1、 生物界生物界动物界动物界原核原核生物界生物界 植物界植物界 原生原生生物界生物界 病毒界病毒界 真菌界真菌界宏生物（即生物）宏生物（即生物）微生物微生物生物的六界分类系统生物的六界分类系统1 人体人体 infectionimmunity免疫免疫感染感染医学免疫学医学免疫学医学微生物学医学微生物学人体寄生虫学人体寄生虫学病原生物学病原生物学23警惕身边的病原菌警惕身边的病原菌链球菌链球菌(streptococcus)(streptococcus)霍乱弧菌霍乱弧菌（Vibrio choleraeVibrio cholerae）大肠埃希菌大肠埃希菌 （Escherichia coliEscheri
2、chia coli）炭疽芽胞杆菌炭疽芽胞杆菌 （Bacillus anthracisBacillus anthracis）结核杆菌结核杆菌（Mycobacterium tuberculosis）破伤风梭菌破伤风梭菌（Clostridum tetani）病原菌从哪里来？我们身边的病原菌生、老、病、死。在使人类致病的诸生、老、病、死。在使人类致病的诸多因素中，微生物致病给我们的生活多因素中，微生物致病给我们的生活带来了极大的危害。带来了极大的危害。微生物学在它诞生之初，引起全人类微生物学在它诞生之初，引起全人类关注的焦点也正是这门科学对于防治关注的焦点也正是这门科学对于防治人类和家畜传染病有立竿见
3、影的效果。人类和家畜传染病有立竿见影的效果。微生物学家发现了许多严重危害人类微生物学家发现了许多严重危害人类健康和家畜繁育的病原菌，阻挡或者健康和家畜繁育的病原菌，阻挡或者消灭它们就能防治疾病。由于巴斯德消灭它们就能防治疾病。由于巴斯德用不可动摇的实验证据否定了生物自用不可动摇的实验证据否定了生物自然发生的可能，兼之一整套微生物学然发生的可能，兼之一整套微生物学方法的建立和完善，方法的建立和完善，19世纪末到世纪末到20世世纪初是发现病原微生物最频繁的时代，纪初是发现病原微生物最频繁的时代，几乎每年都有能导致严重疾病的病原几乎每年都有能导致严重疾病的病原菌被人类缉拿归案菌被人类缉拿归案。病原菌
4、从哪里来？我们身边的病原菌年代 疾病 细菌名称 1873 麻风病 麻风分枝杆菌 1877 炭疽病 炭疽芽孢杆菌1878 化脓 葡萄球菌 1879 淋病 淋病奈瑟氏菌 1880 伤寒 伤寒沙门氏菌1881 化脓 链球 1882 结核病 结核分枝杆菌 1883 霍乱 霍乱弧菌 1883 白喉 白喉棒杆菌 1884 破伤风 破伤风梭菌 1885 腹泻 大肠埃希氏菌 1886 肺炎 肺炎链球菌 1887 脑膜炎 脑膜炎奈瑟氏菌1888 食物中毒 肠炎沙门氏菌 1892 气性坏疽 产气荚膜梭菌1894 鼠疫 鼠疫耶尔森氏菌 1896 肉毒中毒 肉毒梭菌 1898 痢疾 痢疾志贺氏菌1900 副伤寒 副伤
5、寒沙门氏菌 1903 梅毒 苍白密螺旋体 1906 百日咳 百日咳博德特氏菌在随后的几十年中，微生物学家和药物学家联手在随后的几十年中，微生物学家和药物学家联手进行的许多科学研究和技术开发，使人类有了强进行的许多科学研究和技术开发，使人类有了强有力的武器来对付那些凶恶的病原菌。在有力的武器来对付那些凶恶的病原菌。在20世纪世纪50年代以后，人类基本上脱离了任凭病原微生物年代以后，人类基本上脱离了任凭病原微生物宰割的被动局面，人类的平均寿命有了明显的增宰割的被动局面，人类的平均寿命有了明显的增加，为此我们就不应该忘记那些在战胜病原微生加，为此我们就不应该忘记那些在战胜病原微生物的战场上立下卓著功
