1、GMP卫 生管理 与 微生物基 础 知 识第一章 微生物概述 一 . 什么是微生物 微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百倍、几千倍甚至几万倍才能观察到的 微小生物的总称 。 微生物 具有 形体微小、结构简单；繁殖迅速、容易变异；种类繁多、分布广泛 等 特点 。 二 . 微生物的分类： 根据微生物有无细胞基本结构、分化程度、化学组成等特点，可分为三大类。 1. 非细胞型微生物 无细胞结构，无产生能量的酶系统，由单一核酸（ DNA/RNA）和蛋白质衣壳组成，必须在活细胞内增殖。 病毒 属于此类微生物。 2. 原核细胞型微生物 细胞核分化程度低，只有 DNA盘绕而成的
2、拟核，无核仁和核膜。这类微生物包括 细菌、衣原体、支原体、立克次体、螺旋体和放线菌 。 3. 真核细胞型微生物 细胞核的分化程度高，有核膜、核仁和染色体，能进行有丝分裂。如 真菌、藻类 等。 三 . 微生物的作用及危害 1. 微生物的作用 绝大多数微生物对人和动物是 有益 的，已广泛应用于农业、食品、医药、酿造、化工、制革、石油等行业，发挥了越来越重要的作用。例如与我们日常生活密切相关的如酸奶、酒类、抗生素、疫苗等。 2. 微生物的危害 微生物中也有一部分能引起人及动、植物发生病害，这些具有致病性的微生物，称为 病原微生物 。如人类的许多传染病（感冒、伤寒、痢疾、结核、脊髄灰质炎、病毒性肝炎等
3、），均是由病原微生物引起的。 从药品生产的卫生学而言，微生物对药品的原料、生产环境和成品的污染是造成生产失败、成品不合格的重要因素。第二章 微生物的类群和形态结构 一 . 细菌 细菌是一类细胞细而短、结构简单、细胞壁坚韧，以二分裂方式无性繁殖的原核微生物，分布广泛。 1. 细菌的形态与结构 观察细菌最常用的仪器是光学显微镜，其大小可以用测微尺在显微镜下测量，一般以微米为单位。细菌按其 形态 不同，主要分为 球菌、杆菌和螺形菌 三类。 （ 1） 球菌 多数球菌直径在 1微米左右，外观呈球形或近似球形。由于繁殖时分裂平面不同可形成不同的排列方式，分为双球菌、链球菌、葡萄球菌等。 （ 2） 杆菌 形
4、态多数呈直杆状，也有的菌体稍弯，多数呈分散存在，也有的呈链状排列，分为棒状杆菌、链状杆菌、球杆菌等。 （ 3） 螺形菌 菌体弯曲，呈弧形或螺旋形。如幽门螺杆菌。 细菌虽小，仍具有一定的细胞结构和功能。细胞壁、细胞膜、细胞质和核质等 。 2. 细菌的繁殖 二分裂繁殖 是细菌最普遍、最主要的繁殖方式。在分裂前先延长菌体，染色体复制为二，然后垂直于长轴分裂，细胞赤道附近的细胞质膜凹陷生长，直至形成横隔膜，同时形成横隔壁，这样便产生两个子细胞。 细菌生长速度很快，一般约 20min分裂一次。若按此速度计算，细菌群体将庞大到难以想象的程度。但事实上由于细菌繁殖中营养物质的逐渐消耗，有害代谢产物的逐渐积累
5、，细菌不可能始终保持高速度的无限繁殖。经过一段时间后，细菌繁殖速度逐渐减慢，死亡菌数增多，活菌增长率随之下降并趋于停滞。 3. 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。 二 . 真菌 真菌是一类有细胞壁，无叶绿素，以寄生或腐生方式生存，少数为单细胞，多数为多细胞，能进行无性或有性繁殖的一类 真核细胞 型微生物。 真菌包括单细胞与多细胞两类。单细胞真菌呈圆形或卵圆形，称为酵母菌；多细胞真菌由菌丝和孢子组成，并交织成团，称
6、丝状菌或霉菌。 真菌生长的 最适的温度为 22 28 ，最适的 pH值为 4 6。其繁殖能力强，但生长速度比细菌慢，常需 1-4周才形成菌落。真菌对热的抵抗力不强，一般加热 6070 1小时即被杀死 ，但对干燥、日光、 紫外线 和一些化学消毒剂有 抵抗力 ，但对 2.5碘酒、 10甲醛则较敏感。1. 霉菌霉菌是 丝 状真菌的俗称，意即 “发 霉的真菌 “，它 们 往往能形成分枝繁茂的菌 丝 体，但又不象蘑菇那 样产 生大型的子 实 体。（ 1）霉菌的形 态 、大小和 结 构构成霉菌 营 养体的基本 单 位是菌 丝 。菌 丝 是一种管状的 细丝 ，把它放在 显 微 镜 下 观察，很像一根透明胶管
