卫生学及微生物学基础知识培训教材文档格式.docx

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2．原核细胞型微生物这类微生物的原始核呈环状裸DNA团块结构，无核膜、核仁。

细胞器很不完善，只有核糖体。

DNA和RNA同时存在。

这类微生物众多，有细菌、支原体、衣原体、立克次体、螺旋体和放线菌。

后五类的结构和组成与细菌接近，故从分类学观点，将它们列入广义的细菌范畴。

3．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。

真菌属此类。

微生物在自然界的分布极为广泛。

江河、湖泊、海洋、土壤、矿层、空气等都有数量不等，种类不一的微生物存在。

其中以土壤中的微生物最多，例如1g肥沃土壤可有几亿到几十亿个。

在人类、动物和植物的体表，以及与外界相通的人类和动物的呼吸道、消化道等腔道中，亦有大量的微生物存在。

微生物与人类的关系绝大多数微生物对人类和动、植物是有益的，而且有些是必需的。

自然界中N、C、S等元素的循环要靠有关的微生物的代谢活动来进行。

例如土壤中的微生物能将死亡动、植物的有机氮化物转化为无机氮化物，以供植物生长的需要，而植物又为人类和动物所食用。

此外，空气中的大量游离氮，也只有依靠固氮菌等作用后才能被植物吸收。

因此，没有微生物，植物就不能进行代谢，人类和动物也将难以生存。

在农业方面，也可以应用微生物制造菌肥、植物生长激素等；

也可利用微生物感染昆虫这一自然现象来杀死害虫。

例如苏云金杆菌能在一些农作物害虫的肠腔中生长繁殖并分泌毒素，导致寄生昆虫的死亡。

这样，开辟了以菌造肥、以菌催长、以菌防病、以菌治病等农业增产新途径，为人类创造物质财富。

在工业方面，微生物应用于食品、皮革、纺织、石油、化工、冶金等行业日趋广泛。

例如采用盐酸水解法生产1吨味精需要小麦30吨，现改用微生物发酵法只需薯粉3吨。

既降低生产成本，又大大节约细粮。

又如在炼油工业中，利用多种能以石油为原料的微生物进行石油脱蜡，可以提高石油的质量和产量。

在医药工业方面，有许多抗生素是微生物的代谢产物。

也可选用微生物来制造一些维生素、辅酶等药物。

此外，在污水处理方面，利用微生物降解有机磷、氰化物等亦有良好效果。

近年来，随着分子生物学的发展，微生物在基因工程技术中的作用更显辉煌。

不仅提供了必不可少的多种工具酶和载体系统，更可人为地定向创建有益的工程菌新品种，能在无污染自然环境中制造出多样、大量的人类必需品。

第二节微生物学

微生物学（microbiology）是生命科学的一个重要分支，是研究微生物的类型、分布、形态、结构、代谢、生长繁殖、遗传、进化，以及与人类、动物、植物等相互关系的一门科学。

微生物学工作者的任务是将对人类有益的微生物用于生产实际，对人类有害的微生物予以改造、控制和消灭；

使微生物学朝向人类需要的方向发展。

微生物学的发展过程大致可分三个时期。

微生物学经验时期古代人类虽未观察到具体的微生物，但早已将微生物知识用于工农业生产和疾病防治之中。

公元前两千多年前的夏禹时代，就有仪狄作酒的记载。

北魏（386—534）贾思勰《齐民要术》一书中，详细记载了制醋方法。

那时也已知道豆类的发酵过程，从而制成了酱。

民间常用的盐腌、糖渍、烟熏、风干等保存食物的方法，实际上都是防止食物因微生物生长繁殖而腐烂变质的有效措施。

古代人早已认识到天花是一种烈性传染病，一旦与患者接触，几乎都将受染，且死亡率极高。

但已康复者去护理天花病人，则不会再得天花。

这种免得瘟疫的现象，是“免疫”一词的最早概念。

我国祖先在这个现象的启发下，开创了预防天花的人痘接种法。

人痘接种预防天花是我国预防医学上的一大贡献。

实验微生物学时期首先观察到微生物的是荷兰人列文虎克（AntonyvanLeeuwenhoek，1632-1723）。

他于1676年用自磨镜片，创制了一架能放大266倍的原始显微镜，发现许多肉眼看不见的微小生物，并正确地描述了微生物的形态有球形、杆状和螺旋样等，为微生物的存在提供了科学依据。

