微生物與免疫學江蘇食品藥品職業技術學院(1)周德慶.微生物學教程(第四版).北京：高等教育出版社，2020(2)沈萍.微生物學（第八版）.北京：高等教育出版社，2016（3）

本課程的學習參考資料

參考書：參考雜志《微生物學通報》、《微生物學報》、《微生物學雜志》、《菌物系統》、《生命的科學》參考網站/---中國微生物信息網絡/microbiology/---生命科學電子期刊/chinese.php---中國科學院微生物研究所

1/fzjx/wsw/---武漢大學微生物學習網站/---山東大學病原微生物課程安排

理論48學時，實驗32學時，共計80學時。本課程的考核方法平時成績：包括網作35%和出勤25%；期末考試成績：成績占總成績40%。

一、微生物的概念與特點二、微生物的分類與命名三、微生物在自然界中的作用四、微生物學發展簡史五、微生物與醫藥行業的關系小結

緒論一、微生物的概念與特點Microorganism:微小的生物（<0.1mm）概念：

微生物

小（個體微小）:一般<0.1mm

簡（構造簡單）

低（進化地位低）

原核類：細菌（真細菌、古生菌）、放線菌、藍細菌、支原體、立克次氏體、衣原體等

真核類：真菌、原生動物、單細胞藻類等

非細胞類：病毒、亞病毒（一）什么是微生物？微生物:是指一群形體微小、結構簡單、分布廣泛、增殖迅速、肉眼不能直接觀察到，須借助顯微鏡放大幾百倍、乃至數萬倍才能看到的微小生物。微生物的概念大腸桿菌大腸桿菌面包酵母啤酒酵母青霉黑曲霉分生孢子鏈球菌1、個體小，比面值最大2、吸收多，轉化快3、生長旺,繁殖最快4、分布最廣，種類最多5、適應性強,最易變異（三）微生物的特點（共性）針尖上的細菌1、個體小，比面值最大

比面值：單位體積所占有的表面積為比面值。假設人=1;大腸桿菌(E.coli)=300,000;有利于物質交換和能量、信息的交換；微生物一系列屬性均與此特點密切相關。2、吸收多，轉化快

生物界的普遍規律：某生物個體越小，其單位體重消耗的食物越多；3克地鼠每天消耗與體重等重的糧食；1克閃綠蜂鳥每天消耗兩倍于體重的糧食；大腸桿菌每小時消耗2000倍于體重的糖；表1－3若干微生物的代時及每日增殖率微生物名稱代時每日分裂次數溫度每日增殖率

乳酸菌38分38252.7×1011

大腸桿菌18分80371.2×1024

根瘤菌110分13258.2×103

枯草桿菌31分46307.0×1013

光合細菌144分10301.0×103

釀酒酵母120分12304.1×103

小球藻7小時3.42510.6

念珠藻*23小時1.04252.1

硅藻17小時1.4202.64

草履蟲10.4小時2.3264.92

*為念珠藍菌屬(Nostoc)的舊稱，與細菌同屬原核生物。3.生長旺、繁殖快

萬米深海的硫細菌；地層下128米和427米的沉積巖中的細菌；85公里高空的微生物；人體的腸道中始終寄居著100～400種微生物，為腸道正常菌叢，總數可達100萬億。4、分布最廣，種類最多突變頻率一般為10-5～10-10，但因繁殖快，數量多，與外界環境直接接觸，因而在短時間內可出現大量變異的后代。

如：流感病毒、愛滋病病毒、SARS病毒此外，微生物還具有抗性最強、休眠最長、起源最早、發現最晚等特點。5、適應性強,最易變異1.微生物的分類按有無細胞結構分：（1）真核細胞型微生物（2）原核細胞型微生物（3）非細胞結構型微生物原核真核非細胞二、微生物的分類與命名一、原核細胞型微生物細菌、放線菌、衣原體支原體、立克次氏體、藍細菌。二、真核細胞型微生物真菌（霉菌、酵母菌等）、原生動物、單細胞藻類。三、非細胞型微生物病毒、類病毒、擬病毒、朊病毒等。支原體衣原體藍細菌主要特征:

