奇妙的微生物世界ppt课件.ppt

奇妙的微生物世界,微生物,指个体难以用肉眼观察的一切微小生物之统称。微生物包括细菌、病毒、真菌、和少数藻类等，它个体微小、种类繁多、与人类关系密切。必须借助光学显微镜或电子显微镜进行观察。,微生物的发现,17世纪后叶，荷兰人列文虎克利用自制放大200300倍的显微镜，观察了一位从未刷过牙的老人的牙垢，从老人的牙垢中看到了细菌，他把看到的细菌绘制成图，寄给英国的皇家学会，发表在会刊上，从此世人知道了细菌的存在，当时人们认为细菌是自然发生的。,微生物的发现,19世纪60年代，法国微生物学家巴斯德进行了著名的鹅颈烧瓶实验。鹅颈瓶实验是假设微生物的移动需要依靠菌毛、鞭毛，并且需要在有液体介质的情况下才能正常移动。他把肉汤灌进两个烧瓶里，第一个烧瓶就是普通的烧瓶，瓶口竖直朝上;而第二个烧瓶，瓶颈弯曲成天鹅颈一样的曲颈瓶。然后把肉汤煮沸、冷却。两个瓶子都没有用塞子塞住瓶口，而是敞开着，外界的空气可以畅通无阻地与肉汤表面接触。他将两个烧瓶放置一边。过了三天，第一个烧瓶里就出现了微生物，第二个烧瓶里却没有。他把第二个瓶子继续放下去:一个月、两个月，一年、两年直至四年后，曲颈颈瓶里的肉汤仍然清澈透明，没有变质和产生微生物。,微生物的发现,鹅颈瓶实验示意图,微生物的发现,这是为什么呢? 巴斯德解释说，因为第一个烧瓶是顶端开口，悬浮在空气中的尘埃和微生物可以落入瓶颈直达液体，微生物在肉汤里得到充足的营养而生长繁殖，于是引起了肉汤的变质。第二个瓶颈虽然也与空气相通，但瓶颈拉长弯曲，空气中的微生物仅仅落在弯曲的瓶颈上，而不会落入肉汤中生长。,微生物的发现,巴斯德用鹅颈瓶实验指出，细菌是由空气中已有细菌产生的，而不是自行产生，并发明了“巴氏消毒法”，被后人誉为“微生物之父”。,微生物的形态-细菌,细菌可根据形状分为三类，即：球菌、杆菌和螺旋菌（包括弧菌、螺菌、螺杆菌）,在自然界中存在的细菌中，以杆菌最常见，球菌次之，而螺旋状的最少。,微生物的形态-细菌,微生物的形态-细菌,糖被 许多细菌的最外表复盖着一层多糖类物质，边界明显的称为荚膜（capsule），如肺炎球菌，边界不明显的称为粘液层（slime layer），如葡萄球菌。糖被对细菌的生存具有重要意义，细菌可利用糖被抵御不良环境。,微生物的形态-细菌,菌毛 1、普通菌毛 可增加细菌吸附于其他细胞或物体的能力。例如肠道菌的I型菌毛，它能牢固的吸附在动植物、真菌以及多种其他细胞上，菌毛的这种吸附性可能对细菌在自然环境中的生活有着某种意义。 2.性菌毛 性菌毛是细菌传递游离基因的器官，作为细菌接合时遗传物质的通道。细菌的毒性及耐药性等性状可通过此方式传递，这是某些肠道杆菌容易产生耐药性的原因之一。,微生物的形态-细菌,鞭毛 鞭毛是某些细菌的运动器官，由一种称为鞭毛蛋白（flagellin）的弹性蛋白构成，结构上不同于真核生物的鞭毛。细菌可以依靠鞭毛在液体中泳动并可通过调整鞭毛旋转的方向（顺和逆时针）来改变运动状态。,微生物的形态-细菌,芽孢 某些细菌（芽孢杆菌，梭状芽孢杆菌，少数球菌等）在其生长发育后期，在细胞内形成的一个圆形或椭圆形，厚壁，含水量低，抗逆性强的休眠体构造，称为芽孢。