微生物學(xué)與免疫學(xué)MicrobiologyandImmunology授課人：黃鳳杰hfengj@163.com1、周德慶，《微生物學(xué)教程》，第2版，高等教育出版社，20022、周長(zhǎng)林，《微生物學(xué)》，第1版，中國(guó)醫(yī)藥科技出版社，20033、吳敏毓編著，《醫(yī)學(xué)免疫學(xué)》，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社，20034、I.E.Alcamo著，林稚蘭等譯，《微生物學(xué)》全美經(jīng)典學(xué)習(xí)指導(dǎo)系列，科學(xué)出版社，20025、J.Nicklin,K.Graeme-Cook,T.Paget&R.Killington著，林稚蘭等譯，《微生物學(xué)》現(xiàn)代生物學(xué)精要速覽系列，科學(xué)出版社，20006、P.M.Lydyard,A.Whelan&M.W.Fanger著，林慰慈等譯，《免疫學(xué)》現(xiàn)代生物學(xué)精要速覽系列，科學(xué)出版社，2001

參考資料概論2、微生物學(xué)及其分科

1、微生物概述3、免疫與免疫學(xué)4、微生物學(xué)與免疫學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史6、微生物學(xué)與免疫學(xué)在藥學(xué)中的應(yīng)用5、微生物學(xué)發(fā)展趨勢(shì)

微生物（Microorganism）是一群形體微小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，必須借助顯微鏡才能觀察到的微小生物的總稱。

1、微生物概述微生物的種類非細(xì)胞型：病毒、類病毒和朊病毒

原核細(xì)胞型真核細(xì)胞型真菌單細(xì)胞藻類原生動(dòng)物古細(xì)菌、藍(lán)細(xì)菌、細(xì)菌放線菌、螺旋體、支原體衣原體、立克次體體積小，面積大代謝強(qiáng)，繁殖快易變異，適應(yīng)強(qiáng)種類多，分布廣2、微生物的特點(diǎn)

微生物大小近似值

細(xì)胞類型病毒0.01-0.25μm

非細(xì)胞型細(xì)菌0.1-10μm

原核生物真菌2μm->1m

真核生物原生動(dòng)物2-1000μm真核生物藻類1μm-幾米真核生物微生物形態(tài)大小和細(xì)胞類型體積小比表面積=表面積/體積乳酸桿菌120,000豌豆6.0雞蛋1.5體重200磅的人0.3面積大每天消耗與體重等重的糧食每天消耗兩倍于體重的糧食每小時(shí)消耗2000倍于體重的糖!代謝強(qiáng)表1－3若若干微微生物的代時(shí)時(shí)及每日增殖殖率微生物名稱代代時(shí)時(shí)每每日分分裂次數(shù)溫溫度每每日增殖殖率

乳酸菌菌38分分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(xì)菌144分10301.0××103釀酒酵母120分12304.1××103小球藻7小時(shí)時(shí)3.42510.6

