1、微生物微生物 概述概述主要内容主要内容 微生物的发现微生物的发现微生物与人类微生物与人类 微生物的反击微生物的反击 什么是微生物什么是微生物微生物概念微生物概念b 是一群存在于自然界中，肉眼不能直接看见，必须借助光学显微镜或电子显微镜放大几百倍、几千倍，甚至几万倍才能观察到的微小生物。微生物概念微生物概念b微生物是地球上最早的居民。假如把地球演化到今天的历史浓缩到一天，地球诞生是24小时中的零点，那么，地球的首批居民-厌氧性异养细菌在早晨7点钟降生；午后13点左右，出现了好氧性异养细菌;鱼和陆生植物产生于晚上22点；而人类要在这一天的最后一分钟才出现。微生物特点微生物特点b小：体积微小b简：结
2、构简单b速：繁殖快速b变：容易变异b多：种类繁多b广：分布广泛 小小真菌细菌电镜微生物的相对大小肉眼光学显微镜可见范围病毒小小针尖上的细菌以细菌家族的大个子杆菌来说，让3千个杆菌头尾相接躺成一列,也只有一粒米那么大；让70个杆菌肩并肩排成一行，刚抵得上一根头发丝那么宽；相当于全地球总人口数(50多亿)那么多的细菌加在一起，才只有一粒芝麻的重量。小小头发上的细菌简简动物细胞病毒真菌细菌速速大肠杆菌在合适的生长条件下：12.520分钟 繁殖1代 每小时 分裂3代 经24小时 分裂72代 经48小时产生 2.21043个总重量为2.2e28克，相当于4个地球的重量 ! 变（适应性强）变（适应性强）1
3、 1、对营养物质的利用上的适应性。、对营养物质的利用上的适应性。 无所不“吃”。地球上已有的有机物和无机物，它们都贪吃不厌。2 2、对环境条件尤其是恶劣的、对环境条件尤其是恶劣的“极端环极端环境境”的适应性。的适应性。 耐0196低温 耐250300的高温 耐盐（饱和盐水） 耐干燥（产芽孢细菌、真菌孢子） 耐酸碱、耐缺氧、耐毒物、抗辐射多多如果你把所有的噬菌体颗粒首尾相接排起来的话，总长会达到2亿光年！环境环境土壤土壤水水空气空气人体皮人体皮肤肤地板地板微生物微生物量量104-101010-10410-1051-10410-103不同环境中微生物量不同环境中微生物量广广无处不在、无孔不入无处不
4、在、无孔不入高空高空深海底深海底2000米深的地层米深的地层温泉温泉土壤土壤空气空气水域水域生物体内外生物体内外极端环境极端环境正常环境正常环境每张纸币带细菌：约每张纸币带细菌：约900万个万个手机：约手机：约12万个万个/CM 2微生物分类微生物分类非细胞型微生物病毒原核细胞型微生物细菌、支原体衣原体、立克次体螺旋体、放线菌真核细胞型微生物真菌微生物分类微生物分类无细胞结构，只能在活细胞内增殖。无细胞结构，只能在活细胞内增殖。病毒病毒有完整的细胞结构、细胞核为原始的裸有完整的细胞结构、细胞核为原始的裸DNADNA、无核膜、细胞器不完善。、无核膜、细胞器不完善。 细细菌菌有完整的细胞结构、细胞
5、核分化程度高有完整的细胞结构、细胞核分化程度高、有核膜、细胞器发达。、有核膜、细胞器发达。真菌真菌病毒的形态病毒的形态病毒的形态病毒的形态细菌的形态细菌的形态杆 状细菌的形态细菌的形态球 状细菌的形态细菌的形态螺 旋 状真菌的形态真菌的形态微生物与人类微生物与人类参与自然界的参与自然界的物质循环物质循环广泛应用于工业、广泛应用于工业、农业、医药及人农业、医药及人 类日常生活类日常生活生命科学研究生命科学研究的模型和工具的模型和工具构成机体微生态构成机体微生态系统（正常菌群）系统（正常菌群）利微生物与人类微生物与人类婴儿肠道感染病入膏肓婴儿肠道感染病入膏肓 输入母亲粪便康复输入母亲粪便康复 微生