6、勋的第一批猎手们。由于物的战场上立下卓著功勋的第一批猎手们。由于他们的努力，微生物与人类的密切关系在关系到他们的努力，微生物与人类的密切关系在关系到人类生死存亡的的医学首先被社会所确认，微生人类生死存亡的的医学首先被社会所确认，微生物学迅速成为一门重要的学科。物学迅速成为一门重要的学科。t我国8000年前就开始出现了曲蘖酿酒；t4000年前埃及人已学会烘制面包和酿制果酒；t2500年前发明酿酱、醋，用曲治消化道疾病；t公元六世纪(北魏时期)贾思勰的巨著“齐民要术齐民要术”；t公元2世纪，张仲景：禁食病死兽类的肉和不清洁食物；t公元前112年-212年间，华佗：“割腐肉以防传染”；t公元九世纪痘
7、浆法、痘衣法预防天花；t1346年，克里米亚半岛上的法卡城之战(靼坦人-罗马人)；t16世纪，古罗巴医生G.Fracastoro：疾病是由肉眼看不见 的生物(living creatures)引起的；t1641年，明末医生吴又可也提出“戾气”学说；（一）微生物的发现1664年，英国人虎克（Robert Hooke）曾用原始的显微镜对生长在皮革表面及蔷薇枯叶上的霉菌进行观察。1676年，微生物学的先驱荷兰人列文虎克（Antony van leeuwenhoek）首次观察到了细菌。他没有上过大学，是一个只会荷兰语的小商人，但却在1680年被选为英国皇家学会的会员。（二）微生物学的奠基法国人巴斯德（
8、Louis Pasteur）（18221895）德国人柯赫（Robert Koch）（18431910）1.巴斯德(1)发现并证实发酵是由微生物引起的；(2)彻底否定了“自然发生”学说；化学家出生的巴斯德涉足微生物学是为了治疗“酒病”和“蚕病”著名的曲颈瓶试验无可辩驳地证实，空气内确实含有微生物，是它们引起有机质的腐败。(3)免疫学预防接种首次制成狂犬疫苗(4)其他贡献巴斯德消毒法：6065作短时间加热处理，杀死有害微生物2.柯赫 a）细菌纯培养方法的建立土豆切面土豆切面 营养明胶营养明胶 营养琼脂（平皿）营养琼脂（平皿）（1）微生物学基本操作技术方面的贡献b）设计了各种培养基，实现了在实验室
9、内对各种微生物的培养c）流动蒸汽灭菌d）染色观察和显微摄影（2）对病原细菌的研究作出了突出的贡献：a）具体证实了炭疽杆菌是炭疽病的病原菌；b）发现了肺结核病的病原菌（1905年获诺贝尔奖）年获诺贝尔奖）c）证明某种微生物是否为某种疾病病原体的基本原则 著名的柯赫原则（三）微生物学发展过程中的重大事件t1890 Von Behring制备抗毒素治疗白喉和破伤风；t1892 Ivanovsky 提供烟草花叶病毒是由病毒引起的证据；t1928 Griffith发现细菌转化；t1929 Fleming 发现青霉素；t1944 Avery等证实转化过程中DNA是遗传信息的载体；t1953 Watson和
10、Crick提出DNA双螺旋结构；t19701972 Arber、Smith和Nathans发现并提纯了 DNA限制性内切酶t1977 Woese提出古生菌是不同于细菌和真核生物的特殊类群Sanger首次对f174噬菌体DNA进行了全序列分析；t19821983 Prusiner发现朊病毒(prion)；t19831984 Mullis 建立PCR技术；t1995第一个独立生活的细菌(流感嗜血杆菌)全基团组序列测定完成；t1996 第一个自养生活的古生菌基因组测定完成；t 1997 第一个真核生物(啤酒酵母)基因组测序完成；t 人体体表及体内存在大量的微生物：皮肤表面：平均10万个细菌/平方厘米
