微生物相关基础知识

微生物相关基础知识微生物的定义在自然界中除了常见的动植物外，还存在着一个十分庞杂的、形体微小、构造简单的生物类群。这些生物个体微小，肉眼无法看见，必须借助光学显微镜或电子显微镜放大几百倍、几千倍，甚至几万倍才能看见，我们将这类微小的生物类群统称为微生物〔microorganism〕微生物的特点⑴微生物多以独立生活的单细胞或细胞群体而存在，细胞没有明显的分化。⑵微生物体积小、面积大，从而新陈代谢能力强，生长繁殖速度快。

例如有的细菌1小时内分解糖的重量可为自身体重的100～1000倍；而人要吃掉自身体重100倍的糖〔粮食〕，几乎要用去人生的一半时间。有的细菌在适宜的条件下，每20分钟左右就分裂一次，一个细菌经10小时就可以繁殖成10亿个，一昼夜就是272个细菌。理论上讲，一个细菌经过不到两整天的生长繁殖就能形成与地球同等重量大小的群体。⑶微生物较易发生变异，适应性强。微生物在外界环境发生剧烈变化时，大多数个体被淘汰而死亡，而发生了变异的个体那么适应了新的环境条件而生存下来；一般生物无法生存的高温或低温、酸、碱、高盐的条件下都有微生物的踪迹。⑷微生物种类多，分布广，数量大。微生物按其生物学特征所划分的大的类群就包括：病毒、衣原体、立克次体、支原体、螺旋体、细菌、蓝细菌、古细菌、放线菌、真菌、藻类和原生动物；而与医药关系密切的是除蓝细菌、古细菌、藻类和原生动物外的其他八大类微生物。微生物广泛分布于土壤、空气和水等自然环境中，动植物和人的体表以及某些腔道中也存在有微生物的活动。微生物在自然界的作用自然界中的微生物不仅种类多、分布广、数量大，所起的作用多种多样。大多数微生物对人和动植物是有益或无害的。大家多知道绿色植物依靠太阳能量，吸收CO2和H2O进展光合作用，合成含碳有机物，同时将光能转化为化学能，直接或间接的供给动物和人类。那么，大气中的CO2从哪里来的呢？除了燃烧和动物呼吸，90%以上的CO2都是微生物生命活动的产物。微生物与人类的生产活动密切相关：工业上具体应用到食品、皮革、纺织、石油化工、冶金以及污水处理等方面；农业上可用于造肥、催长、防治病虫害等。在医药工业上利用微生物生产抗生素、维生素、激素、氨基酸、核苷酸以及有机溶媒、生物碱和酶制剂等。寄生在人类和动物口、鼻、咽部以及消化道中的微生物，在正常情况下他们是无害的，甚至是有益的。例如，牛这类反刍动物的胃，就是因为有分解纤维素的微生物共生，才能消化饲料中的纤维素；而豆科植物生长所需的氮源也是因为有根瘤菌固定空气中的氮气才获得的。微生物中也有相当一局部能引起人类或动植物病害，例如，在人类可引起伤寒、痢疾、流感、病毒性肝炎等传染病。这些具有致病性的微生物称为病原微生物。另外，微生物的危害性还表现在引起工农业原料、产品、药品以及食品和生活用品的腐败霉烂等。微生物的分类微生物分为非细胞型微生物、原核细胞型微生物、真核细胞型微生物——从核的组成构造来划分。生物六界：病毒界、原核生物界、真菌界、原生生物界、植物界和动物界之前四界为微生物界。细菌细菌同其他生物一样，在其生命活动过程中，都需要同周围环境进展物质交换。从环境中获得它们合成自身成分以及产生能量所需的营养物质，同时不断排出废物，以维持其生命活动，并进展着生长繁殖。细菌的营养与繁殖细菌的营养物质：细菌生长繁殖所必需的营养物质包括水、碳源、氮源、无机盐和生长因子〔系指细菌生长所必需的、需要量少且本身又不能合成的一类有机物质——B族维生素、某些嘌呤和嘧啶碱基〕。细菌的生长繁殖条件⑴充足的营养物质〔包括一定量的水分、碳源、氮源、无机盐和必要生长因子。⑵适宜的酸碱度〔最适pH为6.8～7.4〕⑶适宜的温度〔大多数细菌属于中温菌，哺乳动物寄生菌的最适温度为37℃，其他腐生性细菌的最适温度为25～32℃细菌的生长温度细菌类别生长温度（℃）举例最低最适最高低温菌-5～010～2025～30水和冷藏物中的细菌室温菌10～2025～3240～50腐物寄生菌体温菌10～203740～50病原菌高温菌25～4550～5570～80温泉、堆肥中的细菌⑷气体条件：细菌生长繁殖需要氧气和二氧化碳。a.专性需氧菌〔obligateaerobe〕：必须在有游离氧气的环境中才能生长，如结核分枝杆菌、枯草芽孢杆菌；

