《微生物绪论英》PPT课件.ppt

Medical Microbiology 病原生物学教研室病原生物学教研室 Chapter 1 Introduction绪论绪论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 微生物微生物微生物微生物(microorganism)(microorganism)(microorganism)(microorganism)是存在于自然界是存在于自然界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、的一群个体微小、的一群个体微小、结构简单、结构简单、结构简单、结构简单、肉眼直接看不见，肉眼直接看不见，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、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、数数数数千倍甚至数万倍千倍甚至数万倍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。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？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 1非细胞型微生物非细胞型微生物 *三大类三大类 2 2原核细胞型微生物原核细胞型微生物 3 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微生物的种类与分布非细胞型微生物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。微生物的种类微生物的种类三型八大类三型八大类 古细菌和细菌区别在于古细菌不能合成肽聚糖，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、高有特殊的新陈代谢，可在极端环境下（高温、高盐、或很低盐、或很低PH值）生存。例如，来自高温菌中值）生存。例如，来自高温菌中分离到的分离到的TaqDNA聚合酶。由于古细菌是有待开聚合酶。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。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微生物与人类的关系绝大多数微生物对绝大多数微生物对人类和动、植物是人类和动、植物是有益的，而且有些有益的，而且有些是必需的。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：植物藻类植物藻类微生物微生物光合作用光合作用有机碳化合物有机碳化合物动植物尸体动植物尸体微生物降解微生物降解排泄物排泄物微生物降解微生物降解植物藻类植物藻类微生物微生物石油等燃料石油等燃料燃烧燃烧 碳碳 循循 环环 950亿吨亿吨/年年氮的循环豆科植物根瘤中的固氮菌豆科植物根瘤中的固氮菌土壤中的固氮菌土壤中的固氮菌亚硝化细菌亚硝化细菌（氧化）（氧化）硝化细菌硝化细菌反硝化细菌反硝化细菌腐生菌腐生菌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工程中，通常利用运载工具把外源DNA片段送片段送入生物细胞。携带外源基因进入受体细胞的这入生物细胞。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，可作为载体实现人的结构在人工修饰情况下，可作为载体实现人们的愿望。们的愿望。载体本身是载体本身是DNA。经过人工构建的载体，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、载体的主要有质粒、噬菌体的衍生物、柯斯噬菌体的衍生物、柯斯质粒、单链质粒、单链DNA噬菌体噬菌体M13、动物病毒动物病毒、YAC等等几类。几类。PBR322质粒结构图酵母菌 在基因工程中，利用一定方在基因工程中，利用一定方法将某种外源基因导入新的细胞，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。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因此，受体细胞的选择是非常重要的。要的。放线菌杆菌 基因操作过程中，涉及到一些列有关基因操作过程中，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酶类的催化反应。这些功能各异的酶类有的像的像“手术刀手术刀”专司切割之用；有的像专司切割之用；有的像“缝纫针缝纫针”具有连接的功能；有的像具有连接的功能；有的像“复印复印机机”行使复制之责。因此工具酶的应用，行使复制之责。因此工具酶的应用，是重组是重组DNADNA的最重要的技术基础。而能够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。提供这些酶的生物则是微生物。微微生生物物工工程程是是指指利利用用微微生生物物的的特特殊殊功功能能，通通过过现现代代化化的的装装备备生生产产有有用用物物质质，或或把把微微生生物物直直接接应应用用于于工工农农业业生生产产的的一一种种技技术术体体系系。微微生生物物工工程程在在农农业业上上的的广广泛泛应应用用被被誉誉为为“白白色色革革命命”主主要要包包括括：（1 1）利利用用基基因因工工程程技技术术改改造造农农用用工工程程微微生生物物菌菌株株。（2 2）利利用用微微生生物物特特有有的的转转化化、分分解解有有机机物物和和无无机机物物能能力力，制制成成微微生生物物化化肥肥与与微生物农药。微生物农药。微生物化肥是把广泛存在于自然界的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，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。从而起到天然肥料的作用。微生物农药包括病毒农药、微生物农药包括病毒农药、真菌农药、细菌农药真菌农药、细菌农药3 3种。种。在人类基因组计划实施过程中常在人类基因组计划实施过程中常常以一些微生物作为常以一些微生物作为“模式生物模式生物”，对微生物基因组进行分析，验证工作对微生物基因组进行分析，验证工作战略。另外战略。另外“模式生物模式生物”的研究所获的研究所获得的信息，对于搞清物种起源、生物得的信息，对于搞清物种起源、生物进化等重大问题也有很大帮助。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生物工程方法培育出于有新的特殊功能的微生物。微生物。总之总之,遗传工程菌的研究与应用，必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。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HIVSARS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，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。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*17l实验课：24学时;4*6l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郭霍法则The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1905l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，有近在医学微生物学的学科发展中，有近60位科位科学家因有突出贡献而荣获诺贝尔奖。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（如我国学者也为此作出了重大贡献（如黄祯祥、黄祯祥、汤非凡、朱既明汤非凡、朱既明等以及我国在病原微生物研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）。究和预防医学方面取得的成就）。汤飞凡 先 生（中国学者 18971958）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（新发现的病原微生物与疾病（1973-）1.嗜肺军团菌嗜肺军团菌 2.人类免疫缺陷病毒人类免疫缺陷病毒-艾滋病艾滋病 3.幽门螺杆菌幽门螺杆菌 4.肝炎病毒（丙、丁、戊、庚型肝炎病毒（丙、丁、戊、庚型）5.汉坦病毒汉坦病毒-肾综合征出血热肾综合征出血热 (流行性出血热流行性出血热)6.轮状病毒轮状病毒 7.朊粒朊粒 (疯牛病疯牛病)8.O139霍乱弧菌霍乱弧菌 9.SARS冠状病毒冠状病毒-严重急性呼吸道综合征（严重急性呼吸道综合征（SARS）其它：其它：禽流感，手足口病。禽流感，手足口病。及及时时发发现现新新病病原原体体，为为诊诊治治疾疾病病提提供供病病原原学学依据依据了了解解其其生生物物学学特特性性和和致致病病机机制制，为为开开发发新新药药提供理论基础提供理论基础研制新型疫苗，以提高机体特异性免疫力研制新型疫苗，以提高机体特异性免疫力研研究究特特异异、灵灵敏敏、快快速速、简简便便的的微微生生物物学学诊诊断技术，为临床和流行病学诊断提供依据断技术，为临床和流行病学诊断提供依据 学习目的学习目的1.根据微生物大小、结构、组成等，可把根据微生物大小、结构、组成等，可把微生物分成几大类？特点如何？微生物分成几大类？特点如何？2.简述原核细胞型微生物的种类与特征。简述原核细胞型微生物的种类与特征。复习与思考题最后一张幻灯片 细菌细菌 螺旋体螺旋体放线菌放线菌衣原体衣原体立克次体立克次体真菌真菌 Fungi Virus