微生物绪论（英）1ppt课件

Medical Microbiology 病原生物学教研室 Chapter 1 Introduction 绪论 l第一节 微生物与病原微生物 l第二节 微生物学与医学微生物学 l第三节 医学微生物学发展简史 微生物微生物 (microorganism) 是存在于自然界是存在于自然界 的一群个体微小、的一群个体微小、 结构简单、结构简单、 肉眼直接看不见，肉眼直接看不见， 必须助光学显微镜或电子显微镜放大数百倍、必须助光学显微镜或电子显微镜放大数百倍、 数数 千倍甚至数万倍千倍甚至数万倍 后才能观察到的微小生物。后才能观察到的微小生物。 什么是微生物？ 种类繁多，数十万种以上；分布极广泛。种类繁多，数十万种以上；分布极广泛。 1非细胞型微生物非细胞型微生物 * 三大类三大类 2原核细胞型微生物原核细胞型微生物 3真核细胞型微生物真核细胞型微生物 微生物的种类与分布 非细胞型微生物 是最小的一类微生物。 无典型的细胞结构，无产生能量的酶系统， 只能在活细胞内生长繁殖。核酸类型为 DNA 或 RNA。 代表： 病毒 。 原核细胞型微生物 细胞核的分化较低， 仅有原始核，无核膜、核仁。细胞器很不完 善。 DNA和 RNA同时存在。这类微生物众多 ，有 细菌、放线菌、支原体、衣原体、立克 次体、螺旋体 。 真核细胞型微生物 细胞核分化程度高， 有核膜和核仁，细胞器完整。如 真菌 属之。 微生物的种类 三型八大类 古细菌和细菌区别在于古细菌不能合成肽聚糖 ，有特殊的新陈代谢，可在极端环境下（高温、 高盐、或很低 PH值）生存。例如，来自高温菌 中分离到的 TaqDNA聚合酶。由于古细菌是有待 开发和应用的一大类微生物，而且与海洋微生物 以及其他星球存在的生命现象有关，古细菌已显 示特殊的重要地位。 分离自海底火山的古细菌 121 生长 l 微生物在自然界的分布 空气 : 水 :江 ,河 ,湖泊 ,海洋 ;甲烷菌 。 土壤 ,矿层 。 动植物和人体表面 ,人体与外界相通 的腔道。 自然环境 :无时不有 ,无处不在。 微生物与人类的关系 绝大多数微生物对 人类和动、植物是 有益的，而且有些 是必需的。 只有少数的微生物对人类和动、植物是有害的。 1、 参与自然界中 C、 N、 S等元素的循环。 2、 农业方面：杀虫、造肥、固氮 3、工业方面：食品发酵、石油脱蜡 4、环境保护方面：降解塑料等，处理污水废气 5、 药方面：制药、正常菌群 1、 引起人类及动植物病害 2、导致工业产品、农副产品和生活用品 的腐 烂和霉烂。 有益的方面 ： 有害的方面 ： 植物藻类 微生物 光合作用 有机碳化合物 动植物尸体 微生物降解 排泄物 微生物降解植物藻类微生物 石油等燃料 燃烧 碳 循 环 950亿吨 /年 氮的循环 豆科植物根瘤中的固氮菌 土壤中的固氮菌 亚硝化细菌 （氧化） 硝化细菌 反硝化细菌 腐生菌 l作为外源基因的载体 l作为基因工程的宿主菌 l作为基因操作工具酶的供体 l作为微生物工程的有益菌 l为人类基因组计划提供 “模式生物 ” l用于污水净化处理 基因工程最重要的环节是把一个外源基因 导入生物细胞并使它得到扩增，然而外源 DNA 片段是很难进入受体细胞的，即使进入细胞也 不能进行复制和功能表达。这是因为所得外源 DNA片段一般不带有复制子系统及在新的受体 细胞中进行功能表达的调控系统。因此在基因 工程中，通常利用运载工具把外源 DNA片段送 入生物细胞。携带外源基因进入受体细胞的这 种工具叫载体。绝大多数微生物本身或其提供 的结构在人工修饰情况下，可作为载体实现人 们的愿望。 载体本身是 DNA。 经过人工构建的载体 ，不但能与外源基因相连接，导入受体细胞， 还能利用本身的调控系统，使外源基因在新的 细胞中复制以致功能表达。在基因工程中可用 于载体的主要有质粒、 噬菌体的衍生物、柯 斯质粒、单链 DNA噬菌体 M13、 动物病毒 、 YAC 等几类。 PBR322质粒结构图 酵母菌 在基因工程中，利用一定方 法将某种外源基因导入新的细胞 ，并进行复制、扩增与功能表达 。因此，受体细胞的选择是非常 重要的。 放线菌 杆菌 基因操作过程中，涉及到一些列有关 酶类的催化反应。这些功能各异的酶类有 的像 “手术刀 ”专司切割之用；有的像 “缝 纫针 ”具有连接的功能；有的像 “复印机 ” 行使复制之责。因此工具酶的应用，是重 组 DNA的最重要的技术基础。而能够提供 这些酶的生物则是微生物。 微生物工程是指利用微生物的特殊功能， 通过现代化的装备生产有用物质，或把微生物 直接应用于工农业生产的一种技术体系。微生 物工程在农业上的广泛应用被誉为 “白色革命 ” 主要包括：（ 1）利用基因工程技术改造农用工 程微生物菌株。（ 2）利用微生物特有的转化、 分解有机物和无机物能力，制成微生物化肥与 微生物农药。 微生物化肥是把广泛存在于自然界的 多种有益菌或其提取物组合固化，形成能 分泌多种分解酶的有益菌种。由于这样的 菌群既能催化分解各种农作物秸秆、树枝 等有机物，形成腐殖质，又能分解页岩等 矿物质，形成可被植物吸收的活性元素， 从而起到天然肥料的作用。 