巴斯德为防止酒类发酵成醋创用的加温处理法，就是至今仍沿用于酒类和牛奶的巴氏消毒法。

在巴斯德的影响下，英国外科医生李斯特（JosephLister，1827-1912）创用石炭酸喷洒手术室和煮沸手术用具，以防止术后感染，为防腐、消毒，以及无菌操作奠定基础。

18世纪末，英国琴纳（EdwardJenner，1749-1823）创用牛痘预防天花，为预防医学开辟了广阔途径。

随后，巴斯德研制鸡霍乱、炭疽和狂犬病疫苗成功。

1929年Fleming发现青霉菌产生的青霉素能抑制金黄色葡萄球菌的生长。

直到1940年，Florey等将青霉菌的培养液予以提纯，才获得可供临床使用的青霉素纯品。

青霉素的发现，鼓舞了微生物学家们寻找、发掘抗生素的热潮，于是链霉素、氯霉素、金霉素、土霉素、红霉素等等相继发现。

使许多由细菌引起的感染和传染病得到控制和治愈，为人类健康作出了巨大贡献。

现代微生物学时期近30年来，随着化学、物理学、生物化学、遗传学、细胞生物学、免疫学和分子生物学等学科的进展，电子显微镜技术、细胞培养、组织化学、标记技术、核酸杂交、色谱技术和电子计算机等新技术的建立和改进，微生物学得到极为迅速的发展。

第一篇细菌学

第1章细菌的形态与结构

细菌（bacterium）是属原核生物界（prokaryotae）的一种单细胞微生物，有广义和狭义两种范畴。

广义上泛指各类原核细胞型微生物，包括细菌、放线菌、支原体、衣原体、立克次体、螺旋体。

狭义上则专指其中数量最大、种类最多、具有典型代表性的细菌。

它们形体微小，结构简单，具有细胞壁和原始核质，无核仁和核膜，除核糖体外无其他细胞器。

第一节细菌的大小与形态

观察细菌最常用的仪器是光学显微镜，其大小可以用测微尺在显微镜下进行测量，一般以微米（μm）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、杆菌和螺形菌三大类

球菌多数球菌（coccus）直径在1μm左右，外观呈圆球形或近似球形。

1．双球菌（diplococcus）肺炎链球菌。

2．链球菌（streptococcus）乙型溶血性链球菌。

3．葡萄球菌（staphylococcus）金黄色葡萄球菌。

4．四联球菌（tetrads）四联加夫基菌。

5．八叠球菌（sarcina）藤黄八叠球菌

杆菌不同杆菌（bacillus）的大小、长短、粗细很不一致。

大的杆菌如炭疽芽胞杆菌长3~10μm，中等的如大肠埃希菌长2~3μm，小的如布鲁菌长仅0.6~1.5μm。

螺形菌螺形菌（spiralbacterium）菌体弯曲，有的菌体长2~3μm，只有一个弯曲，呈弧形,如霍乱弧菌；

有的菌体长3~6μm，有数个弯曲称为螺菌（spirillum）,如鼠咬热螺菌；

也有的菌体细长弯曲呈弧形或螺旋形，称为螺杆菌（helicobacterium），如幽门螺杆菌。

细菌的形态受温度、pH、培养基成分和培养时间等因素影响很大。

一般是细菌在适宜的生长条件下培养8~18d时形态比较典型，在不利环境或菌龄老时常出现梨形、气球状和丝状等不规则的多形性（polymorphism），称为衰退型（involutionform）。

