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1、微生物 IntroductionofMicrobiology 2019 1 2019 2 1348年 意大利佛罗伦萨 黑死病横行 三名少男 七名少女逃到城外山上 每日讲故事 2019 3 黑死病 2019 4 黑死病是人类历史上最严重的瘟疫之一 起源于亚洲西南部 约在1340年代散布到欧洲 而 黑死病 之名是当时欧洲的称呼 这场瘟疫在全世界造成了大约7500万人死亡 其中2500万为欧洲人 根据估计 当时欧洲约有三分之一的人死于黑死病 2019 5 黑死病最初症状是腹股沟或腋下的淋巴肿块 然后 胳膊上和大腿上以及身体其他部分会出现青黑色的疱疹 这也是黑死病得名的源由 极少有人幸免 几乎所有的患
2、者都会在3天内死去 通常无发热症状 2019 6 黑死病最初于1338年中亚一个小城中出现 1340年左右向南传到印度 随后向西沿古代商道传到俄罗斯东部 从1340年到1345年 俄罗斯大草原被死亡的阴影笼罩着 1345年冬 蒙古人在进攻热那亚领地法卡 攻城不下之际 恼羞成怒的蒙古人竟将黑死病患者的尸体抛入城中 结果城中瘟疫流行 大多数法卡居民死亡了 只有极少数逃到了地中海地区 然而伴随他们逃难之旅的却是可怕的疫病 2019 7 1347年 黑死病肆虐的铁蹄最先踏过康坦丁斯堡 拜占庭最大的贸易城市 到1348年 西班牙 希腊 意大利 法国 叙利亚 埃及和巴勒斯坦都爆发了黑死病 1352年 黑死
3、病袭击了莫斯科 连莫斯科大公和东正教的教主都相继死去 黑死病的魔爪伸向了各个社会阶层 没有人能逃避死亡的现实 2019 8 1629年到1631年的意大利1665年到1666年的伦敦1679年的维也纳1720年到1722年的马赛1771年的莫斯科 2019 9 1894年 法国细菌学家亚历山大 耶尔森发现了引起鼠疫的病原体 命名为耶尔森氏鼠疫杆菌 从那以后 科学界普遍认为 黑死病就是鼠疫杆菌袭击淋巴腺导致的腺鼠疫 它可以由人直接传染给人 但主要传播途径是老鼠和跳蚤 进入21世纪 两名英国科学家提出 黑死病并非通常所认为的腺鼠疫 而是一种由病毒导致的出血热 可能与埃博拉出血热类似 2019 10
4、 一 史前时期 直观时期 春秋战国时期微生物分解有机物质 沤粪积肥 公元二世纪的 神农本草经 白僵蚕治病 公元6世纪后魏的贾思勰 齐民要术 谷物制曲 酿酒 制酱 造醋 腌菜 豆科植物与其它作物轮作在古希腊留下来的石刻上 记有酿酒的操作过程 2019 11 二 初创时期 形态学发展时期 17世纪下半叶 十九世纪中叶 使用显微镜观察微生物世界的时期 代表人物 列文 虎克 贡献 发现了微生物世界 科学地描述了微生物的形态并阐述了它们的繁茂性 2019 12 2019 13 1676年 荷兰 列文虎克 单式显微镜 复制品 2019 14 三 奠基时期 生理学发展时期 十九世纪下叶有关微生物的两个疑难问
5、题 1 生物是自然产生的吗 2 传染性疾病的本质是什么 2019 15 三 奠基时期 生理学发展时期 巴斯德与自然发生学说 法国 化学家 路易斯 巴斯德 2019 16 三 奠基时期 生理学发展时期 巴斯德与自然发生说 新鲜食品 搁置 细菌检定 无细菌 腐败食品 细菌检定 有细菌 由非生命的物质自然发生 自然发生说 2019 17 三 奠基时期 生理学发展时期 巴斯德与自然发生说 巴斯德反驳自然发生说的三个实验 第一个实验 空气 乙醇 醚混合物 棉纤维 沉淀物 检测 2019 18 三 奠基时期 生理学发展时期 巴斯德与自然发生说 巴斯德反驳自然发生说的三个实验 第二个实验 加热 营养液 密封
