微生物及微生物学检验-PPT课件

1、微生物学检验What is it ?Antony van Leeuwenhoek见到微生物的第一人奇妙的微观世界当你品尝美味的面包或者馒头时，你感受到了微生物给你的优惠了吗？当你因患感冒而忍受病痛的折磨时，你知道那是有害微生物侵蚀了你的身体吗？当你服用抗生素而恢复健康时，你知道那是微生物给你带来的福音吗？当高剂量的抗生素效果甚微或者无效时，你可曾想到这也是微生物的恶作剧微生物对药物产生了抗性？微生物与人类的关系的重要性，怎么强调也不过分。微生物是一把十分锋利的双刃剑，它们给人类带来巨大利益的同时，也带来“残忍”的破坏。古代的疟疾俗称“瘴气”2016年全球疟疾死亡总数达44.5万人，2015年是

2、44.6万人黑死病在1346年-1350年大规模袭击欧洲，导致欧洲人口急剧下降，死亡率高达30%。估计欧洲有约2500万人死亡，而欧、亚、非洲则共约5500万-7500万人在这场疫病中死亡。鼠疫改变了欧洲文化！影片中的疫情第一章微生物及微生物学检验 本 章 内 容第一节 微生物1第二节 微生物学及微生物学检验2小结3第一节 微生物一、微生物的概念与特点 1.微生物（microorganism） 是一群个体微小，结构简单，肉眼不能直接看见，必须借助于光学显微镜或电子显微镜放大数百倍至数万倍才能观察到的微小生物的总称。微生物不是一个正式的学术名词(即分类学名词) 2.微生物的特点 个体微小，结构简

3、单 比表面积大，吸收多，转化快 繁殖快，代谢强 适应强，易变异 种类多，分布广 微生物保持了生物圈的许多记录：它是生物圈中的年长者，大约迄今32亿年以前，微生物就悄悄地出现在地球上了，后来才陆续出现了植物、动物和人类；微生物是自然界最大的“食客”，它能利用的食粮远远多于动植物所能利用的范围，糖类、脂肪酸、蛋白质、无机盐，人工合成的有机或无机化合物，甚至其它生物厌恶的石油和天然气等，微生物都能加以利用；它是自然界中的“集团军”，一个感冒的人，打一个喷嚏就含有1500万个左右的病菌，土壤更是微生物的“大本营”，通常在一克土壤里就有数亿个微生物； 它是自然界中的“超生大户”，如大肠杆菌平均20分钟分

4、裂一次，若每个子细胞都具有同样的繁殖能力，那么从理论上24小时可繁殖72代；微生物还是生物圈中的善变者，当外界环境一变化，在千分之一秒内，它们就会发生相应的反应，这种特性使得微生物在大自然的选择作用下能在其它生物不能生存的环境中安居乐业，例如，海洋深处的硫细菌可在250甚至300的高温条件下正常生长，大多数细菌能耐0-196（液氮）的任何低温，一些嗜盐菌甚至能在32%的饱和盐水中正常生活，许多微生物尤其是产芽孢的细菌可在干燥条件下保存几十年 第一节 微生物 分类等级：界、门、纲、目、科、属、种。其中种为微生物分类的最基本单位。微生物 主要分布于原核生物界、真菌界、病毒界1.微生物分类二、微生物

5、的分类和命名微生物在自然界中的地位病毒界原核生物界原生生物界真菌界动物界植物界微生物第一节 微生物种:生物学性状基本相同（即有一定的共同形态和生理特征）的某一微生物群体归为一个菌种。现代分类学上规定菌株的DNA同源性70%或16SrRNA序列同源性达90%以上为同种。亚种或变种：为种内的分类单位。是指自然界分离到的微生物纯种，其与典型种之间存在某些特征的差别且这些特征稳定遗传，将这一纯种称为典型种的变种。2.几种分类等级概念 型：依据同种微生物间的微小差异，分为不同型。 亚种以下再细分为型。 如霍乱弧菌依其生物学性状差异分古典生物型和El-Tor生物型；福氏志贺菌依其抗原结构不同分6个血清型。

