微生物 [wēi shēng wù]
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個體難以用肉眼觀察的一切微小生物
本詞條是多義詞涧至,共2個義項(xiàng)
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微生物包括:細(xì)菌、病毒头谜、真菌以及一些小型的原生生物煞聪、顯微藻類等在內(nèi)的一大類生物群體,它個體微小怜庸,與人類關(guān)系密切当犯。涵蓋了有益跟有害的眾多種類,廣泛涉及食品割疾、醫(yī)藥嚎卫、工農(nóng)業(yè)、環(huán)保宏榕、體育等諸多領(lǐng)域拓诸。在中國大陸地區(qū)及臺灣的教科書中,均將微生物劃分為以下8大類:細(xì)菌麻昼、病毒奠支、真菌、放線菌抚芦、立克次氏體倍谜、支原體、衣原體叉抡、螺旋體尔崔。有些微生物是肉眼可以看見的,像屬于真菌的蘑菇褥民、靈芝季春、香菇等。還有微生物是一類由核酸和蛋白質(zhì)等少數(shù)幾種成分組成的“非細(xì)胞生物”消返,但是它的生存必須依賴于活細(xì)胞载弄。
中文名
微生物
外文名
Micro-Organism
種類
細(xì)菌、真菌撵颊、原生生物及病毒[1]
特點(diǎn)
種類多宇攻、個體小[2]
分類
生物物種
與人類的關(guān)系
密切,分有害和有益兩類
涉及領(lǐng)域
食品倡勇、醫(yī)藥逞刷、工農(nóng)業(yè)、環(huán)保等
發(fā)現(xiàn)者
列文虎克
熱點(diǎn)關(guān)注
解讀 我們體內(nèi)的微生物會是左右健康的關(guān)鍵嗎?
什么是微生物群亲桥? 無論是體內(nèi)還是體外,都有著大量的微生物棲息在我們的身體上固耘。雖然 細(xì)菌 是其中最主要的群體题篷,但我們同時也擁有被稱為 古生菌 的單細(xì)胞生物,以及 真菌 厅目、 病毒 和其他微生物番枚。它們被統(tǒng)稱為 人類微...
2018-07-13
現(xiàn)代定義
個體難以用肉眼觀察的一切微小生物之統(tǒng)稱。[3]微生物包括細(xì)菌损敷、病毒葫笼、真菌和少數(shù)藻類等。(但有些微生物是肉眼可以看見的拗馒,像屬于真菌的蘑菇路星、靈芝等。)病毒是一類由核酸和蛋白質(zhì)等少數(shù)幾種成分組成的“非細(xì)胞生物”诱桂,但是它的生存必須依賴于活細(xì)胞洋丐。根據(jù)存在的不同環(huán)境分為空間微生物、海洋微生物等挥等,按照細(xì)胞結(jié)構(gòu)分類分為原核微生物和真核微生物友绝。[2]
主要特征
體小面大
一個體積恒定的物體,被切割的越小肝劲,其相對表面積越大迁客。微生物體積很小,如一個典型的球菌辞槐,其體積約1mm3掷漱,可是其表面積卻很大。這個特征也是賦予微生物其他如代謝快等特性的基礎(chǔ)催蝗。
吸多轉(zhuǎn)快
微生物通常具有極其高效的生物化學(xué)轉(zhuǎn)化能力切威。據(jù)研究,乳糖菌在1個小時之內(nèi)能夠分解其自身重量1000-10000倍的乳糖丙号,產(chǎn)朊假絲酵母菌的蛋白合成能力是大豆蛋白合成能力的100倍先朦。
生長繁殖快
相比于大型動物,微生物具有極高的生長繁殖速度犬缨。大腸桿菌能夠在12.5-20分鐘內(nèi)繁殖1次喳魏。不妨計算一下,1個大腸桿菌假設(shè)20分鐘分裂1次怀薛,1小時3次刺彩,1晝夜24小時分裂24×3=72次,大概可產(chǎn)生4722366500萬億個(2的72次方),這是非常巨大的數(shù)字创倔。但事實(shí)上嗡害,由于各種條件的限制,如營養(yǎng)缺失畦攘、競爭加劇霸妹、生存環(huán)境惡化等原因,微生物無法完全達(dá)到這種指數(shù)級增長知押。 已知大多數(shù)微生物生長的最佳pH范圍為7.0 (6.6~7.5)附近叹螟,部分則低于4.0。
微生物的這一特性使其在工業(yè)上有廣泛的應(yīng)用台盯,如發(fā)酵罢绽、單細(xì)胞蛋白等。微生物是人類不可或缺的好朋友静盅。
適應(yīng)強(qiáng) 易變異
分布廣 種類多
發(fā)現(xiàn)歷史
形態(tài)學(xué)時期
微生物的形態(tài)觀察是從安東尼·列文虎克發(fā)明顯微鏡開始的良价,他利用能放大50~300倍的顯微鏡,清楚地看見了細(xì)菌和原生動物蒿叠,他的發(fā)現(xiàn)和描述首次揭示了一個嶄新的生物世界——微生物世界棚壁。在微生物學(xué)的發(fā)展史上具有劃時代的意義。[1]
生理學(xué)時期
繼列文虎克發(fā)現(xiàn)微生物世界以后的200年間栈虚,微生物學(xué)的研究基本上停留在形態(tài)描述和分門別類階段袖外。直到19世紀(jì)中期,以法國的巴斯德和德國的柯赫為代表的科學(xué)家才將微生物的研究從形態(tài)描述推進(jìn)到生理學(xué)研究階段魂务,揭露了微生物是造成腐敗發(fā)酵和人畜疾病的原因曼验,并建立了分離、培養(yǎng)粘姜、接種和滅菌等一系列獨(dú)特的微生物技術(shù)鬓照。從而奠定了微生物學(xué)的基礎(chǔ),同時開辟了醫(yī)學(xué)和工業(yè)微生物等分支學(xué)科孤紧。巴斯德和柯赫是微生物學(xué)的奠基人豺裆。[2]