6、 放置 细菌检测 无细菌检出 自然发生说质疑 无机物自然变为生命有机体必须提供新鲜的空气 2019 19 三 奠基时期 生理学发展时期 巴斯德与自然发生说 巴斯德反驳自然发生说的三个实验 第三个实验 2019 20 三 奠基时期 生理学发展时期 巴斯德与自然发生说 巴斯德反驳自然发生说的三个实验 第三个实验 2019 21 三 奠基时期 生理学发展时期 巴斯德与自然发生说 巴斯德反驳自然发生说的三个实验 第三个实验 2019 22 法国酿酒工业的需要巴斯德灭菌法狂犬疫苗的产生 2019 23 科赫与疾病的病菌说 三 奠基时期 生理学发展时期 德国 乡村医生 科赫 2019 24 科赫与疾病的病
7、菌说 三 奠基时期 生理学发展时期 健康者 病者 接触传染物 感染得病 2019 25 科赫与疾病的病菌说 三 奠基时期 生理学发展时期 科赫的有关实验 病原菌的发现 炭疽病 炭疽芽孢杆菌 科赫法则 证明某微生物是某疾病病原菌的四项要求 1 在患病动物中存在可疑病原有机体 而健康动物中没有 2 可疑有机体在纯培养中生长 3 纯培养中的可疑有机体细胞 能引起健康动物发病 4 可疑有机体被再次分离 并且和最初分离的有机体一样 2019 26 科赫与疾病的病菌说 三 奠基时期 生理学发展时期 主要贡献 建立了疾病细菌说 首创了细菌染色法 首创了细菌的纯培养 固体培养基提出了著名的科赫法则 2019
8、27 三 奠基时期 生理学发展时期 贝耶林克加富培养 维诺格拉斯基土壤微生物研究的生态学观点和原位研究路线 2019 28 四 发展时期 生物化学水平 始于二十世纪初 代表人物 E E chner 1897年 酵母细胞 石英砂研磨 过滤 滤液 葡萄糖 酵母细胞 酒精 CO2 2019 29 五 成熟时期 分子水平 始于二十世纪五十年代电子显微镜的使用DNA的发现 2019 30 2019 31 2019 32 2019 33 2019 34 噬菌体 SARS病毒是一类新发现的冠状病毒 禽流感病毒 爱滋病毒 2019 35 一 基本概念 什么是微生物是存在于自然界的一大群体形微小 结构简单 肉眼
9、直接看不见 必须借助光学显微镜或电子显微镜放大数百倍 数千倍 甚至数万倍才能观察到的微小生物 2019 36 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 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 非细胞型微生物 是最小的一类微生物 无典型的细胞结构 只能在活细胞内生长繁殖 核酸类型为DNA或RNA 如病毒 微生物的种类 2019 37 二 微生物特点 种类多 分布广微生物在地球上几乎无处不有 无孔不入 人的皮肤上 口腔 肠道里都有许多微生物 微
10、生物聚集最多的地方是土壤 土壤是各种微生物生长繁殖的大本营 约占微生物总量的70 90 任意取一把土或一粒土 就是一个微生物世界 不论数量或种类均最多 在肥沃的土壤中 每克土含有20亿个微生物 即使是贫瘠的土壤 每克土中也含有3 5亿个微生物 空气里悬浮着无数细小的尘埃和水滴 它们是微生物在空气中的藏身之地 哪里尘埃多 哪里的微生物就多 迄今为止 我们知道的微生物约有10万种 目前已知的种类只占地球上实际存在的微生物总数的20 人类生产和生活中仅开发利用了已发现微生物种数的1 2019 38 我们所生活的环境中 到处都存在着大量的微生物 一般空气 800 3500个 m3土壤 1 500 10
11、8个 g严重污染的水 107个 ml 饮用水经水塔或贮水池贮存后 短期内可繁殖至105 106个 ml 人的头皮上有140万个 cm2两手上约有4 40万个1g指甲污垢有38亿个可以说微生物是无处不在 无处不有 许多以前被人们认为是极端 高温 高压 强酸 强碱 低温等 甚至是致死的环境 现在已发现生活着各种类型的微生物 称为极端微生物 事实说明 微生物有特别顽强的生存 繁殖和变异能力来适应环境 2019 39 个体小 面积大生物的个体极其微小 必须借助显微镜放大几倍 几百倍 上千倍 乃至数万倍才能看清 杆菌的宽度是0 5微米 因此80个杆菌 肩并肩 地排列成横队 也只有一根头发丝的宽度 杆菌的
