《獸醫(yī)微生物學(xué)》（第3版）講稿 - FoodMateNET

1、動物微生物學(xué)（第3版）講稿總學(xué)時65，其中理論講授45學(xué)時、實(shí)驗(yàn)課20學(xué)時。緒 言(preface)(1.5學(xué)時)內(nèi) 容：本部分了解以下幾個方面的問題。微生物的概念、類型及其主要特點(diǎn)；微生物學(xué)的性質(zhì)、范疇和目的及其發(fā)展階段及獸醫(yī)微生物學(xué)的性質(zhì)、任務(wù)和貢獻(xiàn)以及如何學(xué)好動物微生物學(xué)。一、微生物(microorganism)（一）微生物的概念微生物：顧名思義就是微小的生物，是自然界中不為我們?nèi)庋鬯芸匆姷模仨毥柚诠鈱W(xué)顯微鏡或電子顯微鏡放大幾百倍、幾千倍甚至幾萬倍后才能觀察到的生物。例如細(xì)菌、真菌的細(xì)胞肉眼是看不見的，但有人可能說他看見過細(xì)菌，我們所見到的只是許許多多菌細(xì)胞聚集在一起所構(gòu)成的“群體

2、”(colony)，即菌落或稱集落。微生物的概念類型 （二）微生物的類型微生物有廣義和狹義之分。前者包括所有肉眼看不見的微小生物，如單細(xì)胞的原生動物、藻類、細(xì)菌、真菌和不具細(xì)胞結(jié)構(gòu)的病毒等；后者僅含細(xì)菌、真菌和病毒，我們所講微生物為狹義微生物。狹義微生物雖然種類眾多，按其細(xì)胞核的不同和有無細(xì)胞結(jié)構(gòu)，可分為具真核的真菌、具原核的細(xì)菌和不具細(xì)胞結(jié)構(gòu)的病毒三大類。具原核的廣義細(xì)菌，按其細(xì)胞結(jié)構(gòu)的不同又可區(qū)分細(xì)菌、放線菌、螺旋體、霉形體、立克次體和衣原體6類。因此，也可認(rèn)為微生物包括真菌、細(xì)菌、放線菌、螺旋體、霉形體、立克次體、衣原體和病毒共8類。（三）微生物的主要特點(diǎn)微生物種類繁多，特性各異，但它們

3、有以下主要共同特點(diǎn)。可概括為三個方面?zhèn)€特點(diǎn)，即微生物個體微小、結(jié)構(gòu)簡單、種類繁多、數(shù)目多、分布廣泛、代謝旺盛、繁殖快和易變異等8個主要特點(diǎn)。1. 在形態(tài)與結(jié)構(gòu)方面：(1)個體微小。微生物單個體不為肉眼所見；(2)結(jié)構(gòu)簡單。微生物多為單細(xì)胞生物，真菌雖具真核但細(xì)胞結(jié)構(gòu)較動物、植物細(xì)胞簡單，細(xì)菌為原核細(xì)胞，結(jié)構(gòu)更簡單，病毒不具細(xì)胞結(jié)構(gòu)，僅由蛋白質(zhì)和核酸構(gòu)成(只含dna或rna)。2. 在種類、數(shù)量和分布方面：(1)種類繁多。已研究記載的微生物可能僅占其總數(shù)的10%?，F(xiàn)已記載的細(xì)菌有1千多個種，放線菌有500多種，真菌近10萬種，病毒千多種；(2)數(shù)目多。有人做過統(tǒng)計，在一畝土壤中含200 kg的微

4、生物，1 ml水中少者幾百個，多者可達(dá)到幾十萬到幾千萬個，全世界微生物重量約為動物、植物總重量的兩倍；(3)分布廣泛。在自然界的土壤、水、空氣及動物體(體表、體內(nèi))、植物體、各種器物、糞便、垃圾以及海底、海溝都有微生物的存在，真所謂微生物無處不在。3. 在生理與遺傳方面：(1)代謝旺盛。有人統(tǒng)計，微生物因表面積大，一晝夜可合成個體重3040倍的蛋白質(zhì)，所消耗的營養(yǎng)物質(zhì)個體重的幾百倍；(2)繁殖快。繁殖快的細(xì)菌大約20 min一代，一晝夜可繁殖72代，一個菌體經(jīng)10 h后可繁殖10億多萬個個體；(3)易變異。微生物為單細(xì)胞生物或不具細(xì)胞結(jié)構(gòu)，缺乏適應(yīng)復(fù)雜環(huán)境的完整器官和系統(tǒng)，因而對環(huán)境敏感、易變