6、物与人类微生物与人类引起人和动、植物疾引起人和动、植物疾病、物质霉变等。病、物质霉变等。 病原微生物：病原微生物：少数少数微生物能引起人和动微生物能引起人和动物的疾病，这些具有物的疾病，这些具有致病性的微生物称为致病性的微生物称为病原微生物病原微生物害微生物与人类微生物与人类害感冒感冒流感流感艾滋病艾滋病出血热出血热乙肝乙肝丙肝丙肝疱疹疱疹水痘水痘疣疣天花天花病毒病毒微生物与人类微生物与人类害结核结核霍乱霍乱疖肿疖肿鼠疫鼠疫炭疽炭疽溃疡溃疡细菌细菌鼠疫鼠疫微生物与人类微生物与人类害癣癣念珠念珠菌病菌病足菌肿足菌肿曲霉曲霉菌病菌病隐球隐球菌病菌病孢子丝孢子丝菌病菌病真菌真菌经验瘴气、瘟疫人痘16
7、世纪世纪之前之前 列文列文 虎克虎克巴斯德巴斯德科赫科赫 科赫法则 细菌染色法发现多种传染病的病原体固体培养基证明了微生物的存在 “小动物” 第一台显微镜（1676年）与疾病的联系 巴氏消毒法 疫苗研制外科无菌手术（李斯特）微生物的发现微生物的发现列文列文. .虎克（荷兰）虎克（荷兰）Antony van leeuwenhoek (1632-Antony van leeuwenhoek (1632-1723)1723)列文虎克制造的能放大列文虎克制造的能放大200300倍的显微镜倍的显微镜列文列文虎克用自制的显微镜观察雨水和牙垢等物质，虎克用自制的显微镜观察雨水和牙垢等物质，发现了很多呈杆状、
8、螺旋状和球状的小生物，有的发现了很多呈杆状、螺旋状和球状的小生物，有的单个存在，有的连在一起，这就是后人所说的细菌。单个存在，有的连在一起，这就是后人所说的细菌。他惊叹地记录道：他惊叹地记录道：“它们像蛇一样用优美它们像蛇一样用优美的弯曲姿势运动。的弯曲姿势运动。”“在人口腔的牙垢中生在人口腔的牙垢中生活的小居民，比整个荷活的小居民，比整个荷兰王国的人还要多。兰王国的人还要多。”这就是人类第一次观察这就是人类第一次观察到细菌时发出的感叹到细菌时发出的感叹 ! 虎克当年寄文章文章给英国虎克当年寄文章文章给英国皇家学会的信中所付的图之一。皇家学会的信中所付的图之一。微生物学之父巴斯德Louis P
9、asteur(1822-1895)Louis Pasteur(1822-1895)b完全揭开细菌奥秘第一人经典的鹅颈瓶实验巴斯德的主要贡献首次指出细菌与人类生活、生命关系1857年创立了对酒类、乳类的巴氏消毒法。成功研制鸡霍乱、炭疽和狂犬病疫苗18671867年，英国的年，英国的Lister (Lister (李斯特李斯特) )创立了创立了外科无菌手术外科无菌手术科赫（德国）Robert Koch Robert Koch （ 1843- 1843-1910)1910)该特殊病原体应在所有患病动物及患病机体中查到，在健康机体中不存在。该特殊病原体应能在患病机体中分离获得纯种。将此种纯培养物接种至