6、菌株：来源不同的同种微生物的纯培养物，称为菌株。如分别从患者甲和患者乙分离的金黄色葡萄球菌为两株金黄色葡萄球菌。标准菌株：是指具有某菌种典型特征的菌株。是菌种分类、鉴定、命名的参比依据，常用于临床微生物检验的质量控制。第一节 微生物第一节 微生物3.微生物命名： 采用拉丁文林-奈双命名法。第一个字是属名，用名词，字首字母大写；第二个字是种名，用形容词，字首字母不大写如金黄色葡萄球菌：Staphylococcus aureus，简写为S.aureus。 斜 体首字母大写斜体小写20 属名规定了微生物的主要特征，如形态特征、生理特征；种名补充说明微生物的次要特征，如颜色、形状、用途等 附加部分：命

7、名者的姓，位于种名之后b. 亚种(变种)，以subsp(var) .开始后加变种名21常用微生物的名称:Staphylococeus aureus 金黄色葡萄球菌Escherichia coli 大肠杆菌Bacillus subtilis 枯草(芽孢)杆菌Bacillus subtilis Var. Niger 枯草杆菌黑色变种Corynebacterium pekinese 北京棒状杆菌 Saccharomyces cerevisiae 酿酒酵母Saccharomyces carlsbergensis 卡氏酵母Aspergillus niger 黑曲霉Aspergillus oryzae 米

8、曲霉Streptomyces sp. 链霉菌Rhizopus sp. 根霉Penici11ium sp. 青霉Mucor sp. 毛霉Schizosaccharomyces pombe 粟酒裂殖酵母2.微生物类型 根据微生物大小、结构和组成不同分为三类型微生物类型 细胞结构特点常见种类非细胞型微生物无细胞结构,仅由蛋白质或核酸构成病毒原核细胞型微生物原始核,缺乏完整细胞器细菌、放线菌、衣原体、支原体、螺旋体、立克次体体真核细胞型微生物完整细胞核,细胞器完整真菌第一节 微生物特点：无细胞结构、无代谢、只能在细 胞内增殖。类型： 病毒、类病毒、朊病毒非细胞型微生物特点：有完整的细胞结构、细胞核为原

9、始的 裸DNA、无核膜、细胞器不完 善。类型：真细菌、古细菌、蓝细菌、放线菌、支原体、衣原体、立克次体、螺旋体原核细胞型微生物特点：有完整的细胞结构、细胞核分化 程度高、有核膜、细胞器发达。类型： 藻类、原虫（疟原虫）、真菌真核细胞型微生物26原核微生物与真核微生物的细胞差异微生物的分布一、无所不在二、无孔不入 1、分布广泛：江河湖海、空气、土壤2、在极端严酷条件生存：极地、火山、 外太空3、数量惊人：几亿-几十亿个/g土壤 * 构成生态环境不可或缺的环节 无所不在极端环境中的微生物火山极地外太空砧板上的微生物 依附、寄居在人体、动植物体表面或开放管腔内部 无孔不入皮肤、毛发上分布的细菌肠黏膜

10、上分布的细菌（一）T：肠粘膜B：大肠杆菌人体肠道内分布的细菌（二）结肠内出现的主要细菌与数量 细 菌 个数/克粪便 可致病性类杆菌属（脆弱类杆菌） 1010-1011 +双岐杆菌属 1010 真杆菌属 1010 肠道杆菌科（埃希菌属） 107-108 +肠球菌属（粪链球菌） 107-108 +乳酸杆菌属 107 梭菌属（产气荚膜梭菌） 106 +微生物的营养类型 光能无机自养型：蓝细菌、藻类 自养型 化能无机自养型：硫杆菌、甲烷杆菌属 光能有机异养型：红螺细菌 异养型 化能有机异养型：乳酸杆菌、真菌微生物之间的依存关系1、互生关系：互生是指两种可以单独生活的生物生活在一起时有利于对方，或者偏利