念珠藻*23小時(shí)1.04252.1硅硅藻17小時(shí)1.4202.64草草履蟲10.4小時(shí)2.3264.92

*為念珠藍(lán)菌屬屬(Nostoc)的的舊稱，與與細(xì)菌同屬原原核生物。繁殖快突變頻率一般般為10-5～10-10，但因繁殖快快，數(shù)量多，，與外界環(huán)境境直接接觸，，因而在短時(shí)時(shí)間內(nèi)可出現(xiàn)現(xiàn)大量變異的的后代。例如，青霉素素生產(chǎn)菌Penicilliumchrysogenum(產(chǎn)黃青霉)的產(chǎn)量1943年為每毫升發(fā)酵液液中含20單單位青霉素，經(jīng)過世界各各國(guó)微生物遺遺傳育種工作作者的不懈努努力,使該菌菌產(chǎn)量變異逐逐漸積累，加加上發(fā)酵條件件的改進(jìn)，目目前發(fā)酵水平平每毫升超過過5萬單位，，甚至接近10萬單位。微生物的數(shù)數(shù)量性狀變異異和育種使產(chǎn)產(chǎn)量提高的幅幅度之大，是是動(dòng)植物育種種工作中絕對(duì)對(duì)不可能達(dá)到到的。正因?yàn)闉槿绱?，幾乎乎所有微生物物發(fā)酵工廠都都十分重視菌種選育工作作。易變異抗熱性：海洋深處的一一些硫細(xì)菌可可以在250℃甚至在300℃的高高溫下正常生生長(zhǎng)；自然界中細(xì)菌菌生長(zhǎng)的最高高溫度可以達(dá)達(dá)到113℃；些細(xì)菌的芽芽孢，需加熱熱煮沸8小時(shí)時(shí)才被殺死；；抗寒性：大多數(shù)細(xì)菌能能耐受0~－－196℃的的任何低低溫，甚至在在－256℃℃下存活；有些微生物可可在―12℃~―30℃的低溫生長(zhǎng)；；抗酸堿：細(xì)菌菌能耐受并生生長(zhǎng)的pH范范圍：pH0.5~13；耐滲透壓：蜜蜜餞、腌制品品，飽和鹽水水（NaCl,32%)中都有微生物生生長(zhǎng)；抗壓力：有些些細(xì)菌可在1400個(gè)大大氣壓下生長(zhǎng)長(zhǎng)；適應(yīng)強(qiáng)任何有其它生生物生存的環(huán)環(huán)境中，都能能找到微生物物。而在其它它生物不可能能生存的極端端環(huán)境中也有有微生物存在在。微生物在長(zhǎng)期期進(jìn)化過程中中產(chǎn)生了許多多靈活的代謝謝調(diào)控機(jī)制，，并有很多種種類的誘導(dǎo)酶酶，具有極強(qiáng)強(qiáng)的適應(yīng)性分布廣高等生物的分分布區(qū)域常有有明顯的地理理限制，要擴(kuò)擴(kuò)大分布范圍圍往往要靠人人類或其它生生物的散播。。而微生物因因其體積小、、重量輕，故故可以到處傳傳播，地球上上除了火山口口以外，在在人和動(dòng)植植物的體內(nèi)外外、土壤、江江、河、湖、、海、溫泉、、雪山、巖石石、沙漠、空空氣等中到處處都有微生物物?！魅f米深海中的的硫細(xì)菌；△幾萬米高空中中的細(xì)菌和真真菌；△地層下128米和427米沉積巖中中的細(xì)菌。種類多我們認(rèn)識(shí)的動(dòng)動(dòng)物約有150萬種，植植物約有50萬種，微生生物約有10萬種。由于于微生物的發(fā)發(fā)現(xiàn)和研究比比動(dòng)、植物晚晚得多，加上上鑒定種的工工作以及劃分分種的標(biāo)準(zhǔn)較較為困難，所所以首先著重重研究的是與與人類關(guān)系最最密切的那些些種。目前比較肯定定的微生物種種數(shù)約為10萬種，隨著分離、、培養(yǎng)方法的的改進(jìn)和研究究工作的深入入微生物的新新種、新屬、、新科乃至新新目、新綱屢屢見不鮮。即即使是發(fā)現(xiàn)最最早的較大型型的微生物———真菌，現(xiàn)現(xiàn)在還以每年年約1,500個(gè)新種的的速度遞增。。主要微生物的的種數(shù)種數(shù)數(shù)低限限傾傾向性種數(shù)數(shù)高高限限病病毒與立克次次氏體1,2171,2171,217支支原體424242

