药用微生物绪论

药用微生物基础 教学要求 掌握微生物的概念及分类理解微生物的五大特征熟悉微生物的发展史认识微生物技术常用的设备 第一章绪论 第一章绪论 一 微生物概念与分类二 微生物发展史三 了解微生物的应用四 微生物的特点五 我国药用微生物学的概况六 微生物技术的安全要求七 药学微生物检验室要求八 微生物技术常用的设备 第一节微生物基本概念一 什么是微生物 微生物通常是一切不借助显微镜用肉眼看不见或看不清的微小生物的总称 病毒界 原核生物界 真核生物界和真菌界生物均属微生物 nm m m 微生物的种类 具有细胞结构的微生物 没有细胞结构的微生物 人体体表及体内存在大量的微生物 皮肤表面 平均10万个细菌 平方厘米 口腔 细菌种类超过500种 肠道 微生物总量达100万亿 粪便干重的1 3是细菌 每克粪便的细菌总数为 1000亿个 微生物无处不在 我们无时不生活在 微生物的海洋 中 每张纸币带细菌 900万个 每个喷嚏的飞沫含4500 150000个细菌 重感冒患者为8500万 微生物学发展的几个阶段微生物学可以认为是经历了四个时期 推测时期 公元前5000 1675年 观察时期 1675 19世纪中期 培养时期 19世纪中期 20世纪初 生理学研究时期 19世纪末 现在 二 微生物发展史 促进微生物学发展的著名人物 1664年 英国人虎克 RobertHooke 曾用原始的显微镜对生长在皮革表面及蔷薇枯叶上的霉菌进行观察 1676年 微生物学的先驱荷兰人列文虎克首次观察到了细菌 法国人巴斯德 LouisPasteur 1822 1895 德国人柯赫 RobertKoch 1843 1910 1 巴斯德 1 发现并证实发酵是由微生物引起的 2 巴斯德消毒法 化学家出身的巴斯德涉足微生物学是为了治疗 酒病 和 蚕病 60 65 作短时间加热处理 杀死有害微生物 3 免疫学 预防接种 首次制成狂犬疫苗 4 彻底否定了 自然发生 学说 著名的曲颈瓶试验无可辩驳地证实 空气内确实含有微生物 是它们引起有机质的腐败 LouisPasteur 1822 1895 曲颈瓶实验 2 柯赫 a 细菌纯培养方法的建立 1 微生物学基本操作技术方面的贡献 b 设计了各种培养基 实现了在实验室内对多种微生物的培养 c 流动蒸汽灭菌 d 染色观察和显微摄影 RobertKoch 1843 1910 2 对病原细菌的研究作出了突出的贡献 a 具体证实了炭疽杆菌是炭疽病的病原菌 b 发现了肺结核病的病原菌 1905年获诺贝尔奖 c 证明某种微生物是否为某种疾病病原体的基本法则 著名的柯赫法则 柯赫氏法则 Koch postulates 从动植物的患者体内分离出病原物进行纯培养回接到同样类型的动植物体 引起同样的病症再分离得到与第二步一致的菌系 3 约瑟夫 李斯特 JosephLister 1827 1912 李斯特 英国格拉斯哥的青年外科医生 将巴斯德的实验原理应用于创伤治疗上 是现代外科学的创始人 4 贝格林克 MartinusWillemBeijerinck 1851 1931 荷兰人 微生物生理学创始人之一 主要贡献 1 发现根瘤菌的固氮作用 1888 2 发明富集培养方法 3 发现好氧固氮菌 4 提出病毒的概念 5 维诺格拉德斯基 SergiusWinogradsky 1856 1953 波兰人 微生物生理学创始人之一 主要贡献 1 发现化能自养菌 提出化能自养的概念 1889 2 发现厌氧固氮菌 6 保罗 埃利希 PaulErhlich 1854 1915 犹太人 化学治疗的发明者 发现了治疗梅毒的砷矾钠明 发明了白血球的鉴别染色法 保罗 埃利希埃利希和秦佐八郎 7 亚历山大 弗来明 