微生物基本知识.ppt
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1、关于微生物基本知识现在学习的是第1页,共74页微生物对现代人类生活的意义l l有利方面不利方面营养循环疾病预防感染疾病工业生产质量事故废物处理食物腐败食物保藏现在学习的是第2页,共74页微生物概述(一)微生物(一)微生物(microorganism,microbe)的概念的概念微生物是指广泛存在于自然界,体形微小,具有一定形态结构,能在适宜的环境中生长繁殖以及发生遗传变异的一大类微小生物。包括属于原核类的细菌、放线菌、支原体、立克次氏体、包括属于原核类的细菌、放线菌、支原体、立克次氏体、衣原体和蓝细菌(过去称蓝藻或蓝绿藻),属于真核类的真衣原体和蓝细菌(过去称蓝藻或蓝绿藻),属于真核类的真菌(
2、酵母菌和霉菌)、原生动物和显微藻类,以及属于非细菌(酵母菌和霉菌)、原生动物和显微藻类,以及属于非细胞类的病毒、类病毒和朊病毒等。胞类的病毒、类病毒和朊病毒等。现在学习的是第3页,共74页微生物概述(二)微生物的特点(二)微生物的特点l l种类多、分布广种类多、分布广:现在已经知道的微生物有十万种左右;微生现在已经知道的微生物有十万种左右;微生物在土壤中的数量最多,据统计,一克土壤中含有几千万到几百物在土壤中的数量最多,据统计,一克土壤中含有几千万到几百亿的微生物。亿的微生物。l l个体小、胃口大:个体小、胃口大:每毫克大肠杆菌细胞的表面积比每毫克人细胞的每毫克大肠杆菌细胞的表面积比每毫克人细
3、胞的表面积大表面积大3030万被左右;积极活动的大肠杆菌,每小时能消耗它体万被左右;积极活动的大肠杆菌,每小时能消耗它体重重20002000倍的乳糖;倍的乳糖;l l繁殖速、转化快:细菌一般每细菌一般每20302030分钟既可分裂一次;分钟既可分裂一次;生产味精的谷氨酸短杆菌,在生产味精的谷氨酸短杆菌,在5252小时内细胞数目增加了小时内细胞数目增加了3232亿倍;亿倍;乳酸菌每小时可产生为其体重乳酸菌每小时可产生为其体重100010000100010000倍的乳酸;一种产倍的乳酸;一种产朊假丝酵母合成蛋白质的能力是大豆的朊假丝酵母合成蛋白质的能力是大豆的100100倍,比食用公牛倍,比食用公
4、牛强强1000010000倍;倍;l l适应强、变异易:一九四三年分离到的青霉素产生菌,在一九四三年分离到的青霉素产生菌,在每毫升发酵液中只能分泌每毫升发酵液中只能分泌2020单位左右的青霉素,通过单位左右的青霉素,通过6060多年多年来的不断育种,加上其他条件的改进,目前每毫升已经超过来的不断育种,加上其他条件的改进,目前每毫升已经超过1010万万单位。单位。现在学习的是第4页,共74页微生物概述(三)微生物的分类:l l按微生物的作用分:按微生物的作用分:有用的有用的(污水外理)、无害的(污水外理)、无害的(肠道菌丛)、(肠道菌丛)、有害的(引起腐烂)、危险的(致病菌)。有害的(引起腐烂)
5、、危险的(致病菌)。l l按革兰氏染色反应分:按革兰氏染色反应分:l l按温度分:按温度分:嗜冷菌、嗜温菌嗜冷菌、嗜温菌(金葡球菌)(金葡球菌)、嗜热菌、嗜热菌(芽孢杆菌)(芽孢杆菌)l l按按PHPH分:分:嗜酸菌嗜酸菌(乳酸杆菌)(乳酸杆菌)、嗜中性菌、嗜中性菌(芽孢杆菌)(芽孢杆菌)、嗜硷菌、嗜硷菌(弧菌)(弧菌)l l按食物来源分:按食物来源分:自养型和异养型自养型和异养型l l按对氧气的需求分类:按对氧气的需求分类:需氧菌和厌氧菌需氧菌和厌氧菌l l按形态人结构分:按形态人结构分:主要分细菌、真菌、病毒。人们研究得最多、也较深入的主要主要分细菌、真菌、病毒。人们研究得最多、也较深入的