巴斯德和柯赫的杰出工作,使微生物學(xué)作為一門獨(dú)立的學(xué)科開始形成号显,并出現(xiàn)以他們?yōu)榇矶⒌母鞣种W(xué)科臭猜,例如細(xì)菌學(xué)(巴斯德、柯赫等)押蚤、消毒外科技術(shù)(J. Lister)蔑歌,免疫學(xué)(巴斯德、Metchnikoff揽碘、Behring次屠、Ehrlich等)园匹、土壤微生物學(xué)(Beijernck Winogradsky 等)、病毒學(xué)(Ivanowsky劫灶、Beijerinck等)裸违、植物病理學(xué)和真菌學(xué)(Bary、Berkeley等)本昏、釀造學(xué)(Hensen累颂、Jorgensen 等)以及化學(xué)治療法(Ehrlish 等)。微生物學(xué)的研究內(nèi)容日趨豐富凛俱,使微生物學(xué)發(fā)展更加迅速。[2]
現(xiàn)代微生物學(xué)
19世紀(jì)末和20世紀(jì)初料饥,微生物學(xué)被牢固地建立起來蒲犬。它的主要發(fā)展有兩個方面:一是研究傳染病和免疫學(xué),研究疾病的防治和化學(xué)治療劑的功效岸啡;另一方面是和遺傳學(xué)的結(jié)合原叮。[2]
歷史上,微生物學(xué)的發(fā)展曾經(jīng)歷了兩個輝煌的黃金時代,也經(jīng)歷了其發(fā)展的低谷時期。近20年來,隨著基因組學(xué)巡蘸、結(jié)構(gòu)生物學(xué)奋隶、生物信息學(xué)、PCR技術(shù)悦荒、高分率熒光顯微鏡及其它物理化學(xué)理論和技術(shù)等的應(yīng)用,使微生物學(xué)的研究取得了一系列突破性進(jìn)展,微生物學(xué)己走出其低谷,開始進(jìn)入它的第三個黃金時代唯欣。本文就下列幾個方面談?wù)勛砸褜Ξ?dāng)今微生學(xué)發(fā)展的機(jī)遇、挑戰(zhàn)和趨勢的一些認(rèn)識搬味。[4]
原核生物
原核微生物(prokaryotic microbe):指核質(zhì)和細(xì)胞質(zhì)之間不存在明顯核膜境氢,其遺傳物質(zhì)由單一核酸組成的一類微生物。
原核微生物的核很原始碰纬,發(fā)育不全萍聊,只是DNA鏈高度折疊形成的一個核區(qū),沒有核膜悦析,核質(zhì)裸露寿桨,與細(xì)胞質(zhì)沒有明顯界線,叫擬核或似核强戴。原核微生物存在單一細(xì)胞器核糖體亭螟,只有由細(xì)胞質(zhì)膜內(nèi)陷形成的不規(guī)則的泡沫結(jié)構(gòu)體系,如間體和光合作用層片及其他內(nèi)折骑歹。也不進(jìn)行有絲分裂媒佣。原核微生物形狀細(xì)短,結(jié)構(gòu)簡單陵刹,多以二分裂方式進(jìn)行繁殖的原核生物默伍,是在自然界分布最廣欢嘿、個體數(shù)量最多的有機(jī)體,是大自然物質(zhì)循環(huán)的主要參與者也糊。[2]
? 共17張
微生物
原核微生物包括古菌(即古細(xì)菌)炼蹦、真細(xì)菌、放線菌狸剃、藍(lán)細(xì)菌掐隐、粘細(xì)菌、立克次氏體钞馁、支原體虑省、衣原體和螺旋體。
微生物群
種類
原核僧凰;
真核:真菌探颈、藻類(部分)、原生動物(部分)训措。
球菌
非細(xì)胞類:病毒和亞病毒伪节。
一般地,在中國大陸地區(qū)的教科書中绩鸣,均將微生物劃分為以下7大類:
細(xì)菌拓劝、病毒蟀给、真菌、立克次氏體、支原體丧叽、衣原體鸥鹉、螺旋體蚤假。
細(xì)菌
(1)定義:一類細(xì)胞細(xì)短溉仑,結(jié)構(gòu)簡單,胞壁堅(jiān)韌局服,多以二分裂方式繁殖和水生性強(qiáng)的原核生物钓瞭。[5]
(2)分布:溫暖,潮濕和富含有機(jī)質(zhì)的地方淫奔。
? 共8張
細(xì)菌
(3)結(jié)構(gòu):主要是單細(xì)胞的原核生物山涡,有球形,桿形唆迁,螺旋形鸭丛。[5]
基本結(jié)構(gòu):細(xì)胞膜細(xì)胞壁細(xì)胞質(zhì)核質(zhì)。
特殊結(jié)構(gòu):莢膜唐责、鞭毛鳞溉、菌毛、芽胞鼠哥。
(4)繁殖: 主要以二分裂方式進(jìn)行繁殖的熟菲。
(5)菌落: 單個細(xì)菌用肉眼是看不見的看政,當(dāng)單個或少數(shù)細(xì)菌在固體培養(yǎng)基上大量繁殖時,便會形成一個肉眼可見的抄罕,具有一定形態(tài)結(jié)構(gòu)的子細(xì)胞群落允蚣。[5]
菌落是菌種鑒定重要的依據(jù)。不同種類的細(xì)菌菌落的大小呆贿,形狀光澤度顏色硬度透明度都不同嚷兔。[6]
放線菌
(1)定義:一類主要成菌絲狀生長和以孢子繁殖的陸生性較強(qiáng)的原核生物(2)分布:含水量較低,有機(jī)物較豐富的做入,呈微堿性的土壤中冒晰。
(3)形態(tài)構(gòu)造:主要由菌絲組成,包括基內(nèi)菌絲和氣生菌絲(部分氣生菌絲可以成熟分化為孢子絲竟块,產(chǎn)生孢子) 壶运。
(4)繁殖:通過形成無性孢子的形式進(jìn)行無性繁殖。
無性繁殖有性繁殖彩郊。
(5)菌落:在固體培養(yǎng)基上:干燥,不透明蚪缀,表面呈致密的絲絨狀秫逝,彩色干粉。[7]
病毒
