微生物知识与洁净区污染控制培训教案课件.ppt
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1、1微生物知识微生物知识初学者初学者20142014年年0101月月1111日日2目的目的v微生物知识学习微生物知识学习v药品生产中微生物控制药品生产中微生物控制3微生物基本知识(第一部微生物基本知识(第一部分)分)v一、什么是微生物一、什么是微生物v二、微生物的特征二、微生物的特征v三、微生物的生物多样性三、微生物的生物多样性v四、微生物的发现四、微生物的发现v五、微生物的主要家族五、微生物的主要家族v六、微生物生命活动的基础和营养类型六、微生物生命活动的基础和营养类型v七、微生物的生长规律七、微生物的生长规律4一、什么是微生物?一、什么是微生物?v定义:定义:微生物是一类肉眼不能直接看见,微
2、生物是一类肉眼不能直接看见,必须借助光学显微镜或电子显微镜放大几必须借助光学显微镜或电子显微镜放大几百倍、几千倍甚至几万倍才能观察到的微百倍、几千倍甚至几万倍才能观察到的微小生物的总称。小生物的总称。5v它们是一些个体微小,构造简单的低等生它们是一些个体微小,构造简单的低等生物。大多为单细胞,少数为多细胞,还包物。大多为单细胞,少数为多细胞,还包括一些没有细胞结构的生物。括一些没有细胞结构的生物。v属于原核生物类的细菌、放线菌、蓝细菌、属于原核生物类的细菌、放线菌、蓝细菌、支原体、立克次氏体;支原体、立克次氏体;v属于真核生物类的真菌、原生动物和显微属于真核生物类的真菌、原生动物和显微藻类。藻
3、类。v而属于非细胞生物类的病毒、类病毒和朊而属于非细胞生物类的病毒、类病毒和朊病毒(又称朊粒)等则需借助电子显微镜病毒(又称朊粒)等则需借助电子显微镜才能看到。才能看到。6二、微生物的特征二、微生物的特征v微生物一般指体形在微生物一般指体形在0.1毫米以下的小生物,毫米以下的小生物,个体微小的特性使微生物获得了高等生物无个体微小的特性使微生物获得了高等生物无法具备的法具备的五大特征五大特征:v体积小面积大;体积小面积大;v吸收多转化快;吸收多转化快;v生长旺繁殖快;生长旺繁殖快;v适应强变异频;适应强变异频;v分布广种类多分布广种类多。7 1 1、体积小,面积大、体积小,面积大v微生物的个体极
4、其微小,必须借助显微镜放微生物的个体极其微小,必须借助显微镜放大几倍、几百倍、上千倍,乃至数万倍才能大几倍、几百倍、上千倍,乃至数万倍才能看清。看清。v杆菌的宽度是杆菌的宽度是0.5微米,因此微米,因此80个杆菌个杆菌“肩并肩并肩肩”地排列成横队,也只有一根头发丝的宽地排列成横队,也只有一根头发丝的宽度。杆菌的长度约度。杆菌的长度约2微米,故微米,故1500个杆菌头个杆菌头尾衔接起来仅有一颗芝麻长。尾衔接起来仅有一颗芝麻长。v物体的表面积和体积之比称为比表面积。大物体的表面积和体积之比称为比表面积。大肠杆菌的比表面积是人的肠杆菌的比表面积是人的30万倍。万倍。82 2、吸收多,转化快、吸收多,
5、转化快v微生物的食谱非常广泛,凡是动植物能利微生物的食谱非常广泛,凡是动植物能利用的营养,微生物都能利用,大量的动植用的营养,微生物都能利用,大量的动植物不能利用的物质,甚至剧毒的物质,微物不能利用的物质,甚至剧毒的物质,微生物照样可以视为美味佳肴。生物照样可以视为美味佳肴。v如大肠杆菌在合适条件下,每小时可以消如大肠杆菌在合适条件下,每小时可以消耗相当于自身重量耗相当于自身重量2000倍的糖,而人体则倍的糖,而人体则需要需要40年之久。年之久。93 3、生长旺,繁殖快、生长旺,繁殖快 v微生物以惊人的速度微生物以惊人的速度“生儿育女生儿育女”。v例如大肠杆菌在合适的生长条件下,例如大肠杆菌在
