环境中微生物的主要类群.ppt

第三章环境中微生物的主要类群本章主要内容本章主要内容q概述q第一节 原核细胞型微生物q第二节 真核细胞型微生物q第三节 非细胞型微生物Ø环境微生物分为：ü真核细胞型微生物真核细胞型微生物ü原核细胞型微生物原核细胞型微生物ü非细胞型微生物非细胞型微生物第一节、原核细胞型微生物第一节、原核细胞型微生物Ø一、一、细菌细菌Ø二、二、放线菌放线菌Ø三、鞘细菌三、鞘细菌Ø四、滑动细菌四、滑动细菌Ø五、五、蓝细菌蓝细菌Í在原核型微生物中占主要地位；Í基本结构有细胞壁、细胞膜、细胞质、核质、质粒质粒等；Í质粒是细菌染色体以外的遗传物质，为闭合环状双股DNA，带有遗传信息，控制细菌的某些遗传性状（有性生殖、细菌毒力、耐药性、代谢酶等）Í分为球菌、杆菌和螺形菌三类；Í可能具有特殊结构，如鞭毛、荚膜、芽孢和菌毛等Í以简单二分裂法无性繁殖，仅需20—30分钟一、细菌一、细菌（（Bacteria））（（2 2）环境中常见致病菌与条件致病菌）环境中常见致病菌与条件致病菌 P23-24 P23-24表表3-13-1（（3 3）环境中其他常见细菌）环境中其他常见细菌 Ø假单胞菌属假单胞菌属Ø黄杆菌属黄杆菌属Ø产碱杆菌属产碱杆菌属Ø无色杆菌属无色杆菌属Ø微球菌属微球菌属 Ø乳杆菌属乳杆菌属Ø其它细菌其它细菌 假单胞菌属（假单胞菌属（Pseudomonas）） ü革兰阴性杆菌，有鞭毛能运动. ü在自然界分布广泛，因本菌属在低温条件下能很好生长，可引起冷藏食品的腐败变质冷藏食品的腐败变质。

ü能能利利用用多多种种有有机机物物（（是是迄迄今今为为止止发发现现的的自自然然界界杂杂食食性性最最强强的的微微生生物物，，能能以以8080多多种种有有毒毒有有机机物物为为碳碳源源）），，故故在在自自然然界界物物质质转转化化中中起起重重要要作作用用，，常被作为污染物生物降解的筛选菌种常被作为污染物生物降解的筛选菌种*环境中已经发现的具有较强分解能力的代表性微生物环境中已经发现的具有较强分解能力的代表性微生物（引自（引自“生物催化和生物降解生物催化和生物降解——有机化合物的微生物转化有机化合物的微生物转化”））ü恶臭假单胞菌恶臭假单胞菌F1（（Pseudomonas putida F1））:能以多能以多种合成有机物作为惟一碳源和能源种合成有机物作为惟一碳源和能源ü矢野鞘氨醇单胞菌矢野鞘氨醇单胞菌B1 (Sphingomonas yanoikuyae B1)：：能以多种芳香族化合物作为惟一碳源和能源能以多种芳香族化合物作为惟一碳源和能源ü红球菌属红球菌属(Rhodococcus)：：能催化多种合成有机物降解能催化多种合成有机物降解ü雅致小克银汉霉雅致小克银汉霉(C.elegans)：：能以原油作为惟一碳源能以原油作为惟一碳源和能源；还能代谢强致癌物苯并和能源；还能代谢强致癌物苯并(a)芘芘Transmission electron microscope photos CQ030301 20000×CQ030303 20000×CQ030302 20000× According to the growing characteristics, biochemical properties, and the sequences of 16SrDNA, they had been identified as : CQ030301: Rhodococcus pyridinivora (红球菌红球菌) CQ030302: Rhodococcus ruber (赤红球菌赤红球菌) CQ030303: Rhodococcus ruber MS (赤红球菌赤红球菌) Scanning electron microscope photo of CQ01 ，，CQ02，，0CQ3。

