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1、有趣的微生物世界有趣的微生物世界什麼是微生物什麼是微生物?肉眼不易觀察肉眼不易觀察, 而需藉助放大工具觀察的而需藉助放大工具觀察的微小生物微小生物微生物通常包括五大類生物微生物通常包括五大類生物:1. 細菌與藍綠細菌細菌與藍綠細菌 (原核生物原核生物)2. 真菌真菌 (真核生物真核生物)3. 藻類藻類 (真核生物真核生物)4. 原生動物原生動物 (真核生物真核生物)5. 病毒病毒 (無細胞構造無細胞構造)原核與真核原核與真核1. 細胞核之有無細胞核之有無2. 膜構造胞器膜構造胞器 (如粒線體如粒線體, 葉綠體葉綠體) 之有無之有無 原核細胞原核細胞 真核細胞真核細胞針尖上的細菌針尖上的細菌 病
2、毒比細菌更小病毒比細菌更小顯微鏡顯微鏡 觀察微生物的工具觀察微生物的工具最初的顯微鏡最初的顯微鏡 雷文霍克雷文霍克 (Antony van Leeuwenhoek, 1623-1732)顯微鏡顯微鏡 觀察微生物的工具觀察微生物的工具虎克的顯微鏡虎克的顯微鏡顯微鏡顯微鏡 觀察微生物的工具觀察微生物的工具近代的光學顯微鏡近代的光學顯微鏡顯微鏡顯微鏡 觀察微生物的工具觀察微生物的工具電子顯微鏡電子顯微鏡微生物介紹微生物介紹一一、細菌細菌 細胞形態細胞形態 球球 桿桿 菌菌 菌菌 螺螺 旋旋 菌菌 微生物介紹微生物介紹 一一、細菌細菌 一般構造一般構造 細胞質細胞質 菌毛菌毛 莢膜莢膜 鞭毛鞭毛 細胞
3、壁細胞壁 核糖體核糖體 DNA DNA 細胞膜細胞膜微生物介紹微生物介紹一一、細菌細菌 內孢子內孢子內孢子是對惡劣環境具有高度抵抗性的構造內孢子是對惡劣環境具有高度抵抗性的構造 微生物介紹微生物介紹一一、細菌細菌 內孢子內孢子內孢子是對惡劣環境具有高度抵抗性的構造內孢子是對惡劣環境具有高度抵抗性的構造美國科學家美國科學家Raul CanoRaul Cano自二千五百萬年前自二千五百萬年前 四千四千萬年前的琥珀蜜蜂體內中分離出產內孢子的萬年前的琥珀蜜蜂體內中分離出產內孢子的細菌細菌 微生物介紹微生物介紹一一、細菌細菌 內孢子內孢子內孢子是對惡劣環境具有高度抵抗性的構造內孢子是對惡劣環境具有高度抵
4、抗性的構造美國科學家美國科學家Russell Vreeland Russell Vreeland 及及 William William Rosenzweig Rosenzweig 自二億五千萬年前的鹽塊結晶中自二億五千萬年前的鹽塊結晶中分離出產內孢子的細菌分離出產內孢子的細菌 微生物介紹微生物介紹一一、細菌細菌 DNADNA與遺傳與遺傳 微生物介紹微生物介紹一一、細菌細菌 代謝方式代謝方式一、碳源一、碳源1. 1. 自營菌自營菌: : 以二氧化碳以二氧化碳 ( (COCO2 2) ) 為碳源為碳源 2. 2. 異營菌異營菌: : 以有機碳為碳源以有機碳為碳源 ( (例如葡萄糖例如葡萄糖) )二
