微生物及微生物学检验.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,微生物检验,微生物学检验,国家卫生和计划生育委员会规划教材,单击此处编辑母版文本样式,微生物学检验,国家卫生和计划生育委员会规划教材,单击此处编辑母版文本样式,微生物学检验,国家卫生和计划生育委员会规划教材,单击此处编辑母版文本样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,单击此处编辑母版标题样式,微生物学检验,What is it?,Antony van Leeuwenhoek,见到微生物的第一人,奇妙的微观世界,当你品尝美味的面包或者馒头时，你感受到了微生物给你的优惠了吗？当你因患感冒而忍受病痛的折磨时，你知道那是有害微生物侵蚀了你的身体吗？当你服用抗生素而恢复健康时，你知道那是微生物给你带来的福音吗？当高剂量的抗生素效果甚微或者无效时，你可曾想到这也是微生物的恶作剧,微生物对药物产生了抗性？,微生物与人类的关系的重要性，怎么强调也不过分。微生物是一把十分锋利的双刃剑，它们给人类带来巨大利益的同时，也带来“残忍”的破坏。,古代的疟疾,俗称“瘴气”,2016,年全球疟疾死亡总数达,44.5,万人，,2015,年是,44.6,万人,黑死病在,1346,年,-1350,年大规模袭击欧洲，导致欧洲人口急剧下降，死亡率高达,30%,。估计欧洲有约,2500,万人死亡，而欧、亚、非洲则共约,5500,万,-7500,万人在这场疫病中死亡。,鼠疫改变了欧洲文化！,影片中的疫情,第一章微生物及微生物学检验,本 章 内 容,第一节 微生物,1,第二节,微生物学及微生物学检验,2,小结,3,第一节,微生物,一、微生物的概念与特点,1.,微生物（,microorganism,）是,一群个体微小，结构简单，肉眼不能直接,看见,，,必须,借助于光学显微镜或电子显微镜放大数百倍至数万倍才能观察到的微小生物的总称,。,微生物不是一个正式的学术名词,(,即分类学名词,),2.,微生物的,特点,个体,微小，结构简单,比表面积,大，吸收多，转化快,繁殖,快，代谢强,适应,强，易变异,种类,多，分布广,微生物保持了生物圈的许多记录：它是生物圈中的年长者，大约迄今,32,亿,年以前，微生物就悄悄地出现在地球上了，后来才陆续出现了植物、动物和人类；微生物是自然界最大的“食客”，它能利用的食粮远远多于动植物所能利用的范围，糖类、脂肪酸、蛋白质、无机盐，人工合成的有机或无机化合物，甚至其它生物厌恶的石油和天然气等，微生物都能加以利用；它是自然界中的“集团军”，一个感冒的人，打一个喷嚏就含有,1500,万个,左右的病菌,，,土壤更是微生物的“大本营”，通常在一克土壤里就有数亿个微生物；,它是自然界中的“超生大户”，如大肠杆菌平均,20,分钟分裂一次，若每个子细胞都具有同样的繁殖能力，那么从理论上,24,小时可繁殖,72,代；微生物还是生物圈中的善变者，当外界环境一变化，在千分之一秒内，它们就会发生相应的反应，这种特性使得微生物在大自然的选择作用下能在其它生物不能生存的环境中安居乐业，例如，海洋深处的硫细菌可在,250,甚至,300,的高温条件下正常生长，大多数细菌能耐,0,-196,（液氮）的任何低温，一些嗜盐菌甚至能在,32%,的饱和盐水中正常生活，许多微生物尤其是产芽孢的细菌可在干燥条件下保存几十年,第一节,微生物,分类等级：,界、,门、纲,、目、科,、属、种,。,其中,种为微生物分类的最,基本单位,。,微生物 主要分布于原核生物界、真菌界、病毒界,1.,微生物分类,二、微生物的分类和命名,微生物在自然界中的地位,病毒界,原核生物界,原生生物界,真菌界,动物界,植物界,微生物,第一节 微生物,种,:,生物学性状基本相同（即有一定的共同形态和生理特征）的某一微生物群体,归为一,个菌种。