3000×二、放线菌二、放线菌(Actinomycetes)Ø放线菌可以形成菌丝及菌丝体，且以菌丝断裂、形成分放线菌可以形成菌丝及菌丝体，且以菌丝断裂、形成分生胞子或胞子囊的形式繁殖（较细菌复杂），生胞子或胞子囊的形式繁殖（较细菌复杂），所以放线所以放线菌是比细菌更高一级的进化类群菌是比细菌更高一级的进化类群Ø在自然界分布广泛，尤其在土壤中在自然界分布广泛，尤其在土壤中Ø少数菌种对人类有致病作用，如星形偌卡菌引起肺部化少数菌种对人类有致病作用，如星形偌卡菌引起肺部化脓性感染脓性感染Ø可分解多种有机物质（烃类、氰类、吡啶、纤维素等），可分解多种有机物质（烃类、氰类、吡啶、纤维素等），在环境治理中具有潜在应用价值在环境治理中具有潜在应用价值 Ø放线菌的代表属：放线菌的代表属：ü链链霉霉菌菌属属：：是是最最高高等等的的放放线线菌菌多多生生活活在在土土壤壤中中是是产产生生抗抗生生素素菌菌株株的的主主要要来来源源，，如如链链霉霉素素由由灰灰色色链链霉菌产生，而土霉素是由龟裂链霉菌产生霉菌产生，而土霉素是由龟裂链霉菌产生ü偌偌卡卡菌菌属属：：部部分分可可对对人人致致病病星星形形偌偌卡卡菌菌引引起起肺肺化化脓脓性性感感染染。

巴巴西西偌偌卡卡菌菌主主要要在在皮皮肤肤创创伤伤后后引引起起感感染染，，感染以化脓和坏死为特征，称为分枝菌病感染以化脓和坏死为特征，称为分枝菌病ü小单胞菌属：小单胞菌属：棘孢小单胞菌可产生庆大霉素棘孢小单胞菌可产生庆大霉素 ü为单细胞生物，呈球形或杆状，主要行分裂繁殖为单细胞生物，呈球形或杆状，主要行分裂繁殖ü过去称为蓝藻或蓝绿藻过去称为蓝藻或蓝绿藻（（Blue-green algae））,近年根据近年根据其仅有原始核而将其列入原核细胞型微生物其仅有原始核而将其列入原核细胞型微生物ü光合型微生物，光合色素主要为叶绿素光合型微生物，光合色素主要为叶绿素αα及藻蓝（青）及藻蓝（青）素ü在自然界分布广泛生活在淡水中的蓝细菌，是水生态在自然界分布广泛生活在淡水中的蓝细菌，是水生态系统食物链中的重要一环但水质污染时，可过量繁殖，系统食物链中的重要一环但水质污染时，可过量繁殖，形成形成““水华水华””ü蓝细菌的常见属：微囊藻属、鱼腥藻属、颤藻属蓝细菌的常见属：微囊藻属、鱼腥藻属、颤藻属五、蓝细菌五、蓝细菌 (Blue bacteria,Cyanobacteria)第二节第二节真核细胞型微生物真核细胞型微生物v具有分化程度较高的真正的核，有核膜、核仁和染色体，胞浆内有完整的细胞器。

v真菌v藻类（低等植物）v原生动物 （低等动物）一一、真菌（、真菌（Fungus））ü真菌与原生生物的主要区别在于有较硬的细胞壁而原生生物没有（胞壁不含肽聚糖，多含几丁质）ü真菌按形态分为单细胞单细胞和多细胞多细胞两类ü单细胞真菌为酵母菌和类酵母菌（yeast）.ü多细胞真菌又称霉菌(mold)ü分布广泛，存在于各种环境和生物体内ü卫生学效应：ü引起物质变质腐烂的主要原因ü发酵、制药、食品工业等中具有重要作用ü少数致病（一）环境中常见酵母菌（一）环境中常见酵母菌 （Yeast）形态与结构：形态与结构：为卵圆、球或柱状等多形态的单细胞生物为卵圆、球或柱状等多形态的单细胞生物繁殖方式：繁殖方式：繁繁殖殖方方式式为为芽芽殖殖（（出出芽芽生生殖殖））、、少少数数借借产产生生横横隔隔膜膜分裂繁殖（裂殖）、两性结合形成子囊孢子分裂繁殖（裂殖）、两性结合形成子囊孢子Ø常见代表属：常见代表属：ü酵酵母母菌菌属属：：重要的菌种如啤酒酵母用于酿酒和面包发酵；鲁氏酵母及蜂蜜酵母可使果酱等糖制品和蜂蜜变质ü假假丝丝酵酵母母属属：：有发酵酒精能力代表菌种为产朊假丝酵母，由于细胞内富含蛋白质及维生素B，成为食用酵母和饲料酵母的重要菌种。

