兽医微生物课件

第一章绪论一、微生物与微生物学1.微生物的特点1）定义：存在于自然界中的一群形体微小，结构简单，繁殖快，分布广，易于分离培养，肉眼看不见的最微小生物，统称为微生物。

微生物种类繁多，至少有十万种以上。

2）分类：按其结构、化学组成及生活习性等差异可分成三大类。

一、真核细胞型微生物细胞核的分化程度较高，有核膜、核仁和染色体；胞质内有完整的细胞器（如内质网、核糖体及线粒体等）。

其菌属于此类型微生物。

二、原核细胞型微生物细胞核分化程度低，仅有原始核质，没有核膜与核仁；细胞器不很完善。

这类微生物种类众多，有细菌、螺旋体、支原体、立克次体、衣原体和放线菌。

三、非细胞型微生物没有典型的细胞结构，亦无产生能量的酶系统，只能在活细胞内生长繁殖。

病毒属于此类型微生物。

3）特点：其特点可概括为①体积小、面积大。

（这是它与其他生物相区别的关键。

大多数微生物以微米(μm)或纳米(nm)来量度其大小。

如杆状细菌平均大小为0.5×2.0μm，仅重1×10^-9～1×10^-10mg，口蹄疫颗粒病毒的直径只有10nm。

迄今所知的类病毒平均长度约50nm，是含有240～380个核苷酸单位的RNA生物大分子，其分子量为0.5～1.2×10^5。

１ｍｌ液体培养基中细菌细胞数可达10^8 ～10^9个，1克土壤中栖居几千至数千万个微生物。

因此研究它们时需借助显微镜将其放大数百乃至数十万倍方能辩认。

采用特殊的培养方法才能发现它们。

）把一定体积的物体分割得越小，它们的总表面积就越大，物体的表面积和体积之比称为比表面积。

一个典型的球菌，其体积仅1um3左右，可是其比面值却极大。

如果把人的比表面积值定为1，则大肠杆菌（E.coli）的比表面积可高达30万！一个如此突出的小体积特大表面积的系统，正是微生物与一切大型生物相区别的关键所在。

了解了这点，我们就比较容易理解微生物的许多特性了。

②代谢能力强，代谢类型多代谢能力强微生物大的表面积必然具有强的接受环境信息、物质和能量交换的能力，代谢能力强，具有很强的合成与分解能力。

例如：大肠杆菌每小时可分解自重1000～10000倍的乳糖；乳酸细菌每小时可产生自重1000倍的乳酸；产朊假丝酵母(Candida utilis)合成蛋白质的能力是大豆的100倍，是肉用公牛的10万倍。

微生物高效率的吸收转化能力具有极大的应用价值。

代谢类型多微生物代谢类型之多是动植物所不及的。

它们几乎能分解地球上的一切有机物，也能合成各种有机物。

微生物的代谢产物极多，仅抗生素已发现9000多种。

微生物有多种产能方式，有的利用分解有机物放出的能量；有的从无机物的氧化中获得能量；有的能利用光能，进行光合作用。

有的能进行有氧呼吸；有的能进行无氧呼吸。

有的能固定分子态氮；有的能利用复杂有机氮化物。

③生长繁殖快，容易培养生长繁殖快微生物的繁殖速度是动植物无法比拟的。

例如：大肠杆菌的细胞在合适的生长条件下，每分裂1次的时间是12～20分钟，如按每20分钟分裂1次计，则每小时可分裂3次，每昼夜可分裂72次，后代数为：4 722 366 500万亿个（重约4722t），48小时为22×1046个（约等于4000个地球重）。

但是当菌数增加，营养消耗，代谢积累，就会限制生长速度。

微生物的快速繁殖能力应用在工业发酵上可以大大提高生产率，运用于科学研究中可以大大缩短科研周期。

当然，必须防止病原微生物和腐败微生物的危害。

④易变异，适应强。

易变异微生物惊人的繁殖速度决定可在短时间内出现大量变异后代，（它涉及诸如形态结构、代谢途径、生理类型、各种抗性及代谢产物的变异等。

易变异性对人类有利的方面，可从不良菌种诱变为优良菌种，大大提高质量、数量；例如，青霉素生产菌产黄青霉(Penicillium chrysogenum)1943年每毫升发酵液只含约20单位的青霉素。

