微生物学 生科院微生物学教研室：王 峥 个人邮箱：wangzheng_cpu@126.com 生科院微生物学教研室：王 峥 个人邮箱：wangzheng_cpu@126.com 公共邮箱：microdata_wz@126.com 密码 yaofen123

关于微生物实验课 第二周开课（双周） 地点：实验楼D楼307，405，407（409为办公室） 上课前请各班提前购买实验报告册（普通班34学时） 上课时携带： 工作服、实验报告、铅笔、橡皮、鞋套

参考教材 周德庆主编，《微生物学教程》，第二版，高等教育出版社， 2002 沈萍主编，《微生物学》，第一版，高等教育出版社， 2003 J.Nicklin, K.Graeme-Cook, T.Paget & R.Killington著，林稚兰等译，《微生物学》现代生物学精要速览系列，科学出版社，2000 P.M.Lydyard, A.Whelan & M.W.Fanger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，2001 吴敏毓，刘恭植主编， 《医学免疫学》，中国科技大学出版社，2004 高晓明编著，《医学免疫学基础》，北京医科大学出版社，2001

认识微生物：在自然界分布广泛 土壤中——大本营，资源库 水中（海洋、河流、湖泊等） 空气中 农业工业产品中 动植物体：表皮、与外界相通的腔道 极端环境中 无所不在！

无所不在的微生物 发光细菌-鱼 安康鱼（哈蟆鱼,寄生发光细菌） 花色郁金香 病毒侵染对花瓣颜色的影响

豆科植物与根瘤菌

反刍动物及其瘤胃

大型真菌 白蜡伞 猴头菌 金盖鳞伞 灵芝 毛头鬼伞 木耳 蘑菇

人类生活中的真菌—— 霉变的食品 发霉的黄豆 发霉的玉米

橘子青霉 风信子青霉腐烂病 梨青霉

真菌菌落

青霉帚状孢子

曲霉

头发上的细菌

白色念珠菌 （Candida albicans ） 微生物与疾病 Oral thrush鹅口疮. Hairy leukoplakia （黏膜白斑） of tongue in AIDS 白色念珠菌 （Candida albicans ）

Progression of Smallpox 天花病毒 Pox virus Progression of Smallpox Day 3 Day 5 Day 7

真菌（脚气病）

几种致病菌 肉毒梭菌 伤寒沙门氏菌 酿脓链球菌 肺炎双球菌

痢疾杆菌 Shigella sonnei - rod prokaryote; causes shigellosis (bacterial dysentery) (x 22,400) 伤寒杆菌 Salmonella - rod prokaryote ; note the flagella. Causes salmonellosis (food poisoning). (x 20,800)  霍乱弧菌 Vibrio cholerae - vibrio-shaped prokaryote that causes cholera (x 15,575)

结核杆菌 Mycobacterium tuberculosis. Rod-shaped Bacterium  (SEM x40,000) 白喉杆菌 Corynebacterium diphtheriae. Rod,clubed-shaped Bacterium (causes diphtheria)

奈氏球菌 Neisseria gonorrhoeae - coccoid prokaryote ; causes gonorrhea (SEM x 40,000)  脑膜炎球菌 Neisseria meningitidis - coccoid prokaryote ; causes meningitis and Waterhouse-Friderichson syndrome (a fulminating meningococcal infection occurring mainly in children under ten years old) 

人上皮细胞内脑膜炎双球菌(黄色斑点) 艰难梭菌

其它原核细胞微生物 电镜下的支原体

螺旋体

病毒（virus）—— 最主要的病原微生物 75%以上的疾病是由病毒引起的

病毒 （virus） 狂犬病病毒 Rabies virus 流感病毒 Influenza Virus 心脏病毒 Cardiovirus: Molecular surface of Mengovirus, radially depth cued, as solved by X-ray crystallography  狂犬病病毒 Rabies virus 口蹄疫病毒 Aphthovirus: Molecular surface of Foot and Mouth Disease Virus, radially depth cued, as solved by X-ray crystallography 流感病毒 Influenza Virus

H5N1甲流病毒 正在攻击正常细胞 电镜下

腺病毒 Adenovirus 乳头瘤病毒 Papilloma viruses are also found associated with human penile, uterine and cervical carcinomas and are very likely to be their cause; moreover, genital warts can convert to carcinomas. These viruses are highly oncogenic in animals and only a portion of the virus is integrated into the  host genome. 人T-淋巴细胞病毒HTLV-1 (human T-cell lymphotropic virus) Attacking a T-lymphocyte (TEM x26,400)  : Causes Adult T-cell leukemia (Sezary T-cell leukemia) which is found in some Japanese islands, the Caribbean, Latin America and  Africa.  HTLV-1 is sexually transmitted 