(1) 定義:一類由核酸和蛋白質(zhì)等少數(shù)幾種成分組成的“非細(xì)胞生物”询枚,但是它的生存必須依賴于活細(xì)胞违帆。[8]
(2)結(jié)構(gòu):蛋白質(zhì)衣殼以及核酸(核酸為DNA或RNA)。[8]
(3)大薪鹗瘛:一般直徑在100nm左右刷后,最大的病毒直徑為200nm的牛痘病毒,最小的病毒直徑為28nm的脊髓灰質(zhì)炎病毒渊抄。[8]
(4)增殖:病毒的生命活動中一個顯著的特點(diǎn)為寄生性尝胆。病毒只能寄生在某種特定的活細(xì)胞內(nèi)才能生活。并利用宿主細(xì)胞內(nèi)的環(huán)境及原料快速復(fù)制增值护桦。在非寄生狀態(tài)時呈結(jié)晶狀含衔,不能進(jìn)行獨(dú)立的代謝活動。以噬菌體為例: 吸附→DNA注入→復(fù)制二庵、合成→組裝→釋放贪染。(吸附-穿入-脫殼-生物合成-裝配與釋放)[8]。
噬菌體侵染細(xì)菌過程示意圖
化學(xué)組成
C催享,H杭隙,O,N因妙,P痰憎,S以及其他元素票髓。
營養(yǎng)物質(zhì)
1,水和無機(jī)鹽
2,碳源:凡能為微生物提供生長繁殖所需碳元素的營養(yǎng)物質(zhì)。
來源:周圍環(huán)境中的有機(jī)物質(zhì)信殊,常用的有糖類炬称、油脂、有機(jī)酸及有機(jī)酸酯和小分子醇涡拘。
作用:碳源對微生物生長代謝的作用主要為提供細(xì)胞的碳架玲躯,提供細(xì)胞生命活動所需的能量,提供合成產(chǎn)物的碳架鳄乏。
3,氮源:凡能為微生物提供所必需氮元素的營養(yǎng)物質(zhì)跷车。
來源:周圍環(huán)境中得有機(jī)無機(jī)含氮物質(zhì)。
作用:主要用于合成蛋白質(zhì)橱野,核酸以及含氮的代謝產(chǎn)物朽缴。
4,能源:能為微生物生命活動提供最初能源來源的營養(yǎng)物質(zhì)或輻射能。
5,生長因子:微生物生長不可缺少的微量有機(jī)物水援。
病源微生物
引起人和動物致病的微生物叫病源微生物密强,有八大類:
1,真菌:引起皮膚病。深部組織上感染蜗元。
2,放線菌:皮膚或渤,傷口感染。
3,螺旋體:皮膚病奕扣,血液感染 如梅毒薪鹦,鉤端螺旋體病。
4,細(xì)菌:皮膚病化膿惯豆,上呼吸道感染池磁,泌尿道感染,食物中毒楷兽,敗血壓癥地熄,急性傳染病等。
5,立克次體:斑疹傷寒等芯杀。
6,衣原體:沙眼离斩,泌尿生殖道感染。
7,病毒:肝炎瘪匿,乙型腦炎跛梗,麻疹,艾滋病等棋弥。
8,支原體:肺炎核偿,尿路感染。
生物界的微生物達(dá)幾萬種顽染,大多數(shù)對人類有益漾岳,只有一少部分能致病轰绵。有些微生物通常不致病,在特定環(huán)境下能引起感染稱條件致病菌尼荆。 能引起食品變質(zhì)左腔,腐敗,正因?yàn)樗鼈兎纸庾匀唤绲奈矬w捅儒,才能完成大自然的物質(zhì)循環(huán)液样。
作用
生活生產(chǎn)
微生物對人類最重要的影響之一是導(dǎo)致傳染病的流行。在人類疾病中有50%是由病毒引起巧还。微生物導(dǎo)致人類疾病的歷史鞭莽,也就是人類與之不斷斗爭的歷史。在疾病的預(yù)防和治療方面麸祷,人類取得了長足的進(jìn)展澎怒,但是新現(xiàn)和再現(xiàn)的微生物感染還是不斷發(fā)生,像大量的病毒性疾病一直缺乏有效的治療藥物阶牍。一些疾病的致病機(jī)制并不清楚喷面。大量的廣譜抗生素的濫用造成了強(qiáng)大的選擇壓力,使許多菌株發(fā)生變異走孽,導(dǎo)致耐藥性的產(chǎn)生惧辈,人類健康受到新的威脅。一些分節(jié)段的病毒之間可以通過重組或重配發(fā)生變異融求,最典型的例子就是流行性感冒病毒咬像。每次流感大流行流感病毒都與前次導(dǎo)致感染的株型發(fā)生了變異算撮,這種快速的變異給疫苗的設(shè)計和治療造成了很大的障礙生宛。而耐藥性結(jié)核桿菌的出現(xiàn)使原本已近控制住的結(jié)核感染又在世界范圍內(nèi)猖獗起來。[9]
微生物千姿百態(tài)肮柜,有些是腐敗性的陷舅,即引起食品氣味和組織結(jié)構(gòu)發(fā)生不良變化。當(dāng)然有些微生物是有益的审洞,它們可用來生產(chǎn)如奶酪莱睁,面包,泡菜芒澜,啤酒和葡萄酒仰剿。微生物非常小,必須通過顯微鏡放大約1000 倍才能看到痴晦。比如中等大小的細(xì)菌南吮,1000個疊加在一起只有句號那么大。
微生物能夠致病誊酌,能夠造成食品部凑、布匹露乏、皮革等發(fā)霉腐爛,但微生物也有有益的一面涂邀。最早是弗萊明從青霉菌抑制其它細(xì)菌的生長中發(fā)現(xiàn)了青霉素瘟仿,這對醫(yī)藥界來講是一個劃時代的發(fā)現(xiàn)。后來大量的抗生素從放線菌等的代謝產(chǎn)物中篩選出來比勉±徒希抗生素的使用在第二次世界大戰(zhàn)中挽救了無數(shù)人的生命。一些微生物被廣泛應(yīng)用于工業(yè)發(fā)酵敷搪,生產(chǎn)乙醇兴想、食品及各種酶制劑等;一部分微生物能夠降解塑料赡勘、處理廢水廢氣等等嫂便,并且可再生資源的潛力極大,稱為環(huán)保微生物闸与;還有一些能在極端環(huán)境中生存的微生物毙替,例如:高溫、低溫践樱、高鹽厂画、高堿以及高輻射等普通生命體不能生存的環(huán)境,依然存在著一部分微生物等等拷邢「ぴ海看上去,我們發(fā)現(xiàn)的微生物已經(jīng)很多瞭稼,但實(shí)際上由于培養(yǎng)方式等技術(shù)手段的限制忽洛,人類現(xiàn)今發(fā)現(xiàn)的微生物還只占自然界中存在的微生物的很少一部分。[9]