10、易感机体后可导致同样疾病。应在人为感染的机体内重新分离出此种病原体。科赫法则微生物的反击微生物的反击超级细菌的诞生超级细菌的诞生道高一尺，魔高一丈道高一尺，魔高一丈各种瘟疫的元凶各种瘟疫的元凶病原生物在面临人类的这些武病原生物在面临人类的这些武器时并不是束手无策，坐以待毙；而是千方百计器时并不是束手无策，坐以待毙；而是千方百计地负隅抵抗，奋起反击。病原生物的耐药性就是地负隅抵抗，奋起反击。病原生物的耐药性就是它们的魔杖之一。耐药性病原生物（超级细菌）它们的魔杖之一。耐药性病原生物（超级细菌）披上抵抗抗生素的铠甲，卷土重来，正在危及人披上抵抗抗生素的铠甲，卷土重来，正在危及人类的健康。类的健康。
11、 现在，每年全世界有现在，每年全世界有50%的抗生素被滥用，而我国这的抗生素被滥用，而我国这一比例甚至接近一比例甚至接近80%。正是由于抗生素的滥用，使病原。正是由于抗生素的滥用，使病原生物迅速适应了抗生素的环境，各种超级病菌相继诞生。生物迅速适应了抗生素的环境，各种超级病菌相继诞生。过去一个病人用几十单位的青霉素就能活命，而相同病情，过去一个病人用几十单位的青霉素就能活命，而相同病情，现在几百万单位的青霉素也没有效果。由于耐药菌引起的现在几百万单位的青霉素也没有效果。由于耐药菌引起的感染，抗生素无法控制，最终导致病人死亡。在上世纪感染，抗生素无法控制，最终导致病人死亡。在上世纪60年代，全世
12、界每年死于感染性疾病的人数约为年代，全世界每年死于感染性疾病的人数约为700万，万，而这一数字到了本世纪初上升到而这一数字到了本世纪初上升到2000万。死于败血症的万。死于败血症的人数上升了人数上升了89%，其中大部分人死于超级病菌带来的用，其中大部分人死于超级病菌带来的用药困难。药困难。 v 起初，盘尼西林几乎能百分之百地消灭葡萄球菌，起初，盘尼西林几乎能百分之百地消灭葡萄球菌，30年之后这一数字已降到年之后这一数字已降到10%。60年代大部分医生在年代大部分医生在二甲氧西林的帮助下放弃了盘尼西林。新药摧毁了耐青霉二甲氧西林的帮助下放弃了盘尼西林。新药摧毁了耐青霉素葡萄球菌的抵抗，但这一战果
13、仅仅维持了几年，素葡萄球菌的抵抗，但这一战果仅仅维持了几年，MRSA再次战胜了二甲氧西林。更复杂的抗生素又出现再次战胜了二甲氧西林。更复杂的抗生素又出现了，但了，但MRSA不断地获得更强大的抗性。现在，人类只不断地获得更强大的抗性。现在，人类只有一种药物万古霉素能够摧毁有一种药物万古霉素能够摧毁MRSA。这最后的希望恐。这最后的希望恐怕也会落空，目前已发现一种肠球菌对万古霉素也产生耐怕也会落空，目前已发现一种肠球菌对万古霉素也产生耐药性。而在医院里，这种肠球菌和药性。而在医院里，这种肠球菌和MRSA常常是寄生在常常是寄生在病人伤口绷带上的邻居，我们有理由担心肠球菌会无私地病人伤口绷带上的邻居，
14、我们有理由担心肠球菌会无私地将这件武器转交给将这件武器转交给MRSA。 v1961年，年，MRSA在英国被首次发现，它的致病在英国被首次发现，它的致病机理与普通金黄色葡萄球菌没什么两样，但危险机理与普通金黄色葡萄球菌没什么两样，但危险的是，它对多数抗生素不敏感，感染体弱的人后的是，它对多数抗生素不敏感，感染体弱的人后会造成致命炎症。会造成致命炎症。 从病菌到超级病菌从病菌到超级病菌 1920， 医院感染的主要病原菌是链球菌。医院感染的主要病原菌是链球菌。1960， 产生了耐甲氧西林的金黄色葡萄球菌产生了耐甲氧西林的金黄色葡萄球菌 (MRSA)，MRSA取代链球菌成为医院感染取代链球菌成为医院感