5、、能源二、能源 1. 1. 光合菌光合菌: : 利用陽光提供代謝能量利用陽光提供代謝能量 2. 2. 化合菌化合菌: : 利用化學反應提供代謝能量利用化學反應提供代謝能量 微生物介紹微生物介紹一一、細菌細菌 代謝方式代謝方式一、光合自營細菌一、光合自營細菌: : 例如紫色光合菌、綠色光合菌例如紫色光合菌、綠色光合菌二、光合異營菌二、光合異營菌: : 例如一些光合菌例如一些光合菌三、化合自營菌三、化合自營菌: : 例如一些硝化菌、硫酸菌例如一些硝化菌、硫酸菌四、化合異營菌四、化合異營菌: : 例如人類病原菌、大腸桿菌例如人類病原菌、大腸桿菌 微生物介紹微生物介紹一一、細菌細菌 生長與繁殖生長與繁
6、殖 微生物介紹微生物介紹一一、細菌細菌 生長與繁殖生長與繁殖細菌在適宜生長的細菌在適宜生長的條件下條件下, ,十小時內可十小時內可從一個細胞成長為從一個細胞成長為一百萬個一百萬個, ,十二小時十二小時超過一千萬個超過一千萬個, ,十四十四小時則超過二億五小時則超過二億五千萬個千萬個 微生物介紹微生物介紹一一、細菌細菌 細菌的作為細菌的作為生產與分解生產與分解1. 1. 製造製造: : 發酵食品及飲料、生產酵素、固氮、發酵食品及飲料、生產酵素、固氮、工業上生產各種有用物質工業上生產各種有用物質( (如抗生素如抗生素, , 維他維他命命, , 色素色素, , 膠質膠質. .等等) ) 、能源、能源
7、( (例如酒精例如酒精, , 甲甲烷烷, , 氫氣氫氣) )2. 2. 分解分解: : 擔任分解者的角色、各種污染毒物擔任分解者的角色、各種污染毒物的分解、油污分解、廢水處理、堆肥的分解、油污分解、廢水處理、堆肥 微生物介紹微生物介紹一一、細菌細菌 細菌的作為細菌的作為人類健康與疾病人類健康與疾病1. 1. 健康方面健康方面: : 身體上充滿各種有益的正常菌身體上充滿各種有益的正常菌叢有保護宿主的功效、提供維他命、激叢有保護宿主的功效、提供維他命、激發免疫力、產生抗生素等拮抗物質發免疫力、產生抗生素等拮抗物質2. 2. 疾病疾病: :引發許多人類及動植物疾病引發許多人類及動植物疾病 微生物介紹
8、微生物介紹一一、細菌細菌 細菌的作為細菌的作為鼠疫鼠疫( (黑死病黑死病) ) 微生物介紹微生物介紹一一、細菌細菌 細菌的作為細菌的作為鼠疫鼠疫( (黑死病黑死病) )13481348年歐洲大流行年歐洲大流行, , 死亡二千五百萬人死亡二千五百萬人( (三分三分之一人口之一人口) ) 微生物介紹微生物介紹一一、細菌細菌 細菌的作為細菌的作為蛀牙蛀牙 微生物介紹微生物介紹一一、細菌細菌 細菌的作為細菌的作為 蛀牙蛀牙 基因改造微生物的應用舉例基因改造微生物的應用舉例防蛀牙漱口水防蛀牙漱口水 微生物介紹微生物介紹一一、細菌細菌 細菌的作為細菌的作為破傷風破傷風 微生物介紹微生物介紹一、細菌一、細菌
