生理学发展阶段：是从 19世纪中叶（ 1861年）开始的，此时期的奠基人是法国学者巴斯德 (Louis Pasteur,1822-1895)

•主要贡献：•①证实微生物的活动；推翻自然发生说； •②初步应用免疫学，利用预防接种法治疗疾病，给人类带来幸福（如人类通过种牛痘预防天花病）；

•③证实了发酵作用与微生物活动有关；•④ 发明了巴氏消毒法。•⑤分离鉴定了引起家蚕蚕病杆菌并提出预防措施，被誊为细菌学之父。

免疫学兴起•康复者护理病人不会患病。•天花痘痂接种儿童鼻孔可预防天花。• 18 世纪末，英国琴纳（ Edward Jenne

r ， 1749 ～ 1823 ）发明牛痘预防天花•巴斯德成功解决了用疫苗预防炭疽、霍乱等。

• 由于预防接种及康复者的抗传染能力，德国学者欧立希创立了“抗体学说”。

贡献：① 建立微生物学研究基本技术（柯赫法则），被誉为细菌学技术之父。

创用固体培养基，使有可能将细菌从环境或病人排泄物等标本中分离成为纯培养，利于对各种细菌的特性分别研究。他还创用了染色方法和实验动物感染，为发现多种传染病的病原菌提供实验手段。 ②证实病害的病原菌学说（摸清引起病害的微生物生活史、生理生态等）。郭霍法则：a.特殊的病原菌应在同一疾病中查见，在健康人中不存在；b. 该病原菌能被分离培养得纯种；c. 该纯培养物接种至易感动物，能产生同样病症；d. 自人工感染的实验动物体内能重新分离得该病原菌纯培养。

继巴斯德之后，德国科学家郭霍 (Robert Koch,1843-1910)创造了一系列的特殊研究技术，推动了微生物学的发展。

划线法获得单菌落 科赫定理图示

单菌落

微生物学发展史上的重大事件

1861   Pasteur 用曲颈瓶实验证明微生物非自然发生，推翻了争论以久的“自生说”

1864             Pasteur 建立了巴氏消毒法• 1892年，俄国伊凡偌夫斯基（ 1864—1970） 首先发现

病毒。• 1867 — 1869 Lister 创立了消毒外科，并首次成功的进行了石炭酸消毒实验， Miescher 发现核酸。

• 1876—1877 Koch 证明了炭疽病由炭疽杆菌引起• 1881        Koch 等首创用明胶固体培养基分离细菌，巴斯德制备了炭疽菌苗

1883         Koch 首次发表 Koch 氏法则。Metchnikoff 阐述吞噬作用，高压蒸汽灭菌和革兰氏染色法1884         Pasteur 研究狂犬病疫苗成功，开创了免疫学1890 Von Behring1890 Von Behring 制备抗毒素治疗白喉和破伤风制备抗毒素治疗白喉和破伤风1895 Ivanowsky1895 Ivanowsky 提供烟草花叶病是由病毒引起的证据；　提供烟草花叶病是由病毒引起的证据；　1899 Ross1899 Ross 证实疟疾病原菌由蚊子传播证实疟疾病原菌由蚊子传播1909—1910 Ricketts1909—1910 Ricketts 发现立克次氏体；发现立克次氏体； EhrlichEhrlich 首次合成治首次合成治梅毒的化学治疗剂梅毒的化学治疗剂

德国兽医微生物学家 Loeffle

r 和 Frosch 于 1898 年报道

口蹄疫病毒，发现了动物和

人类的第一个病毒，是微生

物学发展史上的重要里程碑。

Loeffler and Frosch

3 、现代微生物时期

• 20 世纪以来生物技术问世使微生物学各免疫学取得了重大发展：

• 电子显微镜• 细胞工程• 基因工程• 免疫超出了抗传染免疫的范畴• 标记抗体抗原技术• 分子克隆、PCR技术

• 1929年弗来明发现青霉菌能抑制细菌生长，抗生素诞生。• 1935年斯坦来首次得到烟草花叶病毒结晶，为核蛋白，为探索

生命本质和起源提供了线索。• 1939年电子显微镜问世，考雪第一次用电子显微镜看到了病毒。• 1943  Chain 和 Flory 形成青霉素工业化生产工艺• 1944年艾弗里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，标志着分子生物学的开始。

