1、微 生 物 与人类生活 教学参考书教学参考书 1.周德庆周德庆.微生物学教程，第二版，北京：高等教微生物学教程，第二版，北京：高等教育出版社，育出版社，2002 2.沈萍主编沈萍主编.微生物学，微生物学，北京：高等教育出版社，北京：高等教育出版社，2000 3.李阜棣李阜棣.胡正嘉主编胡正嘉主编.微生物学微生物学,第五版第五版 北京：中北京：中国农业出版社，国农业出版社，2000 4.黄秀梨主编黄秀梨主编.微生物学微生物学,北京：高等教育出版社，北京：高等教育出版社，1998参考教学网站（课件）参考教学网站（课件）.武汉大学微生物学教学网站武汉大学微生物学教学网站.江南大学微生物学教学网站江南
2、大学微生物学教学网站.华中农业大学微生物学微生物教学网站华中农业大学微生物学微生物教学网站.长春师范学院微生物学网络课程长春师范学院微生物学网络课程.华南师范大学微生物学教学网站华南师范大学微生物学教学网站.长春师范学院微生物学网络课程长春师范学院微生物学网络课程.安徽科技学院微生物学网站安徽科技学院微生物学网站.华中农业大学微生物学微生物教学网站华中农业大学微生物学微生物教学网站.江西农业大学精品课程江西农业大学精品课程10.西北农林科技大学微生物学教学网站西北农林科技大学微生物学教学网站11.山东大学生命科学院微生物学教学网站山东大学生命科学院微生物学教学网站4.谈谈你对本门课程的期望与要
3、求？谈谈你对本门课程的期望与要求？前面的话前面的话2.什么是感染、传染病，如何防范？什么是感染、传染病，如何防范？3.常见的食品中，哪些被称为常见的食品中，哪些被称为“微生物食品微生物食品”？1.你能告诉我长寿的人有什么共同特征吗？你能告诉我长寿的人有什么共同特征吗？本课程的目的本课程的目的1.了解微生物的基本知识了解微生物的基本知识2.了解感染性疾病的发生、传播和防范知识了解感染性疾病的发生、传播和防范知识3.了解微生物在人类活动中的意义了解微生物在人类活动中的意义4.提高大家对微生物和自然科学的兴趣提高大家对微生物和自然科学的兴趣第一章第一章 微生物概说微生物概说一、什么是微生物一、什么是
4、微生物二、二、微生物的发现和微生物学的建立与微生物的发现和微生物学的建立与 发展发展三三、微生物的特点、微生物的特点四、微生物类群四、微生物类群 定义：微生物是所有形体微小、单细胞或结构较定义：微生物是所有形体微小、单细胞或结构较为简单的多细胞生物、甚至没有细胞结构的生物为简单的多细胞生物、甚至没有细胞结构的生物的通称。的通称。种类：微生物类群十分庞杂，包括：种类：微生物类群十分庞杂，包括：无细胞结构的病毒、类病毒、拟病毒等，无细胞结构的病毒、类病毒、拟病毒等，属于原核生物的细菌、放线菌、立克次氏体、属于原核生物的细菌、放线菌、立克次氏体、衣原体等，衣原体等，属于真核生物的酵母菌和霉菌，单细胞
5、藻类、属于真核生物的酵母菌和霉菌，单细胞藻类、原生动物等。原生动物等。一、什么是微生物一、什么是微生物t 人体体表及体内存在大量的微生物：人体体表及体内存在大量的微生物：皮肤表面：平均皮肤表面：平均10万个细菌万个细菌/平方厘米；平方厘米；口腔：细菌种类超过口腔：细菌种类超过500种；种；肠道：微生物总量达肠道：微生物总量达100100万亿，万亿，粪便干重的粪便干重的1/31/3是细菌，每克粪便的细菌总数为：是细菌，每克粪便的细菌总数为：10001000亿个亿个；微生物与我们微生物与我们微生物无处不在，我们无时不生活在微生物无处不在，我们无时不生活在“微生物的海洋微生物的海洋”中。中。t 细菌
6、数亿细菌数亿/g土壤，土壤，t 每张纸币带细菌：每张纸币带细菌：900万个；万个；t 每个喷嚏的飞沫含每个喷嚏的飞沫含4500-1500004500-150000个细菌，重感冒患者为个细菌，重感冒患者为85008500万；万；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；鼠疫；天花；天花；梅毒；梅毒；小儿麻痹症；小儿麻痹症；肺结核；肺结核；麻疯病；麻疯病；感冒；感冒；脑膜炎；脑膜炎；艾滋病；艾滋病；疯牛病；疯牛病；埃博拉病毒；埃博拉病毒；非典非典 感性认识阶段（史前时期）感性认识阶段（史前时期）里程碑：显微镜的出现里程碑：显微镜的出现 形态学发展阶段（初创时期）形态学发展阶段（初创时
