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1,医学微生物学Medical Microbiology,2,一、微生物(microorganism)的概念及种类,自然界的一大群体形微小、结构简单、 肉眼直接看不见,必须借助光学显微镜或电子显微镜放大数百倍、数千倍,甚至数万倍才能观察到的微小生物。,微生物的特点: 1.个体微小,但具有一定的形态、结构和功能。 2.种类多,数量大,在自然界中分布广泛。 3.适宜环境中繁殖迅速,易变异。,3,微生物的特点 体积微小 结构简单 繁殖迅速 容易变异 分布广泛 种类繁多 数量巨大,4,体积微小: 以微米(m)或纳米(nm)来衡量,5,结构简单 由单细胞、简单多细胞或 非细胞生命物质所构成,6,培养4-5天所形成的大肠杆菌的重量将和地球相仿,繁殖迅速:在生物界以微生物繁殖最快,细菌仅需20分钟即可分裂繁殖一次,数量多:每克泥土中微生物可达数亿至数十亿个,人的肠道内正常菌群含100 400种微生物,数量达100万亿个之多,7,容易变异 微生物的形态结构,营养代谢,抗原性,耐药性及对外界环境的抵抗力等,均可发生变异,变异率10-5-10-10 。 微生物与外界环境直接紧密接触,易受环境因素的影响,发生突变获得很强的外环境适应力。,起源早:地球形成于46亿年前,微生物产生于35亿年前,人类的形成仅在300万年前。,8,分布广泛,在地球上地壳内、大气层、水和动植物内,微生物无处不在 人体的皮肤、口腔、肠胃道等都有许多微生物 85公里的高空、11公里深的海底、2000米深的地层有微生物 近100的温泉、零下250的环境有微生物 在地球上几乎无处不在,无孔不入 同学们要牢固地树立无菌的观念,9,种类繁多 生物分为原核生物界(细菌) 原生生物界(藻类, 原生动物)、 真菌界(酵母、霉菌) 植物界、动物界和病毒界,微生物至少有10万多种,在六界中占有三界, 显示了微生物在自然界的重要地位,10,二微生物的种类和分布,种类(3种) 微生物种类繁多,根据其结构、化学组成等差异,可分为三种类型 1.非细胞型微生物:没有完整的细胞结构,缺乏酶系统,只能在活细胞内增殖DNA或RNA,如病毒、朊粒,capsid,11,2.原核细胞型微生物:细胞的分化程度较低 ,是一类仅有原始的核质,无核膜核仁,缺乏完整细胞器的微生物细菌(细菌、衣原体、支原体、立克次体、螺旋体和放线菌),12,3.真核细胞型微生物:一类细胞核分化程度较高,有核膜,核仁和染色体,胞质内有完整细胞器的微生物真菌(fungus)。,13,想想:上述三大类微生物中,哪一类的结构最简单?哪一类的体积最小? 最简单:非细胞型 最小:原核细胞型,14,微生物的种类,15,微生物的分布,分布很广泛 水、土壤、空气、矿层、物体表面、生物体的体表及与外界相通的腔道,均有种类不同、数量不等的微生物存在。 85公里的高空、11公里深的海底、2000米深的地层有微生物 近100的温泉、零下250的环境有微生物 在地球上几乎无处不在,无孔不入,二、微生物与人类的关系,16,自然界中的绝大多数的微生物对人类和动植物的生存是无害的,甚至是必不可少的。 在人类的生活和生产活动中,微生物的作用已被广泛应用于各个领域。,与人类关系密切,17,自然界中N、C、S等元素循环,农业,以菌造肥,以菌催长,以菌防病,以菌治病,如:根瘤菌,工业,微生物应用于食品(酒、醋、酱油、味精)、皮革、纺织、石油、化工、冶金等,医药工业,利用微生物制造抗生素、维生素、辅酶、ATP等药物,污水处理,利用微生物降解有机磷、氰化物等,基因工程技术中提供多种工具酶和载体系统,创建有益的工程菌新品种,微生物与人类的关系,微生物,有少数微生物能引起人类和动、植物的病害,称为致病微生物(病原微生物),18,“泡泡男孩”:重症联合免疫缺陷病(简称SCID),19,不知道大家有没有看过泡泡男孩这部电影呢,亚当山德勒斯前几年演了一部喜剧片泡泡男孩,说的是一个没有免疫力的男孩,从小住在无菌泡泡世界的故事。