现代分类学上规定菌株的,DNA,同源性,70,%,或,16SrRNA,序列同源性达,90%,以上为同种,。,亚种,或变种,：为种内的分类单位。,是指自然界分离到,的微生物,纯种，其与典型种之间存在某些特征的差别且这些特征稳定遗传，将这一纯种称为典型种的,变种。,2.,几种分类等级概念,型,：依据同种微生物间的微小差异,，分为,不同型,。亚种以下再细分为型。,如,霍乱弧菌依其生物学性状差异分古典生物型和El-Tor生物型；福氏志贺菌依其抗原结构不同分6个血清型。,菌株,：来源不同的同种微生物的纯培养物，称为,菌株。如分别从患者,甲和患者乙分离的金黄色葡萄球菌为两株金黄色葡萄球菌,。,标准,菌株：是指具有某菌种典型特征的,菌株。是,菌种分类、鉴定、命名的参比,依据，常用于,临床微生物检验的质量控制。,第一节 微生物,第一节,微生物,3.,微生物命名：,采用拉丁文林,-,奈双命名法,。,第一个字是属名，用名词，字首字母大写；第二个字是种名，用形容词，字首字母不大写,如金黄色葡萄球菌：,Staphylococcus,aureus,，,简写,为,S.aureus,。,斜 体,首字母大写,斜体小写,20,属,名规定了微生物的主要特征，如形态特征、生理特征；种名补充说明微生物的次要特征，如颜色、形状、用途等,附加,部分：,命名者的姓，位于种名之后,b.,亚种,(,变种,),，以,subsp(var).,开始后加变种名,21,常用微生物的名称,:,Staphylococeus aureus,金黄色葡萄球菌,Escherichia coli,大肠杆菌,Bacillus subtilis,枯草,(,芽孢,),杆菌,Bacillus subtilis Var.Niger,枯草杆菌黑色变种,Corynebacterium pekinese,北京,棒状杆菌,Saccharomyces cerevisiae,酿酒酵母,Saccharomyces carlsbergensis,卡氏酵母,Aspergillus niger,黑曲霉,Aspergillus oryzae,米曲霉,Streptomyces sp.,链霉菌,Rhizopus sp.,根霉,Penici11ium sp.,青霉,Mucor sp.,毛霉,Schizosaccharomyces pombe,粟酒裂殖酵母,2,.,微生物,类型,根据,微生物大小、结构和组成不同分为三类型,微生物类型,细胞结构特点,常见种类,非细胞型微生物,无细胞结构,仅由蛋白质或核酸构成,病毒,原核细胞型微生物,原始核,缺乏完整细胞器,细菌、放线菌、衣原体、支原体、螺旋体、立克次体体,真核细胞型微生物,完整细胞核,细胞器完整,真菌,第一,节 微生物,特点：无细胞结构、无代谢、只能在细,胞内增殖。,类型：,病毒、类病毒、朊,病毒,非细胞型微生物,特点：有完整的细胞结构、细胞核为原始的,裸,DNA,、无核膜、细胞器不完 善。,类型：真细菌、古细菌、,蓝细菌、放线菌,、支原体、衣原体,、立克次体,、,螺旋体,原核细胞型微生物,特点：有完整的细胞结构、细胞核分化,程度高、有核膜、细胞器发达。