7、期）里程碑：巴斯德建立了纯培养里程碑：巴斯德建立了纯培养 生理学发展阶段（奠基时期）生理学发展阶段（奠基时期）里程碑：青霉素的发现里程碑：青霉素的发现 分子生物学发展阶段（成熟时期）分子生物学发展阶段（成熟时期）里程碑：里程碑：DNADNA、基因工程技术、基因工程技术人类对微生物世界的认识过程（微生物发展史）人类对微生物世界的认识过程（微生物发展史）二、微生物的发现和微生物学的建立二、微生物的发现和微生物学的建立 与发展与发展 我国我国8000年前就开始出现了曲蘖酿酒；年前就开始出现了曲蘖酿酒；4000年前埃及人已学会烘制面包和酿制果酒；年前埃及人已学会烘制面包和酿制果酒；2500年前发明酿酱
8、、醋，用曲治消化道疾病；年前发明酿酱、醋，用曲治消化道疾病；公元六世纪公元六世纪(北魏时期北魏时期)贾思勰的巨著贾思勰的巨著“齐民要术齐民要术”；公元公元2世纪，张仲景：禁食病死兽类的肉和不清洁食物；世纪，张仲景：禁食病死兽类的肉和不清洁食物；公元前公元前112年年-212年间，华佗：年间，华佗：“割腐肉以防传染割腐肉以防传染”；公元九世纪痘浆法、痘衣法预防天花；公元九世纪痘浆法、痘衣法预防天花；1346年，克里米亚半岛上的法卡城之战年，克里米亚半岛上的法卡城之战(靼坦人靼坦人-罗马人罗马人)；16世纪，古罗巴医生世纪，古罗巴医生G.Fracastoro：疾病是由肉眼看不见：疾病是由肉眼看不见
9、 的生物的生物(living creatures)引起的；引起的；1641年，明末医生吴又可也提出年，明末医生吴又可也提出“戾气戾气”学说；学说；（一）微生物的发现（一）微生物的发现1664年，英国人虎克（年，英国人虎克（Robert Hooke）曾用原始的显微）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。镜对生长在皮革表面及蔷薇枯叶上的霉菌进行观察。（二）微生物形态学阶段（二）微生物形态学阶段1676年，微生物学的先驱年，微生物学的先驱荷兰人列文虎克（荷兰人列文虎克（Antony van leeuwenhoek）首次）首次观察到了细菌。他没有上观察到了细菌。他没有上过大学，是
10、一个只会荷兰过大学，是一个只会荷兰语的小商人，但却在语的小商人，但却在1680年被选为英国皇家学会的年被选为英国皇家学会的会员。会员。（二）微生物学的奠基（生理学发展阶段）（二）微生物学的奠基（生理学发展阶段）法国人巴斯德（法国人巴斯德（Louis Pasteur）（18221895）德国人柯赫（Robert Koch）（18431910）1.巴斯德巴斯德(1)发现并证实发酵是由微生物引起的；发现并证实发酵是由微生物引起的；(2)彻底否定了彻底否定了“自然发生自然发生”学说；学说；化学家出身的巴斯德涉足微生物学是为了治疗化学家出身的巴斯德涉足微生物学是为了治疗“酒病酒病”和和“蚕蚕病病”著名的
11、曲颈瓶试验无可辩驳地证实，空气内确实含有微生物，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。是它们引起有机质的腐败。(3)免疫学免疫学预防接种预防接种首次制成狂犬疫首次制成狂犬疫苗苗(4)其他贡献其他贡献巴斯德消毒法：巴斯德消毒法：6065作短时间加热处理，杀死有害微生作短时间加热处理，杀死有害微生物物2.柯赫柯赫 a）细菌纯培养方法的建立）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）微生物学基本操作技术方面的贡献b）设计了各种培养基，实现了在实验室内对各种微生物的培养）设计了各
