2007年gmp培训卫生学、微生物知识及卫生管理

1,2007年GMP培训 卫生学、微生物知识及卫生管理 2007年4月21日,2,主要培训内容,一、微生物基本知识 二、灭菌与除菌 三、卫生管理,3,第一节 微生物基本知识,一、什么是微生物 二、微生物的特征 三、微生物的生物多样性 四、微生物的发现 五、微生物的主要家族 六、微生物生命活动的基础和营养类型 七、微生物的生长规律 八、微生物的研究方法 九、微生物的作用,4,一、什么是微生物？,定义：微生物是一切肉眼看不见 或看不清楚的微小生物的总称。,5,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，还包括一些没有细胞结构的生物。 属于原核生物类的细菌、放线菌、蓝细菌、支原体、立克次氏体； 属于真核生物类的真菌、原生动物和显微藻类。 这些微生物在光学显微镜下可见。蘑菇和银耳等食、药用菌是个例外，尽管可用厘米表示它们的大小，但其本质是真菌，我们称它们为大型真菌。 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才能看到。,6,二、微生物的特征,微生物一般指体形在0.1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法具备的五大特征： 体积小面积大； 吸收多转化快； 生长旺繁殖快； 适应强变异频； 分布广种类多。,7,1、体积小，面积大,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，乃至数万倍才能看清。 杆菌的宽度是0.5微米，因此80个杆菌“肩并肩”地排列成横队，也只有一根头发丝的宽度。杆菌的长度约2微米，故1500个杆菌头尾衔接起来仅有一颗芝麻长。 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30万倍。,8,2、吸收多，转化快,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。 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2000倍的糖，而人体则需要40年之久。,9,3、生长旺，繁殖快,微生物以惊人的速度“生儿育女”。 例如大肠杆菌在合适的生长条件下，12.520分钟便可繁殖一代，每小时可分裂3次，由1个变成8个。每昼夜可繁殖72代，由1个细菌变成重约4722吨，细菌数量的翻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，它们的数量一般仅能达到每毫升1-10亿个，最多达到100亿。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。,10,4、适应强，变异频,多数细菌能耐0196的低温； 在海洋深处的某些硫细菌可在250300的高温条件下正常生长； 一些嗜盐细菌甚至能在饱和盐水中正常生活； 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。 由于微生物繁殖快，也可在短时间内产生大量变异的后代。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，如青霉素生产菌的发酵水平由每毫升20单位上升到近10万单位，利用变异和育种得到如此大幅度的产量提高。,11,5、分布广，种类多,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。 微生物聚集最多的地方是土壤，土壤是各种微生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，不论数量或种类均最多。在肥沃的土壤中，每克土含有20亿个微生物，即使是贫瘠的土壤，每克土中也含有35亿个微生物。 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，哪里的微生物就多。 迄今为止，我们知道的微生物约有10万种，目前已知的种类只占地球上实际存在的微生物总数的20%，人类生产和生活中仅开发利用了已发现微生物种数的1%。,12,三、微生物的生物多样性,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、分类和生态系统水平上的各个方面。 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、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、拮抗和捕食等关系。,13,四、微生物的发现,1、微生物学的开山祖列文虎克：1673年荷兰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运动。 2、微生物学的奠基人巴斯德：法国科学家巴斯德解决了葡萄酒变酸问题、发明了巴斯德灭菌法、医治了蚕病、炭疽病和疯狗病而成为伟大的微生物奠基人。 3、微生物方法学和医学微生物学的奠基人科赫：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1905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。,14,五、微生物的主要家族,（一）原核微生物： 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、放线菌、蓝细菌、支原体、立克次氏体、衣原体和螺旋体等。,15,1、细菌,（1）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体。细菌的基本形态有三种：球状、杆状和螺旋状，分别被称为球菌、杆菌和螺旋菌。,16,细菌的各种形态,17,A、球菌,细胞呈球状或椭圆形。