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微生物与健康.ppt
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1、School of Life science and biotechnology of DUT微生物与健康微生物与健康School of Life science and biotechnology of DUT微生物与健康董悦生,生化楼209室School of Life science and biotechnology of DUT绪论什么是健康l世界卫生组织对健康重新定义:l“健康是身体上、精神上和社会适应上的完好状态,而不仅仅是没有疾病或者不虚弱。”l亚健康是指处于健康和疾病之间的一种临界状态,是介于健康和疾病之间的连续过程中的一个特殊阶段。l据世界卫生组织2004年的一项调查显示,
2、全世界真正健康的人仅占5%,患病的人占约20。School of Life science and biotechnology of DUT微生物是一把锋利的双刃剑日常生活:酸奶,啤酒、面包,馒头微生物的许多重要产品:抗生素、疫苗、维生素、酶。生存环境中不可少的成员:地球上的物质得以循环。微生物是人类的好朋友School of Life science and biotechnology of DUT酶制剂工业;氨基酸工业;有机酸工业;新材料开发;生物化工;食品工程等。微生物与饮食、调味品、环保、医药卫生微生物的应用用“工程菌”生产药物:干扰素,脑菲肽,胰岛素,乙肝疫苗,抗生素,各种单克隆抗体
3、免疫血清等。用微生物进行污染物降解等。微生物与工业School of Life science and biotechnology of DUT微生物与生物能源、农业和畜牧业微生物能源:生物乙醇、生物柴油,生物丙酮丁醇微生物饲料:菌体蛋白饲料;饲料酵母;维生素饲料;发酵饲料;青贮饲料。农用抗菌素:某些微生物能够产生具有抑制或杀死植物病原菌的物质,该物质称农用抗菌素。生物农药:细菌农药;真菌农药;病毒农药。生物菌肥:主要是根瘤菌肥即含固氮菌活菌的肥料。School of Life science and biotechnology of DUT微生物的“残忍性”公元前1400年古埃及壁画中显示的
4、骨髓灰质炎病人公元前1156年去世的埃及法老拉美西斯五世的木乃伊上就有被疑为是天花皮疹的迹象历史悠久School of Life science and biotechnology of DUT瘟疫熄灭雅典文明之光 公元前430年雅典于斯巴达战争期间雅典人口严重密集,此时瘟疫突然爆发使雅典人口剧烈下降,雅典国王也在瘟疫中丧生,雅典社会结构崩溃,盗窃、谋杀和抢劫横行,在瘟疫打击下,昔日灿烂的雅典文明归于暗淡并最终熄灭。微生物的“残忍性”鼠疫肆虐欧洲鼠疫肆虐欧洲School of Life science and biotechnology of DUT。天花病毒与古老的印地安文明的灭绝南美洲印地
5、安人建立印加帝国,公元十一世纪,印第安人在安第斯山高原地区建立了疆域辽阔、文化独具特色的“印加帝国”。欧洲殖民者军队中携带天花病毒的士兵导致了天花病毒的大规模流行,再加上欧洲伤寒、鼠疫的感染,90%以上的印地安人死亡。1526年天花夺去了印加帝国皇帝的生命,导致争夺权力的内战,使曾有2500万人口的印加帝国走向灭亡School of Life science and biotechnology of DUT微生物的“残忍性”1347年由鼠疫耶森氏菌(Yersinia pestis)引起的瘟疫几乎摧毁了欧洲,1/3的人(2500万人)死于灾难,此后80年消灭了大约75的欧洲人口。School o
6、f Life science and biotechnology of DUT微生物的“残忍性”十九、二十世纪霍乱流行十九世纪的肺结核-白色瘟疫第一次世界大战期间的伤寒流行二十世纪五十年代流感爆发二十世纪疟疾流行.拿破仑因伤寒和痢疾败于俄国?School of Life science and biotechnology of DUT人类和传染性疾病的斗争历史人类和传染性疾病的斗争历史希波克拉底(公元前希波克拉底(公元前460前前337年)年)西方医学之父西方医学之父张仲景张仲景(东汉末)(东汉末)伤寒论伤寒论吴有性吴有性 明末清初明末清初瘟疫论瘟疫论瘟疫之因,为无形之瘟疫之因,为无形之“戾气