無核膜、核仁、染色體，僅有裸露的核酸鏈形成的核區域，稱核質體；無細胞器；只有核糖體，為70S。原核細胞型微生物大腸桿菌放線菌細菌、放線菌、立克次氏體、衣原體、支原體、螺旋體等支原體衣原體藍細菌

主要特征:有核膜，核仁，染色體;有細胞器;核糖體為80S;含有兩類核酸。真核細胞型微生物真菌、單細胞藻類、原蟲等酵母菌霉菌分生孢子非細胞結構微生物新冠病毒

主要特征個體極小不具細胞結構只有一種核酸類型嚴格活細胞內寄生復制的方式繁殖對抗生素不敏感病毒、亞病毒等病毒、類病毒、擬病毒、朊病毒等。2.微生物的分類單位及命名（1）微生物的分類單位

依次為界、門、綱、目、科、

屬、種（亞種、型、菌株）屬：指具有某些共同特征或密切相關的一些種組成屬。種：表型特征高度相似、親緣關系極其相近、

與同屬內其他種有明顯差異的一大群菌株

的總稱。亞種：是正式分類單元中地位最低的分類等級。型：細菌種內細分。如血清型、噬菌體型。菌株：又稱為品系，表示任何由一個獨立分離

的單細胞繁殖而成的純種群體。（1）微生物的分類單位（2）微生物的命名雙名法：瑞典科學家林奈創立。屬名(名詞,第一個字母大寫)＋種名(形容詞,小寫)

如：Staphylococcus

aureusRosenbach

葡萄球菌金黃色的命名人的名字屬名:名詞種名:形容詞可略

三、微生物在自然界中的作用

人體體表及體內存在大量的微生物：

皮膚表面：平均10萬個細菌/cm2；口腔：細菌種類超過500種；

腸道：微生物總量達100萬億，糞便干重的1/3是細菌，每克糞便的細菌總數為：1000億個；微生物無處不在，我們無時不生活在“微生物的海洋”中。細菌數億/g土壤，土壤中的細菌總重量估計為：10034×1012噸；每個噴嚏的飛沫含4500-150000個細菌，重感冒患者為8500萬；

每張紙幣帶細菌：900萬個；微生物與人類的關系微生物既是人類的敵人，更是人類的朋友！時時刻刻與微生物“共舞”是

禍？是福？鼠疫（黑死病）：是一種由鼠疫桿菌引起的烈性傳染病，常先引起淋巴結炎，重者引起敗血癥或肺炎。從公元六世紀到20世紀初共發生過3次，死亡人數近兩億，這個數字比死亡最慘重的第二次世界大戰死亡的人數（1.1億）還多。最廣為人知也最為悲慘的鼠疫發生在中世紀的歐洲（1346年），導致了歐洲1/3到1/2的人口死亡。20世紀中葉，抗生素的發明使得鼠疫成了容易治愈的疾病現在，盡管鼠疫已非常罕見，但是歷史慘劇在人們心中留下的陰影難以消除，它仍然被許多人視為一種恐怖的疾病。微生物是人類的敵人！師道南《天愚集》：清乾隆年間，

“東死鼠，西死鼠，人見死鼠如見虎。鼠死未幾日，人死如圻堵”；

“晝死人，莫問數，日色慘淡愁云護。

三人行未十步路，忽死兩人橫截路”。馬鈴薯晚疫病（霉菌引起的病害）十九世紀中葉，由于第一次綠色革命的結果，在歐洲普遍只種植單一的高產糧食作物馬鈴薯，由于氣候異常，致使歐洲馬鈴薯晚疫病的大流行，毀滅了5/6的馬鈴薯，個別地方甚至顆粒無收。有近一百萬的人直接或間接被餓死，164萬人逃往北美。但人們不知道這就是微生物給人類帶來的災難。許多已被人類征服的傳染病又有"卷土重來"之勢。如肺結核、瘧疾、霍亂等。