微生物間的相互作用機(jī)制也相當(dāng)奧秘环肘。例如健康人腸道中即有大量細(xì)菌存在欲虚,稱為正常菌群,其中包含的細(xì)菌種類高達(dá)上百種悔雹。在腸道環(huán)境中這些細(xì)菌相互依存复哆,互惠共生。食物腌零、有毒物質(zhì)甚至藥物的分解與吸收梯找,菌群在這些過程中發(fā)揮的作用,以及細(xì)菌之間的相互作用機(jī)制還不明了益涧。一旦菌群失調(diào)锈锤,就會引起腹瀉。[9]
隨著醫(yī)學(xué)研究進(jìn)入分子水平,人們對基因牙咏、遺傳物質(zhì)等專業(yè)術(shù)語也日漸熟悉臼隔。人們認(rèn)識到,是遺傳信息決定了生物體具有的生命特征妄壶,包括外部形態(tài)以及從事的生命活動等等摔握,而生物體的基因組正是這些遺傳信息的攜帶者。因此闡明生物體基因組攜帶的遺傳信息丁寄,將大大有助于揭示生命的起源和奧秘氨淌。[10]
工業(yè)微生物涉及食品、制藥伊磺、冶金盛正、采礦、石油屑埋、皮革豪筝、輕化工等多種行業(yè)。通過微生物發(fā)酵途徑生產(chǎn)抗生素摘能、丁醇续崖、維生素C以及一些風(fēng)味食品的制備等;某些特殊微生物酶參與皮革脫毛团搞、冶金严望、采油采礦等生產(chǎn)過程,甚至直接作為洗衣粉等的添加劑逻恐;另外還有一些微生物的代謝產(chǎn)物可以作為天然的微生物殺蟲劑廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)像吻。通過對枯草芽孢桿菌的基因組研究,發(fā)現(xiàn)了一系列與抗生素及重要工業(yè)用酶的產(chǎn)生相關(guān)的基因复隆。乳酸桿菌作為一種重要的微生態(tài)調(diào)節(jié)劑參與食品發(fā)酵過程拨匆,對其進(jìn)行的基因組學(xué)研究將有利于找到關(guān)鍵的功能基因,然后對菌株加以改造昏名,使其更適于工業(yè)化的生產(chǎn)過程涮雷。國內(nèi)維生素C兩步發(fā)酵法生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵菌株氧化葡萄糖酸桿菌的基因組研究阵面,將在基因組測序完成的前提下找到與維生素C生產(chǎn)相關(guān)的重要代謝功能基因轻局,經(jīng)基因工程改造,實(shí)現(xiàn)新的工程菌株的構(gòu)建样刷,簡化生產(chǎn)步驟仑扑,降低生產(chǎn)成本,繼而實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益的大幅度提升置鼻。對工業(yè)微生物開展的基因組研究镇饮,不斷發(fā)現(xiàn)新的特殊酶基因及重要代謝過程和代謝產(chǎn)物生成相關(guān)的功能基因,并將其應(yīng)用于生產(chǎn)以及傳統(tǒng)工業(yè)箕母、工藝的改造储藐,同時推動現(xiàn)代生物技術(shù)的迅速發(fā)展俱济。[10]
經(jīng)濟(jì)作物柑橘的致病菌是國際上第一個發(fā)表了全序列的植物致病微生物。還有一些在分類學(xué)钙勃、生理學(xué)和經(jīng)濟(jì)價值上非常重要的農(nóng)業(yè)微生物蛛碌,例如:胡蘿卜歐文氏菌、植物致病性假單胞菌以及中國正在開展的黃單胞菌的研究等正在進(jìn)行之中辖源。日前植物固氮根瘤菌的全序列也剛剛測定完成蔚携。借鑒已經(jīng)較為成熟的從人類病原微生物的基因組學(xué)信息篩選治療性藥物的方案,可以嘗試性地應(yīng)用到植物病原體上克饶。特別像柑橘的致病菌這種需要昆蟲媒介才能完成生活周期的種類酝蜒,除了殺蟲劑能阻斷其生活周期以外,只能通過遺傳學(xué)研究找到毒力相關(guān)因子矾湃,尋找抗性靶位以發(fā)展更有效的控制對策亡脑。固氮菌全部遺傳信息的解析對于開發(fā)利用其固氮關(guān)鍵基因提高農(nóng)作物的產(chǎn)量和質(zhì)量也具有重要的意義。[10]
在極端環(huán)境下能夠生長的微生物稱為極端微生物邀跃,又稱嗜極菌远豺。嗜極菌對極端環(huán)境具有很強(qiáng)的適應(yīng)性,極端微生物基因組的研究有助于從分子水平研究極限條件下微生物的適應(yīng)性坞嘀,加深對生命本質(zhì)的認(rèn)識躯护。[9]
生物理論