微生物农药包括病毒农药 、真菌农药、细菌农药 3种。 在人类基因组计划实施过程中常 常以一些微生物作为 “模式生物 ”，对 微生物基因组进行分析，验证工作战 略。另外 “模式生物 ”的研究所获得的 信息，对于搞清物种起源、生物进化 等重大问题也有很大帮助。 为了提高污水净化效率，人们应用 生物工程方法培育出于有新的特殊功能的 微生物。 总之 ,遗传工程菌的研究与应用，必 将对污水的净化起到变革性的作用。 正常菌群； 生物拮抗 ,增强免疫，提供营养， 抗衰老 ,抗肿瘤。 条件致病菌 。 病原微生物； 微生物与人类的关系 痢疾杆菌 . 结核杆菌 破伤风梭菌 Clostridium Botulinum： 产气荚膜梭菌 霍乱弧菌 流感病毒 乙肝病毒 狂犬病毒 HIV SARS 果子狸 Sec.2 微生物学 和医学微生物学 微微 生生 物物 学学 （ microbiology） 是生命科学的一个重要分支，是研究微是生命科学的一个重要分支，是研究微 生物的种类、分布、形态、结构、代谢、生生物的种类、分布、形态、结构、代谢、生 长繁殖、遗传、进化，以及与人类、动物、长繁殖、遗传、进化，以及与人类、动物、 植物等相互关系的一门科学。植物等相互关系的一门科学。 医学微生物学医学微生物学 （ medical microbiology） 主要研究与医学有关的病原微生物的生物学特主要研究与医学有关的病原微生物的生物学特 性、致病和免疫机制，以及特异性诊断、防治措施，性、致病和免疫机制，以及特异性诊断、防治措施， 以控制和消灭感染性疾病和与之有关的免疫损伤等以控制和消灭感染性疾病和与之有关的免疫损伤等 疾病，达到保障和提高人类健康水平。疾病，达到保障和提高人类健康水平。 l 医学微生物学 重要的医学专业基础学科。 第一篇细菌学；第二篇病毒学；第三 篇真菌学。共 37章。 学时安排： l理论课： 51学时 ;3*17 l实验课： 24学时 ;4* 6 l考试：理论考试；实验考试。 Sec.3 医学微生物学发展简史 微生物学经验时期 （ 16世纪以前） 实验微生物学时期 （ 1719世纪） 现代微生物学时期 （ 20世纪以后） 微生物学的发展过程 l我国古代劳动人民的贡献 : 制酱 (约二千六百年 ) 酿醋 (约两千六百年 ) 细菌浸矿 (约一千年 ) 种人痘 (约一千年 ) l1674年自制世界上第 一架显微镜，描述了 微生物的形态。 l 正确描述了微生物的 形态，为微生物的存 在提供科学依据。 微生物学发展史中的奠基者 列文 .胡克（荷兰） Antony van leeuwenhoek (1632-1723) 巴斯德 (法国） Louis Pasteur(1822-1895) l 首次指出细菌与人类生 活、生命关系 l 奠定了微生物学的理论 基础。 l 创立了对酒类、乳类的 巴氏消毒法。 l 成功研制鸡霍乱、炭疽 和狂犬病疫苗。 完整揭开细菌奥秘第一人 首创用牛痘 预防天花， 为预防医学 开辟了广阔 途径。 琴纳（英国） Edward Jenner （ 1749-1823) 郭霍（德国） Robert Koch （ 1843-1910) l 创立固体培养基 l 创立细菌染色方法 及实验动物感染法 l 发现各种传染病的 病原体（结核杆菌、 霍乱弧菌、白喉杆菌 . l 提出著名的 郭霍法则 The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1905 l 特殊的病原菌应在同一疾病中查见，在 健康人中不存在。 l 该病原菌能被分离培养得纯种。 l 该纯培养物接种至易感动物，能产生同 样病症。 l 自人工感染的实验动物体内能重新分离 得该病原菌纯培养。 郭霍法则（ 1884） 病毒学的发展 l伊凡诺夫斯基（俄国 ） 证明烟 草花叶病病原体是病毒（ 1892） 。 l斯坦利（美国） 首次分离并提纯 了烟草花叶病病毒。 l许多动物、植物、细菌、人类病 毒相继发现。人类传染病中约 80%由病毒引起。 抗生素与化学药物的发现与应用 l1910年 化学药物砷凡纳明首先 研制成功，开创治疗微生物疾病 的时代 l1929年 英国人 Fleming发现青霉 素，为人类健康做出巨大贡献 l在医学微生物学的学科发展中，有近 60位科 学家因有突出贡献而荣获诺贝尔奖。 l我国学者也为此作出了重大贡献（如 黄祯祥 、汤非凡、朱既明 等以及我国在病原微生物 研究和预防医学方面取得的成就）。 汤飞凡 先 生 （中国学者 1897 1958） 1956年成功分离出衣原体 现代微生物学时期 l新病原微生物的发现 l微生物基因组计划的实施 l新型疫苗的研究进展迅速 l微生物学诊断技术 l微生物的防治措施 新发现的病原微生物与疾病（ 1973-） 1. 嗜肺军团菌 2. 人类免疫缺陷病毒 -艾滋病 3. 幽门螺杆菌 4. 肝炎病毒（丙、丁、戊、庚型 ） 5. 汉坦病毒 -肾综合征出血热 ( 流行性出血热 ) 6. 轮状病毒 7. 朊粒 ( 疯牛病 ) 8. O139霍乱弧菌 9. SARS冠状病毒 -严重急性呼吸道综合征（ SARS） 其它： 禽流感