（二）环境中常见霉菌（二）环境中常见霉菌 (mold)ü形态与结构：由菌丝和孢子组成Ø霉菌常见代表属霉菌常见代表属 ü曲曲霉霉属属：：广泛分布于谷物、土壤等上，分解有机质能力极强，可造成霉变为酿造、食品、制药行业的重要菌属ü青青霉霉属属：：典型结构为帚状枝，产生单轮或多轮对称或不对称的扫帚状小梗，多呈蓝绿色ü镰镰刀刀菌菌属属：：环境中常见，为植物激素产生菌和工农业生产有用菌ü根霉属：根霉属：分布广泛，分解有机质能力极强生物制品领域应用多ü毛毛霉霉属属：：较根霉小其分解淀粉、蛋白质能力极强，常与根霉一样常用于发酵工业，同时也是环境物质循环中的常见菌ü木木霉霉属属：：常寄生于某些真菌子实体上，是栽培蘑菇的劲敌木霉可以生产纤维素霉、合成核黄素、产生抗生素等二、藻类二、藻类（（algae））v藻类是一大群低等植物，细胞分化比较低级(无跟茎叶花等)广泛浮游于淡水及海水的上层，也称浮游生物或浮游植物（phytoplankton）是水生生态系统的初级生产者，是水生食物链的关键环节 Ø形态与结构 ：ü形态：多种多样，单细胞或多细胞含叶绿体，行光合作用，同时呈现不同的颜色 ü生理特征：行植物光合作用。

利用二氧化碳，对N、P需求多Ø常见藻类常见藻类 ：：ü绿藻：绿藻：因藻体中含叶绿素及少量叶黄素，细胞呈草绿色小球藻（富含蛋白质和脂肪，可大量培养作为饲料和食品）、栅藻 、衣藻 ü硅藻：硅藻：单细胞存在或群体存在，细胞壁为两个藻瓣相扣藻瓣中含有大量硅质和果胶质，硅藻死亡后，形成硅藻土，可作为过滤剂、绝缘剂等 ü甲藻：甲藻：海洋“赤潮”也常由甲藻大量增殖引起；甲藻产毒可积于贝体而使人体中毒 三、原生动物三、原生动物v形态与构造形态与构造 ：：v单细胞低等动物，但结构较为复杂，是一个独立而完整的机体v营养与繁殖：营养与繁殖：v大部分为异养生活，少数能自养生活v有无性繁殖和有性繁殖v卫生学意义：卫生学意义：v水中重要浮游生物可吞食细菌，在污水处理中起一定作用v某些种类是病原体Ø环境中常见原生动物目前已知有环境中常见原生动物目前已知有1500015000种：种：ü鞭毛纲：鞭毛纲：运动细胞器是鞭毛，具有一至多根鞭毛如绿运动细胞器是鞭毛，具有一至多根鞭毛如绿眼虫、波豆虫、滴虫等多生活在污水中眼虫、波豆虫、滴虫等多生活在污水中 ü肉足纲：肉足纲：运动器官是伪足，也是摄食器官多无固定的运动器官是伪足，也是摄食器官。

