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1、,课件下载邮箱： microbe_and_health 密码：84706344,微生物与健康,董悦生,yshdong, dys333 生化楼209室， Tel: 84706344,影响微生物生长的主要环境因素,温度,pH,氧气,微生物的生长繁殖及其控制,温度,嗜冷微生物（低温微生物）,中温微生物,嗜热微生物（高温微生物）,低温对微生物的影响,嗜冷微生物（低温微生物）,酶系在低温下仍能起催化作用,细胞膜含较多的不饱合脂肪酸在低温下仍 具有通透性。,嗜冷机制：,嗜热微生物的嗜热机制,细胞内的酶具强抗热性；,产生的多胺、热亚胺和高温精胺物质对蛋白质 等组织结构具有保护作用；,核酸也具有热稳定性的保护
2、结构；,细胞膜含有较多的饱和脂肪酸和直链脂肪酸， 使膜具有稳定性。,Tag DNA聚合酶的发现及PCR技术用于疾病检验,1985年, 美国Cetus公司人类遗传研究室的年轻科学家Kary, Mullis发明了具有划时代意义的聚合酶链式反应（Polymerase Chain reaction，PCR), 实现了人们在体外无限扩增DNA片段的梦想。Saiki首次应用PCR技术成功地扩增了人-珠蛋白DNA，并应用于镰刀状红细胞贫血的产前诊断。,Mullis发明PCR（获得了诺贝尔奖）,1972年mullis毕业于加州大学伯克利分校，获得博士学位，论文题目为“时间反演的宇宙学意义” 毕业后打过零工，在
3、实验室做过专门杀老鼠的工作。 1979年经人介绍进入cetus公司，负责合成DNA 1983年5月一个夜晚，驱车从旧金山开往mendocino的路上，蜿蜒盘旋的公路使他产生灵感，能不能无限循环扩增DNA片段。公司例会，无人支持，6个月间无数的失败。 1984年获得成功。申请专利（因为tag DNA酶的应用） 1993年获得诺贝尔化学奖,PCR（聚合酶链式反应）的原理,人工合成一对寡核苷酸引物 与待测DNA片段两条链的两段互补 由高温变形、低温复性和室温延伸组成一个周期 循环进行使DNA扩增。,PCR（聚合酶链式反应）的原理,温度变化：22C-94C-55C-72C-94C,疾病诊断：梅毒螺旋体
4、、结核杆菌、乙肝病毒，肿瘤。 考古 法医学（亲子鉴定） 农业学,PCR特点及应用领域,应用：,特点：,特异性强 灵敏度高 简便快速: 2小时,Tag DNA聚合酶的发现,由我国台湾科学家钱嘉韵女士所分离 1973 年，钱嘉韵就读于美国俄亥俄州辛辛那提大学生物系，她的导师对黄石公园里热泉中发现的嗜热菌十分好奇，就让钱嘉韵以该细菌作为研究主题。 在另一位老师的指导下，钱学会了从细胞中分离蛋白质，成功分离出该细菌耐高温的TaqDNA聚合酶。,Taq聚合酶在97.5C时的半衰期为9分钟。 它的最适温度为75-80C，72C时能在10秒内复制一段1000bp的DNA片段。 这种较高的酶活性有明显的温度依
5、赖性。低温下，TaqDNA聚合酶表现活性明显降低，90C以上时合成DNA的能力有限。,Tag DNA聚合酶的特性,低温对微生物的影响,代谢降低,生长繁殖停滞,仍然存活,常在低温下对菌种和食品保藏。,pH,影响细胞膜透性与稳定性,影响物质溶解度,影响细胞表面电荷分布,因此影响微生物生长、繁殖，发育。,各类微生物能够生长的pH值较宽， 但细胞内部pH值却接近中性。,微生物的活动也能改变环境中的pH值,嗜酸性微生物,嗜碱性微生物,耐酸及耐碱微生物,根据氢离子浓度对微生物分类,氧气,专性好氧菌（obligate or strict aerobes）,兼性厌氧菌（facultative anaerobe