Human Immunodeficiency Virus 天花病毒 Pox virus Hepatitis A  Hepatitis B 脊髓灰质炎病毒 polio virus 艾滋病病毒 HIV Human Immunodeficiency Virus

寨卡（Zika）病毒-伊蚊虫媒

大肠杆菌噬菌体

中国传统食品 毛豆腐（霉菌） 酒酿（酵母菌）

酸奶

草履虫------原生动物

大变形虫

Questions？ 微生物是什么？在哪里？ 有何特点？如何分类？ 在自然界有何作用？ 和人类有何关系？

一、微生物与微生物学 （一）微生物概述

1、微生物概念 microorganism 是一类形体微小（一般小于0.1mm）、结构简单、分布广泛、增殖迅速、须借助显微镜才能看到的微小生物的统称，多为单细胞，一般为低等生物。

2、微生物的特点 个体微小 具有一定形态结构，结构简单，细胞独立性强 体积小，面积大，代谢旺，繁殖快 易变异，适应性强 种类多，分布广，数量大

3、微生物在自然界的作用 有益方面 有害方面 分解作用：在地球化学循环、生态系统演化中承担重要作用（C、N、P循环等） 光能转化作用：食物链低端 在工业中作用巨大（医药、食品、环保、化工、冶金、纺织等） 寄生于动植物体内的“正常菌群”是健康所必需的 是生命科学研究的工具 有害方面 病原菌对人类及动植物健康的危害 工农业原料、药品、粮食等的腐败霉烂变质

4、微生物的分类 按生物学特征分为十二大类：细菌、蓝细菌、古细菌、放线菌、真菌、支原体、衣原体、立克次氏体、螺旋体、藻类、原生动物、病毒 三域（三原界）六界系统学说： 真细菌、古生菌、真核生物 植物界、动物界、原生生物界、真菌界、原核生物界、病毒界 细胞水平分类（p3） 原核细胞型 真核细胞型 非细胞型

微生物细胞水平分类 原核细胞型 真核细胞型 非细胞型 细胞 单细胞 多数为多细胞，少数为单细胞 无细胞 细胞结构 细胞核 无典型核，无核仁核膜，单个染色体，仅有裸露DNA 有典型核，有核膜核仁，多个染色体，由DNA与组蛋白组成 无细胞结构，由Pr和核酸组成，且仅含有一种核酸：DNA或RNA。 细胞壁 大多含肽聚糖 纤维素、几丁质构成 核糖体 70S 80S 线粒体 无 有 细胞分裂 不行有丝分裂 行有丝分裂 繁殖方式 无性分裂 无性或有性 寄生，核酸复制

5、微生物的命名 分类单位：界、门、纲、目、科、属、种 菌株，strain：不同来源的同一种微生物的纯培养 标准菌株：具有典型特征的菌株 ATCC（美国模式培养物保藏中心） CMCC（中国医学菌种保藏中心）

微生物命名（拉丁双名法） 微生物学名 = 属名 + 种名 + （首次命名人）+现名命名人+命名年份 必要 斜体 可省略 正体 首字母大写 必要 斜体 可省略 正体 Escherichia coli (Migula) Castellani et Chalmers 1919 大肠埃希氏菌 E.coil Penicillium chrysogenum 产黄青霉

拉丁三名法 亚种学名 = 属名 + 种名 + （subsp.或var.）+ 亚种或变种名 首字母大写 正体，可省 斜体 斜体 Bacillus thuringiensis subsp. Galleria 苏云金牙胞杆菌蜡螟亚种

常用细菌真菌学名 Escherichia coli (Migula) Castellani et Chalmers 1919 大肠埃希氏菌 E. coli Staphylococcus aureus Rosenbach 1884 金黄色葡萄球菌 S. aureus Bacillus subtilis (Ehrenberg) Cohn 1872 枯草芽胞杆菌 B. subtilis Penicillium chrysogenum 产黄青霉 P. chrysogenum

（二）微生物学 microbiology 研究内容：研究微生物的形态、结构、生理、遗传变异、进化、分类和与人类、自然界之间关系 分支学科：(微生物生理学、分子微生物学)、(工业微生物学、药学微生物学)、(土壤微生物学、海洋微生物学)、(细菌学、病毒学)、 微生物学与药学的关系

二、免疫与免疫学 （一）免疫 (immunity) 1、免疫的概念：机体识别“自己”和“非己”，对其产生免疫应答（清除抗原性异物，或维持免疫耐受），从而维持内环境的稳定的生理性防御机制。