細(xì)菌與與放線菌1,0001,5001,500藍(lán)藍(lán)細(xì)菌1,2271,5002,500藻藻類15,05123,10023,100

真菌菌37,17547,30068,939

原生動(dòng)物物24,06824,06830,000總總計(jì)79,78098,727127,298微生物獲取營(yíng)營(yíng)養(yǎng)的方式多多種多樣，其其食譜之廣是是動(dòng)植物完全全無法相比的的！纖維素、木質(zhì)質(zhì)素、幾丁質(zhì)質(zhì)、角蛋白、、石油、甲醇醇、甲烷、天然氣氣、塑料、酚酚類、氰化物物、各種有機(jī)機(jī)物均可被微生物物作為糧食更重要的是在在于微生物的的生理代謝類類型多、代謝謝產(chǎn)物種類多多!2、微生物學(xué)學(xué)及其分科微生物學(xué)（microbiology）生物學(xué)的一個(gè)個(gè)分支，是研研究微生物在在一定條件下下的形態(tài)、結(jié)結(jié)構(gòu)、生理、、遺傳變異，，以及微生生物的進(jìn)化、、分類及其與與人類、動(dòng)植植物、自然界界相互關(guān)系的的一門學(xué)科。。微生物學(xué)的分分科研究微生物學(xué)學(xué)的基本方法法（1）顯微鏡鏡技術(shù)（2）無菌技技術(shù)（3）純種分分離技術(shù)（4）純種培培養(yǎng)技術(shù)3、免疫與免免疫學(xué)（一）免疫（（immune）的概念念1.傳統(tǒng)的的免疫：機(jī)體體對(duì)病原微生生物再感染的的抵抗力；2.現(xiàn)代的的免疫：機(jī)機(jī)體免疫系統(tǒng)能夠識(shí)別“自自己(self)”和““非己(nonself)”，并發(fā)發(fā)生特異性的的免疫應(yīng)答排除抗原性異異物；或被誘誘導(dǎo)而處于對(duì)對(duì)這種抗原物質(zhì)呈不活化化狀態(tài)（免疫耐受），借此維持持機(jī)體內(nèi)環(huán)境境的穩(wěn)定。免疫的基本功功能免疫學(xué)(immunology)研究機(jī)體免疫疫系統(tǒng)的組織織結(jié)構(gòu)和生理理功能的科學(xué)學(xué)。如：抗原物質(zhì)質(zhì)、免疫系統(tǒng)統(tǒng)、免疫應(yīng)答答過程及其調(diào)調(diào)節(jié)、免疫疾疾病發(fā)病機(jī)制制、免疫性疾疾病的診斷、、預(yù)防和治療療、免疫實(shí)驗(yàn)驗(yàn)技術(shù)（一）微生物物的發(fā)現(xiàn)我國(guó)在8000多年前的的新石器時(shí)代代早期就出現(xiàn)現(xiàn)了釀酒技技術(shù)我國(guó)商代釀酒酒技術(shù)已有很很大的發(fā)展，，已逐漸從農(nóng)農(nóng)業(yè)中分化出出來成為獨(dú)立立的手工業(yè)，，出現(xiàn)了一些些釀酒工場(chǎng)我國(guó)古代的各各種酒器4、微生物學(xué)學(xué)與免疫學(xué)發(fā)發(fā)展簡(jiǎn)史4000年前前埃及人已學(xué)學(xué)會(huì)烘制面包包和釀制果酒酒；2500年前前發(fā)明釀醬、、醋，用曲治治消化道疾病??；公元2世紀(jì)，，張仲景：禁禁食病死獸類類的肉和不清清潔食物；公元六世紀(jì)(北魏時(shí)期)，《齊民要要術(shù)》詳細(xì)地地記載了制曲曲、釀酒、制制醬和釀醋等等工藝。公元前112年-212年間，華佗佗：“割腐肉肉以防傳染””；公元九世紀(jì)痘痘漿法、痘衣衣法預(yù)防天花花；公元九世紀(jì)到到十世紀(jì)我國(guó)國(guó)已用細(xì)菌浸浸出法開采銅銅。到了16世紀(jì)紀(jì)，古羅巴醫(yī)醫(yī)生G.Fracastoro才明明確提出疾病病是由肉眼看看不見的生物物(livingcreatures)引起起的1676年，，微生物學(xué)的的先驅(qū)荷蘭人人安東·列文文虎克（Antonyvanleeuwenhoek，1632～1723）首次觀察到了細(xì)菌。他他沒有上過大大學(xué)，是一個(gè)個(gè)只會(huì)荷蘭語(yǔ)語(yǔ)的小商人，，但卻在1680年被選選為英國(guó)皇家家學(xué)會(huì)的會(huì)員員。1674年年他開始觀觀察細(xì)菌和和原生動(dòng)物物

；1677年年他首次描描述了昆蟲蟲

、狗和和人的精子子

；1684年年他準(zhǔn)確確地描述了了紅細(xì)胞；；1680年年被選為英英國(guó)皇家學(xué)學(xué)會(huì)的會(huì)員員；1702年年他指出在在所有露天天積水中都都可以找到到微生物。。他一生磨制制了400多個(gè)透鏡鏡