12、种培养基，实现了在实验室内对各种微生物的培养c）流动蒸汽灭菌）流动蒸汽灭菌d）染色观察和显微摄影）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：）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；）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（）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）证明某种微生物是否为某种疾病病原体的基本原则 著名的柯赫原则著名的柯赫原则（三）微生物快速发展时期（三）微生物快速发展时期青霉素的发现青霉素的发现大量抗生素的发现大量抗生素的发现发酵工业技术
13、的发展发酵工业技术的发展（四）微生物成熟时期（四）微生物成熟时期1950s DNA双螺旋的发现，双螺旋的发现，1970 基因工程技术、分子生物学发展基因工程技术、分子生物学发展（三）微生物学发展过程中的重大事件（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；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；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；发现细菌转化；t1929 Fleming 发现青霉素；发现青霉素；t1944 Avery等证实转化过程中等证实转化过程中
14、DNA是遗传信息的载体；是遗传信息的载体；t1953 Watson和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首次对首次对f f174噬菌体噬菌体DNA进行了全序列分析；进行了全序列分析；t19821983 Prusiner发现朊病毒发现朊病毒(prion)；t19831984 Mullis 建立建立PCR技术；技术；t1995第一个独立生活的细菌第一个独立生活的细菌(流感嗜血杆菌流感嗜血杆菌)全基
15、团组全基团组序列测定完成；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；第一个自养生活的古生菌基因组测定完成；t 1997 第一个真核生物第一个真核生物(啤酒酵母啤酒酵母)基因组测序完成；基因组测序完成；三、微生物的特点：三、微生物的特点：体形微小，结构简单体形微小，结构简单易变异，适应性强：变异率易变异，适应性强：变异率106易于培养与繁殖：大肠杆菌易于培养与繁殖：大肠杆菌20min/代代体积小，比表面积大：易于营养物质的吸收体积小，比表面积大：易于营养物质的吸收种类多，分布广：海洋、硫矿、热泉种类多，分布广：海洋、硫矿、热泉四、微生物学一般包括的类群四、微生物学一般包括的
16、类群非细胞：病毒、朊病毒非细胞：病毒、朊病毒原核生物：细菌、支原体、放线菌原核生物：细菌、支原体、放线菌真核生物：酵母、真菌等真核生物：酵母、真菌等一些国家的微生物教学体系内容中还涉及藻、地衣、一些国家的微生物教学体系内容中还涉及藻、地衣、线虫、原生动物等线虫、原生动物等几种常见的微生物类群简介几种常见的微生物类群简介1.病毒病毒属非细胞生物属非细胞生物体积小，结构简单，只有一种类型的核酸，只能在体积小，结构简单，只有一种类型的核酸，只能在活的、活的、敏感细胞敏感细胞内以复制方式增殖的非细胞型微生内以复制方式增殖的非细胞型微生物。一般能通过细菌过滤器，习惯称作过滤性病毒物。一般能通过细菌过滤器
17、，习惯称作过滤性病毒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(1)病毒核酸 多样性多样性DNA dsDNA ssDNA dsRNARNA ssRNA 分节段RNA线状、环状大小悬殊复制方式多样存在形式多样(2)病毒蛋白质由病毒核酸编码 结构蛋白 组成病毒体的成分 衣壳蛋白 包膜蛋白 基质蛋白连接衣壳蛋白与包膜蛋白的部分，有跨膜及锚定功能区 非结构蛋白 病毒内酶 感染细胞内特殊作用蛋白(3)病毒的复制病毒的复制活细胞活细胞敏感细胞敏感细胞复制复制(replication)(replication)病毒复制周期