12、长度约2微米 故1500个杆菌头尾衔接起来仅有一颗芝麻长 物体的表面积和体积之比称为比表面积 大肠杆菌的比表面积是人的30万倍 2019 40 吸收多 转化快微生物有惊人的繁殖速度 大多数微生物几十分钟内就可以繁殖一代 如细菌一般每20 30分钟即可分裂一次 生产味精的谷氨酸短杆菌 从摇瓶培养扩大到50吨发酵罐的过程中 在52小时内细胞数目增加了32亿倍 微生物的食谱非常广泛 凡是动植物能利用的营养 微生物都能利用 大量的动植物不能利用的物质 甚至剧毒的物质 微生物照样可以视为美味佳肴 如大肠杆菌在合适条件下 每小时可以消耗相当于自身重量2000倍的糖 而人体则需要40年之久 2019 41
13、适应强 易变异多数细菌能耐0 196 的低温 在海洋深处的某些硫细菌可在250 300 的高温条件下正常生长 一些嗜盐细菌甚至能在饱和盐水中正常生活 产芽孢细菌和真菌孢子在干燥条件下能保藏几十年 几百年 由于微生物繁殖快 也可在短时间内产生大量变异的后代 正是由于这个特性 人们才能够按照自己的要求不断改良在生产上应用的微生物 如青霉素生产菌的发酵水平由每毫升20单位上升到近10万单位 利用变异和育种得到如此大幅度的产量提高 2019 42 三 微生物的类群和形态结构 微生物按其结构 化学组成及生活习性等分为三大类 原核细胞型 细菌 放线菌 支原体 衣原体 立克次氏体 螺旋体等真核细胞型 真菌非
14、细胞型 病毒噬菌体 2019 43 1 细菌 细菌是一类细胞细而短 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 2019 44 观察细菌常用光学显微镜 其大小用测微尺在显微镜下进行测量 以微米 m 为单位 不同种类的细菌大小不一 同一种细菌也因菌龄和环境因素的影响而有差异 细菌按其外形 主要有球菌 杆菌 螺形菌 2019 45 脑膜炎奈瑟菌 双球菌 diplococcus 2019 46 链球菌 streptococcus 2019 47 葡萄球菌 streptococcus 2019 48 葡萄球菌 2019 49 四联球菌 tetrad 2019 50 八叠球菌 sar
15、cina 2019 51 不同杆菌的大小 长短 粗细很不一致 2019 52 杆菌的形态多样 2019 53 杆菌的形态多样 分枝杆菌 双歧杆菌 2019 54 螺形菌 spiralbacterium 2019 55 淡水中的螺旋菌spirochetes 2019 56 革兰染色法 涂片风干固定结晶紫碘液95 乙醇复红保留紫色 革兰氏阳性复染成红色 革兰氏阴性 2019 57 革兰阳性革兰阴性 2019 58 关于芽孢 芽孢是休眠体芽孢的特性 成熟芽孢的电镜照片 2019 59 芽孢的特点 整个生物界中抗逆性最强的生命体 是否能消灭芽孢是衡量各种消毒灭菌手段的最重要的指标 芽孢是细菌的休眠体
16、在适宜的条件下可以重新转变成为营养态细胞 产芽孢细菌的保藏多用其芽孢 产芽孢的细菌多为杆菌 也有一些球菌 芽孢的有无 形态 大小和着生位置是细菌分类和鉴定中的重要指标 芽孢与营养细胞相比化学组成存在较大差异 容易在光学显微镜下观察 2019 60 关于芽孢 芽孢的显微照片 嗜热脂肪芽孢杆菌的内生孢子 梭状芽孢杆菌 2019 61 芽孢杆菌 细菌 2019 62 蜡样芽孢杆菌 细菌 2019 63 细菌的繁殖 二分分裂繁殖是细菌最普遍 最主要的繁殖方式 在分裂前先延长菌体 染色体复制为二 然后垂直于长轴分裂 细胞赤道附近的细胞质膜凹陷生长 直至形成横隔膜 同时形成横隔壁 这样便产生两个子细胞 2019 64 2019 65 细菌的菌落 单个或少数细菌细胞生长繁殖后 会形成以母细胞为中心的一堆肉眼可见 有一定形态构造的子细胞集团 这就是菌落 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 2019 66 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