根据这些细胞分裂产生的新细胞所保持的一定空间排列方式有以下几种情形：见图2-1 单球菌尿素微球菌（图2-1-1） 双球菌肺炎双球菌（图2-1-2） 链球菌溶血链球菌（图2-1-3） 四联球菌四联微球菌（图2-1-4） 八叠球菌尿素八叠球菌（图2-1-5） 葡萄球菌金黄色葡萄球菌（图2-1-6）,18,B、杆菌：,杆菌的大小以宽度×长度表示，一般为0.21.25×0.55.0微米。 分为单杆菌、双杆菌、链杆菌等。 杆菌是细菌中种类最多的，如大肠杆菌、枯草芽孢杆菌等。 杆菌细胞呈杆状或圆柱形。图2.1中B的7为长杆菌和短杆菌，8为枯草芽孢杆菌，9为溶纤维梭菌。,19,C、螺旋菌,螺旋菌大小一般为0.31.0×1.050微米，根据细胞弯曲程度和螺旋数目分为两种，若菌体弯曲不足一圈，似逗号形，称为弧菌，如霍乱弧菌；菌体回转如螺旋状，称为螺菌，如迂回螺菌。 细胞呈弯曲杆状的细菌统称为螺旋菌。 弧菌 偏端单生鞭毛或丛生鞭毛（图2-1-10） 螺旋菌 两端都有鞭毛（图2-1-11）,20,（2）细菌细胞的构造：,细菌细胞的基本结构是一般细菌共有的结构，包括细胞壁、细胞质膜、拟核、细胞质。 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，有固定外形和保护细胞等多种功能。 用革兰氏染色的方法，可将细菌分为革兰氏阳性菌（G菌）和革兰氏阴性菌（G菌）两大类。,21,细菌的细胞示意图,22,（ 3）细菌的繁殖：,二分分裂繁殖是细菌最普遍、最主要的繁殖方式。,23,（4）细菌的菌落：,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、有一定形态构造的子细胞集团，这就是菌落。 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或边缘与中央部位颜色一致等。细菌的菌落特征因种类而异。 依据各种细菌在一定条件下形成的菌落特征具有一定的稳定性和专一性，这是衡量菌种纯度，辨认和鉴定菌种的重要。,24,细菌的菌落特征示意图,25,2、放线菌：,是一大类多数呈丝状生长的原核微生物。大多数以分生孢子繁殖，也可通过菌丝断裂的片段形成新的菌体。 放线菌与人类的关系极为密切； 链霉素、土霉素、四环素、氯霉素、红霉素、庆大霉素等抗生素药物都是放线菌制造的。至今从微生物中发现的几千种抗生素中有2/3都是由放线菌产生的。 放线菌是一类具有丝状分枝细胞的革兰氏阳性细菌，呈放射状而得名，放线菌最喜欢生活在有机质丰富的微碱性土壤。,26,例图：链霉菌的一般形态和构造,27,3、蓝细菌：,曾被称为蓝藻或蓝绿藻，是一类分布很广，含有叶绿素A，能够在光合作用时释放氧气的原核微生物。主要以二分裂或多分裂方式进行繁殖，其链丝段也具有繁殖功能。,28,4、支原体：,是一类目前已知最小的，无细胞壁，但无须依赖活细胞而能独立生活的原核微生物。它们一般以二分裂方式繁殖，有时也出芽繁殖。,29,5、立克次氏体：,是专性寄生于动物、植物活性细胞中的致病性原核微生物，形态结构与细菌相似，以二分裂方式进行繁殖。,30,6、衣原体：,是一类比立克次氏体小，自身的结构更简单，专门寄生在活细胞中的致病性原核微生物，自己没有产能系统，需要从其它生物取得能量，有“能量寄生物”之称。 这类微生物在宿主细胞内生活周期独特，存在原体和始体两种细胞形态，始体形态较大，以二等分裂方式在宿主细胞内形成一个微菌落，随后大量子细胞又分化成较小而壁厚的感染性衣原体。,31,7、螺旋体：,是介于细菌与原生动物之间的单细胞原核微生物，细胞非常细长、螺旋状、柔软而且易弯曲、无鞭毛，其繁殖方式为二分裂。,32,（二）真核微生物：,真核微生物是一大类具有真正细胞核，具有核膜与核仁分化的较高等微生物，细胞内有线粒体等较复杂的细胞结构。 这类微生物包括酵母菌、霉菌、微细藻类、原生动物和大型真菌等。,33,1、酵母菌：,是一类单细胞的真核微生物的通俗名称。 其繁殖方式包括无性繁殖和有性繁殖。无性繁殖方式有芽殖和裂殖，芽殖是酵母菌最普遍的繁殖方式。 酵母菌是人类实践中应用较早的一类微生物，如酿酒，发酵等。 酵母菌的细胞里含有丰富的蛋白质和维生素。 酵母菌在自然界中分布很广，喜欢在偏酸性且含糖较多的环境中生长。,34,2、丝状真菌-霉菌：,真菌是微生物中的一大类群，属于真核微生物。 霉菌是丝状真菌的俗称，意为“发霉的真菌”，它们往往能形成分枝繁茂的菌丝体。 喜欢生活在潮湿温暖的地方，呈肉眼可见的绒毛状、絮状或蛛网状菌落。 霉菌主要经过菌丝断裂、形成各种无性孢子的无性繁殖和有性繁殖。,35,（三）微生物按需氧状况分类：,分为专性好氧、兼性好氧、微需氧和专性厌氧菌微生物。 （详见下表）,36,37,六、微生物生命活动的基础和营养类型,1、微生物生命活动的基础是营养，需要的营养素可分为六大类：碳源、氮源、能源、无机盐、生长因子和水。 2、微生物的营养类型：可以分成光能自养、光能异养、化能自养和化能异养4种。,38,39,七、微生物的生长规律,微生物整个生长过程可以分为4个阶段 延滞期：细胞不分裂，细胞变大，细胞内RNA含量增高，原生质呈碱性，合成代谢活跃，易合成新的诱导酶，对外界环境变化敏感。接种物中死细胞较多或培养基不丰富时延滞期较长。 对数期：细胞分裂最快，细胞平衡生长，酶系活跃，代谢旺盛。生长速率由营养成分和培养条件决定。,40,稳定期：新繁殖的细胞与死亡细胞数目相等，菌体产量达到最高，细胞开始储藏糖原、脂肪等储藏物，产芽孢的开始形成芽孢，开始合成次生代谢产物。可能由于营养物的消耗或抑制生长的代谢产物积累，细胞停止增殖，但仍存活。 衰亡期：死亡细胞数目超过新生细胞，细胞形态多样，细胞开始自溶，开始释放次生代谢产物。,41,八、微生物的研究方法：,显微技术 无菌操作技术 纯种培养技术,42,九、微生物的作用：,1、微生物在碳素循环中的作用 2、微生物在氮素循环中的作用：固氮作用、硝化作用、同化作用、氨化作用和反硝化作用。 3、微生物在硫素循环中的作用：脱硫作用、硫化作用、硫同化作用和反硫化作用。 4、微生物在磷循环中的作用：磷同化作用和磷异化作用。,43,第二节 灭菌与除菌,微生物只能从微生物产生，而不能自然地从没有生命的物质发生。若无人去，灭过菌的物质在适当保护下将保持无菌状态，除非有人去感染它。 灭菌是指杀灭一切