,类型：藻类、,原虫（疟原虫）,、,真菌,真核细胞型微生物,26,原核微生物与真核微生物的细胞差异,微生物的分布,一、无所不在,二、无孔不入,1,、分布广泛：江河湖海、空气、土壤,2,、在极端严酷条件生存：极地、火山、,外太空,3,、数量惊人：几亿,-,几十亿个,/g,土壤,*构成生态环境不可或缺的环节,无所不在,极端环境中的微生物,火山,极地,外太空,砧板上的微生物,依附、寄居在人体、动植物体表面或开放管腔内部,无孔不入,皮肤、毛发上分布的细菌,肠黏膜上分布的细菌（一）,T,：肠粘膜,B,：大肠杆菌,人体肠道内分布的细菌（二）,结肠内出现的主要细菌与数量,细 菌 个数,/,克粪便 可致病性,类杆菌属（脆弱类杆菌）,10,10,-10,11,+,双岐杆菌属,10,10,真杆菌属,10,10,肠道杆菌科（埃希菌属）,10,7,-10,8,+,肠球菌属（粪链球菌）,10,7,-10,8,+,乳酸杆菌属,10,7,梭菌属（产气荚膜梭菌）,10,6,+,微生物的营养类型,光能无机自养型：蓝细菌、藻类,自养型,化能无机自养型：硫杆菌、甲烷杆菌属,光能有机异养型：红螺细菌,异养型,化能有机异养型：乳酸杆菌、真菌,微生物之间的依存关系,1,、互生关系：,互生是指两种可以单独生活的生物生活在一起时有利于对方，或者偏利于一方。这是一种可分可合，合比分好的相互关系。,例如在土壤中，当分解纤维素的细菌与好氧的自生固氮菌生活在一起时，后者可将固定的有机氮化合物供给前者需要，而纤维素分解菌也可将产生的有机酸作为后者的碳源和能源物质。,在人体肠道中，正常菌群可以完成多种代谢反应，对人体生长发育有重要意义，而人体的肠道则为微生物提供了良好的生态环境。,微生物之间的依存关系,2,、共生关系：,是两种生物彼此互利地生存在一起，互相提供必要的生活条件，彼此依赖，形成一个在形态上有共同的结构，而生理上相互分工，互换生命活动产物的生存关系。若互相分离，两者都不能生存。是生物之间相互关系的高度发展。,例如根瘤是,根瘤菌,与豆科植物形成的共生体，根瘤菌在共生体根瘤中利用植物,光合作用,产生的,碳水化合物,作生长和,固氮,的,碳源,和能源，固定后的氮素除部分用于自己所需外大多输送还、给植物，而植物把,光合作用产物,提供给根瘤菌。若两者分开，根瘤菌则难以固定氮素，豆科植物则生长不良。,微生物之间的依存关系,3,、寄生关系：,是一种对抗关系，是指一种小型生物生活在另一种较大型生物的体内，以另一种微生物为生活基质，在其中进行生长繁殖，并对后者带来或强或弱的危害作用。两种生物共同生活，其中一方受益，另一方受害。受害者提供营养物质和居住场所给受益者，这种关系称为寄生关系受益者称为寄生物，受害者称为寄主或者宿主。,生物界中寄生的现象,非常普遍,。例如，蛔虫，猪肉绦虫和血吸虫等寄生在人和其他动物的体内，虱和蚤寄生在其他动物的体表，小麦线虫寄生在小麦子粒中，等等。噬菌体寄生在细菌体内，,微生物之间的依存关系,4,、捕食关系：,一种微生物直接吞噬另一种微生物。如原生动物对细菌的捕食。捕食关系在控制种群密度，组成生态系食物链中，具有重要意义。,微生物之间的依存关系,5,、拮抗关系：,是指一种微生物在其生命活动中，产生某种代谢产物或改变环境条件，从而抑制其它微生物的生长繁殖，甚至杀死其它微生物的现象。,生物之间并非都是友好相处，也有矛盾和争斗，甚至生死相拼。在制造泡菜、青储饲料时，,乳酸杆菌,产生大量乳酸，导致环境变酸，即,pH,值的下降，抑制了其它微生物的生长，这属于非特异性的拮抗作用。而可产生抗生素的微生物，则能够抑制甚至杀死其它微生物，例如,青霉菌,产生的青霉素能抑制一些革兰氏阳性细菌，,链霉菌,产生的制霉菌素能够抑制酵母菌和霉菌等，这些属于特异性的拮抗关系。,微生物与人类,微生物与人类的关系,一、相互依存,二、相互斗争,1,、生态链中的重要一环,2,、生产、生活中的要素,3,、生存质量维护的同盟者,4,、生命科学研究的有效工具,相互依存,1,、维护“衣”、“食”,2,、捍卫健康与生命,相互斗争,病原,微生物,的致病作用,正常菌群的生理有益和病理致病作用,（,1,）,正常菌群：,概念：寄居在人和动物的体表和与外界相通的腔道中，正常情况下对人体有益而无害的微生物群，称正常微生物群或正常菌群,。