经过多年的选育，变异逐渐积累，该菌目前每毫升发酵液青霉素含量已接近10万单位。

例如再有弱毒活疫苗的制备不利的方面，使优良菌种退化成劣质菌株，或者突变一个人类不能对付的菌株而遭灾例如：致病菌对青霉素等抗生素的抗药性，传统疫苗近年来保护力下降等，还有禽流感的频繁暴发。

适应强在长期的生物进化过程中，为适应多变的环境，微生物产生了灵活的代谢调控机制，可产生多种诱导酶，从而使之具有强的抗逆性(表1-2)如抗热、抗寒、抗干燥、抗酸、抗缺氧、抗压、抗辐射以及抗毒能力。

有些甚至可以在许多生物无法生活的极端环境中生长，繁衍后代。

例如太平洋深海沟350℃生活的嗜热菌；南极－18℃生长的嗜冷菌；氧化硫硫杆菌是耐酸菌的典型，它的一些菌株能生长在pH0.5的H2SO4中；有些耐碱的微生物如脱氮硫杆菌的生长最高pH值为10.7，有些青霉和曲霉也能在pH9～11的碱性条件下生长，还有在32%的NaCl溶液中生活的嗜盐菌等）。

⑤种类多，分布广。

据统计，目前已发现的微生物有约15万种，但估计已发现的微生物种类至多也不超过自然界中微生物总数的10％。

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，甚至新目、新纲不断发现。

微生物在自然界中的分布极为广泛，空气、土壤、江河、湖泊、海洋等都有数量不等、种类不一的微生物存在。

在人类、动物和植物的体表及其与外界相通的腔道中也有多种微生物存在。

（它几乎可以分解所有的天然有机物，包括石油，天然气，纤维素，木质素等，此外还可降解氰、酚、多氯联苯等多种有毒物。

碳、氮源利用和能源形式多样，它既能利用有机碳化物又可利用CO２；既有利用有机无机氮的也有利用分子氮的；有行光合作用的，也有化能合成作用的。

总之动、植物不能利用的物质它可以利用，动、植物不能生存的环境中能找到微生物的踪迹。

）2.微生物学●微生物学(Microbiology)是生物学的一个分支，是研究微生物的进化、分类，在一定条件下的形态、结构、生命活动规律及其与人类、运动、植物、自然界相互关系等问题的科学。

●微生物学的重要性在于：既是应用学科，又是基础学科。

●微生物学经历了一个多世纪的发展，已分化出大量的分支学科，据不完全统计（1990年），已达181门之多。

●微生物学的根本任务就是发掘、利用和改善有益微生物，控制、消灭或改造有害微生物造福人类。

二、微生物与人类社会的关系微生物在自然界中的分布极为广泛，空气、土壤江河、湖泊、海洋等都有数量不等、种类不一的微生物存在。

在人类、动物和植物的体表及其与外界相通的腔道中也有多种微生物存在。

绝大多数微生物对人类和动、植物的生存是有益而必需的。

⒈自然界中氮、碳、硫等多种元素循环靠微生物代谢活动来进行。

例如空气中的大量氮气只有依靠微生物的作用才能被植物吸收，土壤中的微生物能将动、植物蛋白质转化为无机含氮化合物，以供植物生长的需要，而植物又为人类和动物所利用。

因此，没有微生物，植物就不能新陈代谢，而人类和动物也将无法生存。

⒉在农业方面，人类广泛利用一些微生物的特性，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。

⒊在工业方面，微生物在食品、制革纺织、石油、化工等领域的应用越来越广泛。

尤其在医药工业方面，几乎所有抗生素都是微生物的代谢产物，另外还可利用微生物来制造一些维生素、辅酶等药物。

即使是许多寄生在人类和动物腔道中的微生物，在正常情况下也是无害的，而且有的还具有拮抗外来菌的侵袭和定居，以及提供人类必需的营养物质（如多种维生素和氨基酸等）的作用。