18、病毒基因为模板，籍病毒复制周期病毒基因为模板，籍DNADNA多聚酶或多聚酶或RNARNA多聚酶等，使细胞转为复制病毒的基因组，多聚酶等，使细胞转为复制病毒的基因组，转录、转译出相应的病毒蛋白，最终释放出子代转录、转译出相应的病毒蛋白，最终释放出子代病毒。病毒。吸附和穿入adsorption and penetration脱壳uncoating生物合成biosynthesis组装成熟与释放assembly and release 接触结合特异性吸附（病毒配体位点与细胞膜特异受体结合）穿入融合-有包膜病毒胞饮-无包膜病毒病毒的（核酸）复制病毒的（核酸）复制隐蔽期隐蔽期6 6大类型：双链大类型：双链
19、DNADNA病毒病毒 单链单链DNADNA病毒病毒 单正链单正链RNARNA病毒病毒 单负链单负链RNARNA病毒病毒 双链双链RNARNA病毒病毒 逆转录病毒逆转录病毒区域：区域：DNADNA病毒病毒 核内（除痘病毒）核内（除痘病毒）RNARNA病毒病毒 胞质（除流感病毒及部分副粘病毒）胞质（除流感病毒及部分副粘病毒）病毒的复制机制在于接管寄主细胞的代谢，合成病毒的病毒的复制机制在于接管寄主细胞的代谢，合成病毒的核酸和蛋白核酸和蛋白装配装配 将复制好的核酸与蛋白质按照病毒自身的结构进将复制好的核酸与蛋白质按照病毒自身的结构进行组装行组装释放与包囊释放与包囊(4)病毒的特点病毒的特点对物理因素
20、敏感：紫外线辐射对物理因素敏感：紫外线辐射热：热：607525min,对化学物质敏感：如甲醛，硫柳汞（乙基汞硫代水对化学物质敏感：如甲醛，硫柳汞（乙基汞硫代水杨酸钠杨酸钠），醋酸），醋酸对一些抗生素不敏感，对干扰素敏感对一些抗生素不敏感，对干扰素敏感2 2 朊病毒朊病毒 朊病毒又称蛋白质侵染因子（又称毒阮）。朊朊病毒又称蛋白质侵染因子（又称毒阮）。朊病毒是一类能侵染动物并在宿主细胞内复制的小分子病毒是一类能侵染动物并在宿主细胞内复制的小分子无免疫性疏水蛋白质。无免疫性疏水蛋白质。早在三百年前，人类在绵羊和小山羊中首次发早在三百年前，人类在绵羊和小山羊中首次发现了感染朊病毒病的患病动物。现了感染
21、朊病毒病的患病动物。后来又相继发现了传染性水貂脑软化病、马鹿后来又相继发现了传染性水貂脑软化病、马鹿和鹿的慢性消瘦病、猫的海绵状脑病等等。和鹿的慢性消瘦病、猫的海绵状脑病等等。19961996年春天英国蔓延的年春天英国蔓延的“疯牛病疯牛病”，法国克罗伊茨菲尔德法国克罗伊茨菲尔德雅各布氏症（简称克雅氏雅各布氏症（简称克雅氏综合症，人类的一种朊病毒病）患者增多，综合症，人类的一种朊病毒病）患者增多，20世纪上半世纪大西洋的巴布世纪上半世纪大西洋的巴布亚亚新几内亚东部福雷族高地居新几内亚东部福雷族高地居民中的一种局部流行病，其主要民中的一种局部流行病，其主要症状为震颤、共济失调、脑退化症状为震颤、共
22、济失调、脑退化痴呆，渐至完全丧失运动能力，痴呆，渐至完全丧失运动能力，36个月内因衰竭而死亡。美国个月内因衰竭而死亡。美国医学家盖杜赛克曾在该地区进行医学家盖杜赛克曾在该地区进行20年研究，探明该病的发生与当年研究，探明该病的发生与当地人食用人肉的祭祀方式密切关地人食用人肉的祭祀方式密切关联，并提出了预防措施。联，并提出了预防措施。1968年停止该仪式后该病得到控制，年停止该仪式后该病得到控制，从而拯救了一个部落的人群，盖从而拯救了一个部落的人群，盖杜赛克为此获得了杜赛克为此获得了1976年诺贝年诺贝尔医学奖。尔医学奖。朊毒体最早由美国加利福尼亚大学的斯坦利朊毒体最早由美国加利福尼亚大学的斯坦利B布鲁布鲁辛纳（辛纳（Stanley B.Prusiner）于）于1982年发现的。年发现的。