7、戾气”中医方剂学中医方剂学School of Life science and biotechnology of DUT早期人类采取的一些措施早期人类采取的一些措施主要采用隔离的方法主要采用隔离的方法海港隔离(海港隔离(1374年,威尼斯)年,威尼斯)早期的隔离服早期的隔离服满清末年武连德防治鼠疫满清末年武连德防治鼠疫School of Life science and biotechnology of DUT 17、18世纪,荷兰人世纪,荷兰人Antony van leeuwanhock利用自制的显微镜(利用自制的显微镜(50-300倍),观察到了细菌和原生动物,称倍),观察到了细菌和原生动
8、物,称“微动物微动物”,划时代的贡献,划时代的贡献揭示揭示了崭新的生物世界了崭新的生物世界微生物界。微生物界。16641664年,英国人虎克用年,英国人虎克用于观察霉菌的于观察霉菌的单筒复式显微镜单筒复式显微镜病原微生物的发现病原微生物的发现School of Life science and biotechnology of DUT 19世纪六十年代,以巴斯德和柯赫为代表的科学家将微生世纪六十年代,以巴斯德和柯赫为代表的科学家将微生物的研究从形态描述推进到生理学时期,揭示了疾病、发酵、物的研究从形态描述推进到生理学时期,揭示了疾病、发酵、腐败的微生物作用;建立了一系列微生物技术,奠定了微生腐
9、败的微生物作用;建立了一系列微生物技术,奠定了微生物学基础,使微生物作为一门独立学科开始形成。物学基础,使微生物作为一门独立学科开始形成。病原微生物的发现病原微生物的发现School of Life science and biotechnology of DUT证实了微生物的活动,否认了自然证实了微生物的活动,否认了自然发生学说;发生学说;明确提出酒精酿造是由微生物引起明确提出酒精酿造是由微生物引起的发酵;的发酵;证明传染病是由病原微生物引起,证明传染病是由病原微生物引起,提出了接种疫苗的预防方法及免疫学提出了接种疫苗的预防方法及免疫学理论思想。理论思想。发明了沿用至今的杀死有害微生物发明了
10、沿用至今的杀死有害微生物的巴斯德消毒法。的巴斯德消毒法。法国科学家巴斯德法国科学家巴斯德微生物学之父微生物学之父巴斯德LouisPasteur(1822-1895)School of Life science and biotechnology of DUT几星期后几星期后42-4342-43o oC C下培养下培养的老龄炭疽菌的老龄炭疽菌获免疫力获免疫力3737o oC C下培养下培养的新鲜炭疽菌的新鲜炭疽菌巴斯德发现免疫现象巴斯德发现免疫现象School of Life science and biotechnology of DUT德国科学家柯赫德国科学家柯赫细菌学之父细菌学之父 l首首
11、先先分分离离、纯纯化化、培培养养出出炭炭疽疽杆杆菌菌、霍霍乱乱弧弧菌菌等等病病原原微微生生物物,并并建建立立了了一套微生物学实验研究技术;一套微生物学实验研究技术;l证实了病害的病原菌学说。证实了病害的病原菌学说。l提提出出了了柯柯赫赫法法则则微微生生物物是是否否是是某某种疾病病原体。种疾病病原体。l固体培养基分离微生物方法。固体培养基分离微生物方法。l培养基配制方法培养基配制方法柯赫RobertKoch(1843-1910)School of Life science and biotechnology of DUT柯赫定理图示柯赫定理图示l在所有患者身上发现这种病毒,但健康人身上没有;l从
12、患者身上分离出这种病毒,并使其在实验室的培养皿内繁殖;l用培养皿中的病毒使实验动物患上与人同样的疾病;l最后一步要求从患病的实验动物身上分离出病毒,并证明这种病毒能在培养皿中发育。School of Life science and biotechnology of DUT德国医学家保罗艾利希(PaulEhrlich)和日本合作者秦佐八郎 (Sachahiro Hata,1873-1938)开发出第一种有效的梅毒医学治疗方法用一种叫“撒尔佛散(Salvarsan”)的方法,发现抗螺旋体化学药“606”,称为魔蛋病原微生物的治疗病原微生物的治疗德国科学家多马克(GerhardDomagk)发现磺
