Chapter 1. 미생물의세계 - KOCWelearning.kocw.net/KOCW/document/2015/kyungpook/... · 2016. 9....
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Chapter 1. 미생물의 세계
1. 미생물의 중요성
Microorganism : micro + organism Microbes by Charles S. Sedillot, 1879
- 한 주먹 흙 속의 미생물 : count 1 by second for 33 years- What are they doing, and why are they there?
- 분해자 -> 물질의 순환
- 산소 생성 (광합성)
- 자연환경의 균형유지 (ecosystem)자연환경의 균형유지 (ecosystem)
- 병원성 (14세기 흑사병, AIDS, etc)
☞ 미생물은 생명체다!
- 성장을 위한 영양분의 흡수, 소화
소화산물의 배설- 소화산물의 배설
- 독립적 생식능력
- 환경변화에 대한 적응능력생물계 구성원의 공통특징
- 자극에 대한 반응능력
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Chapter 1. 미생물의 세계
☞ 생명체로서 미생물의 특징
- 성장을 위한 영양분의 흡수, 소화
- 소화산물의 배설
립적 생식능력- 독립적 생식능력
- 환경변화에 대한 적응능력
- 자극에 대한 반응능력
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Chapter 1. 미생물의 세계
☞ 인간과 미생물
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Chapter 1. 미생물의 세계
2. 미생물의 기원
A t L h k 네덜란드 상인Anton van Leeuwenhoek : 네덜란드 상인- 1673, 초기현미경 발명- 1683, 세균언급 논문발표
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Chapter 1. 미생물의 세계
혈액세포 현미경관찰사진실물 현미경
현미경관찰 스케치
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Chapter 1. 미생물의 세계
☞ Where were microbes from?
- spontaneous generation (자연발생설)spontaneous generation (자연발생설)
- 반박 : Francesco Redi(1626 - 1697) -> 구더기 발생에 관한 논문
종이 수건Open
미생물자연발생설 큰생명체는 불가능하지만 미생물은 가능하다* 미생물자연발생설 : 큰생명체는 불가능하지만 미생물은 가능하다
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Chapter 1. 미생물의 세계
* 미생물자연발생설 : 큰생명체는 불가능하지만 미생물은 가능하다
- 1748 John Needham : 건초 고기 -> 끓인 후 방치 -> 미생물생성 확인1748, John Needham : 건초, 고기 > 끓인 후 방치 > 미생물생성 확인
- 반박 : Louis Pasteur (1861년)- 실험 1 : 공기를 솜으로 filtering -> 솜에서 미생물 발견- 실험 1 : 공기를 솜으로 filtering -> 솜에서 미생물 발견
멸균하지 않은 솜
- 실험 2 :
멸균한 배양액
결론은 ?
배양액 가열 후 방치배양액 가열 후 방치
배양액 가열 후 잘라냄
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Chapter 1. 미생물의 세계
프랑스 파리 파스테르연구소
Louis Pasteur
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Chapter 1. 미생물의 세계
3. 미생물의 종류
- Microbes are extremely diverseinhabit most environment on earth- inhabit most environment on earth
1) Bacteriadiverse shape habitat- diverse shape, habitat
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Chapter 1. 미생물의 세계
2) Virus- diverse shape, habitat
Coronavirus
Bacteriophage Rhabdovirus
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3) P t (원생동물)
Chapter 1. 미생물의 세계
3) Protozoa(원생동물)
- differs substantially from bacteria and viruses in structural component
- nuclei, ultramicroscopic cellular body
a : amoeba Naegleria fowleri
인간 수막염
b t t
d
b : protozoan, trypanosome
아프리카 수면병
c : protozoan, Giardia lamblia b
인간 설사병
d : 집신벌레
a c
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4) Al
Chapter 1. 미생물의 세계
4) Algae
- implies a large group of photosynthetic organisms
- plant-like(photosynthetic pigment) but considered microbes(unicellular)
- two group, diatoms(규조류) and dinoflagellates(쌍편모조류)
- several freshwater species, but most found in marine environment
- trap sunlight’s energy -> convert it to carbohydrates’ energy- trap more energy, use more CO2, produce more O2 than all land plants do
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5) F i
Chapter 1. 미생물의 세계
5) Fungi
- major decomposers of organic matter on earth
- distinguished from other microbes by physical structure and
the way of obtaining nutrients
-> break down the organic matter by the secreted enzyme and absorb
the molecular particles
-> other microbes take up small molecules directly from the environment
- fungi have close relationship with human society in various ways
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Chapter 1. 미생물의 세계
Microbes is… by David Perlman, Univ. of Wisconsin
1 The microbe is always right your friend and a sensitive partner;1. The microbe is always right, your friend, and a sensitive partner;
2. There are no stupid microbes;
3 Microbes can and will do anything;3. Microbes can and will do anything;
4. Microbes are smarter, wiser, and more energetic than chemists,
engineers, and others; andengineers, and others; and
5. If you take care of your microbial friends, they will take care of your future
Just guess if there are no more microbes on the earth !!