6、合适的生长条件下,12.520分钟便可繁殖一代,每小时可分裂分钟便可繁殖一代,每小时可分裂3次,由次,由1个变成个变成8个。每昼夜可繁殖个。每昼夜可繁殖72代,代,由由1个细菌变成重约个细菌变成重约4722吨,细菌数量的翻吨,细菌数量的翻番只能维持几个小时,不可能无限制地繁番只能维持几个小时,不可能无限制地繁殖。因而在培养液中繁殖细菌,它们的数殖。因而在培养液中繁殖细菌,它们的数量一般仅能达到每毫升量一般仅能达到每毫升1-10亿个,最多达亿个,最多达到到100亿。尽管如此,它的繁殖速度仍比高亿。尽管如此,它的繁殖速度仍比高等动植物高出千万倍。微生物的这一特性等动植物高出千万倍。微生物的这一特性
7、在发酵工业上具有重要意义,可以提高生在发酵工业上具有重要意义,可以提高生产效率,缩短发酵周期。产效率,缩短发酵周期。104 4、适应强,变异频、适应强,变异频v多数细菌能耐多数细菌能耐0196的低温;的低温;v在海洋深处的某些硫细菌可在在海洋深处的某些硫细菌可在250300的高温的高温条件下正常生长;条件下正常生长;v一些嗜盐细菌甚至能在饱和盐水中正常生活;一些嗜盐细菌甚至能在饱和盐水中正常生活;v产芽孢细菌和真菌孢子在干燥条件下能保藏几十产芽孢细菌和真菌孢子在干燥条件下能保藏几十年、几百年。年、几百年。v由于微生物繁殖快,也可在短时间内产生大量变由于微生物繁殖快,也可在短时间内产生大量变异的
8、后代。异的后代。正是由于这个特性,人们才能够按照正是由于这个特性,人们才能够按照自己的要求不断改良在生产上应用的微生物,自己的要求不断改良在生产上应用的微生物,如如青霉素生产菌的发酵水平由每毫升青霉素生产菌的发酵水平由每毫升20单位上升到单位上升到近近10万单位,利用变异和育种得到如此大幅度的万单位,利用变异和育种得到如此大幅度的产量提高。产量提高。115 5、分布广,种类多、分布广,种类多v微生物在地球上几乎无处不有,无孔不入,人的微生物在地球上几乎无处不有,无孔不入,人的皮肤上,口腔,肠道里都有许多微生物。皮肤上,口腔,肠道里都有许多微生物。v微生物聚集最多的地方是土壤微生物聚集最多的地方
9、是土壤,土壤是各种微生,土壤是各种微生物生长繁殖的大本营,约占微生物总量的物生长繁殖的大本营,约占微生物总量的70-90%,任意取一把土或一粒土,就是一个微生物世界,任意取一把土或一粒土,就是一个微生物世界,不论数量或种类均最多。在肥沃的土壤中,每克不论数量或种类均最多。在肥沃的土壤中,每克土含有土含有20亿个微生物,即使是贫瘠的土壤,每克亿个微生物,即使是贫瘠的土壤,每克土中也含有土中也含有35亿个微生物。亿个微生物。v空气里悬浮着无数细小的尘埃和水滴,它们是微空气里悬浮着无数细小的尘埃和水滴,它们是微生物在空气中的藏身之地。哪里的尘埃多,哪里生物在空气中的藏身之地。哪里的尘埃多,哪里的微生
10、物就多。的微生物就多。v迄今为止,我们知道的微生物约有迄今为止,我们知道的微生物约有10万种,目前万种,目前已知的种类只占地球上实际存在的微生物总数的已知的种类只占地球上实际存在的微生物总数的20%,人类生产和生活中仅开发利用了已发现微,人类生产和生活中仅开发利用了已发现微生物种数的生物种数的1%。12三、微生物的生物多样性三、微生物的生物多样性v微生物的多样性包括所有微生物的生命形式、生微生物的多样性包括所有微生物的生命形式、生态系统和生态过程以及有关微生物在遗传、分类态系统和生态过程以及有关微生物在遗传、分类和生态系统水平上的各个方面。和生态系统水平上的各个方面。v微生物有着许多独特的代谢
11、方式,如自养细菌的微生物有着许多独特的代谢方式,如自养细菌的化能合成作用、厌氧生活、不释放氧的光合作用、化能合成作用、厌氧生活、不释放氧的光合作用、生物固氮作用、对复杂有机物的生物转化能力、生物固氮作用、对复杂有机物的生物转化能力、分解氰、酚、多氯联苯等有毒物质的能力,抵抗分解氰、酚、多氯联苯等有毒物质的能力,抵抗热、冷、酸、碱、高渗、高压、高辐射剂量等极热、冷、酸、碱、高渗、高压、高辐射剂量等极端环境的能力,以及病毒的以非细胞形态生存的端环境的能力,以及病毒的以非细胞形态生存的能力等。微生物与生物环境间的相互关系也表现能力等。微生物与生物环境间的相互关系也表现出多样性,主要有互生、共生、寄生