目前全世界有18.6億人患結核病，相當于全球人口的32%。結核病；目前全球有約20億人被感染，每年新出現結核病患者約800-1000萬，每年因結核病死亡人數約為200-300萬目前我國結核病年發病人數約為130萬，因結核病死亡人數每年達13萬，超過其它傳染病死亡人數的總和。我國是全球22個結核病流行嚴重的國家之一，同時也是全球27個耐多藥結核病流行嚴重的國家之一。我國結核病患病人數居世界第二位。當今面臨的新的瘟疫艾滋病天花鼠疫瘋牛病禽流感

SARS新冠病毒返回16世紀歐洲瘟疫爆發，鼠疫約三分之二人喪生艾滋病（AIDS）全世界感染艾滋病病毒者已達4000萬左右，其中包括2500萬年齡在15歲以下的兒童。全球死于艾滋病的人仍多達77萬。

12月1日是"世界艾滋病日"

艾滋病病毒軍團病軍團病是由嗜肺軍團桿菌引起的以肺炎為主的急性感染性疾病。有時可發生暴發流行。病原菌主要來自土壤和污水，由空氣傳播，自呼吸道侵入。最初于1976年在美國費城退伍軍人中暴發，221人發病，造成34人死亡并因此得名。埃博拉病毒病埃博拉病毒是引起人類和靈長類發生埃博拉出血熱（EBHF）的烈性病毒，是一種罕見的致命病毒；可通過血液、體液迅速傳播，潛伏期為兩周左右，最終導致體內外大出血；感染者有可能在24h內死亡，其死亡率高達50%到90%；到目前為止，該病毒已使大約1500人受感染，其中約1000人死亡。1976年在非洲扎伊爾的埃博拉河附近爆發，由此予以命名。埃博拉病毒；瘋牛病全稱為“牛海綿狀腦病”，是一種發生在牛身上的進行性中樞神經系統病變，是一種人畜共患疾病自1985年在英國發現后，在20世紀90年代初成為一個高潮，又逐漸擴展到西歐，變成了一個世界性問題。全世界有100多個國家面臨瘋牛病的危險。由朊病毒引起病毒潛伏期長，從感染到發病平均28年，一旦出現癥狀半年到一年100%死亡。其嚴重性在于它的無法控制。

30多個國家相繼宣布禁止進口英國牛肉，瘋牛病風波嚴重損害了英國經濟，使英國養牛業面臨危機，不僅5億多英鎊的牛肉出口化為泡影，每年還需花費35億英鎊進口牛肉，因而擴大英國的貿易赤字。傳染性非典型肺炎又稱嚴重急性呼吸道綜合癥（SevereAcuteRespiratorySyndromes），簡稱SARS，因感染冠狀病毒而導致的以發熱、干咳、胸悶為主要癥狀，嚴重者出現快速進展的呼吸系統衰竭。傳播途徑：近距離飛沫傳播、接觸患者的分泌物及密切接觸傳播。極強的傳染性普通流感；禽流感；甲型H1N1流感甲型H1N1流感造成數萬人死亡。甲型H1N1流感（原稱：人感染豬流感）

甲型H1N1流感病毒是A型流感病毒，攜帶有H1N1甲型豬流感病毒毒株，包含有北美和歐亞豬流感、禽流感和人流感三種流感病毒的核糖核酸（RNA）基因片斷，同時擁有亞洲豬流感和非洲豬流感病毒特征。目前抗病毒藥物達菲對這種毒株有效。流感病毒有三種類型：甲型（Ａ型）流感病毒：感染哺乳動物以及鳥類；乙型（Ｂ型）流感病毒：只感染人類，疾病的產生通常較甲型病毒溫和；丙型（Ｃ型）流感病毒：只感染人類，并不會引起嚴重的疾病。臨床表現潛伏期，較流感、禽流感潛伏期長，潛伏期時長七天。