6、主要有细菌、放线菌、蓝细菌、枝原体、立克次氏体、古菌、真菌、显微藻类、原生动有细菌、放线菌、蓝细菌、枝原体、立克次氏体、古菌、真菌、显微藻类、原生动物、病毒、类病毒和朊病毒等。现择要介绍:物、病毒、类病毒和朊病毒等。现择要介绍:细菌放线菌霉菌细菌放线菌霉菌酵母菌酵母菌病毒及其产物病毒及其产物现在学习的是第5页,共74页自养型微生物l l这种微生物可以把环境中的无机物合成为自己需要的有机物,这一过这种微生物可以把环境中的无机物合成为自己需要的有机物,这一过程需要特定的酶,这些酶在微生物体内参与化学反应!如硝化细菌,程需要特定的酶,这些酶在微生物体内参与化学反应!如硝化细菌,可以将大气中可以将大气
7、中NO2NO2转化为自身需要的物质,并产生能以二氧化转化为自身需要的物质,并产生能以二氧化碳为碳源,利用无机化合物如铵、亚硝酸盐、硫化氢、铁离子碳为碳源,利用无机化合物如铵、亚硝酸盐、硫化氢、铁离子等氧化过程中释放出的能量进行生长的微生物。主要类群有:等氧化过程中释放出的能量进行生长的微生物。主要类群有:硫细菌、硝化细菌、铁细菌等。它们的生长需要在有氧条件下硫细菌、硝化细菌、铁细菌等。它们的生长需要在有氧条件下进行。产甲烷菌大多能自养生活,它们以氢气作为能源,以二进行。产甲烷菌大多能自养生活,它们以氢气作为能源,以二氧化碳作为碳源生长,产物是甲烷,我们称之为厌氧化能自养氧化碳作为碳源生长,产物
8、是甲烷,我们称之为厌氧化能自养细亚硝酸细菌(又称氨氧化菌),将氨氧化成亚硝酸。硝酸细细亚硝酸细菌(又称氨氧化菌),将氨氧化成亚硝酸。硝酸细菌(又称硝化细菌),将亚硝酸氧化成硝酸,利用氧化释放的菌(又称硝化细菌),将亚硝酸氧化成硝酸,利用氧化释放的能量将无机物合成有机物供自身使用即化能自养型微生物能量将无机物合成有机物供自身使用即化能自养型微生物 菌菌 量供自己生命活动需要量供自己生命活动需要现在学习的是第6页,共74页化能异养型微生物l l化能异养型微生物以有机化合物为碳源,以有机物氧化化能异养型微生物以有机化合物为碳源,以有机物氧化产生的化学能为能源。所以,有机化合物对这些菌来讲,产生的化学
9、能为能源。所以,有机化合物对这些菌来讲,既是碳源,又是能源。已知的绝大多数微生物都属于此既是碳源,又是能源。已知的绝大多数微生物都属于此类。化能异养型微生物又可分为寄生和腐生两种类型。类。化能异养型微生物又可分为寄生和腐生两种类型。寄生是指一种生物寄居于另一种生物体内或体表,从而寄生是指一种生物寄居于另一种生物体内或体表,从而摄取宿主细胞的营养以维持生命的现象。腐生是指通过摄取宿主细胞的营养以维持生命的现象。腐生是指通过分解已死的生物或其他有机物,以维持自身正常生活的分解已死的生物或其他有机物,以维持自身正常生活的生活方式。生活方式。异养微生物氧化有机物的方式,根据氧化异养微生物氧化有机物的方
10、式,根据氧化还原反应中电子受体的不同可分为发酵和呼吸两种类型,还原反应中电子受体的不同可分为发酵和呼吸两种类型,而呼吸又可分为有氧呼吸和无氧呼吸两种方式。而呼吸又可分为有氧呼吸和无氧呼吸两种方式。现在学习的是第7页,共74页人体各部位的正常微生物部位部位常见的微生物常见的微生物 皮肤皮肤葡萄球菌、枯草杆菌、类白喉杆菌、大肠杆菌、葡萄球菌、枯草杆菌、类白喉杆菌、大肠杆菌、非致病性抗酸杆菌、真菌非致病性抗酸杆菌、真菌口腔口腔葡萄球菌、绿色链球菌、奈氏菌属、类白喉杆葡萄球菌、绿色链球菌、奈氏菌属、类白喉杆 菌、乳酸杆菌、梭形杆菌、放线菌、拟杆菌、菌、乳酸杆菌、梭形杆菌、放线菌、拟杆菌、螺旋体、真菌螺