7、，它的直径一般 为 3-10微米，比 细 菌的 细 胞 约 粗几倍到几十倍。菌 丝 可伸 长 并 产 生分枝， 许 多分枝的菌 丝 相互交 织 在一起，就叫菌 丝 体。（ 2）霉菌的繁殖霉菌有着极 强 的繁殖能力，而且繁殖方式也是多种多 样 的。在自然界中，霉菌主要依靠 产 生形形色色的 孢 子 进 行 繁殖 。 孢 子有点像植物的种子，不 过 数量特 别 多，特 别 小。 霉菌的 孢 子具有小、 轻 、干、多，以及形 态 色 泽 各异、休眠期 长 和抗逆性 强 等特点，每个个体所 产 生的 孢 子数， 经 常是成千上万的，有 时 竟达几百 亿 、几千 亿 甚至更多。 这 些特点有助于霉菌在自
8、然界中随 处 散播和繁殖。 对 人 类 的 实 践来 说 ， 孢子的 这 些特点有利于接种、 扩 大培养、菌 种选育、保藏和鉴定等工作，对人类的不利之处则是易于造成污染、霉变和易于传播动植物的霉菌病害。 （ 3）霉菌的菌落 由于霉菌的菌丝较粗而长，因而霉菌的菌落较大，有的霉菌的菌丝蔓延，没有局限性。菌落质地一般比较疏松，外观干燥，不透明，呈现或紧或松的蛛网状、绒毛状或棉絮状；菌落与附着物的连接紧密，不易挑取； 菌落正反面的颜色和边缘与中心的颜色常不一致。 2. 酵母菌 酵母菌在自然界中分布很广，尤其喜欢在偏酸性且含糖较多的环境中生长，例如，在水果、蔬菜、花蜜的表面和在果园土壤中最为常见。 （
9、1）酵母菌的形态、大小和结构 酵母菌是单细胞真核微生物。酵母菌细胞的形态通常有球形、卵圆形、腊肠形、椭圆形、柠檬形或藕节形等。比细菌的单细胞个体要大得多，一般为 1-5微米 5-30微米。 酵母菌具有典型的真核细胞结构 ,有细胞壁、细胞膜、细胞核、细胞质、液泡、线粒体等。 （ 2）酵母菌的繁殖 酵母菌有多种繁殖方式，包括无性繁殖和有性繁殖。有人把只进行无性繁殖的酵母菌称作 “假酵母 “，而把进行有性繁殖的酵母菌称作 “真酵母 “。 （ 3）酵母菌的菌落 大多数酵母菌的菌落特征与细菌相似，但比细菌菌落大而厚，菌落表面光滑、湿润、粘稠，容易挑起，菌落质地均匀，正反面和边缘、中央部位的颜色都很均一，
10、菌落多为乳白色，少数为红色，个别为黑色。 三 . 病毒 病毒属非细胞型微生物，在自然界分布非常广泛，可在人、动物、植物、真菌和细菌中寄居并引起感染。 病毒是体积最小、结构最简单的微生物，它仅有一种核酸（ DNA或 RNA）作其遗传物质。病毒必须在宿主活细胞内寄生，依靠细胞提供的能量、营养物质及生物大分子合成机制，完成病毒的复制过程。 病毒与人类的关系极为密切，人类的传染病约 75是由病毒引起的。有些病毒传染性强，可引起世界大流行（如 流感、艾滋病 等）。 1. 病毒的大小、形态和结构 病毒体积微小 ，大多数病毒只有采用电子显微镜将其放大数千、数万倍才能看见。病毒的形态不一 ，基本可归纳为三种：
11、 杆状、球状 和这两种形态结合的 复合型 。 病毒没有细胞构造，病毒粒子的主要成分是核酸和蛋白质，在宿主细胞协助下，通过核酸的复制和核酸蛋白装配的形式进行增殖。病毒的结构通常有螺旋对称型、 20面体立体对称型和复合对称型。 2. 病毒的增殖 病毒只有在 宿主的活细胞 里才能进行增殖。病毒的增殖不是二分裂方式，而是以其基因组为模板，藉 DNA多聚酶或 RNA多聚酶以及其它必要因素，经过复杂的生化合成过程，复制出病毒的基因组。此时宿主细胞的生化合成受到抑制，病毒基因则经过转录、翻译等过程，产生大量病毒蛋白质，再经过装配，最终释放出子代病毒。病毒这种以核酸分子为模板进行增殖的方式称为自我复制。 3.