現(xiàn)代生物學(xué)的若干基礎(chǔ)性的重大發(fā)現(xiàn)與理論,是在研究微生物的過程中或以微生物為實(shí)驗(yàn)材料與工具取得的丽涩。這些理論包括:證明DNA(脫氧核糖核酸)是遺傳信息的載體(三大經(jīng)典實(shí)驗(yàn):肺炎球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)棺滞、噬菌體實(shí)驗(yàn)、植物病毒的重組實(shí)驗(yàn))矢渊。DNA的半保留復(fù)制方式(雙螺旋的每一條子鏈分別继准、都是復(fù)制模板)。遺傳密碼子的解讀(64個密碼子各對應(yīng)20種氨基酸及終止信號的哪一種)矮男∫票兀基因的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)(operon, promoter, operator, repressor, activator的概念與調(diào)節(jié)方式)。信使RNA的翻譯調(diào)節(jié)(terminator)等等……毡鉴。2013年崔泵,很多常用、通用的生物學(xué)研究技術(shù)依賴于微生物猪瞬,比如:分子克隆重組蛋白在細(xì)菌或酵母中的表達(dá)憎瘸。很多醫(yī)學(xué)技術(shù)也依賴于微生物,比如:以病毒為載體的基因治療陈瘦。[1]
微生物生長:在適宜條件下幌甘,不斷吸收營養(yǎng)物質(zhì),并按自身的代謝方式進(jìn)行新陳代謝,如同化作用大于異化作用锅风,其結(jié)果是原生質(zhì)的總量不斷的增加酥诽,稱為微生物的生長。
微生物的繁殖:當(dāng)細(xì)胞增長到一定程度時皱埠,就以二分裂的方式形成兩個相似的子細(xì)胞盆均,子細(xì)胞重復(fù)上述過程是細(xì)胞數(shù)目增加,稱為微生物的繁殖漱逸。[1]
世界之最
目前世界上已知最大的微生物:1985年Fishelson泪姨、Montgomery及Myrberg三人發(fā)現(xiàn)一種生長于紅海水域中的熱帶魚(名叫surgeonfish)的小腸管道中的微生物費(fèi)氏刺骨魚菌(Epulopiscium fishelsoni),這是當(dāng)時世界上所發(fā)現(xiàn)最大的微生物饰抒。它外形酷似雪茄煙肮砾,長約200~500μm,最長可達(dá)600μm袋坑,體積約為大腸桿菌的100萬倍仗处,這種微生物并不需要由顯微鏡觀察便可直接由肉眼察覺到它的存在。目前最大的微生物則是1997年枣宫,由Heidi Schulz在納米比亞海岸海洋沉淀土中所發(fā)現(xiàn)的呈球狀的細(xì)菌婆誓,直徑約100~750μm。這比之前所提的微生物大上2~4倍也颤。2011年9月我國科學(xué)家在海南發(fā)現(xiàn)世界最大真菌子實(shí)體洋幻,該子實(shí)體已生長了20年,長度超過10米翅娶,寬度接近1米文留,厚度在5厘米左右,體積為409262–525140立方厘米竭沫,重量超過500千克燥翅。
目前世界上已知最小的能獨(dú)立生活的微生物:支原體,過去也譯成“霉形體”蜕提,它是一類介于細(xì)菌和病毒之間的單細(xì)胞微生物森书,是地球上已知的能獨(dú)立生活的最小微生物,大小約為100納米谎势。支原體一般都是寄生生物凛膏,其中最有名的當(dāng)屬肺炎支原體(M.Pneumonia),它能引起哺乳動物特別是牛的呼吸器官發(fā)生嚴(yán)重病變它浅。[5]
病毒:最小的植物病毒译柏,萵苣花葉病毒镣煮,粗1.5納米姐霍,長28納米;最小的動物病毒,口蹄疫病毒镊折,直徑只有2.1納米胯府。
亞病毒:(包括類病毒、擬病毒恨胚、朊病毒)是世界上最小的微生物骂因。擬病毒的大小和類病毒相似;朊病毒比已知的最小的常規(guī)病毒還小得多(約30~50nm)赃泡;類病毒是目前已知最小的可傳染的致病因子寒波,比普通病毒簡單,1971年首次報道的馬鈴薯紡錘形塊莖病類病毒升熊,它的大小只有萵苣花葉病毒的三十九分之一俄烁。
基因因素
農(nóng)業(yè)微生物基因組研究認(rèn)清致病機(jī)制發(fā)展控制病害的新對策。據(jù)資料統(tǒng)計级野,全球每年因病害導(dǎo)致的農(nóng)作物減產(chǎn)可高達(dá)20%页屠,其中植物的細(xì)菌性病害最為嚴(yán)重。除了培植在遺傳上對病害有抗性的品種以及加強(qiáng)園藝管理外蓖柔,似乎沒有更好的病害防治策略辰企。因此積極開展某些植物致病微生物的基因組研究,認(rèn)清其致病機(jī)制并由此發(fā)展控制病害的新對策顯得十分緊迫况鸣。例如:胡蘿卜歐文氏菌牢贸、植物致病性假單胞菌以及我國正在開展的黃單胞菌的研究等正在進(jìn)行之中。[11]
微生物能夠分解纖維素等物質(zhì)镐捧,并促進(jìn)資源的再生利用十减。對這些微生物開展的基因組研究,在深入了解特殊代謝過程的遺傳背景的前提下愤估,有選擇性的加以利用帮辟,例如找到不同污染物降解的關(guān)鍵基因,將其在某一菌株中組合玩焰,構(gòu)建高效能的基因工程菌株由驹,一菌多用,可同時降解不同的環(huán)境污染物質(zhì)昔园,極大發(fā)揮其改善環(huán)境蔓榄、排除污染的潛力。美國基因組研究所結(jié)合生物芯片方法對微生物進(jìn)行了特殊條件下的表達(dá)譜的研究默刚,以期找到其降解有機(jī)物的關(guān)鍵基因甥郑,為開發(fā)及利用確定目標(biāo)。極端環(huán)境微生物基因組研究深入認(rèn)識生命本質(zhì)應(yīng)用潛力極大荤西。有一種嗜極菌澜搅,它能夠暴露于數(shù)千倍強(qiáng)度的輻射下仍能存活伍俘,而人類一個劑量強(qiáng)度就會死亡。該細(xì)菌的染色體在接受幾百萬拉德a射線后粉碎為數(shù)百個片段勉躺,但能在一天內(nèi)將其恢復(fù)癌瘾。