5、異，以增強(qiáng)對環(huán)境的適應(yīng)性。二、微生物學(xué)(microbiology)（一）性質(zhì)、范疇和目的1. 性質(zhì)：微生物學(xué)是生物學(xué)的一個分枝，是研究微生物形態(tài)、結(jié)構(gòu)、生理、生態(tài)、進(jìn)化、分類、遺傳變異、抗原性等基本理論和實(shí)驗(yàn)技術(shù)，以及與人類、動植物、自然界相互作用的科學(xué)。2. 范疇：(1)微生物學(xué)根據(jù)其應(yīng)用研究的不同又分為許多分支，如普通微生物學(xué)、工業(yè)微生物學(xué)、食品微生物學(xué)、農(nóng)業(yè)微生物學(xué)、海洋微生物學(xué)、水產(chǎn)微生物學(xué)、醫(yī)學(xué)微生物學(xué)、獸醫(yī)微生物學(xué)和畜牧微生物學(xué)等。(2)就其理論研究，建立了細(xì)菌學(xué)、真菌學(xué)、菌物學(xué)、放線菌學(xué)、病毒學(xué)、微生物生理學(xué)、微生物分類學(xué)、微生物遺傳學(xué)、微生物生態(tài)學(xué)和微生態(tài)學(xué)等。3. 目的：微生

6、物學(xué)研究的目的就是開發(fā)和利用有益微生物，改造和消滅有害微生物，從而為人類造福。（二）微生物學(xué)的發(fā)展概況微生物學(xué)是一門較為年青的學(xué)科，它的發(fā)展從1695年至今有三百多年的歷史。在人類的長期生產(chǎn)實(shí)踐中很早就對微生物有所認(rèn)識和利用，我國在四千多年前的大禹時代就已知制酒，周朝會做醬，一千四百多年前知道制酪，到公元五世紀(jì)的北魏時期(約533544年)的齊民要術(shù)中對做曲、做醋、“做沮”(利用乙酸發(fā)酵以保存蔬菜)以及輪作方法等有詳細(xì)記載。對傳染病的認(rèn)識，周代已知人畜的傳染病，公元前五世紀(jì)襄公時已知驅(qū)區(qū)瘋狗以防狂犬病，十一世紀(jì)已應(yīng)用痘痂噴鼻法和漿苗接種以預(yù)防天花，一百多年前甘肅夏河等地牧民應(yīng)用“灌花”預(yù)防牛瘟

7、。在國外也有類似的發(fā)展，但由于古代科學(xué)技術(shù)不發(fā)達(dá)，未能發(fā)現(xiàn)微生物的存在，因而對微生物的認(rèn)識，常加一些不正確的揣測和迷信，使其進(jìn)展緩慢。微生物學(xué)成為一門學(xué)科，十七世紀(jì)末葉對微生物形態(tài)觀察、描述起了關(guān)鍵作用。它的發(fā)展可概括為三個階段。1. 形態(tài)學(xué)時期(16951870年)：十七世紀(jì)末葉，由于當(dāng)時西歐國家制造透鏡工業(yè)的發(fā)展，使顯微鏡的制造有了可能。第一架復(fù)式顯微鏡是由荷蘭的眼鏡商詹森(janssen)兄弟約于1590年試制，1695年英國的羅伯特 · 胡克(robert hooke)用顯微鏡發(fā)現(xiàn)了第一個植物細(xì)胞。1676年荷蘭的安東 · 呂文虎克(antony van leeuw

8、enhoek)制造了能放大160200倍的原始顯微鏡，其后他對牙垢、污水、井水、雨水以及人和動物的糞便進(jìn)行了觀察，看到了球形、桿狀、螺旋狀的運(yùn)動小體，并繪圖和描述，于1695年發(fā)表了他的發(fā)現(xiàn)，這為微生物學(xué)成為一門科學(xué)奠定了基礎(chǔ)，從而開發(fā)開始了微生物的形態(tài)學(xué)時期。在此后的將近二百年時間里，人們對微生物認(rèn)識僅停留在形態(tài)學(xué)方面，而對微生物的進(jìn)一步認(rèn)識則進(jìn)展不大。其主要原因之一是受自然發(fā)生論(即無生源論)的阻礙。自然發(fā)生論認(rèn)為“生物可以無中生有，破布中可生出老鼠來”，并且宗教預(yù)言“生物是神創(chuàng)造的”，所以微生物的一切作用是人類無法控制的，是沒必要去研究的，這種精神枷鎖一直束縛著人們，對微生物再沒做細(xì)致深