15、染 的主要菌种。耐青霉素的肺炎链球菌同时的主要菌种。耐青霉素的肺炎链球菌同时 出现。出现。 1990， 耐万古霉素的肠球菌、耐链霉素的耐万古霉素的肠球菌、耐链霉素的“食肉链球菌食肉链球菌” 被发现。被发现。 2000年至今，出现绿脓杆菌，对氨苄西林、阿莫西林年至今，出现绿脓杆菌，对氨苄西林、阿莫西林 、西力欣等、西力欣等8种抗生素的耐药性达种抗生素的耐药性达100%； 肺炎克雷伯氏菌，对西力欣、复达欣等肺炎克雷伯氏菌，对西力欣、复达欣等16种种 高档抗生素的耐药性高达高档抗生素的耐药性高达52%-100%。 与与“超级病菌超级病菌”的超级感染做斗争的代价像火箭的超级感染做斗争的代价像火箭发射一
16、样猛升。病人住院时间的拖长和更昂贵抗发射一样猛升。病人住院时间的拖长和更昂贵抗生素的使用，每年要增添生素的使用，每年要增添300亿美元的支出。从亿美元的支出。从盘尼西林过渡到二甲氧西林一项就使基本医疗费盘尼西林过渡到二甲氧西林一项就使基本医疗费增加了十倍。更昂贵更复杂的抗生素用于治疗，增加了十倍。更昂贵更复杂的抗生素用于治疗，导致了导致了“超级病菌超级病菌”们更大的抗药性。在们更大的抗药性。在不死不死的细菌的细菌一书中，作家马克一书中，作家马克拉普描述了抗生素的拉普描述了抗生素的发明被滥用所产生的后果：发明被滥用所产生的后果： v “很不幸，我们与自然界玩了一个恶作剧。我们很不幸，我们与自然界
17、玩了一个恶作剧。我们控制着这些化学物，以一种方式使它们更加完美，控制着这些化学物，以一种方式使它们更加完美，以致改变了这个国家的全部微生物的结构。我们以致改变了这个国家的全部微生物的结构。我们现在催生了以前自然界中从未存在过的微生物。现在催生了以前自然界中从未存在过的微生物。是我们选择了它们。我们发现，在过去微生物导是我们选择了它们。我们发现，在过去微生物导致的人类的疾病只有致的人类的疾病只有10%，而现在能导致的疾，而现在能导致的疾病已达病已达20%和和30%。我们已用抗生素改变了整。我们已用抗生素改变了整个自然界的面貌。个自然界的面貌。” “同人类争夺地球统治权的惟一竞争者就是病菌同人类争
18、夺地球统治权的惟一竞争者就是病菌”，诺，诺贝尔奖获得者莱尔德堡格说过这样有点耸人听闻的话。病贝尔奖获得者莱尔德堡格说过这样有点耸人听闻的话。病菌曾经君临一切，恐龙时代的鸟类化石有感染细菌的痕迹，菌曾经君临一切，恐龙时代的鸟类化石有感染细菌的痕迹，有人甚至指认它是大灭绝的凶手。距今有人甚至指认它是大灭绝的凶手。距今700万年的人类祖万年的人类祖先遗骸中也毫不例外地留下了病菌引起的脓肿。在没有抗先遗骸中也毫不例外地留下了病菌引起的脓肿。在没有抗生素以前，人类凭借自己的免疫力和各样的卫生措施抵御生素以前，人类凭借自己的免疫力和各样的卫生措施抵御着病菌一波一波的攻击。人们相信神医希波克拉底的着病菌一波
