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1、微生物学与免疫学微生物学与免疫学Microbiology and Immunology授课人：黄凤杰授课人：黄凤杰1、周德庆，微生物学教程，第、周德庆，微生物学教程，第2版，高等教育出版社，版，高等教育出版社，20022、周长林，微生物学，第、周长林，微生物学，第1版，中国医药科技出版社，版，中国医药科技出版社，20033、吴吴敏敏毓毓编编著著，医医学学免免疫疫学学，中中国国科科学学技技术术大大学学出出版版社社，20034、I.E.Alcamo著著，林林稚稚兰兰等等译译，微微生生物物学学全全美美经经典典学学习习指指导系列，科学出版社，导系列，科学出版社，20025、J.Nicklin,K.Gr
2、aeme-Cook,T.Paget&R.Killington著著，林林稚稚兰兰等等译译，微微生生物物学学现现代代生生物物学学精精要要速速览览系系列列，科科学学出出版版社社，20006、P.M.Lydyard,A.Whelan&M.W.Fanger著，林慰慈等译，著，林慰慈等译，免疫学现代生物学精要速览系列，科学出版社，免疫学现代生物学精要速览系列，科学出版社，2001参参考考资资料料概论概论2、微生物学及其分科微生物学及其分科 1、微生物概述微生物概述3、免疫与免疫学免疫与免疫学4、微生物学与免疫学发展简史微生物学与免疫学发展简史6、微生物学与免疫微生物学与免疫学在药学中的应用学在药学中的应用
3、5、微生物学发展趋势微生物学发展趋势 微生物（微生物（Microorganism）是是一群形体微小、结构一群形体微小、结构简单，必须借助显微简单，必须借助显微镜才能观察到的微小镜才能观察到的微小生物的总称。生物的总称。1、微生物概述、微生物概述微生物的种类 非细胞型：病毒、类病毒和朊病毒 原核细胞型真核细胞型真菌单细胞藻类原生动物古细菌、蓝细菌、细菌放线菌、螺旋体、支原体衣原体、立克次体体积小，面积大体积小，面积大代谢强，繁殖快代谢强，繁殖快易变异，适应强易变异，适应强种类多，分布广种类多，分布广2、微生物的特点、微生物的特点 微生物大小近似值 细胞类型 病毒 0.01-0.25m 非细胞型
4、细菌 0.1-10m 原核生物 真菌 2m-1m 真核生物 原生动物 2-1000m 真核生物 藻类 1m-几米 真核生物微生物形态大小和细胞类型体积小体积小比表面积比表面积=表面积表面积/体积体积乳酸杆菌乳酸杆菌120,000豌豆豌豆6.0鸡蛋鸡蛋1.5体重体重200磅的人磅的人0.3面积大面积大每天消耗与体重等重的粮食每天消耗与体重等重的粮食每天消耗两倍于体重的粮食每小时消耗每小时消耗2000倍于体重的糖倍于体重的糖!代谢强代谢强 表表13若干微生物的代时及每日增殖率若干微生物的代时及每日增殖率微生物名称微生物名称代时代时每日分裂次数每日分裂次数温度温度每日增殖率每日增殖率乳酸菌乳酸菌38
5、分分38252.71011大肠杆菌大肠杆菌18分分80371.21024根瘤菌根瘤菌110分分13258.2103枯草杆菌枯草杆菌31分分46307.01013光合细菌光合细菌144分分10301.0103酿酒酵母酿酒酵母120分分12304.1103小球藻小球藻7小时小时3.42510.6念珠藻念珠藻*23小时小时1.04252.1硅藻硅藻17小时小时1.4202.64草履虫草履虫10.4小时小时2.3264.92*为念珠蓝菌属为念珠蓝菌属(Nostoc)的旧称，与细菌同属原核生物。的旧称，与细菌同属原核生物。繁殖快繁殖快突变频率一般为突变频率一般为10-510-10，但因繁殖快，数量多，与
6、外，但因繁殖快，数量多，与外界环境直接接触，因而在短时间内可出现大量变异的后代。界环境直接接触，因而在短时间内可出现大量变异的后代。例如，青霉素生产菌例如，青霉素生产菌 Penicillium chrysogenumPenicillium chrysogenum(产黄青霉产黄青霉)的产量的产量19431943年为年为每毫升发酵液中含每毫升发酵液中含2020单位青霉素单位青霉素，经过世界，经过世界各国微生物遗传育种工作者的不懈努力各国微生物遗传育种工作者的不懈努力,使该菌产量变异逐渐使该菌产量变异逐渐积累，加上发酵条件的改进，目前发酵水平每毫升超过积累，加上发酵条件的改进，目前发酵水平每毫升超过