9、入的研究。這期間，英國的一名叫尼達(dá)姆的神甫做了一個實(shí)驗(yàn)。第一步，取若干熱的羊肉汁或種子湯，把它灌進(jìn)瓶子，瓶口用軟木塞緊緊塞住，這樣，小動物或它們的卵就不可能從空氣中進(jìn)入瓶子了；第二步，將該瓶子煨在火熱的灰里，這樣就把殘留在瓶子和羊肉汁里的任何小動物或它們的卵都?xì)⑺罍绫M了，擱置幾天后用顯微鏡檢查肉汁，竟發(fā)現(xiàn)了成群結(jié)隊的小動物。所以他認(rèn)為“生命能夠從沒有生命的東西里自發(fā)產(chǎn)生”，并且認(rèn)為生命的自發(fā)產(chǎn)生來自生長力。但是遠(yuǎn)在意大利的斯巴蘭扎尼神甫讀到這一新聞后，他怒聲說道：“這里面有鬼。我要找出它來”。于是他做了以下實(shí)驗(yàn)，將羊汁或種子湯裝于幾個瓶中，分成兩組。一組用火熔合瓶口，另一組用軟木塞塞住，每組均

10、在沸水中加熱，一些加熱幾分鐘，一些加熱1小時，然后擱置幾天后檢查。結(jié)果，在未熔合瓶中，不同加熱時間的均存在小動物；在熔合的瓶中，經(jīng)一小時加熱的未見小動物，而幾分鐘加熱的有小動物。因而他認(rèn)為，生命上只能來自生命；每一個生物都要有母體哪怕是這些可憐的小動物。這之后，他一直從事各種實(shí)驗(yàn)，來有力地同尼達(dá)姆的生長力作斗爭，直至他1799年中風(fēng)去世。在斯巴蘭扎尼去世后，微生物的研究又停頓不前。直到1861年法國科學(xué)家巴斯德(louis pasteur,18221895)，用他著名的曲頸瓶試驗(yàn)進(jìn)一步證明了自然發(fā)生論的荒謬，人們才認(rèn)識到微生物的研究價值，加之更好的顯微鏡出現(xiàn)、培養(yǎng)基的制造以及對蠶病的發(fā)生、酒的

11、敗壞、人畜疾病等的問題，才將微生物學(xué)研究推向了生理學(xué)和免疫學(xué)階段。62. 生理學(xué)及免疫學(xué)的奠基時期(18701920年)：這個時期大約有50年時間微生物學(xué)發(fā)展成為一門獨(dú)立的學(xué)科，在理論上，技術(shù)上都取得了不少成果。巴斯德(louis pasteur，18221895)法國化學(xué)家、微生物學(xué)家。自1861年推翻無生源論開始到1895年逝世為止，一直從事微生物研究。他是微生物生理學(xué)與免疫學(xué)的主要奠基人，主要成績有：(1)在解決法國葡萄酒敗壞問題時，發(fā)明了巴氏消毒法，并認(rèn)為酒是某種微生物的發(fā)酵產(chǎn)物；不同微生物的代謝不一樣，在做酒過程讓需要的酵母菌生長，不讓起敗壞作用的微生物生長，才能保證酒的質(zhì)量。(2)

12、在研究雞霍亂、動物炭疽病、狂犬病時，他確定這些疾病是由相應(yīng)的微生物所引起；微生物可以致弱用作用預(yù)防傳染病。雞霍亂疫苗是通過將細(xì)菌培養(yǎng)物久置而致弱，炭疽桿菌疫苗通過高溫培養(yǎng)來選育，狂犬病疫苗先將狂犬腦髓晾干14天的辦法致弱，再通過腦內(nèi)注射給家兔的辦法使毒力固定而制成疫苗。自巴斯德創(chuàng)立各種疫苗來預(yù)防疾病以后，為什么有機(jī)體注射疫苗后可以預(yù)防疾病，為什么出現(xiàn)免疫現(xiàn)象？成為人們爭論的焦點(diǎn)，當(dāng)時有兩種學(xué)說。一派以俄國學(xué)者梅契尼可夫(.，18451916)為代表，發(fā)現(xiàn)了吞噬細(xì)胞具有吞噬和消化入侵細(xì)菌的能力，認(rèn)為吞噬細(xì)胞吞噬能力的強(qiáng)弱可以代表機(jī)體的免疫程度，這是機(jī)體抵抗傳染病的主要因素，從而創(chuàng)立了細(xì)胞免疫學(xué)說

13、；另一學(xué)派以歐立希(paul ehrlich)為首，他們用生化方法研究了免疫現(xiàn)象，認(rèn)為機(jī)體受病原微生物或其毒素的刺激后，能產(chǎn)生抗毒素等抗體物質(zhì)，它們存在于血液和其他體液內(nèi)，認(rèn)為是機(jī)體抗傳染病的主要因素，創(chuàng)立了體液免疫學(xué)說，并建立了血清學(xué)方法。兩個學(xué)派進(jìn)行了長期的爭論，都片面地強(qiáng)調(diào)了部分免疫現(xiàn)象。李斯德(joseph lister，18271912)英國外科醫(yī)生。創(chuàng)用石炭酸噴灑手術(shù)室和煮沸消毒手術(shù)用具的消毒方法，大大提高了手術(shù)成功率，為防腐、消毒以及天菌操作奠定了基礎(chǔ)?？坪?robert koch，18431910)德國醫(yī)生。他創(chuàng)用了細(xì)菌染色方法、固體培養(yǎng)基以及實(shí)驗(yàn)性動物感染。這些實(shí)驗(yàn)方法的發(fā)明