,第一节,微生物,人体,正常微生物群的生理意义,1,、生物拮抗,2,、营养,3,、免疫,4,、抗衰老,人体常见的正常微生物群,部位 主要菌类,皮肤 葡萄球菌、类白喉棒状杆菌、铜绿假单胞菌、丙酸杆菌、白假丝酵母菌、,非致病性分枝杆菌,口腔 葡萄球菌、类白喉棒状杆菌、甲型和丙型链球菌、丙酸杆菌、白假丝酵母,菌、放线菌、肺炎链球菌、奈瑟菌、乳杆菌、螺旋体、梭菌,鼻咽腔 葡萄球菌、甲型和丙型链球菌、肺炎链球菌、类杆菌、奈瑟菌,外耳道 葡萄球菌、类白喉棒状杆菌、铜绿假单胞菌、非致病性分枝杆菌,眼结膜 葡萄球菌、干燥棒状杆菌、奈瑟菌,肠道 大肠埃希菌、产气肠杆菌、变形杆菌、铜绿假单胞菌、葡萄球菌、肠球菌、,类杆菌、产气荚膜梭菌、破伤风梭菌、双歧杆菌、乳杆菌、白假丝酵母菌,尿道 葡萄球菌、类白喉棒状杆菌、非致病性分枝杆菌,阴道 乳杆菌、大肠埃希菌、类白喉棒状杆菌、白假丝酵母菌,第一节 微生物,（,2,）,条件致病菌,:,在某些条件下，正常菌群的微生态平衡被破坏，可表现出致病作用，称,条件致病菌,。,条件致病菌,致病条件,第一节,微生物,（,3,）,病原微生物：,是指能引起动物、植物或人类产生疾病,的寄生性微生物,。,金黄色葡萄球菌引起的典型脓疱,葡萄球菌革兰染色,一、微生物学概念及研究范围,微生物学,（microbiology）,是研究微生物的生命活动规律以及微生物之间、微生物与人类、动植物、自然界相互关系的一门科学。,按研究对象分：细菌、病毒、真菌学,按应用领域分：工业、农业、医学、兽医微生物学等,按,研究方向分：基础微生物、分子微生物学、微生态学等,第二节,微生物学及微生物学检验,二、微生物学发展,（一）感性认识,时期,(,史前期：,8000,年前,1676,年,),1.,古代人们的酿酒技术，可上溯到,4000,年前；,2.,蘑菇的人工栽培技术，可上溯到,2000,年前；,3.,种“人痘”预防天花，可上溯到,1000,年前；,（,二）,.,微生物的发现,(,初创期：,16761860,年,),1.,Leeuwenhoek,的工作：,1675,年，荷兰人,Leeuwenhoek,用,自制的可放大,200-300,倍的显微镜观察雨水、,牙垢,、腐败物和血液等，首次看到原生动物；,1683,年第一次,发现细菌；他将这些微小生物称为,“微动体”,，并于,1695,年在皇家学术刊物上发表论文。应当,说，,显微镜的发明是导致微生物的发现以及后来,微生物学,诞生的直接原因。,2.,微生物“猎人”追寻微生物的踪迹及其行为：,十七世纪末,至十九世纪中叶。,第二节,微生物学及微生物学检验,Leeuwenhoek,(1637-1723,),第一,个看到微生物的人（,1676,年,）,发明,能放大约,270,倍的,显微镜,55,（,三）,.,微生物学的奠基时期,(18611896,年,),1.,法国化学家,Pasteur,的杰出贡献,(1),否定了生命“,自然发生,”的学说：著名的曲颈瓶,试验二,瓶加热灭菌的“肉汤”分别放置曲颈瓶和直颈瓶中，管口与瓶口均不加盖，置于空气中，结果前者未腐败而后者却腐败了。该试验的严谨设计彻底推翻“自然发生说”,(1861,年,),。,LouisPasteur(1822-1895,),微生物学的奠基人,56,曲颈瓶试验,57,(2),奠定微生物学的理论基础,开创新的,微生物学科,：,“酒病”的发生是杂菌污染的结果,(1857,年,),；,含糖溶液中的酒精发酵系由酵母所为；,所有食物的发酵都是微生物的作用,，不同的微,生物引起不同的发酵，没有微生物，发酵作用,是不能产生的；,提出并证实了,传染病是由活的小生物引起,的理论,。