6、s）,耐氧菌（aerotolerant anaerobes）,厌氧菌（anaerobes）,微好氧菌（microaerophilic bacteria）,超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶 （Catalase ）,固体培养法,液体培养法,好氧菌的固体培养,厌氧菌的固体培养,好氧菌的液体培养,厌氧菌的液体培养,试管培养,三角瓶（摇瓶）,台式发酵罐,微生物培养法,厌氧罐 anaerobic jar,Anaerobic Glove Box,Different culture methods,Liquid Culture,Batch culture,Batch & Continuous cultur
7、e,10 ml,20 ml- 1 L,1 L - 1000L,Fermentor,挂曲,小 曲,红 曲,fermenter,fermenter,有害微生物的控制,几个基本概念,物理灭菌因素的代表高温,化学杀菌剂、消毒剂和治疗剂,消毒(disinfection)：杀死或消除物体上的病原微生 物的方法,灭菌（sterilition）：杀死物体上全部微生物的方法,防腐(antisepsis)：用理化方法防止抑制微生物生长 的方法,几个基本概念,化疗(chemotherapy)：利用对病源菌具有高度毒力而 对宿主基本无毒的化学物质来抑制 宿主体内病源微生物的生长繁殖,高温灭菌,辐射作用,高渗作用,干燥
8、,超声波,控制微生物的物理因素,高温灭菌,多数细菌，酵母菌和霉菌的营养细胞和病毒在 50-6510 min可以致死。,一般噬菌体6580 致死。,放线菌霉菌的孢子比营养细胞抗热性强， 768010min可以杀死。,细菌芽孢，在100 下20min才能致死。,嗜热脂肪芽孢杆菌可在80 条件下生活， 在120 ，12min才能杀死。,同种微生物老龄菌比幼菌耐热。,高温灭菌,干热灭菌(dry heat sterilization),湿热灭菌(mosist heat sterilization),焚烧灭菌法：常用与废弃物动物尸体等处理。,烘烤灭菌法：实验室用干燥箱烘烤接种工具。,湿热灭菌(mosist
9、 heat sterilization),煮沸灭菌法（煮沸消毒法）,高压蒸汽灭菌法,间歇灭菌法,巴斯德消毒法：（巴氏消毒法）,该法比干热灭菌效果好，因为蛋白质在有水的 情况下容易凝固，如含水50，蛋白质凝固温度 为56；含水蛋白质凝固温度为160-170,煮沸灭菌法（煮沸消毒法）,物品在水中煮沸 15min，可杀死所有营养细胞和一部分芽孢。在水中加入的 a2CO3或的碳酸效果更好。此法适合注射器和解剖用具的消毒。,高压蒸汽灭菌 (normal autoclaving),是湿热灭中最好方法， 通常在1.05kg/cm2的压力下 （此时温度121） 处理1530min。,要排冷，否则会形成假压，
10、虽然压力达到要求， 温度却达不到相应高度， 而影响灭菌效果。,间歇灭菌法(fractional sterilization),是用常压蒸汽反复几次进行灭菌的方法。,主要用于不宜高压灭菌的培养基，不耐热的药物和营养物等。,方法是将待灭菌物品置于蒸锅内加热到沸腾维持15-30min 杀死营养细胞，取出冷却后在37恒温培养24小时，使芽 孢萌发，再用此法灭菌，反复三次，即可达到灭菌目的。,巴氏消毒法 (pasteurization),是食品（牛奶）和酿造（啤酒）工业中常用的方法。,具体做法是61.762.8处理30min或71.6 处理15min。,这样既可杀死病原微生物，又不致损坏营养， 可保留食
11、品饮料原有风味。,根据：结核杆菌在62下15min被致死。,辐射,可见光,紫外线（非电离辐射）,X射线与射线,紫外线（非电离辐射）,杀菌机制：,诱导核酸形成胸腺嘧啶二聚体，从而干扰 了核酸的复制；,O2 O3 O2 +,O,紫外线,各种微生物对紫外线抗性,干细胞强于湿细胞,芽孢，孢子强于营养细胞,多倍体 二倍体 单倍体,高渗作用,等渗溶液对微生物生长有利,细菌处于低渗液中会吸水膨胀乃至破裂,细胞处于高渗液中会脱水引起质壁分离 导致死亡,用物理阻菌的方法除去液体或空气中的细菌。 常用滤器：薄膜滤器、玻璃滤器、石棉滤器（Seitz） 特点：只能除去细菌，不能除去病毒、支原体、L型细菌。 应用：用于