多无固定的形态，细胞质可伸缩变动而形成伪足最常见的代表有形态，细胞质可伸缩变动而形成伪足最常见的代表有变形虫 ü纤毛纲：纤毛纲：运动细胞器是纤毛在活性污泥污水处理池中，运动细胞器是纤毛在活性污泥污水处理池中，常以原生动物的类群与比例作为污水净化的指标一般常以原生动物的类群与比例作为污水净化的指标一般情况下，普通单体钟虫与群体钟虫较多时，说明污泥爆情况下，普通单体钟虫与群体钟虫较多时，说明污泥爆气池运转正常气池运转正常 ü孢子虫纲：孢子虫纲：运动细胞器缺如，有复杂的生活史为寄生，运动细胞器缺如，有复杂的生活史为寄生，如间日疟原虫等如间日疟原虫等 第三节第三节非细胞型微生物非细胞型微生物v特征：特征：v不具有细胞结构，具有体积极小、结构简单、专性寄不具有细胞结构，具有体积极小、结构简单、专性寄生、抵抗力特殊的特点生、抵抗力特殊的特点v环境中的病毒环境中的病毒 ：：v空气中病毒：空气中病毒：如流感病毒、鼻病毒、腮腺炎病毒、麻如流感病毒、鼻病毒、腮腺炎病毒、麻疹病毒、天花病毒、水痘病毒、风疹病毒、腺病毒等疹病毒、天花病毒、水痘病毒、风疹病毒、腺病毒等v水中病毒：水中病毒：多为肠道病毒。

多为肠道病毒v土壤中病毒：土壤中病毒：土壤中病毒可吸附于颗粒内而延长存活土壤中病毒可吸附于颗粒内而延长存活时间 v食品中病毒：食品中病毒：主要是甲型传染性感染和胃肠炎许多主要是甲型传染性感染和胃肠炎许多疾病与食用贝类有关如疾病与食用贝类有关如19881988年上海甲肝大流行年上海甲肝大流行 第四章卫生微生物卫生微生物研究和检测的方法研究和检测的方法本章主要内容本章主要内容q第一节第一节 卫生微生物检测的特点及基本原则卫生微生物检测的特点及基本原则q第二节第二节 卫生指示微生物卫生指示微生物q第三节第三节 卫生微生物研究和检测的方法卫生微生物研究和检测的方法q第四节第四节 卫生微生物研究和检测方法发展前景卫生微生物研究和检测方法发展前景第一节第一节卫生微生物检测的特点与基本原则卫生微生物检测的特点与基本原则Ø特点：Ø检测对象：致病、非致病、条件致病微生物Ø标本来源：人体、环境Ø环境中致病微生物数量少，需要特异的检测方法，并且多依靠指示微生物Ø原则：Ø样品的采集原则Ø样品的运送原则Ø实验室检验原则一、样品的采集原则一、样品的采集原则（一）样品必须要有代表性（一）样品必须要有代表性: :ü采样量：满足检测要求采样量：满足检测要求ü采样部位：均匀采样采样部位：均匀采样ü采样时间：便于分析微生物的动态变化采样时间：便于分析微生物的动态变化ü采样批号：尽量检测每个批号采样批号：尽量检测每个批号（二）避免对样品的污染（二）避免对样品的污染ü器材灭菌、无菌操作器材灭菌、无菌操作（三）避免对样品中微生物的杀灭和抑制（三）避免对样品中微生物的杀灭和抑制ü避免有毒物质的残留和高温影响避免有毒物质的残留和高温影响（四）对样品进行详细的标记（四）对样品进行详细的标记ü这是基本要求这是基本要求卫生微生物检测的基本原则卫生微生物检测的基本原则二、样品的运送原则二、样品的运送原则ü尽快送检：尽快送检：ü一般一般3-43-4h h内送检，减少细菌死亡和进一步繁殖带来内送检，减少细菌死亡和进一步繁殖带来的影响。