甲型H1N1流感的早期癥狀與普通人流感相似，包括發熱、咳嗽、喉痛、身體疼痛、頭痛等，有些還會出現腹瀉或嘔吐、肌肉痛或疲倦、眼睛發紅等。部分患者病情可迅速進展，來勢兇猛、突然高熱、體溫超過39℃，甚至繼發嚴重肺炎、急性呼吸窘迫綜合癥、肺出血、胸腔積液、全身血細胞減少、腎功能衰竭、敗血癥、休克、呼吸衰竭及多器官損傷，導致死亡。患者原有的基礎疾病亦可加重。狂犬病由于飼養寵物的增多，感染狂犬病的患者有增多趨勢新冠病毒新型冠狀病毒肺炎（CoronaVirusDisease2019，COVID-19）是由嚴重急性呼吸系統綜合征冠狀病毒2感染引起的一種急性呼吸道傳染病。該病現已納入《中華人民共和國傳染病防治法》.引起食品腐敗變質、材料發霉腐爛。（2）引起動、植物和人類的疾病。微生物也是人類的朋友！（二）微生物在自然界中的作用

植物機體

動物機體

尸體、排泄物微生物腐敗或合成

有機酸、單糖、維生素、氨基酸

微生物分解呼吸

無機硫、無機磷、無機氮和其它礦物質

二氧化碳1.物質循環中的作用52醫藥上應用抗生素養生保健品基因工程藥物疫苗診斷治療性抗體2.工業生產中的應用

英國微生物學家弗來明發現青霉素，開創了用抗生素治療病新紀元1.青霉素英國微生物學家弗來明發現青霉素，開創了用抗生素治療病新紀元放大的青霉素結構

1929年，英國細菌學家Fleming發現了青霉菌產生抑菌物質—青霉素，為疾病的化學治療開辟了新的途徑。促使科學家們紛紛從微生物中尋找這類抗生物質。他在進行葡萄球菌的培養過程中發現，污染有青霉菌菌落的周圍完全不長葡萄球菌，進一步的研究發現，這種抑菌物質存在于青霉菌的發酵液中，稱為青霉素。食品方面醬、醬油、豆豉淹漬蔬菜食用醋發酵面食發酵飲品食用菌食品添加劑其他工業中的應用酶工業氨基酸工業有機酸工業新材料開發生物化工食品工程污水處理微生物處理腈綸廢水的塔式濾池3.農業和畜牧業中的應用農用抗生素生物農藥生物菌肥發酵飼料微生物是自然界物質循環的關鍵環節；微生物是人類的朋友！體內的正常菌群是人及動物健康的基本保證；

幫助消化、提供必需的營養物質、組成生理屏障微生物可以為我們提供很多有用的物質；

有機酸、酶、各種藥物、疫苗、面包、奶酪、啤酒、醬油等等基因工程為代表的現代生物技術；四、微生物學的發展史

微生物在地球上存在了30多億年，人類在數百萬年前出現之后就一直和微生物發生著千絲萬縷的密切聯系。微生物學的發展歷史，可分為五個時期，即：史前期、初創期、奠基期、發展期、成熟期。1、史前期（經驗微生物學時期）時間：大約距今8000年前--1676年進展：人們不自覺地微生物頻繁地打交道，并憑自己的經驗在實踐中開展利用有益微生物和防治有害微生物的活動。由于在思想方法上停留在“實踐—實踐—實踐”的基礎上，因此只能長期處于低水平的應用階段。貢獻：人民在自己的生產實踐中都累積了許多利用有益微生物和防治有害微生物的經驗，例如發面，天然果酒和啤酒的釀造，牛乳和乳制品的發酵以及利用霉菌來治療一些疾病等。2、初創期（實驗微生物學時期）時間：1676年～1861年進展：人們對微生物的研究僅停留在形態學描述的水平上，而對它們的生理活動及其與人類實踐活動的關系卻未加研究，微生物學作為一門學科在當時還未形成。微生物學的先驅者：17th最偉大的業余科學家—列文·虎克（AntonyvanLeeuwenhoek）只上過中學的布店學徒工英國皇家學會會員巴黎科學院通訊院士列文虎克的貢獻：（1）制作了419架顯微鏡或放大鏡，50－200倍，266倍；（2）用顯微鏡觀察了許多微生物，1676年首次觀察到細菌；（3）發表論文400篇，其中375篇寄往英國皇家學會發表。列文虎克利用業余時間制造過400多架單式顯微鏡和放大鏡，放大率一般為50~200倍，1790年1881年1840年1890年電子顯微鏡3、奠基期（實驗微生物學時期）時間：1861年～1897年進展：建立了一系列研究微生物的方法和技術；開創了尋找病原微生物的“黃金時代”（1870s－1920s）；開始在生理學水平上研究微生物；以“實踐—理論—實踐”的思想方法指導科學實驗；微生物學開始形成獨立學科。貢獻：