b.专性厌氧菌〔obligateanaerobe〕：必须在无氧或低氧化复原势的环境下才能生长，游离氧对其有毒性作用。如破伤风梭菌；c.兼性厌氧菌〔facultativeanaerobe〕：在有氧和无氧条件下均能生长，但在有氧时生长较好，大多数病原性细菌均属此类。细菌的致病性定义：细菌能引起机体产生疾病的性能，称之为致病性或病原性〔pathogenicity〕。凡具有致病性的细菌称为病原菌或致病菌〔pathogenicbacteria〕。侵袭力：指病原菌突破机体防御功能，并在体内进展生长繁殖，蔓延扩散的能力。主要包括以下三个方面c.对宿主防御功能的抵抗力毒素：外毒素和内毒素外毒素：化学成分为蛋白质，毒性作用较强，抗原性强，但不稳定，对热和某些化学物质敏感，如用0.3～0.4%甲醛液作用后，可脱毒而不影响其抗原性，即成类毒素。产生外毒素的细菌主要是革兰氏阳性菌，如白喉棒状杆菌、破伤风梭菌、肉毒梭菌；少数革兰氏阴性菌，如痢疾杆菌、霍乱弧菌等。内毒素：革兰氏阴性细菌细胞壁成分。大多数细菌都有内毒素。内毒素毒性比外毒素低，抗原性较弱，不被甲醛脱毒，不形成类毒素。病原菌的侵入数量：由于正常机体对病原菌有一定的抵抗力，因此，细菌引起疾病除需有一定的毒力外，还需要一定的数量。毒力越大，数量越少。病原菌的侵入途径：伤寒沙门菌、痢疾杆菌→消化道；破伤风梭菌→缺氧状态的深部创口；肺炎链球菌、脑膜炎奈瑟菌→呼吸道；结核分枝杆菌→呼吸道、消化道和皮肤伤口。细菌感染类型传染：又称感染，是病原微生物侵入机体，抑制机体的防御屏障，在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理过程。临床病症者为传染病〔infectiondistase〕。病原菌引起的传染病，都要经过一段潜伏期才能发病，传染的发生、开展与结局取决于病原菌毒力、机体防御功能和环境因素三方面，结局为：隐性感染〔inapparentinfection〕：如果机体的抵抗力强，而病原菌的毒力相对较弱，侵入的数量又较少，感染后病原菌对机体的损害轻微，根本上不出现临床病症，即隐性感染。通过隐性感染，机体可获得一定的特异免疫力。带菌状态：当机体隐性感染或传染病痊愈后，病原菌可能在机体内继续存在，并不断向体外排菌，称为带菌状态。处于带菌状态的人称为带菌者〔carrier〕。这种情况在伤寒、白喉等传染病中时有发生。带菌者一般不被人所注意，故在传染病的传播和流行上是重要的传染源。真菌常见真菌：酵母菌、毛霉属、根霉属、犁头霉属、曲霉属、青霉属、头孢霉属真菌与人类疾病：a.浅部感染性真菌：是指侵犯机体皮肤、毛发指〔趾〕甲等浅部角化组织的真菌，这类菌统称为癣菌〔Dermatophytes〕或皮肤丝状菌。深部感染性真菌：是指侵入机体深部组织，内脏及引起全身性感染的真菌。真菌毒素〔mycotoxin〕：指真菌产生的毒性代谢产物。人、畜误食含有真菌毒素的食物，就可能发生真菌毒素中毒症〔mycotoxicosis〕。病毒病毒：是一种体积十分微小、构造简单、只含一种核酸〔DNA或RNA〕、必须在活细胞内才能增殖的非细胞形态的微生物。病毒的复制周期为：吸附→与细胞外表受体特异性结合、穿入→宿主细胞、脱壳→释放基因组核酸并进入一定部位、生物合成→核酸的复制和蛋白质的合成、装配释放→组装为成熟的病毒颗粒。病毒的致病性和机体的免疫性感染方式：水平传播和垂直传播水平传播：是指病毒在个体之间传播，常见途径为a.