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Chapter 1. 미생물의 세계
5. 미생물 분류 및 명명법
- 새로운 생명체의 발견새로운 생명체의 발견
- 미생물학의 발전
- 체계적인 명명법 필요
☞ Carl von Linne1735 bi i l (이명법) 제안- 1735, binomial name(이명법) 제안
- 특정개체가 속한 Genus(속)에서 이름 유추 + 설명적 형용사
- 개체의 자라는 형태
발견자의 이름- 발견자의 이름
- 고전 영웅의 이름
- 개체의 통속명
- 1753, 5,900 식물종에 대해 이명법 적용
- 1759, System Naturae(10th edt) -> 이명법체계를 동물에게 적용
- 미생물 : category of Chaos -> Vermes(고질적 해충)로 분류
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Chapter 1. 미생물의 세계
1) Prokaryotes and Eukaryotes
- 1940년대 전자현미경 발명 -> 미생물에 대한 세부구조 관찰
미생물에 따른 구조의 차이점 발견- 미생물에 따른 구조의 차이점 발견
- 미생물을 prokaryotes(원핵생물) 과 eukaryotes(진핵생물)로 분류
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Chapter 1. 미생물의 세계
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Chapter 1. 미생물의 세계
2) Three Domains (세 영역에 의한 분류)
1980년대 C l W (U i f Illi i ) > th d i t 개발- 1980년대 Carl Woese (Univ. of Illinois) -> three-domain system 개발
- 현대분자생물학 및 생화학적 기술에 근거 (rRNA sequence 사용)
1) Archaea(원시세균영역) : archaea(고세균) 포함) ( ) ( )
2) Eubacteria(진정세균영역) : 전통적 세균 포함
3) Eukarya(진핵생물영역) : 나머지 모두 포함
- Archaea 와 Eubacteria의 차이점
-> ribosome 내의 RNA 형태 (rRNA sequence)
-> 세포벽의 구성성분 (seudo-)
-> 특정항생물질에 대한 민감성
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Chapter 1. 미생물의 세계
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Chapter 1. 미생물의 세계
3) Nomenclature (명명법)
- 주어진 개체에 이름을 붙이는 방법
- 1700년대 Carl von Linne 처음 시작
- 분류법과 밀접하게 관련
- 분류체계 : species(종) > genus(속) > family(과) > order(목) > class(강) >분류체계 : species(종) > genus(속) > family(과) > order(목) > class(강) >
phylum(문) > division(류) > kingdom(계) > Domain
☞ s i s☞ species- a group of closely related organisms- in microorganism : 70% identical of DNA or
mutual content by experienced researchersmutual content by experienced researchers- plant and animal : a group of organisms that interbreed with one another
and produce new members, which are similar to the parents and are fertile
ex) 고양이, 사자, 호랑이 -> species
▶ 고양이속(genus)
▶ 고양이과(family) -> 고양이속(사자) + 팬더속(팬더)
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4) Binomial and common names
Chapter 1. 미생물의 세계
4) Binomial and common names- binomial name : name of genus + species modifier = one name- ex) Escherichia coli
Escherichia : 미생물체가 속하는 속의 이름
미생물을 발견한 과학자의 이름에서 따옴(1888, Theodor Eschrich)
coli : 미생물을 처음 발견한 장소 colon (대장)에서 유래coli 미생물을 처음 발견한 장 colon (대장)에서 유래
- 속명의 첫 글자는 대문자, 나머지와 종수식어는 소문자
- 항상 이탤릭체 혹은 밑줄
- 동일한 글에서 중복 사용할 때 -> 2회째부터 속명의 첫글자는 첫자만 대문자로 표기
ex) E. coli
- 종의 정확한 이름은 binomial name 임종의 정확한 이름은 binomial name 임
Escherichia coli ≠ Escherichia(속) + coli (종)
☞ common name- frequently used in conversation- Streptococcus pneumoniae -> Pneumococcus
☞ various strains and subspecies : added to the binomial☞ various strains and subspecies : added to the binomial- Escherichia coli O157:H7
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Chapter 1. 미생물의 세계
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5) Microbial measurements
Chapter 1. 미생물의 세계
5) Microbial measurements- micrometer (μm) 단위로 측정
- 1 μm -> 1 inch => 파리 -> Empire State building
- mycoplasma : smallest bacteria -> 0.15 μm diameter
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Chapter 1. 미생물의 세계
6) Microscope- 1276, Rodger Bacon -> magnifying lens
- 1620, Galileo Galilei -> 현미경 제작1620, Galileo Galilei > 현미경 제작
- 1673, Anton van Leeuwenhoek -> 미생물 관찰
- 200 배 확대
☞ Light Microscope(광학현미경)- eyepiece lens(대안렌즈)
- objective lens(대물렌즈)
- substage condenser(집광기)
- 순환형 대물렌즈세트
- 고배율의 경우 immersion oil 사용
-> 렌즈를 통과하는 빛의 양 증가
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Chapter 1. 미생물의 세계
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Chapter 1. 미생물의 세계
☞ Immersion oil 사용원리
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O h f i
Chapter 1. 미생물의 세계
☞ Other types of microscope - fluorescence microscope
- electron microscope
- transmission EM (TEM) : 20,000,000 times magnification
- scanning EM (SEM) : 100,000 times
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Chapter 1. 미생물의 세계
7) 미생물학의 범위
- 기초미생물학 : 미생물분리 배양
미생물세포학 세포구조- 미생물세포학 : 세포구조
- 미생물생리학 : 기능
- 미생물생태학 : 미생물과 서식지의 관계
- “ 유전학 : 유전정보 확인 응용- “ 분류학 : 분류- 응용미생물학 -> - 산업미생물
- 식품미생물
- 토양미생물
- 낙농미생물
- 의학미생물
- 환경미생물
- 공중보건미생물
8) 미생물학의 미래
- 인류의 삶이 지속되는 한 주우우욱인류의 삶이 지속되는 한 주우우욱….- 신규미생물의 확인 및 응용