11、于一方。这是一种可分可合，合比分好的相互关系。例如在土壤中，当分解纤维素的细菌与好氧的自生固氮菌生活在一起时，后者可将固定的有机氮化合物供给前者需要，而纤维素分解菌也可将产生的有机酸作为后者的碳源和能源物质。在人体肠道中，正常菌群可以完成多种代谢反应，对人体生长发育有重要意义，而人体的肠道则为微生物提供了良好的生态环境。微生物之间的依存关系2、共生关系：是两种生物彼此互利地生存在一起，互相提供必要的生活条件，彼此依赖，形成一个在形态上有共同的结构，而生理上相互分工，互换生命活动产物的生存关系。若互相分离，两者都不能生存。是生物之间相互关系的高度发展。例如根瘤是根瘤菌与豆科植物形成的共生体，根瘤

12、菌在共生体根瘤中利用植物光合作用产生的碳水化合物作生长和固氮的碳源和能源，固定后的氮素除部分用于自己所需外大多输送还、给植物，而植物把光合作用产物提供给根瘤菌。若两者分开，根瘤菌则难以固定氮素，豆科植物则生长不良。微生物之间的依存关系3、寄生关系：是一种对抗关系，是指一种小型生物生活在另一种较大型生物的体内，以另一种微生物为生活基质，在其中进行生长繁殖，并对后者带来或强或弱的危害作用。两种生物共同生活，其中一方受益，另一方受害。受害者提供营养物质和居住场所给受益者，这种关系称为寄生关系受益者称为寄生物，受害者称为寄主或者宿主。生物界中寄生的现象非常普遍。例如，蛔虫，猪肉绦虫和血吸虫等寄生在人和

13、其他动物的体内，虱和蚤寄生在其他动物的体表，小麦线虫寄生在小麦子粒中，等等。噬菌体寄生在细菌体内，微生物之间的依存关系4、捕食关系：一种微生物直接吞噬另一种微生物。如原生动物对细菌的捕食。捕食关系在控制种群密度，组成生态系食物链中，具有重要意义。微生物之间的依存关系5、拮抗关系：是指一种微生物在其生命活动中，产生某种代谢产物或改变环境条件，从而抑制其它微生物的生长繁殖，甚至杀死其它微生物的现象。生物之间并非都是友好相处，也有矛盾和争斗，甚至生死相拼。在制造泡菜、青储饲料时，乳酸杆菌产生大量乳酸，导致环境变酸，即pH值的下降，抑制了其它微生物的生长，这属于非特异性的拮抗作用。而可产生抗生素的微生

14、物，则能够抑制甚至杀死其它微生物，例如青霉菌产生的青霉素能抑制一些革兰氏阳性细菌，链霉菌产生的制霉菌素能够抑制酵母菌和霉菌等，这些属于特异性的拮抗关系。微生物与人类微生物与人类的关系一、相互依存二、相互斗争 1、生态链中的重要一环2、生产、生活中的要素3、生存质量维护的同盟者4、生命科学研究的有效工具相互依存 1、维护“衣”、“食” 2、捍卫健康与生命 相互斗争 病原微生物的致病作用 正常菌群的生理有益和病理致病作用（1）正常菌群：概念：寄居在人和动物的体表和与外界相通的腔道中，正常情况下对人体有益而无害的微生物群，称正常微生物群或正常菌群。第一节 微生物人体正常微生物群的生理意义1、生物拮抗

15、2、营养3、免疫4、抗衰老人体常见的正常微生物群部位 主要菌类皮肤 葡萄球菌、类白喉棒状杆菌、铜绿假单胞菌、丙酸杆菌、白假丝酵母菌、 非致病性分枝杆菌口腔 葡萄球菌、类白喉棒状杆菌、甲型和丙型链球菌、丙酸杆菌、白假丝酵母 菌、放线菌、肺炎链球菌、奈瑟菌、乳杆菌、螺旋体、梭菌鼻咽腔 葡萄球菌、甲型和丙型链球菌、肺炎链球菌、类杆菌、奈瑟菌外耳道 葡萄球菌、类白喉棒状杆菌、铜绿假单胞菌、非致病性分枝杆菌眼结膜 葡萄球菌、干燥棒状杆菌、奈瑟菌肠道 大肠埃希菌、产气肠杆菌、变形杆菌、铜绿假单胞菌、葡萄球菌、肠球菌、 类杆菌、产气荚膜梭菌、破伤风梭菌、双歧杆菌、乳杆菌、白假丝酵母菌尿道 葡萄球菌、类白喉棒