11、；口腔：细菌种类超过500种；肠道：微生物总量达100万亿，粪便干重的1/3是细菌，每克粪便的细菌总数为：1000亿个；微生物与我们微生物无处不在，我们无时不生活在“微生物的海洋”中。t 细菌数亿/g土壤，土壤中的细菌总重量估计为：10034 10 12 吨；t 每张纸币带细菌：900万个；万个；t 每个喷嚏的飞沫含4500-150000个细菌，重感冒患者为8500万；人体微生物的分布与数量人体微生物的分布与数量结肠内出现的主要细菌与数量结肠内出现的主要细菌与数量 细细 菌菌 个数个数/克粪便克粪便 可致病性可致病性类杆菌属（脆弱类杆菌）类杆菌属（脆弱类杆菌）1010-1011 +双岐杆菌属双
12、岐杆菌属 1010 真杆菌属真杆菌属 1010 肠道杆菌科（埃希菌属）肠道杆菌科（埃希菌属）107-108 +肠球菌属（粪链球菌）肠球菌属（粪链球菌）107-108 +乳酸杆菌属乳酸杆菌属 107 梭菌属（产气荚膜梭菌）梭菌属（产气荚膜梭菌）106 +砧板上的微生物砧板上的微生物T：肠粘膜：肠粘膜B：大肠杆菌：大肠杆菌人体肠道内微生物的分布人体肠道内微生物的分布微生物的分类微生物的分类非细胞型微生物非细胞型微生物 无细胞结构无细胞结构,只能在细胞内增殖。如病毒只能在细胞内增殖。如病毒原核细胞型微生物原核细胞型微生物 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DNADN
13、A、无、无核膜、细胞器不完善。包括细菌、放线菌、支原体、核膜、细胞器不完善。包括细菌、放线菌、支原体、衣原体、立克次体、螺旋体等。衣原体、立克次体、螺旋体等。真核细胞型微生物真核细胞型微生物 有完整的细胞结构、细胞核分化程度高、有核膜、有完整的细胞结构、细胞核分化程度高、有核膜、细胞器发达。如真菌细胞器发达。如真菌微生物与人类的关系微生物与人类的关系共存共荣共存共荣 1 1、生态链中的重要一环、生态链中的重要一环 2 2、生产、生活中的要素、生产、生活中的要素 3 3、生存质量维护的同盟者、生存质量维护的同盟者 4 4、生命科学研究的有效工具、生命科学研究的有效工具相互斗争相互斗争 1 1、维
14、护、维护“衣衣”、“食食”2 2、捍卫健康与生命、捍卫健康与生命 自然界物质循环方面自然界中氮、碳、硫等多种元素植物动物微生物微生物Cncnc-microCncnc-micro微生物与医药卫生微生物与医药卫生Cncnc-micro微生物饲料农用抗菌素生物农药生物菌肥微生物能源Cncnc-micro农用抗菌素 某些微生物能够产生具有抑制 或杀死植物病原菌的物质,该物质称 农用抗菌素。菌体蛋白饲料 饲 料 酵 母 维 生 素 饲 料 发 酵 饲 料 青 贮 饲 料Cncnc-micro微生物饲料 生物农药生物农药Cncnc-micro细菌农药真菌农药病毒农药 生物菌肥生物菌肥 主要是根瘤菌肥即含固
15、氮菌活菌的肥料。Cncnc-microCncnc-micro 青 红 方酱，酱油，豆豉食 用 醋发酵饮料味 精发酵面食食药用菌食用色素食品添加剂淹渍蔬菜Cncnc-micro微生物处理腈纶废水的塔式滤池少数微生物也是人类的敌人少数微生物也是人类的敌人！鼠疫；天花；梅毒；小儿麻痹症；肺结核；麻疯病；感冒；脑膜炎；艾滋病；疯牛病；埃博拉病毒；非典动物病毒动物病毒（属于病毒界）（属于病毒界）动物病毒动物病毒植物病毒植物病毒细菌病毒（噬菌体）细菌病毒（噬菌体）致病真菌致病真菌（属于真菌界）（属于真菌界）细菌细菌支原体支原体衣原体衣原体立克次体立克次体螺旋体螺旋体放线菌放线菌（属于原核生物界）（属于原核