13、胺的抗菌作用-百浪多息对细菌性疾病有很好的治疗效果,获诺贝尔奖。School of Life science and biotechnology of DUT青霉素的发现细心观察的必然结果青霉素的发现细心观察的必然结果弗莱明弗莱明1928年弗莱明偶尔的发现青霉菌对葡萄球菌的抑制作用。1929年发表论文,放弃申请专利1940年澳大利亚病理学家佛罗理和德国生物化学家钱恩进行进一步研究。1941年6月,佛罗理将青霉素样品带到美国进行生产研究。1946年,弗莱明、弗罗理、钱恩同获诺贝尔生理学及医学奖。School of Life science and biotechnology of DUT传染性疾
14、病的预防传染性疾病的预防-疫苗疫苗11世纪发现用天花病人的痂预防天花1796年爱德华琴纳发现挤牛奶的女工不得天花发现牛痘接种的方法。1977年一个索马里人是最后一名天花病人。1979年世卫组织宣布消灭天花。19世纪后叶,巴斯德发明了狂犬疫苗,接种与一个8岁儿童。School of Life science and biotechnology of DUT微微 生生 物物发发 展展 中中的的 重重 大大事件事件-1School of Life science and biotechnology of DUT微生物发展中的重大事件微生物发展中的重大事件-2School of Life scienc
15、e and biotechnology of DUTSchool of Life science and biotechnology of DUT多学科交叉促进了微生物学的全面发展;新的分支学科的涌现:微生物遗传学、微生物生理学、医学微生物学等等。微生物学推动生命科学的发展,突出表现在许多重大理论的突破。DNA双螺旋结构,操纵子学说,断裂基因等等。J.D.Waston和和H.F.C.Crick发现发现DNA双螺旋模型双螺旋模型4.20世纪后与微生物疾病的斗争世纪后与微生物疾病的斗争School of Life science and biotechnology of DUT 全局蛋白表达基因芯
16、片芯片分析结果与传染病斗争的新技术微生物基因组(genomics)技术,蛋白组(proteomics)技术,基 因 芯 片(microarray)技 术,高 通 量 药 物 筛 选(high-throughput,HTSscreening)技术。School of Life science and biotechnology of DUT2005年诺贝尔生理学或医学奖年诺贝尔生理学或医学奖Barry J.Marshall,Robin J.Warren现在已经得到普遍证明,超过90%的十二指肠溃疡和超过80%的胃溃疡都是由幽门螺杆菌引起的。由于巴里马歇尔和罗宾沃伦1982年的发现,使得原本慢性的
17、、经常无药可救的胃溃疡变成了只需抗生素和一些其他药物短期就可 治 愈 的 疾 病。School of Life science and biotechnology of DUT炭疽病菌摧毁整个世界邮政系统。印度邮局分理员在孟买的国际邮件分类中心小心翼翼处理邮件。美国军方邮件设施因炭疽邮件恐慌而关闭2001 美国炭疽邮件恐慌美国炭疽邮件恐慌近年来微生物及传染性疾病相关事件School of Life science and biotechnology of DUT韩国出动军车在首都汉城附近发现口蹄疫的一座城镇大面积喷洒消毒剂。口蹄疫与女王的鞋子School of Life science and
18、 biotechnology of DUT2003年全球爆发严重急性呼吸道综合症(SARS)School of Life science and biotechnology of DUT2004年禽流感开始在全球流行出现禽流感症状的婴儿在越南河内的一家医院接受治疗School of Life science and biotechnology of DUT艾滋病疫情对全球的挑战艾滋病疫情对全球的挑战21世纪人类的瘟疫世纪人类的瘟疫 21世纪人类的世纪人类的“超级癌症超级癌症”艾滋病艾滋病School of Life science and biotechnology of DUT艾滋病疫情对全
19、球的挑战艾滋病疫情对全球的挑战 自自81年美国首次发现艾滋病以来,全世界艾滋年美国首次发现艾滋病以来,全世界艾滋病毒(病毒(HIV)总感染总人数)总感染总人数6000万万,即全球每,即全球每100人中人中就有就有1人感染了艾滋病毒(人感染了艾滋病毒(HIV),已),已经死亡人数达经死亡人数达2200万。万。全球每天有全球每天有16000例新的艾滋病病毒感染者,例新的艾滋病病毒感染者,其中其中90%以上出现在发展中国家。约以上出现在发展中国家。约2000名是名是15岁以下的儿童。在成人感染中岁以下的儿童。在成人感染中,40%是女性,是女性,15%是年龄在是年龄在1525岁,每天有岁,每天有800