呼吸道，b.消化道，c.皮肤。垂直传播：是指病毒通过胎盘、产道或哺乳等方式由亲代直接传给子代〔疱疹、风疹、脊髓灰质炎、肝炎、巨细胞、人类免疫缺陷等病毒，其中乙型肝炎病毒、风疹病毒、巨细胞病毒和人类免疫缺陷病毒多见。病毒感染类型隐性感染：病毒侵入机体后，不引起临床病症的称为隐性感染，又称为非显性感染。隐性感染十分常见，其发生原因可能是机体免疫力强，而病毒毒力弱或未能到达靶细胞，未造成组织细胞的损伤，故不引起临床病症的出现。隐性感染虽可激活机体免疫系统产生抗病毒免疫，但也有向外界传播病毒的可能。显性感染：病毒侵入机体后在宿主细胞内大量复制，引起细胞破坏、死亡而导致组织损伤或毒性产物堆积到一定程度时，机体就出现临床病症。a.急性感染：潜伏期短，发病急，病程短一般为数日至数周。b.持续性感染：病毒可在体内存在数月至数年，甚至数十年，可有临床病症，也可为无病症的病毒携带者，成为重要的传染源。分为慢性感染、潜伏性感染和慢发病毒感染。病毒感染的防治病毒疫苗：常用的有灭活疫苗、减毒活疫苗等。病毒性疾病的治疗上：药物主要是针对DNA病毒的。干扰素具有广谱的抗病毒作用。消毒与灭菌消毒：是指用理化方法杀死物体或介质中所有病原微生物，但不一定能杀死芽孢。通过消毒可以到达防止病原微生物传播的目的。灭菌：是指用理化方法杀死物体或介质中所有的微生物，包括致病的和非致病的各种微生物，以及细菌的芽孢。防腐：是指利用理化因素抑制微生物的生长繁殖，细菌不一定死亡，但可防止物品腐败，亦称抑菌。无菌：是指不含活菌的意思。无菌操作就是指严防活的微生物侵入人体或污染实验材料的操作方法。无菌操作所用的器具和材料，都必须经灭菌处理。物理方法热力灭菌法：⑵湿热灭菌法：a.巴氏消毒法，b.煮沸法，c.流通蒸汽灭菌法，d.间歇灭菌法，e.高压蒸汽灭菌法影响湿热灭菌法的因素：几种细菌的致死温度与时间菌种致死温度与时间菌种致死温度与时间白喉棒状杆菌50℃，10min伤寒沙门菌58℃，30min普通变形杆菌55℃，60min大肠埃希菌60℃，10min肺炎链球菌56℃，5～7min嗜热乳杆菌71℃，30minc.pH的影响：pH6.0～8.0时，微生物不易被杀死；pH高于或低于该范围时，那么微生物抵抗力减弱，特别在酸性时，微生物的抗热力明显减弱，因此，对酸性溶液灭菌可考虑降低温度和时间。d.介质的性质：水分能促进菌体蛋白质凝固，加速菌体死亡。此外有机物能保护微生物，在灭菌时也应加以考虑。

低温辐射：紫外线、日光、电离辐射枯燥超声波过滤化学方法常用消毒剂的种类和应用

a.重金属盐类：重金属离子易和带阴电的菌体蛋白质结合，使之变性沉淀。

b.氧化剂：可以使菌体酶的-SH氧化为-S-S。从而使酶失去活性。

c.酚类：能杀死细菌繁殖体，但对芽胞作用不大。e.醛类：醛类杀菌作用强于醇类，其中以甲醛和戊二醛作用最强。醛基能与细菌蛋白质的氨基结合，使蛋白质变性，因此有强大的杀菌作用。微生物与药物变质药物中微生物的来源1.来自空气中的微生物：球菌属、杆菌属、青霉菌属、曲霉菌属等2.来自水中的微生物：假单胞菌属、产碱杆菌属、大肠埃希菌等3.其他来源：原料、容器、设备和操作人员等药物变质的判断2.微生物已死亡或已被排除，但其毒性代谢产物仍然存在药物变质的结果3.药物中的微生物产生有毒的代谢产物，药物中含有易受微生物侵染的组分，如外表活性剂、湿润剂、混悬剂、甜味剂、香味剂、有效的化疗