法國的巴斯德（Pasteur）—微生物學的奠基人，“微生物學之父”。德國的科赫（Koch）—細菌學的奠基人。巴斯德主要貢獻：（1）提出了生命只能來自生命的胚種學說（種質學說），否定了自然發生學說（1861年）；（2）指出了傳染病、發酵、腐敗的真正原因是微生物活動的結果；（3）在人類防病治病方面的貢獻，發現病原菌減毒可誘發免疫性，首次制成狂犬疫苗，證實了免疫學說。（狂犬、霍亂、炭疽）（4）建立了一系列消毒、滅菌的方法。

柯赫主要貢獻為：（1）建立了研究微生物的一系列重要方法，如，發明了固體培養基、微生物的純種分離、顯微染色技術、顯微攝影技術等；（2）利用平板分離方法尋找并分離到許多病原菌，如炭疽病菌（1877）、結核桿菌（1882）、鏈球菌（1882）、霍亂球菌（1883）等；（3）提出了柯赫法則（1884）。

郭霍（RobertKoch）創用固體培養基分離培養細菌柯赫法則病原微生物總是在患傳染病的動物中發現而不存在于健康個體中；這一微生物可以離開動物體，并被培養為純種培養物；這種純培養物接種到敏感動物體后，應當出現特有的病癥；該微生物可從患病的實驗動物中重新分離出來，并可在實驗室中再次培養，并與原始病原微生物相同。2025/2/1475科赫法則圖示4、發展期（實驗微生物學時期）時間：1897年～1953年進展：開創了微生物生化研究的時代，各學科相互滲透；形成了許多應用微生物的分支學科，如抗生素發酵、有機酸發酵、氨基酸發酵等；發現微生物的代謝統一性，開展尋找微生物的有益代謝產物，出現了微生物學發展史上的第二個“淘金熱”；青霉素的發現推動了微生物工業化培養技術的突飛猛進。1897年，布赫納(Buchner)

研究磨碎了的酵母菌的發酵作用，用無細胞酵母汁發酵葡萄糖得到酒精，因而把生命活動和酶的化學緊密聯系起來。5、成熟期（現代微生物學時期）1953年～現在。從Watson和Crick（1953.4.25.）在英國的《自然》上發表DNA結構的雙螺旋模型起，整個生命科學就進入了分子生物學研究的新階段。特點：（1）微生物學迅速成長為一門十分熱門的前沿基礎學科；（2）在基礎理論的研究方面，微生物迅速成為分子生物學研究中的最主要的對象；（3）在應用研究方面，向著更自覺、更有效和可人為控制的方向發展，至70年代初，成為新興的生物工程中的主角。

FrancisCrick(35y)1953JamesWatson(23y)丹麥哥本哈根劍橋大學CavendishLab.五、微生物與醫藥行業的關系1.利用微生物生產醫藥保健產品、診斷試劑2.控制藥品生產過程的微生物污染3.藥品的微生物學檢查與藥品微生物控制及檢驗相關的主要法規施行時間發布單位藥品生產質量管理規范（GMP）（2010年版）2011年3月1日國家食品藥品監督管理總局中華人民共和國藥典（2015年版）四部2015年12月1日針對控制針對檢驗分子生物學（MolecularBiology）免疫學（Immunology）細胞生物學（CellBiology）推動現代生命科學前進的三架馬車二、免疫與機體

天花是一種由病毒引起的烈性傳染病，數千年來，難以計數的人因天花而喪生,無數的家庭妻離子散，家破人亡；無數的城市和鄉村尸陳遍野，白骨如山。今天，由天花造成的那個“千村薜荔人遺尸，萬戶蕭疏鬼唱歌”的時代一去不復返了。

1979年10月26日世界衛生組織莊嚴宣告：全世界已經消滅了“天花”。天花病人局部痂皮磨成粉鼻吸入預防兒童天花中國古代“種人痘”

公元18世紀后葉，英國鄉村