的影响ü注意保护待检的微生物：注意保护待检的微生物：ü一定的温度一定的温度ü加保护剂加保护剂ü运送培养基，如病毒、厌氧菌等运送培养基，如病毒、厌氧菌等ü进行完善的样品交接进行完善的样品交接ü必须有样品送检单，与实验室人员逐项核对后交接必须有样品送检单，与实验室人员逐项核对后交接卫生微生物检测的基本原则卫生微生物检测的基本原则三、实验室检验原则三、实验室检验原则ü具有相应的实验室硬件设施：ü1级（P4实验室）：可检验危害性最严重的病原体，如天花病毒、HIV、SARS病毒等ü2级（P3实验室）：可检验特殊危险致病菌，如霍乱菌ü3级（P2实验室）：检验一般致病菌ü4级（P1实验室）：检验非致病菌ü具有合格的人员和标准检验方法ü人员要有资质，并经常接受培训ü采用国家标准方法或公认方法（WHO、EPA等）卫生微生物检测的基本原则卫生微生物检测的基本原则ü加强实验室质量控制ü仪器、设备、试剂：定期检定和校准ü注意记录和核查：如GLP实验室ü报告规范：数据规范，完整签名盖章ü实验室应有应急措施•应对突发事件能力•需做多种检验时，微生物优先•恰当的样品处理与检验卫生微生物检测的基本原则卫生微生物检测的基本原则卫生微生物检测的基本原则卫生微生物检测的基本原则第二节第二节卫生检验中的指示微生物卫生检验中的指示微生物v指示微生物（indicator microorganism）定义：v在常规卫生监测中，用以反映检品卫生状况及安全性的指示性微生物。

v设定指示微生物的原因v微生物（包括致病和非致病的）种类繁多，不可能一一检测v环境中致病微生物往往数量少，检测困难，需要用相对易于检测的微生物来间接反映指示微生物一、指示微生物的选择一、指示微生物的选择q选择原则：选择原则：q数量大、易于检出，方法简单v指示微生物的种类：ü反映微生物综合污染：细菌、霉菌和酵母菌落总数ü反映微生物污染来源：粪便污染指示菌（大肠菌群、粪大肠菌群）;空气污染指示菌（溶血性链球菌等）ü不得检出的致病微生物ü间接反映致病微生物：如反映肠道病毒的噬菌体等ü消毒效果指示菌：嗜热脂肪芽孢杆菌（压力蒸汽灭菌）；短小芽孢杆菌（电离辐射灭菌）；枯草杆菌黑色变种芽孢（环氧乙烷灭菌）指示微生物二、二、常用的指示微生物常用的指示微生物（一）综合污染指标（一）综合污染指标——菌落总数菌落总数定义：定义：单位量的被检样品 (g、ml、cm2、m3)内，所含有的能在某种培养基上经一定条件培养后生成的菌落数量表述：表述：细菌菌落总数（不能说细菌总数）、霉菌和酵母菌菌落总数 cfu/g、cfu/mlcfu，colony forming unit) 意义：意义：综合判定检样被微生物污染程度。

方法：方法：标准平板计数法、表面涂布法指示微生物（二）来源污染指标（二）来源污染指标——粪便、空气污染指粪便、空气污染指示菌示菌粪便污染指示菌：大肠菌群；粪大肠菌群；其他空气污染指示菌：口腔和鼻腔的链球菌（无人居住的房屋空气中也没有链球菌，房屋内住人越多，链球菌的含量亦越高）一般用草绿色链球菌与溶血性链球菌合起来计算指示微生物（三）（三）不得检出的致病菌不得检出的致病菌微生物主要危害主要指示作用沙门菌肠道致病菌口服药、食品不得检出志贺菌菌痢食品不得检出金葡菌局部化脓、食物中毒食品、化妆品、外用药不得检出；游泳池水指标菌乙型溶血性链球菌食物中毒食品污染铜绿假单胞菌条件致病菌外伤、眼科用药、化妆品不得检出，游泳池水指标菌破伤风梭菌外伤皮肤感染外用药不得检出指示微生物（四）间接反映致病微生物存在的指示菌（四）间接反映致病微生物存在的指示菌肠道病毒指示微生物指示物优点缺点应用大肠杆菌噬菌体f2与肠道病毒耐受性相似；存在于人粪中；检测较简便粪便中数量少；可能在环境中繁殖；检测结果受大肠杆菌DNA噬菌体影响水中病毒消毒效果评价指标脊髓灰质炎病毒减毒疫苗株Ⅰ操作安全非所有粪便有；检测困难应用于消毒学和水中病毒研究指示微生物第三节第三节卫生微生物研究和检测的方法卫生微生物研究和检测的方法（一）样品的处理（一）样品的处理（二）损伤菌的复苏（二）损伤菌的复苏（三）选择性增菌与分离（三）选择性增菌与分离（四）定量计数方法（四）定量计数方法（五）分型鉴定的方法（五）分型鉴定的方法Ø混匀样品（非常重要）Ø液体：电动混匀、手摇混匀、敲打混匀Ø固体：搅碎混匀、研磨混匀、匀浆混匀Ø样品浓缩ü沉淀法ü过滤法ü吸附沉淀法卫生微生物研究和检测的方法一、样品的处理一、样品的处理ü环境样品微生物，在采样送检等过程中，受各种不利因素作用，可发生亚致死性损伤。