电影的结局倒是皆大欢喜,因为原来只是他母亲不愿意让他接触外面的世界,明知他已经有免疫力,还骗他说他不能离开泡泡而生活。后来他毅然决然的割开泡泡,却发现他还是可以健康的活下去。现实社会中最著名的泡泡男孩(Bubble boy),也就是片中取材的真人真事,却没有这么幸运。那个男孩叫戴维。 严重联合免疫缺陷(S C I D)是人类最严重的先天性免疫缺陷病,又称“泡泡男孩”病,得名于美国患儿戴维维特尔。 维特尔1971年出生后不足10秒钟就进入无菌透明的塑料隔离罩,在那里度过12年人生的大部分时光,死于骨髓移植术后病毒感染。电影泡泡男孩以他为原型拍摄。 这种病是体液免疫和细胞免疫均有缺陷的遗传性疾病,因患者体内19号染色体基因变异造成,主要特征是分别提供细胞免疫和体液免疫的胸腺依赖淋巴细胞(T细胞)和囊依赖淋巴细胞(B细胞)缺损。因匮乏抵御细菌和病毒的能力,患者出生后容易反复感染病菌而死亡。 泡泡男孩的直接死因是什么?-因为感染了致命病毒。,20,三、医学微生物学及其学习目的微生物学(microbiology),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,21,医学微生物学 (medical microbiology),微生物学的一个分支.主要研究与医学有关病原微生物的生物学特性、致病和免疫机制,以及特异性诊断、防治措施,以控制和消灭感染性疾病和与之有关的免疫损伤等疾病,达到保障和提高人类健康水平的目的.,22,拓展知识微生物学的发展过程,微生物学经验时期:十七世纪以前 实验微生物学时期 : 七个里程碑 现代微生物学时期,23,微生物学经验时期,古代人类虽然未能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。 (一)日常生活应用 1.公元前两千多年的夏禹时代,就有仪狄作酒的记载; 2.春秋战国时期,已经利用微生物分解有机物进行沤粪积肥。 3.北魏贾思勰齐民要术一书中详细的记载了制醋的方法; 4.民间常用的盐腌、糖渍、烟熏、风干等保存事物的方法,实际上都是防止微生物生长繁殖而腐烂变质的有效措施。,24,(二)关于病原 1.北宋末年(11世纪)刘真人就有肺痨由虫引起之说。 2.我国17世纪初,吴有性医生在瘟疫论中认为传染病是“乃天地间别有一种异气所感”,并且指出“气即是物,物即是气”,肯定地预见有某种实体是传染病的病原体,25,(三)关于流行环节 据洪稚存北江诗话说,18世纪清乾隆年间,有异才,年未三十卒。当时赵州有怪鼠,白日入人家,即伏地呕血死。人染其气,亦无不立殒者。 我国师道南在天愚集鼠死行篇中写到:“东死鼠,西死鼠,人见死鼠如见虎,鼠死不几日,人死如圻堵,昼死人莫问数,日色惨淡愁云护,三人行未十多步,忽死两人横截路”生动地描述了当时鼠疫猖獗流行的可怕凄惨情景,同时也正确的指出了鼠疫的流行环节。,26,(四)关于预防 1.在预防医学方面,我国自古以来就有将水煮沸后饮用的习惯。 2.明李时珍本草纲目中指出患者的衣服蒸过之后再穿就不会感染疾病,表明已有消毒的记载。 3.我国开创了天花的“人痘接种预防法”,并在明隆庆年间广泛使用,而且流传至俄国、日本、土耳其、英国、朝鲜等国家。,27,(二)实验微生物学时期(七个里程碑),1、列文虎克发现微生物,微生物学的开山鼻祖 2、巴斯德证实了微生物的作用,微生物学的奠基人 3、李斯特创用了外科手术无菌术 4、郭霍三大发明一法则,将微生物推入黄金时代,医学微生物学的奠基人,28,5、发现新的微生物: 伊凡诺夫斯基发现病毒 迪纳发现类病毒 普鲁西纳发现朊病毒 6、人工自动免疫及人被动免疫: 琴纳发明牛痘菌,免疫学奠基人 贝林发明白喉抗毒素 7、传染病的化学及抗生素治疗: 欧立希合成砷凡纳明, 弗来明发现、弗劳里提纯青霉素,29,荷兰人列文虎克于1676年创制了一架能放大266倍的原始显微镜,观察了各种形态的微生物。 