芽孢是整个生物界中抗逆性最强的生命体，在抗热，抗化学药物和抗辐射等方面，十分突出，而且芽胞的休眠能力更为突出，在常规条件下，一般可以保持几年至几十年而不死。,微生物的形态-霉菌,霉菌是丝状真菌的俗称，意即发霉的真菌，它们往往能形成分枝繁茂的菌丝体，但又不象蘑菇那样产生大型的子实体。在潮湿温暖的地方，很多物品上长出一些。肉眼可见的绒毛状、絮状或蛛网状的菌落，那就是霉菌。,微生物的形态-霉菌,霉菌的形态结构：,微生物的形态-霉菌,菌丝 构成霉菌营养体的基本单位是菌丝，霉菌生长时，部分菌丝深入基质吸收养料，称为基质菌丝或营养菌丝;向空中伸展的称气生菌丝，可进一步发育为繁殖菌丝，产生孢子。为适应不同的环境条件和更有效地摄取营养满足生长发育的需要，许多霉菌的菌丝可以分化成一些特殊的形态和组织，这种特化的形态称为菌丝变态。如：吸器、假根、菌网和菌环、菌核（药用的茯苓、麦角都是菌核）。,微生物的形态-霉菌,孢子 霉菌的孢子具有小、轻、干、多，以及形态色泽各异、休眠期长和抗逆性强等特点，每个个体所产生的孢子数，经常是成千上万的，有时竟达几百亿、几千亿甚至更多。这些特点有助于霉菌在自然界中随处散播和繁殖。,微生物的形态-酵母菌,酵母菌 一般泛指能发酵糖类的各种单细胞真菌。多数酵母可以分离于富含糖类的环境中，比如一些水果（葡萄、苹果、桃等）或者植物分泌物。酵母菌与人类关系密切，可认为它是人类的“第一种家养微生物”，千百年来，人类几乎天天离不开酵母菌，如酒类的生产、面包的制作，石油及油品的脱蜡等。只有少数酵母菌才能引起人或动物的疾病，如白色念珠菌。,微生物的形态-酵母菌,微生物的形态-酵母菌,酵母菌细胞的形态通常有球形、卵圆形、腊肠形、椭圆形、柠檬形或藕节形等。比细菌的单细胞个体要大得多，一般为15微米或520微米。酵母菌无鞭毛，不能游动。,微生物的形态-酵母菌,酵母菌繁殖方式多样，包括有性繁殖、无性繁殖，一般把只进行无性繁殖的酵母菌称为“假酵母”或“拟酵母”，而把具有有性生殖的酵母菌称为“真酵母”。,微生物的特点,1、体积小，比表面积大 一个体积恒定的物体，被切割的越小，其相对表面积越大。微生物体积很小，如一个典型的球菌，其体积约1mm，可是其表面积却很大。这个特征也是赋予微生物其他如代谢快等特性的基础。,微生物的特点,2、吸收多，转化快 有资料表明，大肠埃希菌在1h内可分解其自重100010000倍的乳糖。这个特性为微生物的高速生长繁殖和合成大量代谢产物提供了充分的物质基础,从而使微生物能在自然界和人类实践中更好地发挥其超小型“活的化工厂”的作用。,微生物的特点,3、生长旺，繁殖快 微生物具有极高的生长和繁殖速度。大肠埃希菌在合适的生长条件下，细胞分裂1次仅需12.5 20 min，1个细菌24小时可产生272个后代，总重4722吨。事实上，由于营养、空间和代谢产物等条件的限制，液体培养中，细菌的浓度一般仅达到108109个/ml左右。,微生物的特点,问题：大肠埃希菌在合适的生长条件下，细胞分裂1次仅需20 min，假设手上有10个大肠埃希菌，4小时后，手上有多少个大肠埃希菌？,10212=40960个,微生物的特点,4、适应强、易变异 微生物对环境条件尤其是“极端环境”例如高温、高酸、高盐、高辐射、高碱、高毒、低温等有惊人的适应力。 