7、5 5万单万单位，甚至接近位，甚至接近1010万单位万单位。微生物的数量性状变异和育种使产。微生物的数量性状变异和育种使产量提高的幅度之大，是动植物育种工作中绝对不可能达到的。量提高的幅度之大，是动植物育种工作中绝对不可能达到的。正因为如此，几乎所有微生物发酵工厂都十分重视正因为如此，几乎所有微生物发酵工厂都十分重视菌种选育菌种选育工作工作。易变异易变异抗热性：抗热性：海洋深处的一些硫细菌可以在海洋深处的一些硫细菌可以在250甚至在甚至在300的高的高温下正常生长；温下正常生长；自然界中细菌生长的最高温度可以达到自然界中细菌生长的最高温度可以达到113；些细菌的芽孢，需加热煮沸；些细菌的芽孢，
8、需加热煮沸8小时才被杀死；小时才被杀死；抗寒性：抗寒性：大多数细菌能耐受大多数细菌能耐受0196的任何低温，甚至在的任何低温，甚至在256下存活；下存活；有些微生物可在有些微生物可在12 30的低温生长；的低温生长；抗酸碱：细菌能耐受并生长的抗酸碱：细菌能耐受并生长的pH范围：范围：pH0.513；耐渗透压：蜜饯、腌制品，饱和盐水（耐渗透压：蜜饯、腌制品，饱和盐水（NaCl,32%)中中都有微生物生长；都有微生物生长；抗压力：有些细菌可在抗压力：有些细菌可在1400个大气压下生长；个大气压下生长；适应强适应强任何有其它生物生存的环境中，都能找到微生物。而任何有其它生物生存的环境中，都能找到微生
9、物。而在其它生物不可能生存的极端环境中也有微生物存在。在其它生物不可能生存的极端环境中也有微生物存在。微生物在长期进化过程中产生了许多灵活的代谢调微生物在长期进化过程中产生了许多灵活的代谢调控机制，并有很多种类的诱导酶，具有极强的适应性控机制，并有很多种类的诱导酶，具有极强的适应性分布广分布广高等生物的分布区域常有明显的地理限制，要扩大分布范围往往高等生物的分布区域常有明显的地理限制，要扩大分布范围往往要靠人类或其它生物的散播。而微生物因其体积小、重量轻，故要靠人类或其它生物的散播。而微生物因其体积小、重量轻，故可以到处传播，地球上除了火山口以外，可以到处传播，地球上除了火山口以外，在人和动植
10、物的体内外、在人和动植物的体内外、土壤、江、河、湖、海、温泉、雪山、岩石、沙漠、空气等中到土壤、江、河、湖、海、温泉、雪山、岩石、沙漠、空气等中到处都有微生物。处都有微生物。万米深海中的硫细菌；万米深海中的硫细菌；几万米高空中的细菌和真菌；几万米高空中的细菌和真菌；地层下地层下128米和米和427米沉积岩中的细菌。米沉积岩中的细菌。种类多种类多我们认识的动物约有150万种，植物约有50万种，微生物约有10万种。由于微生物的发现和研究比动、植物晚得多，加上鉴定种的工作以及划分种的标准较为困难，所以首先着重研究的是与人类关系最密切的那些种。目前比较肯目前比较肯定的微生物种数约为定的微生物种数约为1
11、0万种万种，随着分离、培养方法的改进和研究工作的深入微生物的新种、新属、新科乃至新目、新纲屡见不鲜。即使是发现最早的较大型的微生物真菌，现在还以每年约1,500个新种的速度递增。主要微生物的种数 种种数数低低限限倾向性种数倾向性种数高高限限病毒与立克次氏体病毒与立克次氏体1,2171,2171,217支原体支原体424242细菌与放线菌细菌与放线菌1,0001,5001,500蓝细菌蓝细菌1,2271,5002,500藻类藻类15,05123,10023,100真菌真菌37,17547,30068,939原生动物原生动物24,06824,06830,000总计总计79,78098,727127
12、,298微生物获取营养的方式多种多样，其食谱之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！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、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均可被微生物作为粮食更重要的是在于微生物的生理代谢类型多、代谢产物种类多更重要的是在于微生物的生理代谢类型多、代谢产物种类多!2、微生物学及其分科、微生物学及其分科微生物学（微生物学（microbiology）生物学的一个生物学的一个分支，是研究微生物在一定条件下的形
13、分支，是研究微生物在一定条件下的形态、结构、生理、遗传变异，态、结构、生理、遗传变异，以及微生以及微生物的进化、分类及其与人类、动植物、物的进化、分类及其与人类、动植物、自然界相互关系的一门学科。自然界相互关系的一门学科。微生物学的分科微生物学的分科研究微生物学的基本方法研究微生物学的基本方法（1）显微镜技术）显微镜技术（2）无菌技术）无菌技术（3）纯种分离技术）纯种分离技术（4）纯种培养技术）纯种培养技术3、免疫与免疫学、免疫与免疫学（一）免疫（一）免疫（immune）的概念）的概念1.传统的免疫：机体对病原微生物再感染的抵传统的免疫：机体对病原微生物再感染的抵抗力；抗力；2.现代的免疫：现