AlexanderFleming 1881 1955 英国细菌学家弗来明爵士 因发现青霉素 1928 及其对传染病的疗效 与E B Chain和H W Florey共同获得1945年诺贝尔医学和生理奖 8 瓦克斯曼 S A Waksman 1888 1973 乌克兰人 1943年发现链霉素 1952年获诺贝尔奖 瓦克斯曼 右 和他最心爱的学生沙茨 左 9 格里菲斯 FriderickGriffith 1879 1941 发现细菌的转化现象 1928 为发现DNA是遗传物质打下了基础 10 艾弗里 O T Avery 1877 1953 解释格里非斯的实验 证明DNA是遗传物质 1944 三 微生物在自然界中的作用 自然界中存在的微生物绝大部分对人和动物无害 很多是有益的 微生物与自然界中物质循环 微生物分解利用周围环境中有机物 使其转化为无机物和二氧化碳回归到土壤和大气中 供植物合成有机物使用 微生物通过媒介转化成氮 硫等化合物 分解者微生物 消费者动物 环境土壤 空气 水 生产者植物 包括部分微生物 微生物在生态系统中的地位 微生物的有害作用 微生物可使人体及其它动 植物罹患各种疾病微生物在食品 工业产品上生长将导致其品质的变化 从而可造成人类的生命财产巨大的损失 引起人 鼠疫 天花 艾滋病 HN1流感病毒等 动物 疯牛病 禽流感病毒等 植物的病害 绝大多数病症是由微生物引起 食物的腐败 柑桔变软 长霉 钢铁腐蚀 木材等腐烂 等 环境污染 四 微生物的五大共性 一 个体微小 二 结构简单 三 种类繁多 分布广泛 四 新陈代谢旺 繁殖迅速 五 适应力强 容易变异 一 个体微小 测量单位 微米或钠米 艾滋病毒攻击人体淋巴细胞电子显微镜放大十万倍4mm 40nm 杆菌的平均长度 2微米 1500个杆菌首尾相连 一粒芝麻的长度 10 100亿个细菌加起来重量 1毫克面积 体积比 人 1 大肠杆菌 30万 这样大的比表面积特别有利于它们和周围环境进行物质 能量 信息的交换 微生物的其它很多属性都和这一特点密切相关 德国科学家于1999年在纳米比亚海岸的海底沉积物中发现的一种硫磺细菌 其大小可达0 75mm 纳米比亚硫磺珍珠 微生物主要以非细胞 单细胞 简单多细胞或细胞群体的形式存在 细菌的一个细胞就是一个独立的生物体 它的全部生命活动 如生长 呼吸 繁殖等 都是靠这一个细胞来完成的 而动植物是多细胞生物体的一部分 只执行着生命活动的某一功能 二 结构简单 微生物则因其体积小 重量轻 因此可以到处传播以致达到 无孔不入 的地步 只要生活条件合适 它们就可大大繁殖起来 微生物只怕明火 地球上除了火山的中心区域外 从土壤圈 水圈 大气圈直至岩石圈 到处都有微生物家族的踪迹 可以认为 微生物将永远是生物圈上下限的开拓者和各种记录的保持者 三 种类繁多 分布广泛 从永冻冰层分离微生物 南极Vostok湖冰芯样品中的微生物 种类繁多 1 物种的多样性 2 生理代谢类型的多样性 3 代谢产物的多样性 4 遗传基因的多样性 5 生态类型的多样性 四 新陈代谢旺 繁殖迅速 24小时后 4722366500万亿个后代 重量达到 4722吨48小时后 2 2 1043个后代 重量达到2 2 1025吨 相当于4000个地球的重量 大肠杆菌一个细胞重约10 12克 平均20分钟繁殖一代 一头500kg的食用公牛 24小时生产0 5kg蛋白质 而同样重量的酵母菌 以质量较次的糖液 如糖蜜 和氨水为原料 24小时可以生产50000kg优质蛋白质 由于条件的限制 细菌的指数分裂速度只能维持数小时 而在液体培养基中 细菌细胞的浓度一般仅能达到108 109个 ml 微生物的这一特性在发酵工业上体现在 生产效率高 发酵周期短 