⒋有一小部分微生物能引起人类或动、植物的病害这些具有致病性的微生物称为病原微生物。

有些微生物在正常情况下不致病，而在特定条件下可引起疾病称条件性病原微生物。

参考资料如下：（1.生产实践方面在人类未发现微生物之前，约距8000年前至公元1675年，这一漫长的历史时期中，世界各国人民凭借自已的经验，在实践中利用有益微生物和防治有害微生物并积累了丰富的实用知识。

特别是我国人民对微生物的应用作出了突出的贡献。

考古发现早在4000多年前的“龙山文化”时期已有尊、(hè jiǎ)等酒器，表明当时酿酒业已比较发达(图1-1)。

图1-1“龙山文化”时期的酒器当时就采用了相当于近代的微生物接种技术，古人经过精心选择与独特培制的各种曲种为后人留下了丰富的菌种库，1892年法国人A·Calmette从中国小曲中分离到一株糖化力很强的毛霉，用于淀粉质原料，糖化生产酒精，成为酒精发酵技术。

酿制食醋的历史可以说和酿酒是同时期开始的，因为酒在空气中容易被醋酸杆菌氧化成醋。

我国的酿造业远在周朝(公元前11世纪～256年)就十分发达。

当时已经知道使用醋酸菌的酶液把酒精氧化为醋酸。

还提出酿制酱油需“黄衣”(即现今接种黄曲霉)。

2.疾病预防方面对防治疾病，春秋时代的名医扁鹊主张“防重于治”。

《左传》中记有用酿酒微生物治疗腹泻的方法。

公元前556年已知道狂犬病来源于疯狗，重视驱逐疯狗预防狂犬病。

汉朝(公元前206年～公元220年)进一步记述了狂犬病的主要特征与发病季节。

公元3世纪便有“取脑(疯狗脑)傅之”的描述，与现代防治狂犬病的免疫学方法相似。

早在公元326 ～336年葛洪《肘后方》中除详细记叙了有关天花的症状外，还注意到了天花的流行方式。

《医宗金鉴》中记载有种痘预防天花，宋真宗时代(公元998～1022年)已广泛应用。

当时是用天花病人身上的痘痂，接种在儿童的鼻孔中预防天花。

明代(1628年)已有《治痘十全》专著。

此法以后由亚洲传至欧洲及美洲各国。

这是我国古代人民对世界医学的重要贡献，已成为现代免疫学的起源。

）三、微生物学发展简史-经验微生物学时期：古代人类对微生物的利用实验微生物学时期：形态学时期生理学时期现代微生物学时期（一）微生物学经验时期古代人民应用微生物于生活、生产实践中，虽然历史悠久，但是由于没有科学研究的物质与技术条件，因此不能更早地发现微生物。

微生物存在于自然界中的一群形体微小，结构简，古代人类虽未观察到微生物，但早已将微生物学知识用于工农业生产和疾病防治中。

公元前二千多年的夏禹时代就有仪狄酿酒的记载。

北魏（公元３８６－５３４年）《齐民要术》一书中详细记载了制醋的方法。

长期以来民间常用的盐腌、糖渍、烟熏、风干等保存食物的方法，实际上正是通过抑制微生物的生长而防止食物的腐烂变质。

关于传染病的发生与流行，在11世纪初时，我国北宋末年刘真人就提出肺痨由虫引起。

意大利Fracastoro(1483～1553)认为传染病的传播有直接、间接和通过空气等几种途径。

奥地利Plenciz(1705～1786)认为传染病的病;因是活的物体每种传染病由独特的活物体所引起。

18世纪清乾隆年间，我国师道南在《天愚集》鼠死行篇中生动地描述了当时鼠疫流行的凄惨景况，并正确地指出了鼠疫与鼠的关系。