16、状杆菌、非致病性分枝杆菌阴道 乳杆菌、大肠埃希菌、类白喉棒状杆菌、白假丝酵母菌第一节 微生物（2）条件致病菌:在某些条件下，正常菌群的微生态平衡被破坏，可表现出致病作用，称条件致病菌。条件致病菌致病条件第一节 微生物（3）病原微生物：是指能引起动物、植物或人类产生疾病的寄生性微生物。金黄色葡萄球菌引起的典型脓疱葡萄球菌革兰染色一、微生物学概念及研究范围微生物学（microbiology）是研究微生物的生命活动规律以及微生物之间、微生物与人类、动植物、自然界相互关系的一门科学。 按研究对象分：细菌、病毒、真菌学 按应用领域分：工业、农业、医学、兽医微生物学等 按研究方向分：基础微生物、分子微生物

17、学、微生态学等第二节 微生物学及微生物学检验二、微生物学发展（一）感性认识时期(史前期：8000年前1676年) 1. 古代人们的酿酒技术，可上溯到4000年前； 2. 蘑菇的人工栽培技术，可上溯到2000年前； 3. 种“人痘”预防天花，可上溯到1000年前；（二） . 微生物的发现(初创期：16761860年) 1. Leeuwenhoek的工作：1675年，荷兰人Leeuwenhoek用自制的可放大200-300倍的显微镜观察雨水、牙垢、腐败物和血液等，首次看到原生动物；1683年第一次发现细菌；他将这些微小生物称为“微动体” ，并于1695年在皇家学术刊物上发表论文。应当说，显微镜的发

18、明是导致微生物的发现以及后来微生物学诞生的直接原因。 2. 微生物“猎人”追寻微生物的踪迹及其行为：十七世纪末至十九世纪中叶。 第二节 微生物学及微生物学检验Leeuwenhoek(1637-1723) 第一个看到微生物的人（1676年）发明能放大约270倍的显微镜55 （三）.微生物学的奠基时期(18611896年) 1.法国化学家Pasteur的杰出贡献 (1)否定了生命“自然发生”的学说：著名的曲颈瓶试验二瓶加热灭菌的“肉汤”分别放置曲颈瓶和直颈瓶中，管口与瓶口均不加盖，置于空气中，结果前者未腐败而后者却腐败了。该试验的严谨设计彻底推翻“自然发生说”(1861年)。 LouisPaste

19、ur(1822-1895) 微生物学的奠基人 56曲颈瓶试验57 (2)奠定微生物学的理论基础,开创新的微生物学科： “酒病”的发生是杂菌污染的结果(1857年)； 含糖溶液中的酒精发酵系由酵母所为； 所有食物的发酵都是微生物的作用，不同的微 生物引起不同的发酵，没有微生物，发酵作用 是不能产生的； 提出并证实了传染病是由活的小生物引起的理论。 蚕病：微粒子病 1865年 禽病：鸡霍乱 1879年 兽病：牛羊炭疽病 1881年 人病：狂犬病 1885年 58(3) 解决了生产中的许多难题 解决了啤酒变酸的问题：将酒加热到一定温度并保持一定时间即可； 解决“蚕病”问题：细菌是“蚕病”的根源，将生

20、病的蚕及卵烧掉； 用减毒的鸡霍乱病原体接种于鸡可防止鸡霍乱发生； 用42-43高温培养的炭疽病病原体接种绵羊可使绵羊不受炭疽杆菌的侵袭； 创造“固定毒疫苗”(狂犬疫苗)治疗被狂犬咬伤之人，此法延用至今。(4) 创造了一些微生物学的实验方法 著名的“巴氏消毒法”：62 for 30min，广泛应用于酒、醋、酱、奶、果汁的消毒。 正是因为Pasteur对微生物学的巨大贡献，故有“微生物学之父”和“微生物学奠基人”的美称。 59 Pasteur的主要业绩： 1. 提出发酵是由特殊的微小生物引起； 2. 传染病也是由特殊微生物引起； 3. 将病原菌减毒可转变为疫苗，病用于防止疾病(鸡霍乱、炭疽病、狂犬