20、0人因艾滋人因艾滋病而死亡。病而死亡。到到2001年底,我国艾滋病病毒感年底,我国艾滋病病毒感染者染者85万,死亡万,死亡11.5万。万。艾滋病疫情对全球的挑战艾滋病疫情对全球的挑战School of Life science and biotechnology of DUT太年轻就面对死亡太年轻就面对死亡,艾滋病死亡者中有四艾滋病死亡者中有四分之一是儿童。分之一是儿童。生生命命的的渴渴望望 艾滋病疫情对全球的挑战艾滋病疫情对全球的挑战School of Life science and biotechnology of DUT2009年H1NI新型流感在全球流行School of Life
21、science and biotechnology of DUT2011年肠出血性大肠杆菌感染年肠出血性大肠杆菌感染(O104:H4)School of Life science and biotechnology of DUT2014年埃博拉出血热年埃博拉出血热截至到截至到2014年年9月月13日共日共有有5072例病例,死亡例病例,死亡2495人。人。School of Life science and biotechnology of DUTMers-CoV2015年中东呼吸综合征年中东呼吸综合征School of Life science and biotechnology of DU
22、T其他近年来发现的一些新的传染性疾病其他近年来发现的一些新的传染性疾病1977年年 埃博拉病毒、嗜肺军团菌埃博拉病毒、嗜肺军团菌1995年年 庚型肝炎病毒庚型肝炎病毒1996年年 朊病毒朊病毒 疯牛病疯牛病2003年年 SARS2009年年H1N1型新型流感型新型流感2011年肠出血性大肠杆菌感染年肠出血性大肠杆菌感染2014 非洲埃博拉疫情非洲埃博拉疫情2015年年 中东呼吸综合症中东呼吸综合症2016年年 寨卡病毒寨卡病毒近近三三十十年年有有近近30种种新新的的传传染染性性疾疾病病产产生生School of Life science and biotechnology of DUT生物性因
23、素主要指病原微生物及寄生虫。理化因素,如高温(或寒冷)、高压(或突然减压)、电流、辐射、机械力、噪声、强酸、强碱及毒物等。营养因素。遗传性因素,指染色体畸变或基因突变等遗传物质缺陷。免疫因素,免疫反应过强、免疫缺陷或自身免疫反应等免疫因素均可对机体造成影响。社会心理因素,指紧张的工作,不良人际关系,恐惧、焦虑及愤怒等不良情绪反应。主要的致病原因School of Life science and biotechnology of DUT1.微生物(微生物(Microbe,Microorganism)各种各样以非细胞、单细胞或多细胞群体存在的,以及无细各种各样以非细胞、单细胞或多细胞群体存在的,
24、以及无细胞结构群体的低等生物。胞结构群体的低等生物。种类:种类:非细胞型生物,病毒、亚病毒;非细胞型生物,病毒、亚病毒;单细胞生物,细菌、放线菌、立克次氏体、蓝藻,真菌,单细胞生物,细菌、放线菌、立克次氏体、蓝藻,真菌,酵母等;酵母等;多细胞生物,藻类、原生动物等。多细胞生物,藻类、原生动物等。微生物科学微生物科学School of Life science and biotechnology of DUT个体最小;个体最小;数量最多;分布最广;形态最简数量最多;分布最广;形态最简变异最易;起源最早;变异最易;起源最早;胃口胃口最大;抗性最强最大;抗性最强发现最晚;食谱最广;休眠最长;界级最宽
25、发现最晚;食谱最广;休眠最长;界级最宽繁殖最快;繁殖最快;种类最多;种类最多;微微生生物物的的“生生物物界界之之最最”School of Life science and biotechnology of DUT2.微生物的主要特点2.1体积小,比表面积大l杆菌宽度0.5微米,80个宽度=一根头发丝宽度;杆菌长度2微米,1500个头尾衔接=1颗芝麻长l大肠杆菌表面和体积比为人的30万倍School of Life science and biotechnology of DUT2.2吸收多,转化快l由于微生物与外界环境接触面特别大,非常有利于微生物通过体表吸收营养和排泄废物。而且微生物所能利用
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