14、，糾正了當(dāng)時認(rèn)為微生物是多種形態(tài)的錯誤觀點(diǎn)，使自1875年之后的短短十余年間，發(fā)現(xiàn)了許多人類和動物的病原性細(xì)菌，得到了單個菌落和細(xì)菌的純培養(yǎng)。并提出了確定病原菌的科赫三假設(shè)，雖然該假設(shè)不夠全面，但仍具一定的指導(dǎo)意義?；谒麑Y(jié)核分枝桿菌病后研究成就，被人們譽(yù)為“桿菌之父”。琴納(edward jenner，17491823)英國醫(yī)生。他通過一個擠牛奶的婦女說：得過牛痘不會得天花，受到啟示，創(chuàng)立了用牛痘苗來預(yù)防天花的免疫方法。伊萬諾夫斯基(.)：俄國科學(xué)家。于1892年首次發(fā)現(xiàn)了第一個病毒煙草花葉病毒。3. 近代及現(xiàn)代微生物學(xué)：自1920年以來至今的85年來，由于近代物理學(xué)、近代化學(xué)、近代生物學(xué)

15、的發(fā)展，使微生物有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，發(fā)展最快的有三個方面，即微生物遺傳學(xué)、免疫學(xué)及病毒學(xué)，而且都已發(fā)展成為獨(dú)立的學(xué)科，其發(fā)展又推動了其他學(xué)科的發(fā)展?，F(xiàn)代微生物已成為生物學(xué)科的重要分支，是從群體、個體及分子水平來研究各類微生物的形態(tài)、結(jié)構(gòu)、新陳代謝、分類鑒定、抗原抗體反應(yīng)及有關(guān)應(yīng)用的科學(xué)?，F(xiàn)代微生物學(xué)研究已進(jìn)入到分子水平，從分子水平闡明各類微生物結(jié)構(gòu)、功能和代謝以及功能大分子物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能，在基因水平上進(jìn)行微生物的改造，并從微生物代謝途徑出發(fā)研制了各種化學(xué)治療藥劑和抗生素，大大減少了人畜傳染病的危害，造福于人類。二、獸醫(yī)微生物學(xué)(veterinary microbiology)（一）性質(zhì)、任務(wù)

16、和貢獻(xiàn)1. 性質(zhì)：獸醫(yī)微生物學(xué)是微生物學(xué)的一門應(yīng)用分支，是在微生物學(xué)一般理論基礎(chǔ)上研究微生物與動物疾病關(guān)系的科學(xué)。2. 任務(wù)：獸醫(yī)微生物學(xué)利用微生物學(xué)與免疫學(xué)的知識和技能來診斷、防治動物的疾病和人畜共患疾病，保障人類的食品安全與衛(wèi)生、保障畜牧業(yè)生產(chǎn)，保障動物的健康及生態(tài)環(huán)境免于破壞。其研究的領(lǐng)域已不僅限于傳統(tǒng)的家畜、家禽的微生物，還涉及伴侶動物、實(shí)驗(yàn)動物、水生動物、野生動物等的微生物，研究深度已涉及致病機(jī)理及與機(jī)體的相互作用，達(dá)到基因水平。3. 貢獻(xiàn)：獸醫(yī)微生物學(xué)與醫(yī)學(xué)微生物學(xué)的關(guān)系最為密切，但范圍更廣，層次更復(fù)雜。獸醫(yī)微生物學(xué)的發(fā)展促進(jìn)了這個微生物學(xué)的發(fā)展，獸醫(yī)微生物學(xué)家功不可沒。德國獸醫(yī)微生物學(xué)家f.a.j.loeffler(18521915)和p.frosch(18601928)于1898年發(fā)現(xiàn)了第一個動物和人類的病毒口蹄疫病毒，美國獸醫(yī)學(xué)家d.e.salmon(18501914)因發(fā)現(xiàn)人和動物的致病性沙門氏菌而以其姓作為該屬細(xì)菌的屬名，美國獸醫(yī)微生物學(xué)家c.a.mubus于1969年從腹瀉犢牛糞便中發(fā)現(xiàn)輪狀病毒從而揭開了輪狀病毒研究的序幕，等等這些發(fā)現(xiàn)都在微生物學(xué)發(fā)展史上具有重要的貢獻(xiàn)。獸醫(yī)微生物學(xué)的蓬勃發(fā)