研究其DNA修復(fù)機(jī)制對于發(fā)展在輻射污染區(qū)進(jìn)行環(huán)境的生物治理非常有意義。開發(fā)利用嗜極菌的極限特性可以突破當(dāng)前生物技術(shù)領(lǐng)域中的一些局限饵溅,建立新的技術(shù)手段妨退,使環(huán)境、能源蜕企、農(nóng)業(yè)咬荷、健康、輕化工等領(lǐng)域的生物技術(shù)能力發(fā)生革命轻掩。來自極端微生物的極端酶萍丐,可在極端環(huán)境下行使功能,將極大地拓展酶的應(yīng)用空間放典,是建立高效率逝变、低成本生物技術(shù)加工過程的基礎(chǔ),例如PCR技術(shù)中的TagDNA聚合酶奋构、洗滌劑中的堿性酶等都具有代表意義壳影。極端微生物的研究與應(yīng)用將是取得現(xiàn)代生物技術(shù)優(yōu)勢的重要途徑,其在新酶弥臼、新藥開發(fā)及環(huán)境整治方面應(yīng)用潛力極大宴咧。[11]
研究發(fā)展
綜述
17世紀(jì)中葉荷蘭人列文虎克(Antoni van Leeuwenhoek)用自制的簡單顯微鏡觀察并發(fā)現(xiàn)了許多微生物。一大批研究者在19世紀(jì)下半葉推動了微生物學(xué)研究的蓬勃發(fā)展径缅,其中貢獻(xiàn)最突出的有巴斯德掺栅、科赫、貝耶林克和維諾格拉德斯基纳猪。微生物學(xué)的一套基本技術(shù)在19世紀(jì)后期均已完善氧卧,包括顯微術(shù)、滅菌方法氏堤、加壓滅菌器(Chamberland沙绝,1884)、純培養(yǎng)技術(shù)鼠锈、革蘭氏染色法(Gram闪檬,1884)、培養(yǎng)皿(Petri购笆,1887)和瓊脂作凝固劑等粗悯。[9]
巴斯德
微生物學(xué)家巴斯德原是化學(xué)家,曾在化學(xué)上做出過重要的貢獻(xiàn)同欠,后來轉(zhuǎn)向微生物學(xué)研究領(lǐng)域样傍,為微生物學(xué)的建立和發(fā)展做出了卓越的貢獻(xiàn)横缔。主要集中在下列三個方面:① 徹底否定了“自然發(fā)生”學(xué)說∶“自生說”是一個古老學(xué)說剪廉,認(rèn)為一切生物是自然發(fā)生的娃循。到了17世紀(jì)炕檩,雖然由于研究植物和動物的生長發(fā)育和生活循環(huán),是“自生說”逐漸消弱捌斧,但是由于技術(shù)問題笛质,如何證實(shí)微生物不是自然發(fā)生的仍是一個難題,這不僅是“自生說”的一個頑固陣地捞蚂,同時也是人們正確認(rèn)識微生物生命活動的一大屏障妇押。巴斯德在前人工作的基礎(chǔ)上,進(jìn)行了許多試驗(yàn)姓迅,其中著名的曲頸瓶試驗(yàn)無可辯駁地證實(shí)敲霍,空氣內(nèi)確實(shí)含有微生物,他們引起有機(jī)質(zhì)的腐敗丁存。巴斯德自制了一個具有細(xì)長而彎曲的頸的玻瓶肩杈,其中盛有有機(jī)物水浸液,經(jīng)加熱滅菌后解寝,瓶內(nèi)可一直保持無菌狀態(tài),有機(jī)物不發(fā)生腐敗,一旦將瓶頸打斷通殃,瓶內(nèi)浸液中才有了微生物蛉拙,有機(jī)質(zhì)發(fā)生腐敗。巴斯德的試驗(yàn)徹底否定了“自生說”觉增,并從此建立了病原學(xué)說兵拢,推動了微生物學(xué)的發(fā)展。[10]
② 免疫學(xué)——預(yù)防接種逾礁。Jenner雖然早在1798年發(fā)明了種痘法可預(yù)防天花卵佛,但卻不了解這個免疫過程的基本機(jī)制,因此敞斋,這個發(fā)現(xiàn)沒能獲得繼續(xù)發(fā)展截汪。1877年,巴斯德研究了雞霍亂植捎,發(fā)現(xiàn)將病原菌減毒可誘發(fā)免疫性衙解,以預(yù)防雞霍亂病。其后它又研究了牛焰枢、羊炭疽病和狂犬病蚓峦,并首次制成狂犬疫苗舌剂,證實(shí)其免疫學(xué)說,為人類防病暑椰、治病做出了重大貢獻(xiàn)霍转。[10]
③ 證實(shí)發(fā)酵是由微生物引起的。究竟發(fā)酵是一個由微生物引起的生物過程還是一個純粹的化學(xué)反應(yīng)過程一汽,曾是化學(xué)家和微生物學(xué)家激烈爭論的問題避消。巴斯德在否定“自生說”的基礎(chǔ)上,認(rèn)為一切發(fā)酵作用都可能與微生物的生長繁殖有關(guān)召夹。經(jīng)不斷地努力岩喷,巴斯德終于分離到了許多引起發(fā)酵的微生物,并證實(shí)酒精發(fā)酵是由酵母菌引起的监憎。還研究了氧氣對酵母菌的發(fā)育和酒精發(fā)酵的影響纱意。此外,巴斯德還發(fā)現(xiàn)乳酸發(fā)酵鲸阔、醋酸發(fā)酵和丁酸發(fā)酵都是不同細(xì)菌所引起的偷霉。為進(jìn)一步研究微生物的生理生化奠定了基礎(chǔ)。[10]
④ 其它貢獻(xiàn)褐筛。一直沿用至今天的巴斯德消毒法(60~65℃作短時間加熱處理类少,殺死有害微生物的一種消毒法)和家蠶軟化病問題的解決也是巴斯德的重要貢獻(xiàn),它不僅在實(shí)踐上解決了當(dāng)時法國酒變質(zhì)和家蠶軟化病的實(shí)際問題死讹,而且也推動了微生物病原學(xué)說的發(fā)展瞒滴,并深刻影響醫(yī)學(xué)的發(fā)展。[10]