1952Hershey 和 Chase 发现噬菌体将 DNA 注入宿主细胞； Zinder 和 Lederberg 发现普遍性转导 Watson 和 Crick 提出 DNA 双螺旋结构 1961—1966 Holley 、 Khorana 、 Nirenberg 等阐明遗传 密码 1969         Edelman 测定了抗原蛋白质分子的一级结构 1970—1972 Arber 、 Nathans 和 Smith 发现并提纯了限制性内切酶；

Temin 和 Baltimore 发现转录酶

1973       Ames 建立细菌测定法检测致癌物； Cohen 等首次将重组质粒转入大肠杆菌中获得成功1974       Khler 和 Milstein 建立生产单克隆抗体的技术1977       Woese 提出古生菌是有不同于细菌和真核生物 的特殊类群； Sanger 首次对 ΦX174 噬菌体 DNA进行了全序列分析1982—1983 Cech 和 Altman 发现具有催化活性的 RNA （ ribozyme ）； McClintock 发现的转座因子获得公认； Prusiner 发现朊病毒（ prion ）

1983年发现 AIDS病毒。1990年人类基因组计划正式启动。1997绵羊多利诞生。

1983—1984 Gallo 和 Montagnier 分离和鉴定人免疫缺陷病毒；

Mullis 建立 PCR 技术 1988         Deisenhofer 等发现并研究细菌的光合色素 1995         第一个独立生活的生物（流感嗜血杆菌）全基因序列测定完成

1996  第一个自养生活的古生菌基因组测定完成 1997 第一个真核生物（啤酒酵母）基因组测序完成 2000     霍乱弧菌基因组测序完成

与微生物学有关的诺贝尔生理或医学奖Nobel Prize in Physiology or Medicine

1901 － 1999 之间有 39 项。 总人数： 77 人

美国 46 人，英国人 11 人，法国人 7 人，德国人 6 人，瑞士人 4 人，澳大利亚人 2 人，意大利人 1 人

1945 年，青霉素的发现与发展 1952 年，链霉素的发现与发展 1953 年，碳水化合物在细胞中的代谢 1958 年，微生物遗传的生物化学研究 1959 年， DNA 和 RNA 的发现与合成机理

1962 年， DNA 结构的测定 1965 年，细胞中基因活性的调节研究 1969 年，细胞病毒感染的机理研究 1984 年，单克隆抗体技术的发展，免疫学研究 1997 年，朊病毒的研究 1999 年，蛋白质在细胞中的移动和定位机理研究

三、畜牧微生物学

• 微生物学的分支• 畜牧微生物学• 研究对象• 与其他学科的关系• 学习任务与目的

参考文献 :1.沈萍 . 微生物学 ,北京：高等教育出版社， 2000

2.周德庆 .微生物教程 , 第 2版．北京：高等教育出版社， 2002

3.黄秀梨 . 微生物学 第 2版 .北京：高等教育出版社， 2001

4.诸葛健 .李华钟 . 微生物学．第一版．北京：科学出版社， 2004

5. Prescott LM.等著 . 微生物学．第 5版． 沈萍等译，北京：科学出版社， 2000

6. Prescott LM, Harley JP, and Klein DA. Microbiology (5th ed.), Higher education press and McGraw-Hill Companies, Inc.2002

7. Michael TM, John MM, Jack P. Brock biology of micoorganisms ， International edition, Pearson Education, Inc.2003

8. Gregory N.Stephanopoulos, Aristos A.Aristidou, Jens Nielsenz 著 , 代谢工程——原理与方法 .赵学明 白冬梅，等译 .化学工业出版社， 2003

9. Talaro K. P. Foundations in microbiology (Fifth Edition), Higher education press and McGraw-Hill Companies, Inc. 2005

10. R．M．特怀曼著．高级分子生物学要义．陈淳等译，北京：科学出版社， 2000