21、病等)。 60 2.德国医生Koch的卓越工作 因对Pasteur关于传染病是由微生物所引起的 学说感兴趣而开始了对微生物的探索。(1)发明固体培养基：从马铃薯的不同地方能长出 不同颜色的微生物的现象中得到启发，经不断 改进找到理想的凝固剂琼脂，并设计出浇铺平 板用的玻璃培养皿琼脂平板培养技术； Robert Koch(1843-1910) 细菌学的奠基人(2)创造细菌的染色方法：通过对细菌染色提高色差，便于在显微镜下观察，他是第一个给细菌鞭毛染色的人；(3)发现许多病原菌：炭疽杆菌、结核杆菌、霍乱弧菌等，为今后研究药物和寻找治疗方法提供依据。(4)提出为证明某种特定细菌是某种特定疾病的病原菌

22、的所谓“科赫法则”，该法则对研究疾病与微生物的关系具有重大意义和应用价值。 62 Kochs Postulates1)The agent must be present in every case of the disease.2)The agent must be isolated from the host and grown in vitro.3)The disease must be reproduced when a pure culture of the agent is inoculated into a healthy susceptible host.4)The same a

23、gent must be recovered once again from the experimentally infected host. 科赫法则1)在所有病例中都能发现这种病原菌；2)可以将这种病原菌从发病宿主中分离出来，并完成纯 培养；3)当病原菌的纯培养接种到健康的敏感宿主动物体内后 可引起与原来相同的疾病；4)从病原菌的纯培养进行实验感染的宿主中仍能再次得 到同种病原菌并实现体外纯培养。 Joseph lister （英国外科医生 ）：外科消毒技术创始人。消毒技术和无菌概念的提出促使外科手术的快速进步。英国爱丁堡医院的外科医生Lister(1827-1912)根据Pasteur

24、提出的细菌是腐败的原因的分析，在1865年8月12日试验用石炭酸消毒的新型外科手术，获得奇迹般成功，外科死亡率从45%降至15%。 此前，法国巴黎医院的外科死亡率53.6%；英国的一般医院为80%，当时世界上最好的医院爱丁堡医院的外科死亡也达45%。64 （四）.“微生物猎人”分离病原菌的时期 (19世纪70年代到20世纪初)1874 分离麻风分枝杆菌；1877 分离炭疽芽孢杆菌；1880 分离肺炎链球菌(过去称肺炎双球菌)；1880 分离伤寒沙门氏菌；1882 分离结核分枝杆菌；1883 分离霍乱逗号弧菌；1884 分离破伤风梭状杆菌；1894 分离鼠疫耶尔森氏菌；1898 分离痢疾志贺氏菌

25、。1898 发现病毒TMV 65（五）. 微生物生化研究时代(20世纪初到中叶) 1897年，德国人E. Buchner用无细胞酵母菌压榨汁的“酒化酶”(zymase)对葡萄糖进行酒精发酵成功，开创了微生物生化研究的新时代。 此期的研究特点： 1.研究微生物对维生素需要、酶的特性、寻找抗生素以 及研究微生物的遗传变异等，“微生物猎人”发展为 “维生素猎人”、“酶猎人”、“抗生素猎人”。 2.微生物学的分支学科扩大，出现抗生素学科。 3.出现微生物学史上的第二个“淘金热”寻找有益微生物的代谢产物。 4.以研究微生物基本生物学规律的综合学科普通微生 物学形成，代表人物是美国California大学Berkeley 分校的M. Doudoroff。 66这一时期所发生的重大事件：1909年 合成化学治疗剂“606”(砷凡纳明) Ehrlich(Ge.)1923年 发明结核杆菌疫苗卡介苗(BCG) Calmette (Fr.)1929年 发现第一个实用抗生素青霉素 Fleming(UK)30年代 电子显微镜问世1935年 阐述病毒的(核)蛋白本质Stanle