柯赫
柯赫是著名的細(xì)菌學(xué)家赞警,由于他曾經(jīng)是一名醫(yī)生妓忍,因此對病原細(xì)菌的研究做出了突出的貢獻(xiàn):①具體證實(shí)了炭疽病菌是炭疽病的病原菌;②發(fā)現(xiàn)了肺結(jié)核病的病原菌愧旦,這是當(dāng)時死亡率極高的傳染性疾病世剖,因此柯赫獲得了諾貝爾獎;③提出了證明某種微生物是否為某種疾病病原體的基本原則——柯赫原則:首先在患病肌體里存在著一種特定的病原菌笤虫,并可以從該肌體里分離得到純培養(yǎng)旁瘫;然后用得到的純培養(yǎng)接種敏感動物,表現(xiàn)出特有的性狀琼蚯;最后從被感染的敏感動物中又一次獲得與原病原菌相同的純培養(yǎng)酬凳。由于柯赫在病原菌研究方面的開創(chuàng)性工作,自19世紀(jì)70年代至20世紀(jì)20年代成了發(fā)現(xiàn)病原菌的黃金時代遭庶,所發(fā)現(xiàn)的各種病原微生物不下百余種宁仔,其中還包括植物病原菌÷退柯赫除了在病原菌方面的偉大成就外翎苫,在微生物基本操作技術(shù)方面的貢獻(xiàn)更是為微生物學(xué)的發(fā)展奠定了技術(shù)基礎(chǔ)权埠,這些技術(shù)包括:①用固體培養(yǎng)基分離純化微生物的技術(shù),這是進(jìn)行微生物學(xué)研究的基本前提煎谍,這項(xiàng)技術(shù)一直沿用至今攘蔽;②配制培養(yǎng)基,也是當(dāng)今微生物研究的基本技術(shù)之一呐粘。這兩項(xiàng)技術(shù)不僅是具有微生物研究特色的重要技術(shù)满俗,而且也為當(dāng)今動植物細(xì)胞的培養(yǎng)做出了十分重要的貢獻(xiàn)。[12]
現(xiàn)代發(fā)展
微生物20世紀(jì)上半葉微生物學(xué)事業(yè)欣欣向榮事哭,微生物學(xué)沿著兩個方向發(fā)展漫雷,即應(yīng)用微生物學(xué)和基礎(chǔ)微生物學(xué)瓜富。在應(yīng)用方面鳍咱,對人類疾病和軀體防御機(jī)能的研究,促進(jìn)了醫(yī)學(xué)微生物學(xué)和免疫學(xué)的發(fā)展与柑。青霉素的發(fā)現(xiàn)(Fleming,1929)和瓦克斯曼(Waksman)對土壤中放線菌的研究成果導(dǎo)致了抗生素科學(xué)的出現(xiàn)谤辜,這是工業(yè)微生物學(xué)的一個重要領(lǐng)域。[13]
環(huán)境微生物學(xué)在土壤微生物學(xué)研究的基礎(chǔ)上發(fā)展起來价捧。微生物在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用使農(nóng)業(yè)微生物學(xué)和獸醫(yī)微生物學(xué)等也成為重要的應(yīng)用學(xué)科丑念。應(yīng)用成果不斷涌現(xiàn),促進(jìn)了基礎(chǔ)研究的深入结蟋,于是細(xì)菌和其它微生物的分類系統(tǒng)在20世紀(jì)中葉出現(xiàn)了脯倚,生物化學(xué),微生物遺傳和變異的研究導(dǎo)致了微生物遺傳學(xué)的誕生嵌屎。微生物生態(tài)學(xué)在20世紀(jì)60年代也形成了一個獨(dú)立學(xué)科推正。20世紀(jì)80年代以來,在分子水平上對微生物研究迅速發(fā)展宝惰,分子微生物學(xué)應(yīng)運(yùn)而生植榕。在短短的時間內(nèi)取得了一系列進(jìn)展,并出現(xiàn)了一些新的概念尼夺,較突出的有尊残,生物多樣性、進(jìn)化淤堵、三原界學(xué)說寝衫;細(xì)菌染色體結(jié)構(gòu)和全基因組測序;細(xì)菌基因表達(dá)的整體調(diào)控和對環(huán)境變化的適應(yīng)機(jī)制拐邪;細(xì)菌的發(fā)育及其分子機(jī)理慰毅;細(xì)菌細(xì)胞之間和細(xì)菌同動植物之間的信號傳遞;分子技術(shù)在微生物原位研究中的應(yīng)用庙睡。經(jīng)歷約150年成長起來的微生物學(xué)事富,在21世紀(jì)將為統(tǒng)一生物學(xué)的重要內(nèi)容而繼續(xù)向前發(fā)展技俐,分子微生物生態(tài)學(xué)。[13]
微生物產(chǎn)業(yè)在21世紀(jì)將呈現(xiàn)全新的局面统台。微生物短短的300年間雕擂,特別是20世紀(jì)中葉,已在人類的生活和生產(chǎn)實(shí)踐中得到廣泛的應(yīng)用贱勃,并形成了繼動井赌、植物兩大生物產(chǎn)業(yè)后的第三大產(chǎn)業(yè)。這是以微生物的代謝產(chǎn)物和菌體本身為生產(chǎn)對象的生物產(chǎn)業(yè)贵扰,所用的微生物主要是從自然界篩選或選育的自然菌種仇穗。21世紀(jì),微生物產(chǎn)業(yè)除了更廣泛的利用和挖掘不同生境(包括極端環(huán)境)的自然資源微生物外戚绕,基因工程菌將形成一批強(qiáng)大的工業(yè)生產(chǎn)菌纹坐,生產(chǎn)外源基因表達(dá)的產(chǎn)物,特別是藥物的生產(chǎn)將出現(xiàn)前所未有的新局面舞丛,結(jié)合基因組學(xué)在藥物設(shè)計上的新策略將出現(xiàn)以核酸(DNA或RNA)為靶標(biāo)的新藥物(如反義寡核苷酸耘子、肽核酸、DNA疫苗等)的大量生產(chǎn)球切,人類將完全征服癌癥谷誓、艾滋病以及其他疾病。此外吨凑,微生物工業(yè)將生產(chǎn)各種各樣的新產(chǎn)品捍歪,例如降解性塑料、DNA芯片鸵钝、生物能源等糙臼,在21世紀(jì)將出現(xiàn)一批嶄新的微生物工業(yè),為全世界的經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展做出更大貢獻(xiàn)蒋伦。[13]