微生物变异频率很低，一般为（10-5 10-10），但因其繁殖快，数量多，也可在短时间内产生出大量变异的后代。有害的变异如耐药性是人类各项事业中的大敌。,微生物的特点,5、分布广，种类多 据估计，微生物约有50万至600万种，微生物因其体积小、重量轻和数量多等原因，可以到处传播以致达到“无孔不入”的地步，只要条件合适，它们就可“随遇而安”。 由于土壤具备了各种微生物生长发育所需要的条件，所以成了微生物生活的良好环境，土壤是微生物的“天然培养基”。土壤中所含的微生物数量很大，尤以细菌居多。据估计，在每克耕作层土壤中，各种微生物含量之比大体有一个10倍系列的递减规律:细菌( 108)放线菌( 107,孢子)霉菌(106,孢子)酵母菌( 105)藻类( 104)原生动物( 103),微生物的特点,空气中并不含微生物生长繁殖所必需的营养物、充足的水分和其他条件，相反,日光中的紫外线还有强烈的杀菌作用，因此，它不宜于微生物的生存。然而，空气中还是含有一定数量来自土壤、生物和水体等的微生物，它是以尘埃、微粒等方式由气流带来的。因此,凡含尘埃越多或越贴近地面的空气，其中的微生物含量就越高。在医院及公共场所的空气中，病原菌特别是耐药菌的种类多、数量大，对免疫力低下的人群十分有害。 空气中微生物以气溶胶的形式存在，它是动植物病害的传播，发酵工业中的污染以及工农业产品的霉腐等的重要根源。,在微生物的生长繁殖过程中，环境的变化会对其产生很大的影响。影响微生物生长的主要因素有营养物质、水、温度、 pH 和氧等。,微生物的生长,营养物质对微生物生长的影响,微生物在新陈代谢活动中,必须吸收充足的碳源、氮源以及钙,镁,钾,铁等无机盐和一些必须的生长辅助因子,才能正常地生长发育。,微生物的生长,水对微生物生长的影响,水是机体中的重要组成成分，它是一种起着溶剂和运输介质作用的物质，参与机体内的整个化学反应，并在维持蛋白质等大分子物质的稳定的天然状态上起着重要作用。,微生物的生长,温度对微生物生长的影响,温度对微生物生长的影响具体表现在：,微生物的生长,H对微生物生长的影响,H对微生物生长的影响具体表现在：,微生物的生长,氧对微生物生长的影响,需氧菌需要有足够的氧气才能生长，厌氧菌在无氧的情况下才能生长，而兼性厌氧菌在有氧无氧条件下均能生长，但其有氧发酵和无氧发酵的代谢产物不同。,微生物的生长,微生物的生长,微生物的控制,灭菌：彻底杀灭（一切微生物） 杀灭法 消毒：部分杀灭（仅杀灭病原菌）控制微生物 的措施 防腐：抑制霉腐微生物 抑制法 化疗：抑制寄主体内的病原菌,微生物的控制,抑制、消毒和灭菌,抑制是在某因子作用下导致微生物生长停止，但在移去这种因子后生长仍可以恢复的生物学现象。,灭菌是指利用某种方法杀死物体中包括芽孢在内的所有微生物的一种措施。灭菌后的物体不再有可存活的微生物。,消毒是利用某种方法杀死或灭活物质或物体中所有病原微生物的一种措施。一般消毒剂在常用浓度下只能杀死微生物的营养体，对芽孢则无杀灭作用。,微生物的控制,控制微生物的化学物质-抗微生物剂,抗微生物剂是一类能够杀死微生物或抑制微生物生长的化学物质，包括：,微生物的控制,抗微生物剂-醇类,醇类是脱水剂、蛋白质变性剂，也是脂溶剂，可使蛋白质脱水、变性，损害细胞而具杀菌能力。