2、免疫系统的组成 免疫器官：如骨髓、脾脏、淋巴结等 免疫细胞：各种淋巴细胞、粒细胞等 免疫分子：抗体、细胞因子、免疫细胞表面的受体分子等

3、免疫系统的功能 功能 生理性 病理性 免疫防御 抗感染免疫，防御病原微生物 超敏反应或免疫缺陷 免疫自稳 清除体内衰老损伤细胞 自身免疫病 免疫监视 监视并清除畸变或突变细胞 癌症或持续感染

4、免疫类型 非特异性免疫（自然免疫）：并非针对特定Ag 特异性免疫（获得性免疫）：针对特定Ag 屏障结构 非特异性免疫效应细胞和分子 皮肤与粘膜屏障 血脑屏障 血胎屏障 非特异性免疫效应细胞和分子 吞噬细胞吞噬功能 炎症反应 正常组织及体液中的抗菌物质：补体、溶菌酶等 特异性免疫（获得性免疫）：针对特定Ag 自然获得性免疫（naturally acquired immunity） 隐性感染或痊愈 通过胎盘、初乳 人工获得性免疫（artificially acquired immunity） 人工自动免疫：接种Ag（类毒素、疫苗） 人工被动免疫：注射Ab（抗毒素、免疫球蛋白）、细胞因子等

（二）免疫学 immunology 免疫学：研究免疫系统组织结构和生理功能的科学 微生物学的一个分支 形成了多级分支：分子免疫学、肿瘤免疫学、移植免疫学、免疫药理学、免疫病理学、临床免疫学等

三、微生物学与免疫学发展简史 史前期：公元前3000多年 ~ 1676 初创期（微生物发现期）：1676 ~ 1861列文虎克、琴纳 史前期：公元前3000多年 ~ 1676 初创期（微生物发现期）：1676 ~ 1861列文虎克、琴纳 奠基期（黄金时期）：1861 ~ 19世纪末 巴斯德、科赫 现代微生物学发展期：19世纪末 ~1953 病毒学、免疫学、化学疗剂的发展 成熟期：1953 ~

（一）史前期 考古研究表明，我国在8000多年前的新石器时代早期就出现了利用微生物的“曲蘖(niè)酿酒”（蘖(niè)：发芽的谷粒） 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

1676年荷兰人列文虎克用自磨镜片，创造了一架能放大266倍的原始显微镜检查了污水、齿垢、粪便等，发现了许多肉眼看不见的微小生物，正确描述了微生物的形态有球形、杆状和螺旋样，为微生物的存在提供了科学依据。

(Edward Jenner,1749~1823)1796年首创用牛痘预防天花，为预防医学开辟了广阔途径，免疫学进入实验阶段。

Pasteur（巴斯德）------ 微生物学奠基人（之父） 推翻生命的自然发生说，建立了胚种学说（1861年曲颈瓶实验） 初步发酵理论（厌氧发酵） 创立了巴氏消毒法 研究病原微生物，研制了炭疽菌苗、狂犬疫苗、鸡霍乱杆菌苗

巴斯德的曲颈瓶实验

Koch（科赫/郭霍） ------细菌学奠基人（之父） 建立了一系列微生物学研究方法：固体培养基法、细菌染色法等 分离病原菌：结核杆菌、霍乱弧菌等 确定病原菌的科赫法则（p8）

Koch和炭疽杆菌   Robert Koch‘s original micrographs of anthrax bacillus （炭疽杆菌）

现代微生物学发展时期 病毒学研究：1892年，俄国伊凡诺夫斯基发现TMV（烟草花叶病毒） 免疫学机制：19世纪末 化学疗剂：20世纪初 细胞免疫学说：俄国 梅契尼可夫 体液免疫学说：德国 欧立希(Ehrlich) 化学疗剂：20世纪初 弗莱明(Fleming)：青霉素(Penicillin) 杜马克(Domagk)：白浪多息(Prontosil) 瓦克斯曼(Waksman)：多种抗生素：链霉素、氯霉素、金霉素、土霉素等 有争议：贝杰林克 1892年，俄国的伊万诺夫斯基（ Ivanovski ）证明烟草花叶病的病原并非细菌； 1899年，荷兰细菌学家贝杰林克（Beijerinck）进一步实验真正发现了病毒的存在，并命名“Virus”

德国药物学家，病理学家，细菌学家格哈德·多马克（Gerhard Domagk）------磺胺类药物白浪多息

课后复习题 1、名词解释：微生物，免疫 2、微生物有何特征？ 3、微生物在自然界主要的分布情况如何？ 4、微生物在细胞水平上的分类及其主要区别。 5、简述并举例说明微生物命名法。 6、 Koch法则（定理）。 7、免疫的生理功能及其对机体的影响。 8、微生物学发展简史中有哪些著名人物？各有何主要贡献？