在生物学基本理论的研究上的优越性 科研周期大大缩短 经费减少 效率提高 五 适应力强 容易变异 抗热 有的细菌能在265个大气压 250 的条件下生长 自然界中细菌生长的最高温度可以达到113 有些细菌的芽孢 需加热煮沸8小时才被杀死 抗寒 有些微生物可以在 12 30 的低温生长 抗酸碱 细菌能耐受并生长的pH范围 pH0 5 13 耐渗透压 腌制品 饱和盐水 NaCl 32 中都有微生物生长 抗压力 有些细菌可在1400个大气压下生长 世界上最古老的活细菌 芽孢 2 5亿年Nature407 897 900 2000 个体小 结构简 且多与外界环境直接接触繁殖快 数量多 短时间内产生大量的变异后代 突变率 一般10 5 10 10 五 我国药用微生物学概况 1956年 沙眼病原体的分离和确证 1957 亚洲甲型流感病毒 麻疹病毒及其疫苗 抗生素的总产量已耀居世界首位 两步法生产维生素C的技术居世界先进水平 泉生热孢菌全基因组序列测定 第二节微生物技术的基本要求 一 微生物技术的安全要求 一 用电安全要求1 每天上班检查各用电部位是否正常2 每天下班前仔细检查各用电部位3 如新增用电设备 需请专业人员安装4 定期检查电线电路 防止因电线老化 破损 和设备老化而产生的短路 断路5 定期请专业人员检查接地情况 确保接地良好 6 工作时不能湿手触摸正在工作的电器 不能用湿手拔 插插头 不能让身体直接接触裸露电线或破损电线 二 高压蒸汽灭菌器使用安全要求 操作人员必须通过专门培训 合格后上岗每次使用前检查安全阀 确保其有效通往蒸汽的管道 管道上的阀门均应密封良好 不能有泄漏现象灭菌完成后 须待温度及压力降到常温后才能开启门 高压灭菌器工作中 须有专人负责看管温度表 压力表 三 微生物操作的安全要求 阳性对照所用标准菌株必须有专人负责保管 不用时用带锁冰箱保存培养产生的培养物不能直接外倒 一般要求进行灭活或消毒处理后进入土壤 超净工作台气流从上到下的垂直气流或从上到侧面或从两侧到后面的气流 检验人员必须身体健康 无传染病 皮肤病 如生病或皮肤破损暂不能参加检验所用衣物单独清洗操作人员应有另外的专门场所休息 二 药学微生物检验室要求 更衣室 操作间 缓冲通道等门 墙应光滑 无裂缝 耐腐蚀 无颗粒物脱落 弧形连接灭菌空气 万级温度 湿度定期清洁 新洁尔灭 二 药学微生物检验室要求 过道 一更 一更缓冲 二更 三更缓冲 三更 洁净通道 微生物限度检验室 无菌操作室 抗生素效价检验室 阳性对照检验室 培养室 准备室 三 微生物技术常用的设备 细菌培养箱 真菌培养箱 厌氧培养箱 净化工作台 显微镜 电热干燥箱 离心机 PH计 高压蒸汽灭菌器 微生物检验中常用的器材 细菌滤菌器 接种针接种环 培养皿 牛津杯 初用玻璃器皿的清洗 去污液洗涮 自来水冲洗 1 2 HCl溶液浸泡4h以上 自来水冲洗 蒸馏水冲洗2 次 100 130 烘干 一般玻璃器皿的清洗 自来水洗涮 去污液和肥皂粉混合液洗涮 自来水冲洗 蒸馏水冲洗2 3次 烘干或晾干 特殊玻璃器皿的清洗 量筒 移液管 吸量管 容量瓶等流水冲洗 晾干 浸泡在相应洗液中4 6h以上 自来水冲洗 蒸馏水冲洗2 4次 烘干或风干 其它玻璃器皿的清洗 含有微生物活体的器皿 需先消毒再按上述方法清洗 含有毒物质的器皿先专门处理无残留物再清洗 无法处理的须用一次性容器洗液配制 铬酸洗液配制硝酸洗液配制 常用30 本课小结 1 微生物定义 分类 特点2 微生物发展史及我国药用微生物概况3 微生物技术的基本要求 习题 一 选择题1 下列描述的微生物特征中 不是所有微生物共同特征的是 A 个体微小B 分布广泛C 种类繁多D 只能在活细胞内生长繁殖2 下列属于真核型微生物的是 A 细