用普通培养方法不容易培养需预先进行复苏（resuscitation）或修复 (repair)才能培养§无选择压力的培养环境§较低的培养温度卫生微生物研究和检测的方法二、损伤菌的复苏二、损伤菌的复苏ü检测的困难：微生物小、少、混合ü选择方法：抑制其它微生物生长、促进目标微生物生长ü物理方法：厌氧条件培养厌氧菌、光照条件培养藻类等ü化学方法：根据微生物的营养需求，加入特制的促进或抑制生长的物质卫生微生物研究和检测的方法Obligate Aerobes三、三、对目的菌的选择性增菌与分离对目的菌的选择性增菌与分离Selective Media•EMB (Eosin Methylene Blue)–dyes inhibit Gram (+) bacteria–selects for Gram (-) bacteria–G.I. Tract infections caused by Gram (-) bacteriaMembrane Filter Method (Endo agar with coliform growth)计数直接（显微镜下计数、比浊法） 间接（使菌繁殖）倾注平板法表面涂布法MPN法“单个菌” “菌落”而计数统计学方法卫生微生物研究和检测的方法四、微生物定量计数法四、微生物定量计数法（一）（一）倾注平板法倾注平板法v10倍梯度准确稀释待测样品，准确将稀释物定量均匀地倾注到琼脂培养基中，培养后计数菌落。

v使一个平板上生长的菌落数在30-300之间时最利于计数二）（二）表面涂布法表面涂布法v将样品定量涂布在琼脂培养基的表面，培养后，计数表面生长的菌落数卫生微生物研究和检测的方法（三）（三） 最可能数法最可能数法MPN法（最常用于大肠群记法（最常用于大肠群记数）数）v多次稀释直至最后的稀释度可能无菌，每个梯度均接种3个培养管，根据各梯度培养管中细菌生长情况，查表计算微生物MPN数（most probable number）四）其它方法（四）其它方法v显微镜直接记数法、比浊记数法、计算机辅助自动记数、滤膜法等五、分型鉴定的方法（确定微生物的同五、分型鉴定的方法（确定微生物的同源性）（自学）源性）（自学）ü血清学分型ü噬菌体分型ü细菌素分型ü耐药谱分型：标准纸片-琼脂法（K-B法）ü质粒图谱法：ü其它：PCR、核酸杂交、G+C含量、基因芯片、蛋白质芯片复习思考题复习思考题ü卫生微生物检测的基本原则？卫生微生物检测的基本原则？ü指示菌：为何要用？分哪几类？各类的卫生意指示菌：为何要用？分哪几类？各类的卫生意义？义？ü为何要进行样品处理？怎样处理？为何要进行样品处理？怎样处理？ü选择性增菌、分离的用途？有哪些方法？选择性增菌、分离的用途？有哪些方法？ü定量计数的方法有哪些？定量计数的方法有哪些？ü有哪些分型鉴定方法？有哪些分型鉴定方法？。