11、旋体、真菌肠道肠道葡萄球菌、粪链球菌、大肠杆菌、变形杆菌、葡萄球菌、粪链球菌、大肠杆菌、变形杆菌、绿脓杆菌、乳酸杆菌、产气荚膜杆菌、破伤风绿脓杆菌、乳酸杆菌、产气荚膜杆菌、破伤风杆菌、拟杆菌、双歧杆菌、真菌、腺病毒杆菌、拟杆菌、双歧杆菌、真菌、腺病毒现在学习的是第8页,共74页人体各部位的正常微生物鼻咽腔鼻咽腔葡萄球菌、链球菌、肺炎球菌、奈氏菌属、葡萄球菌、链球菌、肺炎球菌、奈氏菌属、绿脓杆菌、大肠杆菌、变形杆菌、真菌、绿脓杆菌、大肠杆菌、变形杆菌、真菌、腺病毒腺病毒外耳道外耳道葡萄球菌、类白喉杆菌、绿脓杆菌葡萄球菌、类白喉杆菌、绿脓杆菌眼结膜眼结膜葡萄球菌、结膜干燥杆菌葡萄球菌、结膜干燥杆菌
12、男尿道口男尿道口葡萄球菌、大肠杆菌、拟杆菌、耻垢杆菌葡萄球菌、大肠杆菌、拟杆菌、耻垢杆菌女尿道口女尿道口革兰氏阳性球菌、大肠杆菌、变形杆菌革兰氏阳性球菌、大肠杆菌、变形杆菌葡萄球菌、乳酸杆菌、阴道杆菌、拟杆菌、葡萄球菌、乳酸杆菌、阴道杆菌、拟杆菌、阴道阴道双歧杆菌、类白喉杆菌、大肠杆菌、白色念双歧杆菌、类白喉杆菌、大肠杆菌、白色念珠菌、支原体珠菌、支原体现在学习的是第9页,共74页微生物的作用机体正常寄居的微生物是互相依存、互相制约,保持着平机体正常寄居的微生物是互相依存、互相制约,保持着平衡状态。衡状态。当机体防御机能正常时是无害的。当机体防御机能正常时是无害的。但当机体抵抗力减弱,如大面积
13、烧伤、过度疲劳、受凉或但当机体抵抗力减弱,如大面积烧伤、过度疲劳、受凉或受到某种损伤时,其中某些正常寄居的微生物亦可侵入组受到某种损伤时,其中某些正常寄居的微生物亦可侵入组织造成传染,这些微生物称为条件致病菌。织造成传染,这些微生物称为条件致病菌。由于某种原因是机体正常寄居的菌群发生数量上的变化,改变由于某种原因是机体正常寄居的菌群发生数量上的变化,改变了原来的组合,就可造成临床感染状态,称为菌群失调症。了原来的组合,就可造成临床感染状态,称为菌群失调症。如长期服用磺胺类药物或广谱抗菌素如长期服用磺胺类药物或广谱抗菌素现在学习的是第10页,共74页在人身体上的微生物数量分布在人身体上的微生物数
14、量分布l l手1-6*103/cm2l l足102-103/cm2l l胃103-105/gl l十二指肠103-106/gl l盲肠108-1010/gl l直肠1010-1011/gl l尿液0-103/ml现在学习的是第11页,共74页在人身体上的微生物数量分布l l裸露的皮肤(前额)1.5*106/cm2l l覆盖的皮肤5*102-103/cm2l l头皮1.5*106/cm2l l痰液106-107/mll l唾液106-108/mll l汗液2.4*106/cm2l l指尖0.2-1*102/cm2现在学习的是第12页,共74页各类微生物简介l l(一)细菌:l l细菌是一类细胞细
15、而短、结构简单、细胞壁坚韧,以二等分裂方式繁殖的原核微生物,分布广泛。l l细菌菌落常表现为湿润、粘稠、光滑、较透明、易挑取、质地均匀以及菌落正反面或边缘与中央部位颜色一致等。细菌的菌落特征因种而异。可作为鉴定细菌种的依据。现在学习的是第13页,共74页各类细菌菌落图 粘质沙雷氏菌的菌落特征 沙门氏菌的菌落特征铜绿假单孢菌的菌落特征 弗氏志贺氏菌的菌落特征粘质沙雷氏菌的菌落特征现在学习的是第14页,共74页细菌的形态细菌的形态细菌的形态球菌球菌杆菌杆菌弧菌、螺旋菌弧菌、螺旋菌弧弧菌菌螺螺旋旋菌菌现在学习的是第15页,共74页细菌的结构基本结构:基本结构:细胞壁、细胞膜、细胞质、细胞核特殊结构:
16、特殊结构:荚膜、鞭毛、菌毛、芽胞现在学习的是第16页,共74页(二)放线菌(二)放线菌l l放线菌的形态、大小和结构放线菌的形态、大小和结构l l放线菌的形态比细菌复杂些,但仍属于单细胞。在显微镜放线菌的形态比细菌复杂些,但仍属于单细胞。在显微镜下,放线菌呈分枝丝状,我们把这些细丝一样的结构叫做下,放线菌呈分枝丝状,我们把这些细丝一样的结构叫做菌丝,菌丝直径与细菌相似,小于菌丝,菌丝直径与细菌相似,小于1 1微米。菌丝细胞的结构与细菌基本相同。l l根据菌丝形态和功能的不同,放线菌菌丝可分为基内菌根据菌丝形态和功能的不同,放线菌菌丝可分为基内菌丝、气生菌丝和孢子丝三种。链霉菌属是放线菌中种类丝
17、、气生菌丝和孢子丝三种。链霉菌属是放线菌中种类最多、分布最广、形态特征最典型的类群,其形态如下最多、分布最广、形态特征最典型的类群,其形态如下图所示。图所示。现在学习的是第17页,共74页链霉菌的一般形态和构造(模式图)现在学习的是第18页,共74页放线菌的菌落放线菌的菌落放线菌菌丝相互交错缠绕形成质地致密的小菌落,干燥、不透明、难以挑取,当大量孢子覆盖于菌落表面时,就形成表面为粉末状或颗粒状的典型放线菌菌落,由于基内菌丝和孢子常有颜色,使得菌落的正反面呈现出不同的色泽。放线菌的菌落特征 A:诺尔斯氏链霉菌;B:皮疽诺卡氏菌;C:酒红指孢囊菌;D:游动放线菌;E:小单胞菌;F:皱双孢马杜拉放线
18、菌产抗菌素的放线菌的菌落特征A:卡特利链霉菌;B:弗氏链霉菌;C:吸水链霉菌金泪亚种;D:卡那霉素链霉菌;E:除虫链霉菌;F:生磺酸链霉菌现在学习的是第19页,共74页(三)霉菌(真菌)真菌在微生物世界中可以称得上是个巨人家族,真菌的个头较大,其中的许多成员对我们来说都是很熟悉的。例如,在潮湿的天气里,常常发现粮食、衣服、皮鞋上长了霉,我们做酱、酱油、豆腐乳用的曲霉和毛霉等霉菌;发面、酿酒用的酵母菌等都是真菌,就连人们爱吃的蘑菇、木耳等蕈子,也都是真菌大家族的成员。真菌是微生物中的一大类群,属于真核微生物,与人类关系非常密切。真菌是抗生素(如青霉素、头孢霉素)、有机酸等多种发酵工业的基础,在自
19、然界中则扮演着各种复杂有机物分解者的角色。然而有些真菌是病原菌,引起人类和动植物病害,有些真菌产生毒素,使人、畜中毒,严重者引起癌症。如黄曲霉产生的黄曲霉毒素毒害肝脏,易引发肝癌。现在学习的是第20页,共74页各种曲霉的菌落 各种病原真菌的菌落 青霉的菌落 青霉的菌落 现在学习的是第21页,共74页(四)酵母菌n n我们每天吃的面包和馒头、喝的啤酒就是有酵母菌的参与我们每天吃的面包和馒头、喝的啤酒就是有酵母菌的参与制成的;酵母菌的细胞里含有丰富的蛋白质和维生素,所制成的;酵母菌的细胞里含有丰富的蛋白质和维生素,所以也可以做成高级营养品添加到食品中,或用作饲养动物以也可以做成高级营养品添加到食品
20、中,或用作饲养动物的高级饲料。喜欢在偏酸性且含糖较多的环境中生长,例的高级饲料。喜欢在偏酸性且含糖较多的环境中生长,例如,在水果、蔬菜、花蜜的表面和在果园土壤中最为常见。如,在水果、蔬菜、花蜜的表面和在果园土壤中最为常见。n n酵母菌是单细胞真核微生物。酵母菌细胞的形态通常有球形、酵母菌是单细胞真核微生物。酵母菌细胞的形态通常有球形、卵圆形、腊肠形、椭圆形、柠檬形或藕节形等。比细菌的单卵圆形、腊肠形、椭圆形、柠檬形或藕节形等。比细菌的单细胞个体要大得多,一般为细胞个体要大得多,一般为1-51-5微米微米5-305-30微米。酵母菌无微米。酵母菌无鞭毛,不能游动。鞭毛,不能游动。n n酵母菌具有