16、生物界）非细胞型微生物非细胞型微生物真核细胞型微生物真核细胞型微生物原核细胞型微生物原核细胞型微生物病毒学病毒学部分部分真菌学真菌学部分部分细菌学细菌学部分部分532007年全国艾滋病病例数病例数较2006年上升了45.04%微生物的特点：个体小个体小、结构简结构简、胃口大胃口大、食谱广食谱广、繁殖快繁殖快、易培养易培养、数量大、数量大、分布广分布广、种类多种类多、级界宽级界宽、易变异易变异、抗性强抗性强、休眠长休眠长、起源早起源早、发现晚发现晚个体小个体小:测量单位：微米或纳米个体小个体小:测量单位：微米或纳米火星陨石中发现的细菌化石（直径 10 nm）德国科学家H.N.Schulz等199
17、9年在纳米比亚海岸的海底沉积物中发现的一种硫磺细菌（sulfur bacterium），其大小可达0.75 mm，Thiomargarita namibiensis，-“纳米比亚硫磺珍珠”食谱广：食谱广：微生物获取营养的方式多种多样，其食谱之广是动植物完全无法相比的！纤维素、木质素、几丁质、角蛋白、石油、甲醇、甲烷、天然气、塑料、酚类、氰化物、各种有机物均可被微生物作为粮食繁殖快：繁殖快：24小时后：4722366500万亿个后代，重量达到：4722吨48小时后：2.2 10 43个后代，重量达到2.2 10 25 吨相当于相当于4000个地球的重量！个地球的重量！大肠杆菌大肠杆菌一个细胞重约
18、一个细胞重约10 12 克，克，平均平均20分钟繁殖一代分钟繁殖一代一头一头500 kg500 kg的食用公牛，的食用公牛，2424小时生产小时生产 0.5 kg0.5 kg蛋白质蛋白质,而同样重量的酵母菌，以质量较次的糖液（如糖蜜）而同样重量的酵母菌，以质量较次的糖液（如糖蜜）和氨水为原料，和氨水为原料，2424小时可以生产小时可以生产 50000 kg50000 kg优质蛋白质。优质蛋白质。易培养：易培养：很多细菌都可以非常方便地进行人工培养！数量大：数量大：在自然界中（土壤、水体、空气，动植物体内和体表）都生存有大量的微生物！从永冻冰层分离微生物南极南极Vostok湖冰芯样品中的微生物湖
19、冰芯样品中的微生物级界宽：级界宽：Whittaker的五界分类系统级界宽：级界宽：Woese三原界分类系统种类多：种类多：t 微生物的生理代谢类型多；t 代谢产物种类多；t 微生物的种数“多”；虽然目前已定种的微生物只有大约10万种，远较动植物为少，但一般认为目前为人类所发现的微生物还不到自然界中微生物总数的1%变异易：变异易：个体小、结构简、且多与外界环境直接接触 繁殖快、数量多 短时间内产生大量的变异后代短时间内产生大量的变异后代突变率：10-5 10-10变异易：变异易：青霉素的生产：20单位/ml（1943）10000单位/ml青霉素的用量：最高：10万单位/天（40年代）数百万-千万
20、单位/次抗（逆）性强：抗（逆）性强：抗热：有的细菌能在265个大气压，250 的条件下生长；自然界中细菌生长的最高温度可以达到113 ；有些细菌的芽孢，需加热煮沸8小时才被杀死；抗寒：有些微生物可以在12 30的低温生长；抗酸碱：细菌能耐受并生长的pH范围：pH 0.5 13；耐渗透压：蜜饯、腌制品，饱和盐水（NaCl,32%)中 都有微生物生长；抗压力：有些细菌可在1400个大气压下生长；休眠长：休眠长：世界上最古老的活细菌（芽孢）：2.5亿年Nature 407,897-900(2000)起源早：起源早：38亿年前，生命在海洋中出现26亿年前，陆地上就可能存在微生物发现晚：发现晚：300多年前人们才真正发现微生物的存在