14、代的免疫：机体机体免疫系统免疫系统能够识别能够识别“自自己己(self)”和和“非己非己(nonself)”，并发生特异，并发生特异性的性的免疫应答免疫应答排除抗原性异物；或被诱导而处排除抗原性异物；或被诱导而处于对这种于对这种抗原抗原物质呈不活化状态（物质呈不活化状态（免疫耐受免疫耐受），），借此维持机体内环境的稳定。借此维持机体内环境的稳定。免疫的基本功能免疫的基本功能免疫学免疫学(immunology)研究机体免疫系统的组织研究机体免疫系统的组织结构和生理功能的科学。结构和生理功能的科学。如：抗原物质、免疫系统、免疫应答过程及如：抗原物质、免疫系统、免疫应答过程及其调节、免疫疾病发病机制
15、、免疫性疾病其调节、免疫疾病发病机制、免疫性疾病的诊断、预防和治疗、免疫实验技术的诊断、预防和治疗、免疫实验技术（一）微生物的发现（一）微生物的发现v我国在8000多年前的新石器时代早期就出现了 酿酒技术我国商代酿酒技术已有很大的发展，已逐渐从农业中分化出来成为独立的手工业，出现了一些酿酒工场我国古代的各种酒器我国古代的各种酒器4、微生物学与免疫学发展简史、微生物学与免疫学发展简史t4000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；t2500年前发明酿酱、醋，用曲治消化道疾病；年前发明酿酱、醋，用曲治消化道疾病；t公元公元2 2世纪，张仲景：禁食病死兽类的肉和不清
16、洁食世纪，张仲景：禁食病死兽类的肉和不清洁食物；物；t公元六世纪公元六世纪(北魏时期北魏时期)，齐民要术详细地记载了，齐民要术详细地记载了制曲、酿酒、制酱和酿醋等工艺。制曲、酿酒、制酱和酿醋等工艺。t公元前公元前112112年年-212-212年间，华佗：年间，华佗：“割腐肉以防传染割腐肉以防传染”；t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；t公元九世纪到十世纪我国已用细菌浸出法开采铜。公元九世纪到十世纪我国已用细菌浸出法开采铜。t到了到了16世纪，古罗巴医生世纪，古罗巴医生G.Fracastoro才明确提出疾才明确提出疾病是由肉眼看不见的生物病是由肉眼看不见的生物
17、(livingcreatures)引起的引起的1676年，微生物学的年，微生物学的先驱荷兰人安东先驱荷兰人安东列列文虎克（文虎克（Antonyvanleeuwenhoek，16321723）首次观察）首次观察到了细到了细菌。他没有上过大学，菌。他没有上过大学，是一个只会荷兰语的是一个只会荷兰语的小商人，但却在小商人，但却在1680年被选为英国皇家学年被选为英国皇家学会的会员。会的会员。n1674年他开始观察细菌和原生动物年他开始观察细菌和原生动物；n1677年他首次描述了昆虫年他首次描述了昆虫、狗和人的精子、狗和人的精子；n1684年他准确地描述了红细胞；年他准确地描述了红细胞；n1680年被
18、选为英国皇家学会的会员；年被选为英国皇家学会的会员；n1702年他指出在所有露天积水中都可以找到微生物。年他指出在所有露天积水中都可以找到微生物。他一生磨制了他一生磨制了400多个透镜多个透镜。他的遗物中有一。他的遗物中有一架简单的透镜，其放大率竟达架简单的透镜，其放大率竟达270倍倍!（二）微生物学的奠基（二）微生物学的奠基法国人巴斯德（Louis Pasteur）（18221895）德国人柯赫（德国人柯赫（RobertKoch）（18431910）1.巴斯德巴斯德(1)证实发酵由微生物引起；证实发酵由微生物引起；(2)否定了否定了“自然发生自然发生”学说；学说；(3)免疫学免疫学预防接种预
19、防接种首次研制成炭疽热疫苗、禽霍乱疫苗首次研制成炭疽热疫苗、禽霍乱疫苗、狂犬疫苗、狂犬疫苗(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，杀死有害微生物作短时间加热处理，杀死有害微生物曲颈瓶试验曲颈瓶试验2.柯赫柯赫u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u配制培养基技术配制培养基技术u染色观察和显微摄影染色观察和显微摄影u流动蒸汽灭菌流动蒸汽灭菌（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：发现了许