21、典型的真核细胞结构酵母菌具有典型的真核细胞结构,有细胞壁、细胞膜、细有细胞壁、细胞膜、细胞核、细胞质、液泡、线粒体等,有的还具有微体。胞核、细胞质、液泡、线粒体等,有的还具有微体。现在学习的是第22页,共74页啤酒酵母的菌落 红酵母的菌落 各种酵母菌的菌落 酵母菌的细胞形态 酵母菌的细胞形态酵母菌细胞结构的 显微照片现在学习的是第23页,共74页(五)病毒一、形态结构一、形态结构一、形态结构一、形态结构l l病毒的形态基本可归纳为三种:杆状、球状和这两种形态结合的复合病毒的形态基本可归纳为三种:杆状、球状和这两种形态结合的复合型。没有细胞构造,病毒粒子的主要成分是核酸和蛋白质,在宿主细型。没有
22、细胞构造,病毒粒子的主要成分是核酸和蛋白质,在宿主细胞协助下,通过核酸的复制和核酸蛋白装配的形式进行增殖。病毒粒胞协助下,通过核酸的复制和核酸蛋白装配的形式进行增殖。病毒粒子通常形成螺旋对称、二十面体对称和复合对称。子通常形成螺旋对称、二十面体对称和复合对称。l l病毒粒子是无法用光学显微镜观察的亚显微颗粒,但当他们大量病毒粒子是无法用光学显微镜观察的亚显微颗粒,但当他们大量聚集在一起并使宿主细胞发生病变时,就可以用光学显微镜加以观察。聚集在一起并使宿主细胞发生病变时,就可以用光学显微镜加以观察。例如动、植物细胞中的病毒包涵体;有的还可用肉眼看到,如噬菌体例如动、植物细胞中的病毒包涵体;有的还
23、可用肉眼看到,如噬菌体的噬菌斑等。的噬菌斑等。二、繁殖方式二、繁殖方式二、繁殖方式二、繁殖方式病毒只有在宿主细胞里才能进行繁殖,而且是通过复制的方式进行病毒只有在宿主细胞里才能进行繁殖,而且是通过复制的方式进行的。概括起来可分为吸附、侵入、脱壳生物合成、装配与释放五个的。概括起来可分为吸附、侵入、脱壳生物合成、装配与释放五个步骤。步骤。现在学习的是第24页,共74页病毒体结构模式图病毒体结构模式图壳粒壳粒衣壳衣壳核心(核样物)核心(核样物)核衣壳核衣壳包膜包膜包膜病毒包膜病毒包膜子粒包膜子粒现在学习的是第25页,共74页现在学习的是第26页,共74页(六)内毒素与热原l l许多细菌、病毒和真菌
24、(如酵母菌)都能产生热原。热原是许多细菌、病毒和真菌(如酵母菌)都能产生热原。热原是微量即可引起恒温动物体温异常升高的物质的总称。主要物微量即可引起恒温动物体温异常升高的物质的总称。主要物质为细菌内毒素、胞壁酰二肽及其他抗原抗体复合物、半抗质为细菌内毒素、胞壁酰二肽及其他抗原抗体复合物、半抗体原物质和某些药物(类固醇)等。体原物质和某些药物(类固醇)等。1 1、内毒素概念细菌内毒素一般指革兰阴性细菌细胞壁的结构成分,、内毒素概念细菌内毒素一般指革兰阴性细菌细胞壁的结构成分,主要是脂多糖。主要是脂多糖。2 2、细菌内毒素生物学活性可分为两类:一是致病作用,、细菌内毒素生物学活性可分为两类:一是致
25、病作用,一是保护性反应。一是保护性反应。3 3、其他理化特性、其他理化特性耐热性:耐热性:120120加热加热4h4h,可破坏,可破坏98%98%。180180加热加热2h2h或或250250加热加热30min30min,才可彻底破坏。,才可彻底破坏。滤过滤过性:其体积小,约在性:其体积小,约在15nm15nm之间,故能通过滤器进入滤液中。之间,故能通过滤器进入滤液中。具有水溶性及不挥发性。具有水溶性及不挥发性。能被强酸、强碱和氧化剂破坏能被强酸、强碱和氧化剂破坏现在学习的是第27页,共74页(六)内毒素与热原l l4 4、消除细菌内毒素的方法、消除细菌内毒素的方法:高温破坏法:可用18018
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