12、 理化因素对病毒的影响 （ 1）物理因素 温度 多数病毒耐冷不耐热。在干冰温度（ -70 ）和液氮温度（ -196 ）下，病毒感染性可保持 数月甚至数年 。在 50 60 30分钟， 100 几秒钟即可灭活。 pH 多数病毒在 pH59范围内稳定，强酸或强碱条件下可被灭活。 射线 X射线、 射线和紫外线都能灭活病毒。 （ 2）化学因素 主要有化学 消毒剂 、 抗生素 及 中草药 等。除强酸、强碱消毒剂外，酚类、氧化剂、卤素类、醇类等对病毒均有灭活作用。例如 2003年非典时期，大家都用 84、过氧乙酸等来消毒， 84的主要成分就是次氯酸钠，就是刚才所说的卤素类消毒剂，而过氧乙酸的就是冰醋酸和过
13、氧化氢按一定比例混合制成的，属于强酸加氧化。 第三章 微生物的营养 一 . 微生物的营养要求 微生物生长繁殖所需的营养物质主要有 水、碳源、氮源、无机盐 和 生长因子 等。 1. 水 水是各种生物细胞必需 的。水是良好的溶剂，微生物的新陈代谢过程中的一切生化反应都离不开水的作用。 2. 碳源 碳源是合成菌体成分的原料，也是 微生物获取能量的主要来源 。整体上看来，微生物可以利用的碳源范围极广，分为有机碳源和无机碳源两大类。凡必须利用有机碳源的微生物就是异养微生物，凡能利用无机碳源的微生物就是自养微生物。 糖类 是最广泛利用的碳源。 3. 氮源 氮源主要是供给 合成菌体结构 的原料，很少作为能源
14、利用。与碳源相似，微生物作为一个整体来说，能利用的碳源种类十分广泛。某些微生物（如固氮菌）能利用空气中分子态的氮或利用无机氮化物如铵盐、硝酸盐合成有机氮化物。 4. 无机盐类 无机盐主要可为微生物提供除碳、氮以外的各种重要元素 。微生物需要的无机盐类很多，主要有 P、 S、 K、 Na、 Ca、 Mg、 Fe等，其主要功能为构成 菌体成分 ；调节 渗透压 ；作为某些 酶的成分 ，并能 激活酶的活性 等。 5. 生长因子 有些微生物虽然供给它适合的碳源氮源和无机盐类，仍不能生长，还要供给一定量的所谓 “生长因子 ”。其种类很多，主要是 B族维生素 的化合物等。生长因子可以从酵母浸出液、血液或血清中获得。 二 . 微生物的营养类型 根据微生物对 碳源 的要求不同，可将其分为 自养菌和异养菌 两大营养类型。 凡能利用 无机碳 合成菌体内 有机碳 化物的，叫 自养 菌； 不能 利用无机碳而需要有机碳才能合成菌体内有机碳化物的，为 异养 菌。 根据其生命活动所需 能量 的来源不同，可分为 光能 营养菌和 化能 营养菌。前者是从 光线 中获得能量，后者则从 化学 物质 氧化 中取得能量。 因此，根据微生物所需的 碳源和能源 不同，可将微生物分为 光能自养菌、光能异养菌、化能自养菌、化能异养菌 等四类。
