微生物学与免疫学课件

1.微生物学绪论1

微生物学与免疫学

第1章微生物概论

1.微生物学绪论1

生物界动物界原核生物界植物界原生生物界病毒界真菌界宏生物（即生物）微生物生物的六界分类系统1.微生物学绪论1

微生物（microorganism）是存在于自然界的一群体积微小、结构简单、肉眼直接看不见，必须借助光学显微镜或电子显微镜放大数百倍、数千倍，甚至数万倍才能看到的微小生物

第一节微生物微生物的特点：个体小、面积大吸收多、转化快生长旺、繁殖快适应强、易变异分布广、种类多个体小、面积大:测量单位：微米或纳米

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。个体小:测量单位：微米或钠米火星陨石中发现的细菌化石（直径10nm）德国科学家H.N.Schulz等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（sulfurbacterium），其大小可达0.75mm，Thiomargaritanamibiensis，---------“纳米比亚硫磺珍珠”吸收多、转化快：微生物获取营养的方式多种多样，其食谱之广是动植物完全无法相比的！纤维素、木质素、几丁质、角蛋白、石油、甲醇、甲烷、天然气、塑料、酚类、氰化物、各种有机物均可被微生物作为“粮食”。消耗自身重量2000倍食物的时间：大肠杆菌：1小时人：500年（按400斤/年计算）有资料表明，发酵乳糖的细菌在1小时内可分解其自重1000～10000倍的乳糖；生长旺、繁殖快：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分钟繁殖一代适应强、易变异：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：10-5–10-10易变异：青霉素的生产：20单位/ml（1943）10000单位/ml青霉素的用量：最高：10万单位/天（40年代）数百万-千万单位/次细菌抗药性的产生：分布广，种类多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。分布广：人迹可到之处，微生物的分布必然很多，而人迹不到的地方，也有大量的微生物存在！

强酸、强碱、高热的极端环境；

数十公里的高空（最高为离地85公里，须用火箭采样）；

几千米的地下；常年封冻的冰川；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多：无细胞结构（病毒）；单细胞；简单多细胞；种类多：微生物的生理代谢类型多；代谢产物种类多；微生物的种数“多”；虽然目前已定种的微生物只有大约10万种，远较动植物为少，但一般认为目前为人类所发现的微生物还不到自然界中微生物总数的1%1.微生物学绪论1微生物的分类非细胞型微生物

无细胞结构,只能在细胞内增殖。如病毒

原核细胞型微生物

有完整的细胞结构、细胞核为原始的裸DNA、无核膜、细胞器不完善。包括细菌、放线菌、支原体、衣原体、立克次体、螺旋体等。真核细胞型微生物

有完整的细胞结构、细胞核分化程度高、有核膜、细胞器发达。如真菌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；一、微生物与我们微生物无处不在，我们无时不生活在“微生物的海洋”中。

细菌数亿/g土壤，土壤中的细菌总重量估计为：10034×1012吨；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；微生物既是人类的敌人，更是人类的朋友！时时刻刻与微生物“共舞”

是祸？是福？1.微生物学绪论1共存共荣

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斗争

1、维护“衣”、“食”

2、捍卫健康与生命微生物与人类的关系

微生物是自然界物质循环的关键环节；微生物是人类的朋友！1.微生物学绪论1用“工程菌”生产药物干

扰

素脑

菲

肽胰

岛

素乙肝疫苗众抗生素各种单克隆抗体免疫血清Cncnc-micro

微生物与医药卫生1.微生物学绪论1微生物与农业和畜牧业Cncnc-micro

微生物饲料农用抗菌素生物农药生物菌肥微生物能源1.微生物学绪论1Cncnc-micro

微生物与农业和畜牧业农用抗菌素

某些微生物能够产生具有抑制

或杀死植物病原菌的物质,该物质称

农用抗菌素。

1.微生物学绪论1

菌体蛋白饲料

饲

料

酵

母

维

生

素

饲

料

发

酵

饲

料

青

贮

饲

料Cncnc-micro

微生物饲料1.微生物学绪论1

生物农药

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细菌农药真菌农药病毒农药

1.微生物学绪论1

生物菌肥

主要是根瘤菌肥即含固氮菌活菌的肥料。

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1.微生物学绪论1微生物与工业酶

工

业氨基酸工业有机酸工业新材料开发生

物

化

工食

品

工

程Cncnc-micro

1.微生物学绪论1微生物与饮食、调味品

青

红

方酱，酱油，豆豉食

用

醋发酵饮料味

精发酵面食食药用菌食用色素食品添加剂淹渍蔬菜Cncnc-micro

1.微生物学绪论1微生物与环保微生物处理腈纶废水的塔式滤池1.微生物学绪论1微生物与人类健康的关系

绝大多数有益正常菌群

normalflora人和动物机体内正常情况下存在的微生物群

少数微生物对人和动、植物是有害病原微生物

pathogenicmicrobes

能致病的微生物1.微生物学绪论1正常菌群对宿主的有益作用营养作用肠道正常菌群中的大肠埃希氏菌能合成B族维生素和维生素K。肠道细菌含有多种代谢酶，帮助分解消化食物。所以在肠道手术后为避免发生感染，常用抗生素作预防性治疗，结果是手术后感染是防止了，病人却出现了厌食和贫血等维生素B和K的缺乏症，这是为什么？因为大肠杆菌也被抗生素杀死了。所以现在遇到这类需施行肠道手术的患者，在给予广谱抗生素预防术后感染的同时，必须补充足量的微生素B和维生素K。1.微生物学绪论1正常菌群对宿主的有益作用生物拮抗作用