20、多病原菌，如炭疽杆菌、结核杆菌、发现了许多病原菌，如炭疽杆菌、结核杆菌、霍乱弧菌等霍乱弧菌等；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著名的柯赫原则柯赫原则1、在每一相同病例中都出现这种微生物；在每一相同病例中都出现这种微生物；2、要从寄主分离出这样的微生物并在培养基中培养出来；、要从寄主分离出这样的微生物并在培养基中培养出来；3、用这种微生物的纯培养接种健康而敏感的寄主，同样的疾病会、用这种微生物的纯培养接种健康而敏感的寄主，同样的疾病会重复发生；重复发生；4、从试验发病的寄主中能再度分离培养出这种微生物来、从试验发病的寄主中能再度分离培
21、养出这种微生物来。（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1935 Stanley TMV1935 Stanley TMV结晶结晶1944Avery证实转化过程中证实转化过程中DNA是遗传信息的载体；是遗传信息的载体；1953Watson和和Crick提出提出DNA双螺旋结构；双螺旋结构；1952-1961 Monod&Jacob 操纵子学说；操纵子学说；1891VonBehring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；1892Ivanovsky首次发现了烟草花叶病毒（首次发现了烟草花叶病毒（TMV）；1928Griffith发现细菌转化发现细菌转
22、化DNA是遗传的物质基础是遗传的物质基础；1929Fleming发现青霉素；发现青霉素；19701972 Arber、Smith和和Nathans 发现并提纯了发现并提纯了 DNA 限制性内切酶限制性内切酶1977Woese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；19821983Prusiner发现朊病毒发现朊病毒(prion)；19831984Mullis建立建立PCR技术；技术；1995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
23、基因组序列测全基因组序列测定完成；定完成；1996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；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；v微生物基因组学研究将全面展开微生物基因组学研究将全面展开v以了解微生物之间、微与其他生物、微与环境的相互以了解微生物之间、微与其他生物、微与环境的相互作用为内容的微生物生态学、环境微生物学、细胞微生作用为内容的微生物生态学、环境微生物学、细胞微生物学等将在基因组信息的基础上获得长足发展。物学等将在基因组信息的基础上获得长足发展。v微生物生命现象的特性和共性将更加受到重视微生物生命现
24、象的特性和共性将更加受到重视v微生物产业将呈现全新的局面微生物产业将呈现全新的局面v微生物与其他学科实现更广泛的交叉，获得新的发展微生物与其他学科实现更广泛的交叉，获得新的发展5、微生物学发展趋势、微生物学发展趋势微生物学在生命科学发展中的重要地位微生物学在生命科学发展中的重要地位1生物学基本理论研究中的理想实验对象生物学基本理论研究中的理想实验对象l l生生物物学学上上的的许许多多重重大大争争论论问问题题产产生生结结论论（基基因因和和酶酶关关系系的的阐阐明；遗传的物质基础的阐明）明；遗传的物质基础的阐明）l l是分子生物学的来源之一是分子生物学的来源之一l l使经典遗传学发展为分子遗传学使经
25、典遗传学发展为分子遗传学2对生命科学研究技术的贡献对生命科学研究技术的贡献细胞的人工培养；突变体筛选；细胞的人工培养；突变体筛选；DNA重组技术和遗传工程；重组技术和遗传工程；3微生物与微生物与“人类基因组计划人类基因组计划”作为模式生物；基因与基因组的功能研究的重要工具作为模式生物；基因与基因组的功能研究的重要工具6、微生物学与免疫学在药学中的应用、微生物学与免疫学在药学中的应用微生物制药微生物制药药品卫生质量的控制药品卫生质量的控制药品的检测药品的检测药品作用机制的研究药品作用机制的研究思思考考题题 1.1.用具体事例说明人类与微生物的关系。用具体事例说明人类与微生物的关系。2.2.简述微生物学在生命科学发展中的地位，并描绘其简述微生物学在生命科学发展中的地位，并描绘其前景。前景。3.为什么说巴斯德和柯赫是微生物学的奠基人为什么说巴斯德和柯赫是微生物学的奠基人?谢谢观看/欢迎下载BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES.BY FAITH I BY FAITH