19、一波的攻击。人们相信神医希波克拉底的“天天火火”使希腊人彻底消灭了雅典的第一次大瘟疫。印加帝国使希腊人彻底消灭了雅典的第一次大瘟疫。印加帝国几乎被西班牙人的欧洲病菌消灭，而欧洲人则挺过了东方几乎被西班牙人的欧洲病菌消灭，而欧洲人则挺过了东方老鼠带来的黑死病菌。但是事实证明，对一种细菌的征服老鼠带来的黑死病菌。但是事实证明，对一种细菌的征服有时却是对另一种细菌的邀请。人类半个世纪以来一直相有时却是对另一种细菌的邀请。人类半个世纪以来一直相信感染性疾病从根本上是可治，但由超级病菌所致的难以信感染性疾病从根本上是可治，但由超级病菌所致的难以治愈的致命疾病的出现终于使人意识到抗生素已面临严峻治愈的致命
20、疾病的出现终于使人意识到抗生素已面临严峻的挑战。失去抗生素的守护，近半个世纪来被抗生素宠坏的挑战。失去抗生素的守护，近半个世纪来被抗生素宠坏的人们将怎么面对这局面？的人们将怎么面对这局面？v 与病菌共舞，理想的结局？与病菌共舞，理想的结局？v有一种说法：人是远古病毒的后代。至今人有一种说法：人是远古病毒的后代。至今人和高级哺乳动物的和高级哺乳动物的DNA中还含有中还含有100多种远古多种远古病毒的基因，这是病毒输送自己的基因到人体和病毒的基因，这是病毒输送自己的基因到人体和高级哺乳动物细胞内的结果。这种结果极大地推高级哺乳动物细胞内的结果。这种结果极大地推动了人的细胞和高级生物的细胞的进化。这
21、对于动了人的细胞和高级生物的细胞的进化。这对于维持人类和高级生物的生存繁衍和种群发展是至维持人类和高级生物的生存繁衍和种群发展是至关重要的。关重要的。 v 和病毒一样，大多数细菌对地球和病毒一样，大多数细菌对地球上生命的存在是至关重要的。上生命的存在是至关重要的。“腐生腐生”细菌使世界保持干净和翠绿。它们能细菌使世界保持干净和翠绿。它们能分解腐烂的绿色植物和动物尸体，在分解腐烂的绿色植物和动物尸体，在此过程中把植物必不可少的氮释放入此过程中把植物必不可少的氮释放入土壤。表皮葡萄球菌生活在人的皮肤土壤。表皮葡萄球菌生活在人的皮肤表面表面(每平方厘米便有每平方厘米便有15万个左右万个左右)，把每一
22、个小薄弱处都塞得满满的，使把每一个小薄弱处都塞得满满的，使其他有害菌无处存活。绿灰链球菌大其他有害菌无处存活。绿灰链球菌大量生活在我们的口腔中，形成屏障，量生活在我们的口腔中，形成屏障，阻止外来感染的入侵者阻止外来感染的入侵者。 v 我们已经看到我们自夸的我们已经看到我们自夸的“精锐部队精锐部队”抗生素，并未给抗生素，并未给“敌人敌人”造成重大伤亡。它们还造成重大伤亡。它们还导致了大量的导致了大量的“间接损失间接损失”它们残杀了大量它们残杀了大量的的“平民平民”，即那些保持我们正常功能与健康的，即那些保持我们正常功能与健康的友好菌群。即使是那些致病的病菌，也并非全然友好菌群。即使是那些致病的病
23、菌，也并非全然是穷凶极恶之辈。它们通过不断的进化，给免疫是穷凶极恶之辈。它们通过不断的进化，给免疫系统提供了练兵的机会，从而维系人类在进化的系统提供了练兵的机会，从而维系人类在进化的链条上不至于断裂。链条上不至于断裂。 v由此看来，人类和病原微生物之间的斗争是一由此看来，人类和病原微生物之间的斗争是一场无休止的，难分胜负的斗争。细菌通过快速地场无休止的，难分胜负的斗争。细菌通过快速地繁殖和变异，在自然选择中游刃有余。因此，人繁殖和变异，在自然选择中游刃有余。因此，人类与微生物的和平共处或许是一种我们必须接受类与微生物的和平共处或许是一种我们必须接受的现实。这就是自然界的本真。的现实。这就是自然界的本真。