将活的鼠伤寒沙门氏菌喂给小鼠，如果要使小鼠发病死亡，需要10万个细菌；如果先给小鼠口服链霉素，把小鼠肠道中的正常菌群都杀死，则只要10个活菌就可置试验鼠于死地。两者菌量竟相差1万倍，表明正常菌群有拮抗病原菌作用。这种现象在人类中也可以见到，例如大肠埃希氏菌、变形杆菌、肠球菌等正常菌，可以抵抗引起痢疾和伤寒的志贺菌和伤寒沙门菌等病原菌。我们把这种现象称为生物拮抗。

1.微生物学绪论1正常菌群对宿主的有益作用免疫作用促进宿主免疫器官的发育成熟。有学者曾经做过实验，他们把刚孵化出来的小鸡分成两组，一组放在没有细菌的环境中生活，成为无菌鸡；另一组让它们正常生活，即带菌鸡。结果发现无菌鸡的小肠和回肓部的淋巴结都要比普通带菌鸡的少80%左右。如果将这些无菌鸡暴露在普通有菌的环境中饲养，使之建立正常菌群，则经2周后，它们的免疫器官的发育和功能就可与普通鸡相近。此外，有些正常菌群的细胞组分与病原菌的相同，因此，它们能刺激宿主免疫系统产生像抗体一类的免疫物质，这些免疫物质也能对抗相应病原菌的侵袭。1.微生物学绪论1正常菌群对宿主的有益作用抗衰老作用现在一般认为，衰老是由于体内积累了过多的有毒的化学物质——自由基。双歧杆菌、乳酸杆菌、肠球菌等肠道正常菌群产生的超氧化物歧化酶（SOD），可以催化宿主体内自由基的歧化反应，消除自由基毒性，保护细胞免受活性氧的损伤，因此具有一定的抗衰老作用。1.微生物学绪论1其它作用肠道正常菌群有一定的抗肿瘤作用。其原因是这些正常菌群能产生多种酶，降解肠道内致癌物或可以转变成致癌物的物质成为无害物质；它们还可以激发免疫功能，调动处于待命状态的巨噬细胞等人体卫士围歼病原菌。正常菌群对宿主的有益作用少数微生物也是人类的敌人！鼠疫；天花；艾滋病；疯牛病；埃博拉病毒；禽流感病毒；1.微生物学绪论1

可以说，微生物与人类关系的重要性，你怎么强调都不过分，微生物是一把十分锋利的双刃剑，它们在给人类带来巨大利益的同时也带来“残忍”的破坏。它给人类带来的利益不仅是享受，而且实际上涉及到人类的生存。第二节、微生物学微生物学是研究微生物的形态结构、生理生化、生长繁殖、遗传变异以及微生物的进化、分类、生态等生命活动规律及其动植物、人、自然界相互关系的一门学科。分支学科基本理论：普通微生物学、分类学、生理学、生态学、遗传学。按研究对象划分：病毒学、细菌学、真菌学。按生活环境划分：土壤微生物学、海洋微生物学。按应用划分：工业微生物学、农业微生物学、医学微生物学我国8000年前就开始出现了曲蘖酿酒；4000年前埃及人已学会烘制面包和酿制果酒；2500年前发明酿酱、醋，用曲治消化道疾病；公元六世纪(北魏时期)贾思勰的巨著“齐民要术”；公元2世纪，张仲景：禁食病死兽类的肉和不清洁食物；公元前112年-212年间，华佗：“割腐肉以防传染”；公元九世纪痘浆法、痘衣法预防天花；1346年，克里米亚半岛上的法卡城之战(靼坦人-罗马人)；16世纪，古罗巴医生G.Fracastoro：疾病是由肉眼看不见的生物(livingcreatures)引起的；1641年，明末医生吴又可也提出“戾气”学说；三、微生物的发现和微生物学的建立与发展（一）微生物的发现1664年，英国人胡克（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（Antonyvanleeuwenhoek）首次观察到了细菌。他没有上过大学，是一个只会荷兰语的小商人，但却在1680年被选为英国皇家学会的会员。（二）微生物学的奠基三、微生物的发现和微生物学的建立与发展法国人巴斯德（LouisPasteur）（1822～1895）德国人柯赫（RobertKoch）（1843～1910）（二）微生物学的奠基三、微生物的发现和微生物学的建立与发展1.巴斯德(1)发现并证实发酵是由微生物引起的；(2)彻底否定了“自然发生”学说；化学家出生的巴斯德涉足微生物学是为了治疗“酒病”和“蚕病”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。(3)免疫学——预防接种首次制成狂犬疫苗(4)其他贡献巴斯德消毒法：60～65℃作短时间加热处理，杀死有害微生物（二）微生物学的奠基三、微生物的发现和微生物学的建立与发展2.柯赫a）细菌纯培养方法的建立土豆切面→营养明胶→营养琼脂（平皿）（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各种微生物的培养c）流动蒸汽灭菌d）染色观察和显微摄影（二）微生物学的奠基三、微生物的发现和微生物学的建立与发展2.柯赫（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原则——著名的柯赫原则（三）微生物学发展过程中的重大事件三、微生物的发现和微生物学的建立与发展1890VonBehring制备抗毒素治疗白喉和破伤风；1892Ivanovsky提供烟草花叶病毒是由病毒引起的证据；1928Griffith发现细菌转化；1929Fleming发现青霉素；1944Avery等证实转化过程中DNA是遗传信息的载体；1953Watson和Crick提出DNA双螺旋结构；1970～1972