,蚕病：微粒子病,1865,年,禽病：鸡霍乱,1879,年,兽病：牛羊炭疽病,1881,年,人病：狂犬病,1885,年,58,(3),解决了生产中的许多难题,解决了,啤酒变酸,的问题：将酒加热到一定温度并保持一定时间即可；,解决“,蚕病,”问题：细菌是“蚕病”的根源，将生病的蚕及卵烧掉；,用减毒的,鸡霍乱病原体接种于鸡,可防止鸡霍乱发生；,用,42-43,高温培养的,炭疽病病原体接种绵羊,可使绵羊不受炭疽杆菌的侵袭；,创造“固定毒疫苗”,(,狂犬疫苗,),治疗被狂犬咬伤之人，此法延用至今。,(4),创造了一些微生物学的实验方法,著名的“,巴氏消毒法,”：,62 for 30min,，广泛应用于酒、醋、酱、奶、果汁的消毒。,正是因为,Pasteur,对微生物学的巨大贡献，故有“微生物学之父”和“微生物学奠基人”的美称。,59,Pasteur,的主要业绩：,1.,提出发酵是由特殊的微小生物引起；,2.,传染病也是由特殊微生物引起；,3.,将病原菌减毒可转变为疫苗，病用于防止疾病,(,鸡霍乱、炭疽病、狂犬病等,),。,60,2.,德国医生,Koch,的卓越工作,因对,Pasteur,关于传染病是由微生物所引起的,学说感兴趣而开始了对微生物的探索。,(1),发明固体培养基,：从马铃薯的不同地方能长出,不同颜色的微生物的现象中得到启发，经不断,改进找到理想的凝固剂琼脂，并设计出浇铺平,板用的玻璃培养皿,琼脂平板培养技术；,Robert Koch,(,1843-1910,),细菌学的奠基人,(2),创造,细菌的染色,方法：通过对细菌染色提高色差，便于在显微镜下观察，他是第一个给细菌鞭毛染色的人；,(3),发现许多病原菌：炭疽杆菌、结核杆菌、霍乱弧菌等，为今后研究药物和寻找治疗方法提供依据。,(4),提出为证明某种特定细菌是某种特定疾病的病原菌的所谓“,科赫法则,”，该法则对研究疾病与微生物的关系具有重大意义和应用价值,。,62,Koch,s Postulates,1)The agent must be present in every case of the disease.,2)The agent must be isolated from the host and grown in vitro.,3)The disease must be reproduced when a pure culture of,the agent is inoculated into a healthy susceptible host.,4)The same agent must be recovered once again from the,experimentally infected host,.,科赫法则,1),在所有病例中都能发现这种病原菌；,2),可以将这种病原菌从发病宿主中分离出来，并完成纯,培养；,3),当病原菌的纯培养接种到健康的敏感宿主动物体内后,可引起与原来相同的疾病；,4),从病原菌的纯培养进行实验感染的宿主中仍能再次得,到同种病原菌并实现体外纯培养。,Joseph lister,（英国外科医生）：外科消毒技术创始人,。,消毒技术,和无菌概念的提出促使外科手术的快速进步。英国爱丁堡医院的外科医生,Lister(1827-1912),根据,Pasteur,提出的细菌是腐败的原因的分析，在,1865,年,8,月,12,日试验用石炭酸消毒的新型外科手术，获得奇迹般成功，外科死亡率从,45%,降至,15%,。此前，法国巴黎医院的外科死亡率,53.6%,；英国的一般医院为,80%,，当时世界上最好的医院爱丁堡医院的外科死亡也达,45%,。,64,（四）,.,“,微生物猎人”分离病原菌的时期,(19,世纪,70,年代到,20,世纪初,),1874,分离麻风分枝杆菌；,1877,分离炭疽芽孢杆菌；,1880,分离肺炎链球菌,(,过去称肺炎双球菌,),；,1880,分离伤寒沙门氏菌；,1882,分离结核分枝杆菌；,1883,分离霍乱逗号弧菌；,1884,分离破伤风梭状杆菌；,1894,分离鼠疫耶尔森氏菌；,1898,分离痢疾志贺氏菌。