9、 - - 有趣的發光菌有趣的發光菌微生物介紹微生物介紹一、細菌一、細菌 - - 能固氮的根瘤菌能固氮的根瘤菌 微生物介紹微生物介紹一、細菌一、細菌 乳酸菌真的對健康有幫助嗎乳酸菌真的對健康有幫助嗎? ?乳乳酸酸 各各桿桿 種種菌菌 發發 酵酵乳乳 乳乳 酸酸 品品球球菌菌 微生物介紹微生物介紹一、細菌一、細菌 乳酸菌真的對健康有幫助嗎乳酸菌真的對健康有幫助嗎? ?1. 降低乳品中的乳糖含量降低乳品中的乳糖含量, 使乳糖不耐症的使乳糖不耐症的人也可飲食乳製品人也可飲食乳製品2. 降低膽固醇降低膽固醇3. 抑制腸道菌產生胺類化合物抑制腸道菌產生胺類化合物, 可降低罹患可降低罹患大腸癌的風險大腸癌的
10、風險4. 改善便秘改善便秘, 促進排便促進排便5. 拮抗雜菌拮抗雜菌, 降低腸道疾病的發生降低腸道疾病的發生微生物介紹微生物介紹二、真菌二、真菌 真菌通常包括二類生物真菌通常包括二類生物 酵母菌與黴菌酵母菌與黴菌 出芽生殖的酵母出芽生殖的酵母 具有菌絲的黴菌具有菌絲的黴菌微生物介紹微生物介紹二、真菌二、真菌 酵母菌的應用酵母菌的應用1. 直接食用直接食用 健素糖健素糖2. 2. 發酵發酵 產製各種食品與飲料產製各種食品與飲料, , 例如麵包、包子、例如麵包、包子、饅頭、啤酒、葡萄酒、米酒饅頭、啤酒、葡萄酒、米酒3. 3. 工業上生產酒精工業上生產酒精, , 作為能源作為能源4. 4. 生技產業
11、上生技產業上, , 作為生產各種藥物的菌種作為生產各種藥物的菌種5. 5. 研究材料研究材料 6. 6. 其他其他 微生物介紹微生物介紹二、真菌二、真菌 酵母菌的應用酵母菌的應用 微生物介紹微生物介紹二、真菌二、真菌 致病的酵母菌致病的酵母菌 白色念珠酵母菌白色念珠酵母菌(Candida albicans) 鵝口瘡鵝口瘡 微生物介紹微生物介紹二、真菌二、真菌 具有菌絲的真菌具有菌絲的真菌微生物介紹微生物介紹二、真菌二、真菌 真菌的菌絲與孢子囊真菌的菌絲與孢子囊 微生物介紹微生物介紹二、真菌二、真菌1. 1. 真菌通常可分泌大量分解性酵素真菌通常可分泌大量分解性酵素, , 可以可以水解許多有機物
12、水解許多有機物, , 是大自然中重要的分是大自然中重要的分解者解者, , 常造成許多食物與家用品的敗壞常造成許多食物與家用品的敗壞2. 2. 麴菌可以水解澱粉麴菌可以水解澱粉, , 常被用來作為發酵常被用來作為發酵菌種菌種, , 如醬油、甜酒釀、豆瓣如醬油、甜酒釀、豆瓣. .等等3. 3. 人類也會感染許多黴菌疾病人類也會感染許多黴菌疾病, , 例如香港例如香港腳腳 微生物介紹微生物介紹二、真菌二、真菌各式麴菌製品各式麴菌製品微生物介紹微生物介紹二、真菌二、真菌各式食用菇類各式食用菇類 微生物介紹微生物介紹二、真菌二、真菌病原真菌病原真菌 香港腳病原菌香港腳病原菌 臉部黴菌感染臉部黴菌感染 微