正确描述了微生物的形态,为微生物的存在提供科学依据。 奠定微生物学发展基础。,列文.虎克(荷兰) Antony van leeuwenhoek (1632-1723),30,巴斯德(Louis Pasteur 法国),微生物学的建立,(Louis Pasteur,18221895),31,巴斯德在微生物学上的贡献,有机物发酵和腐败由微生物引起 解决葡萄酒和啤酒变酸问题创立巴氏消毒法 解决蚕茧的“微粒子病”的疾病,挽救了法国蚕丝业 主张传染病是由微生物引起的,并可通过接触、唾液及粪便传播 19世纪70年代,研究炭疽病,拯救了畜牧业 1881年研制成功减毒活疫苗开创人类战胜传染病的新世纪 1885年,巴斯德第一次治好了被疯狗咬伤的9岁男孩梅斯特奠定了免疫学基础,32,外科无菌技术的创立,李斯特 (Joseph Lister,18271912,英国) 首创用石炭酸喷洒手术室和煮沸手术用具以防术后感染,为防腐、消毒,以及无菌操作奠定了基础。,33,细菌培养技术的创立,郭霍创用固体培养基;创立细菌染色方法及实验动物感染法,为发现多种传染病的病原菌提供实验手段。 郭霍(科赫)法则: 特殊的病原菌应在同一疾病中查见,在健康人中不存在;该病原菌能被分离培养得纯种;该纯培养物接种至易感动物,能产生同样病症;自人工感染的实验动物体内能重新分离得该病原菌纯种。,(Robert Koch,18431910,德国),34,郭霍,1905年郭霍获诺贝尔医学和生理学奖,这主要是为了表彰他在肺结核研究方面的发现。 19世纪后期, Louis Pasteur和 Robert Koch 共同将微生物学研究带入生理学时代,开创了微生物学的分支-医学微生物学。,35,病毒学的发展,伊凡诺夫斯基(俄国 )证明烟草花叶病病原体是病毒(1892)。 斯坦利(美国)首次分离并提纯了烟草花叶病病毒的结晶体,并以该项研究获得了1964年诺贝尔化学奖,该项基础研究,被誉为病毒学最重要的科学贡献之一。 许多动物、植物、细菌、人类病毒相继发现。人类传染病中约80%由病毒引起。,36,Edward Jenner首创用牛痘预防天花,为预防医学开辟了广阔途径。,(),琴纳(英国) Edward Jenner,1749-1823,37,弗来明Alexander Fleming(1881-1955),1929年发现青霉素,欧立希 1910年砷凡纳明抗梅毒药的发现者,1910年合成“砷凡纳明”,38,4.现代免疫学的兴起,(三)现代微生物学时期 (二十世纪中叶至今),1.微生物超微结构的研究,2.病毒组织培养技术的建立,3.基因工程的应用,微生物全基因组的研究,可发现致病基因和特异DNA序列,用于诊断、研制新抗菌药物和新疫苗。,39,(四)微生物感染的新动向,据WHO统计,近年全球平均每年有1700多万人死于传染病。,新的病原体不断出现,造成新现传染病。 原流行的病原体因变异、耐药等原因造成重新流行,导致再现传染病。 最近几年发生的来源于禽、畜病病原体感染。 一些感染性疾病的病原体迄今末发现。 某些病原体的致病和免疫机制有待阐明。 不少疾病尚缺乏有效的防治措施。,40,医学微生物学,细菌学 真菌学 病毒学 总论和各论,生物学特性、致病性、检查方法、防治原则,41,学习医学微生物学的目的,1.医学微生物学是基础医学的主干学科,它为学好其他基础医学,临床医学和预防医学的专业基础课和专业课打下基础; 2.为防制和消灭感染性疾病提供理论知识和技能; 3.为医学开展深入研究,尤其在人类遗传学免疫学疫苗的研制,抗病毒抗肿瘤药物研制等方面,微生物分子生物学是不可缺少的研究手段。,42,1. 微生物的概念?根据微生物大小、结构、组成等,可把微生物分成几大类?特点如何? 2. 简述原核细胞型微生物的种类与特征。,复习思考题:,
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