。他的的遺物中有有一架簡(jiǎn)單單的透鏡，，其放大率率竟達(dá)270倍!（二）微生生物學(xué)的奠奠基法國(guó)人巴斯斯德（LouisPasteur））（1822～1895）德國(guó)人柯赫赫（RobertKoch）（1843～1910）1.巴斯德德(1)證證實(shí)發(fā)酵由由微生物引引起；(2)否否定了“自自然發(fā)生””學(xué)說；(3)免免疫學(xué)———預(yù)防接種種首次研制成成炭疽熱疫疫苗、禽霍霍亂疫苗、、狂犬疫疫苗(4)其他他貢獻(xiàn)巴斯德消毒毒法：60～65℃℃作短時(shí)間間加熱處理理，殺死有有害微生物物曲頸瓶試驗(yàn)驗(yàn)2.柯赫細(xì)菌純培養(yǎng)養(yǎng)方法的建建立土豆切面→營(yíng)養(yǎng)養(yǎng)明膠→→營(yíng)養(yǎng)瓊瓊脂（平皿皿）（1）微生生物學(xué)基本本操作技術(shù)術(shù)方面的貢貢獻(xiàn)配制培養(yǎng)基基技術(shù)染色觀察和和顯微攝影影流動(dòng)蒸汽滅滅菌（2）對(duì)病病原細(xì)菌的的研究作出出了突出的的貢獻(xiàn)：發(fā)現(xiàn)了許多多病原菌，，如炭疽桿桿菌、結(jié)核核桿菌、霍霍亂弧弧菌等；證明某種微微生物是否否為某種疾疾病病原體體的基本原原則——著名的的柯赫原則1、在每每一相同病病例中都出出現(xiàn)這種微微生物；2、要從從寄主分離離出這樣的的微生物并并在培養(yǎng)基基中培養(yǎng)出出來；3、用這種種微生物的的純培養(yǎng)接接種健康而而敏感的寄寄主，同樣樣的疾病會(huì)會(huì)重復(fù)復(fù)發(fā)生；4、從試試驗(yàn)發(fā)病的的寄主中能能再度分離離培養(yǎng)出這這種微生物物來。（三）微生生物學(xué)發(fā)展展過程中的的重大事件件1935StanleyTMV結(jié)晶1944Avery證證實(shí)轉(zhuǎn)化過過程中DNA是遺傳傳信息的載載體；1953Watson和Crick提提出DNA雙螺旋結(jié)結(jié)構(gòu)；1952-1961Monod&Jacob操操縱子子學(xué)說；1891VonBehring制備備抗毒素治治療白喉和和破傷風(fēng)；；1892Ivanovsky首次發(fā)現(xiàn)了了煙草花葉葉病毒（TMV）；1928Griffith發(fā)現(xiàn)細(xì)菌菌轉(zhuǎn)化－DNA是遺傳的物物質(zhì)基礎(chǔ)；1929Fleming發(fā)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)青霉素；；1970～～1972Arber、、Smith和Nathans發(fā)發(fā)現(xiàn)并提純純了DNA限限制性性內(nèi)切酶1977Woese提提出古生菌菌是不同于于細(xì)菌和真真核生物的的特殊類群群;Sanger首次對(duì)對(duì)f×174噬噬菌體DNA進(jìn)行了了全序列分分析；1982～～1983Prusiner發(fā)現(xiàn)現(xiàn)朊病毒(prion)；1983～～1984Mullis建立立PCR技技術(shù)；1995第第一個(gè)獨(dú)立立生活的細(xì)細(xì)菌(流感感嗜血桿菌菌)全基因因組序列測(cè)測(cè) 定完成成；1996第第一個(gè)自自養(yǎng)生活的的古生菌基基因組測(cè)定定完成；1997第第一個(gè)真真核生物(啤酒酵母母)基因組組測(cè)序完成成；微生物基因因組學(xué)研究究將全面展展開以了解微生生物之間、、微與其他他生物、微微與環(huán)境的的相互作用用為內(nèi)容的的微生物生生態(tài)學(xué)、環(huán)環(huán)境微生物物學(xué)、細(xì)胞胞微生物學(xué)學(xué)等將在基基因組信息息的基礎(chǔ)上上獲得長(zhǎng)足足發(fā)展。微生物生命命現(xiàn)象的特特性和共性性將更加受受到重視微生物產(chǎn)業(yè)業(yè)將呈現(xiàn)全全新的局面面微生物與其其