因此，观察细菌的大小和形态，应选择适宜生长条件下的对数期为宜。

第二节细菌的结构

细菌虽小，仍具有一定的细胞结构和功能。

细胞壁、细胞膜、细胞质和核质等各种细菌都有，是细菌的基本结构；

荚膜、鞭毛、菌毛、芽胞仅某些细菌具有，为其特殊结构。

一、细菌的基本结构

细胞壁细胞壁（cellwall）位于菌细胞的最外层，包绕在细胞膜的周围。

是一种膜状结构，组成较复杂，并随不同细菌而异。

用革兰染色法可将细菌分为两大类，即革兰阳性菌和革兰阴性菌。

两类细菌细胞壁的共有组分为肽聚糖，但各自有其特殊组分。

1．肽聚糖（peptidoglycan）是细菌细胞壁中的主要组分，为原核细胞所特有，革兰阳性菌的肽聚糖由聚糖骨架、四肽侧链和五肽交联桥三部分组成，革兰阴性菌的肽聚糖仅由聚糖骨架和四肽侧链两部分组成。

聚糖骨架由N-乙酰葡糖胺（N-acetylglucosamine）和N-乙酰胞壁酸（N-acetylmuramicacid）交替间隔排列，经β-1，4糖苷键联结而成。

各种细菌细胞壁的聚糖骨架均相同。

2．革兰阳性菌细胞壁特殊组分革兰阳性菌的细胞壁较厚（20～80nm），除含有15～50层肽聚糖结构外，大多数尚含有大量的磷壁酸（teichoicacid），少数是磷壁醛酸（teichuroicacid），约占细胞壁干重的50%。

3．革兰阴性菌细胞壁特殊组分　革兰阴性菌细胞壁较薄（10～15nm），但结构较复杂。

除含有1~2层的肽聚糖结构外，尚有其特殊组分外膜（outermembrane），约占细胞壁干重的80%。

4．细胞壁的功能细菌细胞壁坚韧而富弹性，其主要功能维持菌体固有的形态，并保护细菌抵抗低渗环境。

细菌细胞质内有高浓度的无机盐和大分子营养物质，其渗透压高达5~25个大气压。

由于细胞壁的保护作用，使细菌能承受内部巨大的渗透压而不会破裂，并能在相对低渗的环境下生存。

细胞壁上有许多小孔，参与菌体内外的物质交换。

菌体表面带有多种抗原表位，可以诱发机体的免疫应答。

细胞膜细胞膜（cellmembrane）或称胞质膜（cytoplasmicmembrane），位于细胞壁内侧，紧包着细胞质。

厚约7.5nm，柔韧致密，富有弹性，占细胞干重的10%~30%.细菌细胞膜是细菌赖以生存的重要结构之一，其功能主要有物质转运、生物合成、分泌和呼吸等作用。

细胞质细胞膜包裹的溶胶状物质为细胞质（cytoplasm）或称原生质（protoplasm），由水、蛋白质、脂类、核酸及少量糖和无机盐组成，其中含有许多重要结构。

1．核糖体（ribosome）核糖体是细菌合成蛋白质的场所，游离存在于细胞质中，每个细菌体内可达数万个。

2．质粒（plasmid）质粒是染色体外的遗传物质，存在于细胞质中。

为闭合环状的双链DNA，带有遗传信息，控制细菌某些特定的遗传性状。

质粒能独立自行复制，随细菌分裂转移到子代细胞中。

质粒不是细菌生长所必不可少的，失去质粒的细菌仍能正常存活。

质粒除决定该菌自身的某种性状外，还可通过接合或转导作用等将有关性状传递给另一细菌。

核质细菌是原核细胞，不具成形的核。

细菌的遗传物质称为核质（nuclearmaterial）或拟核（nucleoid），集中于细胞质的某一区域，多在菌体中央，无核膜、核仁和有丝分裂器；

因其功能与真核细胞的染色体相似，故习惯上亦称之为细菌的染色体（chromosome）。

细菌的染色体（核质）为一个共价闭合环状双链DNA分子，由两股方向相反的DNA多聚链呈右手双螺旋结构。

二、细菌的特殊结构

荚膜某些细菌在其细胞壁外包绕一层粘液性物质，为疏水性多糖或蛋白质的多聚体，用理化方法去除后并不影响菌细胞的生命活动。

凡粘液性物质牢固地与细胞壁结合，厚度≥0.2μm，边界明显者称为荚膜（capsule）或大荚膜（macrocapsule）。

厚度<

0.2μm者称为微荚膜（microcapsule）

鞭毛是细菌的运动器官。

鞭毛长5~20μm，直径1