醇类物质，随着分子量的增大，杀菌力增强。例如戊醇丁醇丙醇乙醇甲醇。那些高级醇虽杀菌力强于乙醇，由于丙醇以上的醇不易与水相混，故一般不用作消毒剂。,70%75的乙醇杀菌效果最好，常用于皮肤及器械的消毒。,微生物的控制,抗微生物剂-醛类,醛类的作用主要是使蛋白质烷基化，改变酶或蛋白质的活性，使微生物的生长受到抑制或死亡。常用的醛类是甲醛，3740甲醛溶液称福尔马林，因有刺激性和腐蚀性，不宜在人体使用，常以2甲醛溶液浸泡器械，10甲醛溶液进行熏蒸以消毒厂房、无菌室或者传染病患者的家具、房屋等。,微生物的控制,抗微生物剂-酚类,低浓度的酚可破坏细胞膜组分，高浓度的酚可凝固菌体蛋白。酚还能破坏结合在膜上的氧化酶与脱氢酶，引起细胞的迅速死亡。 石炭酸 0.5可消毒皮肤，25可消毒痰、粪便与器皿，5可喷雾消毒空气。甲酚是酚的衍生物，杀菌效果比苯酚强几倍，但在水中的溶解度较低，可在皂液或碱性溶液中形成乳浊液。市售的消毒剂来苏尔就是甲酚与肥皂的混合液，常用35的溶液消毒皮肤、桌面及用具。,微生物的控制,抗微生物剂-表面活性剂,表面活性剂主要是破坏菌体细胞膜的结构，造成胞内物质泄漏、蛋白质变性、菌体死亡。,微生物的控制,抗微生物剂-染料,一些碱性染料的阳离子可与菌体的羧基或磷酸基作用，形成弱电离的化合物，妨碍菌体的正常代谢，抑制生长。例如：结晶紫。,微生物的控制,抗微生物剂-氧化剂类,氧化剂作用于蛋白质的巯基，使蛋白质和酶失活，强氧化剂还可破坏蛋白质的氨基和酚羟基。常用的氧化剂有卤素（碘酒、氯气等）、过氧化氢、高锰酸钾。,微生物的控制,抗微生物剂-重金属,高浓度的重金属及其化合物都是有效的杀菌剂或防腐剂，其作用最强的是Hg、Ag和Cu。,微生物的控制,抗微生物剂-酸碱类,强酸与强碱具有杀菌力。无机酸如硫酸、盐酸等杀菌力虽强，但腐蚀性大，实际上不宜作消毒剂。某些有机酸如苯甲酸可用作防腐剂。酸菜、饲料青贮则是利用乳酸菌发酵产生的乳酸抑制腐败性微生物的生长，使之得以久贮存。强碱可用作杀菌剂，但由于它们的毒性大，其用途局限于对排泄物及仓库、棚舍等环境的消毒。,微生物的控制,控制微生物的物理因素,控制微生物的物理因素：,微生物的控制,控制微生物的物理因素-高温灭菌,火焰灼烧法（焚烧灭菌法） 干热灭菌法 烘箱内热空气灭菌法 高温灭菌 巴氏消毒法 常压下 煮沸消毒法 湿热灭菌法 间歇灭菌法 常规加压灭菌法 加压下 连续加压灭菌法,湿热灭菌效果比干热灭菌效果好,微生物的控制,高温灭菌-干热灭菌法,焚烧灭菌法（火焰灼烧法） 此法灭菌彻底，迅速简便，但使用范围有限。常用于接种工具、污染物品以及实验动物尸体等废弃物的处理。烘烤灭菌法 主要在干燥箱中利用热空气进行灭菌。通常171 需要处理1h ， 160 需处理2h ， 121 需处理16h可达到灭菌的目的。如果被处理物传热性差、体积较大或堆积过挤时，需适当延长时间。此法只适用于玻璃器皿、金属用具等耐热物品的灭菌。其优点是可保持物品干燥。,微生物的控制,高温灭菌-巴氏消毒法,巴氏消毒法是食品（牛奶）酿造（啤酒）工业中常用的方法。采用较低温度(一般在6082)，在规定的时间内，对食品进行加热处理，达到杀死微生物营养体的目的，是一种既能达到消毒目的又不损害食品品质的方法。