,1898,发现病毒,TMV,65,（五）,.,微生物生化研究时代,(20,世纪初到中叶,),1897,年，德国人,E.Buchner,用无细胞酵母菌压榨汁的,“,酒化酶,”,(,zymase,),对葡萄糖进行酒精发酵成功，开创了微生物生化研究的新时代。,此期的研究特点：,1.,研究微生物对维生素需要、酶的特性、寻找抗生素以,及研究微生物的遗传变异等，,“,微生物猎人,”,发展为,“,维生素猎人,”,、,“,酶猎人,”,、,“,抗生素猎人,”,。,2.,微生物学的分支学科扩大，出现抗生素学科。,3.,出现微生物学史上的第二个,“,淘金热,”,寻找有益,微生物,的代谢产物。,4.,以研究微生物基本生物学规律的综合学科,普通微生,物学形成，代表人物是美国,California,大学,Berkeley,分校的,M.Doudoroff,。,66,这一时期所发生的重大事件：,1909,年 合成化学治疗剂“,606”(,砷凡纳明,)Ehrlich(Ge.),1923,年 发明结核杆菌疫苗,卡介苗,(BCG)Calmette,(Fr.),1929,年 发现第一个实用抗生素,青霉素,Fleming(UK),30,年代 电子显微镜问世,1935,年 阐述病毒的,(,核,),蛋白本质,Stanley,Bawden(USA),1935,年 发现新的化学治疗剂“百浪多息”,(,磺胺,),1944,年 发现链霉素,Waksman(USA),1944,年 细菌转化试验证实细菌的遗传变异,Avery(USA),40,年代 开发青霉素深层培养技术，形成抗生素工业,67,（,六）,.,成熟期,1953,年,4,月,25,日，,Watson,和,Crick,在,Nature,杂志发表关于,DNA,结构的双螺旋模型，整个生命科学进入了分子生物学研究阶段，同时也是微生物学发展史上成熟期的标志,(,成为独立学科,),。此前的一些微生物学现象诸如“转化”等立即得到解释。,这一时期的一些重大事件,1958,年 利用枯草杆菌噬菌体,SP8,证实,DNA,的单链转录实验,1962,年 发现细菌细胞中的限制系统与修饰系统,1968,年 发现细菌细胞中存在限制性内切酶,1972,年 动物病毒,SV40,与噬菌体,的,DNA,体外重组成功,70,年代 微生物迅速成为新兴的生物工程的主角,68,医学微生物学,发展史小结,医疗,保健战线上的六大战役,1.,外科消毒术的建立,2,.,寻找人畜病原菌,3.,免疫防治法的应用：宋朝的人痘，,Jenner,发明的牛痘，卡介苗的发明等,4.,化学治疗剂的发明,5.,抗生素治疗的兴起,6.,遗传工程和生物技术使微生物生产生化药物,第二节,微生物学及微生物学检验,三、微生物学检验,1.,微生物学,检验的概念,微生物学检验是医学检验的一门专业核心课程。是应用医学微生物学的基础理论，及时、准确地对临床标本作出病原学诊断和抗菌药物敏感性报告，为临床感染性疾病的诊断、治疗和预防提供科学依据。,第二节,微生物学及微生物学检验,2.,微生物学,检验的,任务,研究病原体诊断病原微生物,研究标本采集,措施,筛选,抗菌,药物,监控,院内,感染,评价检验,方法,研究病原微生物流行特征,进行卫生学,检验,第二节,微生物学及微生物学检验,3,.,微生物学,检验的要求,确保临床标本,可靠,全面了解机体,正常菌群,微生物学定性、定量和定位,分析,保证检验,质量,主动与临床,沟通,第二节,微生物学及微生物学检验,4,微生物学检验的发展,快速,诊断,个性化,诊断,微型化、自动化,检测,同学们辛苦了！,