12、一些不耐高温灭菌的血清、毒素、抗生素，以及空气的除菌。,滤过除菌法,除菌滤膜与过滤器,0.45微米以下孔径的薄膜滤器,是一种机械的作用因素，每秒超过2万次振动的声波即为超声波。常用的超声波发生器能产生20-100千赫的声波。可使细菌细胞壁裂解而死亡。,超声波杀菌法,控制微生物的化学物质(因素),表面消毒剂,抗代谢物,抗生素,化学治疗剂,溶液状态,气体状态,生物药物素,酸和碱,重金属极其盐类,有机化合物,氧化剂,卤素,染色剂,表面活性剂,表面消毒剂(surface disinfactant),酸和碱,微生物细胞中的DNA，RNA，CL，Pr，E只有在中性条件下才能体现活性， 因此强酸碱具杀菌作用
13、。医院病房常用乙酸消毒。,重金属极其盐类,是杀菌剂和防腐剂，作用最强的是Hg, Ag, Cu,作用机 理：使蛋白质变性，使酶失活。（与酶的SH结合）,0.020.2Hgcl2（升汞）溶液对大多数细菌有致死作用。,CuSO4对真菌、藻类有强杀伤力，波尔多（CuSO4碳）防植物病害。,另外还有砷，铋、锑的化合物是治疗梅毒的特效药。,0.11 AgNO3 可消毒皮肤，1浓度新生儿点眼预防眼炎,有机化合物,醇、醛、酚是常用的杀菌剂。,杀菌机制,损伤细胞壁,使蛋白质变性（细胞膜，E失活）,抑制脱氢酶，氧化酶活性。,有机化合物,甲醛：纯甲醛为气体，3740水液为福尔马林。,醇是脱水剂蛋白质变性剂，70乙醇
14、杀菌效果最好。,酚：35的石碳酸溶液几分钟即可致死细菌甲 酚杀菌力最强，煤酚皂液（来苏尔）为甲酚和肥 皂的混合液 。,氧化剂,K2MnO4使菌体蛋白质氧化，使酶失活。 0.13浓度可用于皮肤、果品、餐具消毒。 H2O2清洗伤口。,酪氨酸+I2,二碘酪氨酸,卤素,碘杀菌力强，37碘溶于7083的 乙醇中成碘酒。,氯及氯化物常用于水及食品消毒与水结 合放出原子氧（O）用于消毒。,氯，碘是常用的消毒剂,表面活性剂,具有降低表面张力效应的物质叫表面活性剂。 常用的有新吉尔灭等，去污剂，肥皂等。 表面张力降低可抑菌或杀菌。,家庭实用消毒方法:,食品消毒,从口入的疾病有以下几类:,人畜共患疾病:布氏杆菌、
15、肺吸虫病、肝吸虫病等。 细菌性食物中毒：沙门氏菌，葡萄球菌、致泻性大肠杆菌。 肠道寄生虫病：蛔虫病、扰虫病最常见。 霉菌毒素致病：黄曲霉菌产生的黄曲霉素（花生、花生油、大米、豆类，玉米），剧毒，可引起人与动物的急性中毒死亡，还有致癌性，长期食用可引起肝癌或其它癌症。,海产品的消毒：,海产品受海水中病原微生物的影响，可能带菌，如霍乱杆菌，甲型肝炎病毒等。,冲洗 对毛蛤、文蛤等贝类，先用自来水充分冲洗，以去除贝竞表面的泥污，再在清水中放置数小时，让其“吐砂”，然后，再冲洗。以便最大限度地消除含面的污物。 去污 海蟹的蟹鳃(蟹眉毛)、蟹心(六角板)、蟹胃(背甲前缘中央)等处住含茵较多，不宜食用应丢弃
16、之。 加热 弧菌不耐高温，80度时即可被杀灭；甲肝病毒则至少100度加热5分钟，由于煮制海产品时，可能发生外熟内生的情况，故应在100度时持续加热30分钟以上，煮熟煮透，达到消毒的目的。,佐醋 弧菌对酸敏感，所以，生吃海蟹皮作凉拌菜时以及食用其他海产品时，均宜用食醋浸泡和佐醋食用。 霍乱弧茵和甲型肝炎病毒会污染餐具与厨具，故凡接触过生的海产品的容器与厨具应该用化学消毒剂消毒，或者，煮沸加热比分钟消毒，以防经容器与厨具污染其他食物，造成交叉感染。,生吃瓜果蔬菜的消毒：,瓜果蔬菜：先用自来水冲洗果蔬的表面泥污，用水浸泡10分钟，去处表面可能残存的农药，然后开水浸烫消毒，时间为几分钟；或者去处泥污后，用0.1的高锰酸钾溶液浸泡2030分钟，再用凉开水冲去高锰酸钾。高锰酸钾也可代之以“洗洁精”等消毒液。 拌