由法国微生物学家巴斯德发明得名。巴氏杀菌热处理程度比较低，一般在低于水沸点温度下进行加热，加热的介质为热水。低温维持法：6330min高温瞬时法：7215s,微生物的控制,高温灭菌-煮沸灭菌法,即将待消毒物品如注射器、金属用具、解剖用具等在水中煮沸 15min 或更长时间，以杀死细菌或其他微生物的营养体和少部分的芽孢或孢子。如果在水中适当加 1 碳酸钠或 2 一 5 的石炭酸则杀菌效果更好。,微生物的控制,高温灭菌-间歇灭菌法,对于某些培养基，由于高压蒸汽灭菌会破坏某些营养成分，可用间隙灭菌法灭菌，即流通蒸汽 ( 或蒸煮 ) 反复灭菌几次，例如第一次蒸煮后杀死微生物营养体，冷却，培养过夜，孢子萌发，又第二次蒸煮，杀死营养体。这样反复 2 3 次就可以完全杀死营养体和芽孢，也可保持某些营养物质不被破坏。,微生物的控制,高温灭菌-高压蒸汽灭菌,高压蒸汽灭菌是利用加热产生蒸气，随着蒸气压力不断增加，温度随之升高，通常在1.05kg/cm2的压力下（此时温度121）处理1530min，可杀灭包括芽胞在内的所有微生物。,微生物的控制,控制微生物的物理因素-低温抑菌,低温的作用主要是抑菌。它可使微生物的代谢活力降低，生长繁殖停滞，但仍能保持活性。低温法常用于保藏食品和菌种。包括冷藏法和冷冻法,微生物的控制,控制微生物的物理因素-辐射作用,辐射灭菌 是利用电磁辐射产生的电磁波杀死大多数物质上的微生物的一种有效方法。用于灭菌的电磁波有微波、紫外线 (UV) 、 X 射线和 y 射线等，它们都能通过特定的方式控制微生物生长或杀死它们。波长265266nm的紫外线杀菌力最强。,紫外辐射对微生物有明显的致死作用，是强杀菌剂。由于紫外线穿透能力差，不易透过不透明的物质，故紫外杀菌灯只适用于空气及物体表面消 毒。另外经紫外辐射处理后，受损伤的微生物细胞若再暴露于可见光中，一部分可恢复正常，称光复活现象。同时紫外线也是一种诱变剂，被广泛用于基因工程的诱变育种。,微生物的控制,控制微生物的物理因素-过滤除菌,过滤除菌是将液体通过某种多孔的材料，使微生物与液体分离，现今大多用膜滤器除菌。此法可用于对热敏感液体的灭菌，如含有酶或维生素的溶液、血清等，还可用于啤酒生产代替巴氏消毒法。,微生物的控制,控制微生物的物理因素-干燥和高渗作用,水是微生物细胞的重要成分，占生活细胞的 90 以上，它参与细胞内的各种生理活动，因此说没有水就没有生命。干燥或提高溶液渗透压可降低微生物可利用水的量或活度，就可以抑制微生物生长，防止食品、衣物等物质的腐败与霉变。,微生物的控制,控制微生物的物理因素-超声波,超声波(频率在20000Hz以上)具有强烈的生物学作用。其作用是使细胞破裂，内含物外溢，从而实现杀灭微生物的目的。目前超声波处理技术广泛用于实验室研究中的破碎细胞和灭菌。,微生物的控制,问题：为什么先洗手，再消毒？ 因为经过清洗后污浊消失，进行消毒效果明显。另外，清洁剂与消毒剂混淆使用的话，两者的效果就会减弱。因此清洗与消毒之间，要进行充分的清洗，清洗干净后再消毒，特别是带油污的，如果油污去除不干净的话，油污就会作为一层保护膜，保护细菌而影响消毒的效果。,微生物的控制,