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文档简介
微生物绪论英第1页/共73页
MedicalMicrobiology
病原生物学教研室
第2页/共73页Chapter1Introduction第3页/共73页绪论第一节微生物与病原微生物第二节微生物学与医学微生物学第三节医学微生物学发展简史第4页/共73页
微生物(microorganism)是存在于自然界的一群个体微小、结构简单、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、数千倍甚至数万倍后才能观察到的微小生物。什么是微生物?第5页/共73页第6页/共73页种类繁多,数十万种以上;分布极广泛。
1.非细胞型微生物***三大类2.原核细胞型微生物
3.真核细胞型微生物微生物的种类与分布第7页/共73页非细胞型微生物——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第8页/共73页
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。第9页/共73页分离自海底火山的古细菌121℃生长第10页/共73页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。第11页/共73页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。第12页/共73页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:第13页/共73页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/年第14页/共73页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第15页/共73页第16页/共73页第17页/共73页第18页/共73页微生物在现代生物技术领域的应用第19页/共73页作为外源基因的载体作为基因工程的宿主菌作为基因操作工具酶的供体作为微生物工程的有益菌为人类基因组计划提供“模式生物”用于污水净化处理第20页/共73页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。
第21页/共73页载体本身是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、λ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。
第22页/共73页PBR322质粒结构图酵母菌第23页/共73页
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。第24页/共73页放线菌杆菌第25页/共73页
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。
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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。第27页/共73页
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。
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微生物农药包括病毒农药、真菌农药、细菌农药3种。
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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。
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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。第31页/共73页正常菌群;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第32页/共73页痢疾杆菌第33页/共73页.
结核杆菌第34页/共73页破伤风梭菌第35页/共73页ClostridiumBotulinum:
第36页/共73页产气荚膜梭菌第37页/共73页霍乱弧菌第38页/共73页流感病毒第39页/共73页乙肝病毒第40页/共73页狂犬病毒第41页/共73页HIV第42页/共73页SARS第43页/共73页果子狸第44页/共73页第45页/共73页
Sec.2微生物学
和医学微生物学第46页/共73页微生物学(microbiology)
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。第47页/共73页医学微生物学(medicalmicrobiology)
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,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。第48页/共73页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:理论课:51学时;3*17实验课:24学时;4*6考试:理论考试;实验考试。第49页/共73页
Sec.3
医学微生物学发展简史第50页/共73页微生物学经验时期(16世纪以前)实验微生物学时期(17~19世纪)现代微生物学时期(20世纪以后)微生物学的发展过程第51页/共73页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)第52页/共73页1674年自制世界上第一架显微镜,描述了微生物的形态。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)Antonyvanleeuwenhoek(1632-1723)第53页/共73页▲巴斯德(法国)
LouisPasteur(1822-1895)首次指出细菌与人类生活、生命关系奠定了微生物学的理论基础。创立了对酒类、乳类的巴氏消毒法。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第54页/共73页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)
EdwardJenner(1749-1823)第55页/共73页第56页/共73页▲郭霍(德国)
RobertKoch(1843-1910)创立固体培养基创立细菌染色方法
及实验动物感染法发现各种传染病的
病原体(结核杆菌、霍乱弧菌、白喉杆菌…...提出著名的郭霍法则TheNobelPrizeinPhysiologyorMedicine1905第57页/共73页特殊的病原菌应在同一疾病中查见,在健康人中不存在。该病原菌能被分离培养得纯种。该纯培养物接种至易感动物,能产生同样病症。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)第58页/共73页▲病毒学的发展伊凡诺夫斯基(俄国)证明烟草花叶病病原体是病毒(1892)。斯坦利(美国)首次分离并提纯了烟草花叶病病毒。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。第59页/共73页抗生素与化学药物的发现与应用1910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1929年英国人Fleming发现青霉素,为人类健康做出巨大贡献第60页/共73页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。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)。第61页/共73页汤飞凡先生(中国学者1897~1958)
1956年成功分离出衣原体
第62页/共73页现代微生物学时期新病原微生物的发现
微生物基因组计划的实施新型疫苗的研究进展迅速
微生物学诊断技术
微生物的防治措施第63页/共73页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,手足口病。第64页/共73页及时发现新病原体,为诊治疾病提供病原学依据了解其生物学特性和致病机制,为开发新药提供理论基础研制新型疫苗,以提高机体特异性免疫力研究特异、灵敏、快速、简便的微生物学诊断技术,为临床和流行病学诊断提供依据
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