13、生物介紹微生物介紹三、藻類三、藻類藻類依其所含色素、構造、以及生殖方式藻類依其所含色素、構造、以及生殖方式, , 可以區分可以區分為綠藻、褐藻、紅藻、金黃藻、為綠藻、褐藻、紅藻、金黃藻、 黃綠藻、矽藻、眼黃綠藻、矽藻、眼藻、甲藻藻、甲藻( (渦鞭毛藻渦鞭毛藻) )等等藻類可以進行光合作用藻類可以進行光合作用, , 是自然界中的生產者是自然界中的生產者藻類體型差異極大藻類體型差異極大, , 可從單細胞生物到長達數十公尺可從單細胞生物到長達數十公尺的大型海帶的大型海帶藻類可以生產許多有用的物質藻類可以生產許多有用的物質, , 例如洋菜、藻膠、色例如洋菜、藻膠、色素、以及抗癌與殺細菌和病毒的活性天然
14、物質等素、以及抗癌與殺細菌和病毒的活性天然物質等微生物介紹微生物介紹三、藻類三、藻類綠藻舉例綠藻舉例 單胞藻單胞藻 星盤藻星盤藻 團藻團藻微生物介紹微生物介紹三、藻類三、藻類綠藻舉例綠藻舉例 淡水中常見的水綿淡水中常見的水綿 生長於海邊岩石上的石蓴生長於海邊岩石上的石蓴微生物介紹微生物介紹三、藻類三、藻類褐藻舉例褐藻舉例 通常為多細胞的海洋藻類通常為多細胞的海洋藻類 馬尾藻馬尾藻微生物介紹微生物介紹三、藻類三、藻類褐藻舉例褐藻舉例海帶海帶 ( (昆布昆布) ) 可長達數十公尺可長達數十公尺, , 是大海中的森林是大海中的森林微生物介紹微生物介紹三、藻類三、藻類紅藻舉例紅藻舉例微生物介紹微生物介
15、紹三、藻類三、藻類具有美麗矽質外殼的矽藻具有美麗矽質外殼的矽藻微生物介紹微生物介紹三、藻類三、藻類單細胞會游動的眼藻單細胞會游動的眼藻微生物介紹微生物介紹三、藻類三、藻類常造成紅潮的單細胞甲藻常造成紅潮的單細胞甲藻 ( (渦鞭毛藻渦鞭毛藻) )微生物介紹微生物介紹四、原生動物類四、原生動物類微生物介紹微生物介紹四、原生動物類四、原生動物類纖毛蟲類纖毛蟲類 草履蟲草履蟲微生物介紹微生物介紹四、原生動物類四、原生動物類纖毛蟲類纖毛蟲類 吊鐘蟲與喇叭蟲吊鐘蟲與喇叭蟲微生物介紹微生物介紹四、原生動物類四、原生動物類鞭毛蟲類鞭毛蟲類 采采蠅采采蠅 枯西氏錐蟲枯西氏錐蟲 非洲昏睡病非洲昏睡病 微生物介紹微
16、生物介紹四、原生動物類四、原生動物類肉足蟲類肉足蟲類 變形蟲變形蟲 微生物介紹微生物介紹四、原生動物類四、原生動物類瘧疾原蟲瘧疾原蟲 侵襲紅血球侵襲紅血球 蚊蟲腸道中的蚊蟲腸道中的 卵囊卵囊 微生物介紹微生物介紹四、原生動物類四、原生動物類瘧疾原蟲生活史瘧疾原蟲生活史 微生物介紹微生物介紹五、病毒五、病毒 病毒的核酸可為病毒的核酸可為DNADNA或或RNA, RNA, 為寄生性生物為寄生性生物, , 宿主宿主可為動物可為動物 、植物、或細菌、植物、或細菌 微生物介紹微生物介紹五、病毒五、病毒 植物病毒舉例植物病毒舉例 煙草鑲嵌病毒煙草鑲嵌病毒微生物介紹微生物介紹五、病毒五、病毒 植物病毒舉例植物病毒舉例 木瓜輪點病毒木瓜輪點病毒微生物介紹微生物介紹五、病毒五、病毒 動物病毒舉例動物病毒舉例 流行性感冒病毒流行性感冒病毒 微生物介紹微生物介紹五、病毒五、病毒 動物病毒舉例動物病毒舉例 愛滋病毒愛滋病毒免疫細胞正遭受病毒感染中免疫細胞正遭受病毒感染中微生物介紹微生物介紹五、病毒五、病毒 動物病毒舉例動物病毒舉例 愛滋病症狀愛滋病症狀1. 1. 發燒發燒, , 肌肉關節疼痛肌肉關節疼痛2.