12、、拮抗和捕出多样性,主要有互生、共生、寄生、拮抗和捕食等关系。食等关系。13四、微生物的发现四、微生物的发现v1、微生物学的开山祖微生物学的开山祖列文虎克:列文虎克:1673年荷兰年荷兰人列文虎克用自己制造的显微镜观察发现了杆人列文虎克用自己制造的显微镜观察发现了杆菌、球菌和原生动物。还第一次描绘了细菌的菌、球菌和原生动物。还第一次描绘了细菌的运动。运动。v2、微生物学的奠基人、微生物学的奠基人巴斯德:法国科学家巴巴斯德:法国科学家巴斯德解决了葡萄酒变酸问题、发明了巴斯德灭斯德解决了葡萄酒变酸问题、发明了巴斯德灭菌法、医治了蚕病、炭疽病和疯狗病而成为伟菌法、医治了蚕病、炭疽病和疯狗病而成为伟大
13、的微生物奠基人。大的微生物奠基人。v3、微生物方法学和医学微生物学的奠基人、微生物方法学和医学微生物学的奠基人科科赫:德国科学家科赫发现了炭疽杆菌、结核杆赫:德国科学家科赫发现了炭疽杆菌、结核杆菌、霍乱弧菌、鼠疫杆菌,并第一次用科学的菌、霍乱弧菌、鼠疫杆菌,并第一次用科学的方法证明某种特定的微生物是某种特定疾病的方法证明某种特定的微生物是某种特定疾病的病原。并体外成功地培结核养了细菌。于病原。并体外成功地培结核养了细菌。于1905年,获得了诺贝尔医学和生理学奖,主要是为年,获得了诺贝尔医学和生理学奖,主要是为了表彰他在肺结核研究方面的贡献。了表彰他在肺结核研究方面的贡献。14五、微生物的主要家
14、族五、微生物的主要家族v(一)(一)原核微生物:原核微生物:v原核生物的细胞中没有细胞核结构,只有明原核生物的细胞中没有细胞核结构,只有明显核区,外面无核膜包围。包括:细菌、放显核区,外面无核膜包围。包括:细菌、放线菌、蓝细菌、支原体、立克次氏体、衣原线菌、蓝细菌、支原体、立克次氏体、衣原体和螺旋体等。体和螺旋体等。v以下以细菌为例和大家一起学习。以下以细菌为例和大家一起学习。15细菌细菌(1)细菌的形态和大小:)细菌的形态和大小:细菌是单细胞生物,即一个细胞就是一个个细菌是单细胞生物,即一个细胞就是一个个体。细菌的基本形态有三种:球状、杆状和体。细菌的基本形态有三种:球状、杆状和螺旋状,分别
15、被称为球菌、杆菌和螺旋菌。螺旋状,分别被称为球菌、杆菌和螺旋菌。16细菌的各种形态细菌的各种形态17(2)细菌细胞的构造:v细菌细胞的基本结构是一般细菌共有的结细菌细胞的基本结构是一般细菌共有的结构,包括构,包括细胞壁、细胞质膜、拟核、细胞细胞壁、细胞质膜、拟核、细胞质质。v细胞壁是位于细胞最外面的一层坚韧而略细胞壁是位于细胞最外面的一层坚韧而略具弹性的结构层,主要由肽聚糖构成,有具弹性的结构层,主要由肽聚糖构成,有固定外形和保护细胞等多种功能。固定外形和保护细胞等多种功能。v用革兰氏染色的方法,可将细菌分为革兰用革兰氏染色的方法,可将细菌分为革兰氏阳性菌(氏阳性菌(G菌)和革兰氏阴性菌(菌)
16、和革兰氏阴性菌(G菌)两大类。菌)两大类。18细菌的细胞示意图细菌的细胞示意图19(3)细菌的繁殖:v二分分裂繁殖是细菌最普遍、最主要的繁二分分裂繁殖是细菌最普遍、最主要的繁殖方式。殖方式。20(4)细菌的菌落:v单个或少数细菌细胞生长繁殖后,会形成单个或少数细菌细胞生长繁殖后,会形成以母细胞为中心的一堆肉眼可见、有一定以母细胞为中心的一堆肉眼可见、有一定形态构造的子细胞集团,这就是菌落。形态构造的子细胞集团,这就是菌落。v细菌菌落常表现为湿润、粘稠、光滑、较细菌菌落常表现为湿润、粘稠、光滑、较透明、易挑取、质地均匀以及菌落正反面透明、易挑取、质地均匀以及菌落正反面或边缘与中央部位颜色一致等。
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