中國發(fā)展
微生物作為一門科學(xué)進(jìn)行研究弓摘,中國起步較晚。中國學(xué)者開始從事微生物學(xué)研究在20世紀(jì)之初痕届,那時一批到西方留學(xué)的中國科學(xué)家開始較系統(tǒng)的介紹微生物知識韧献,從事微生物學(xué)研究。1910-1921年微生物間伍連德用近代微生物學(xué)知識對鼠疫和霍亂病原的探索和防治研叫,在中國最早建立起衛(wèi)生防疫機(jī)構(gòu)锤窑,培養(yǎng)了第一支預(yù)防鼠疫的專業(yè)隊(duì)伍,在當(dāng)時這項(xiàng)工作居于國際先進(jìn)地位嚷炉。20世紀(jì)20-30年代渊啰,中國學(xué)者開始對醫(yī)學(xué)微生物學(xué)有了較多的試驗(yàn)研究,其中湯飛凡等在醫(yī)學(xué)細(xì)菌學(xué)、病毒學(xué)和免疫學(xué)等方面的某些領(lǐng)域做出過較高水平的成績绘证,例如沙眼病原體的分離和確認(rèn)是具有國際領(lǐng)先水平的開創(chuàng)性工作隧膏。[13]
現(xiàn)代化的發(fā)酵工業(yè)、抗生素工業(yè)嚷那、生物農(nóng)藥和菌肥工作已經(jīng)形成一定的規(guī)模胞枕,特別是改革開放以來,中國微生物學(xué)無論在應(yīng)用和基礎(chǔ)理論研究方面都取得了重要的成果魏宽,例如中國抗生素的總產(chǎn)量已躍居世界首位腐泻,中國的兩步法生產(chǎn)維生素C的技術(shù)居世界先進(jìn)水平。中國學(xué)者瞄準(zhǔn)世界微生物學(xué)科發(fā)展前沿队询,進(jìn)行微生物基因組學(xué)的研究派桩,現(xiàn)已完成痘苗病毒天壇株的全基因組測序,2013年又對中國的辛德畢斯毒株(變異株)進(jìn)行了全基因組測序蚌斩。1999年又啟動了從中國云南省騰沖地區(qū)熱海沸泉中分離得到的泉生熱袍菌全基因組測序铆惑,2013年取得可喜進(jìn)展。中國微生物學(xué)進(jìn)入了一個全面發(fā)展的新時期凳寺。但從總體來說鸭津,中國的微生物學(xué)發(fā)展水平除個別領(lǐng)域或研究課題達(dá)到國際先進(jìn)水平彤侍,為國外同行承認(rèn)外肠缨,絕大多數(shù)領(lǐng)域與國外先進(jìn)水平相比,尚有相當(dāng)大的差距盏阶。因此如何發(fā)揮中國傳統(tǒng)應(yīng)用微生物技術(shù)的優(yōu)勢晒奕,緊跟國際發(fā)展前沿,趕超世界先進(jìn)水平名斟,還需作出艱苦的努力脑慧。[13]
相互作用
在分子水平上研究微生物病原體的變異規(guī)律、毒力和致病性砰盐,對于傳統(tǒng)微生物學(xué)來說是一場革命闷袒。微生物以人類基因組計劃為代表的生物體基因組研究成為整個生命科學(xué)研究的前沿,而微生物基因組岩梳,研究又是其中的重要分支囊骤。世界權(quán)威性雜志《科學(xué)》曾將微生物基因組研究評為世界重大科學(xué)進(jìn)展之一。通過基因組研究揭示微生物的遺傳機(jī)制冀值,發(fā)現(xiàn)重要的功能基因并在此基礎(chǔ)上發(fā)展疫苗也物,開發(fā)新型抗病毒、抗細(xì)菌列疗、真菌藥物滑蚯,將對有效地控制新老傳染病的流行,促進(jìn)醫(yī)療健康事業(yè)的迅速發(fā)展和壯大! 從分子水平上對微生物進(jìn)行基因組研究為探索微生物個體以及群體間作用的奧秘提供了新的線索和思路。[13]
為了充分開發(fā)微生物(特別是細(xì)菌)資源告材,1994年美國發(fā)起了微生物基因組研究計劃(MGP)坤次。通過研究完整的基因組信息開發(fā)和利用微生物重要的功能基因,不僅能夠加深對微生物的致病機(jī)制斥赋、重要代謝和調(diào)控機(jī)制的認(rèn)識浙踢,更能在此基礎(chǔ)上發(fā)展一系列與我們的生活密切相關(guān)的基因工程產(chǎn)品,包括:接種用的疫苗灿渴、治療用的新藥洛波、診斷試劑和應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的各種酶制劑等等。通過基因工程方法的改造骚露,促進(jìn)新型菌株的構(gòu)建和傳統(tǒng)菌株的改造蹬挤,全面促進(jìn)微生物工業(yè)時代的來臨。[13]
世界地位
當(dāng)人類在發(fā)現(xiàn)和研究微生物之前棘幸,把一切生物分成截然不同的兩大界-動物界和植物界焰扳。隨著人們對微生物認(rèn)識的逐步深化,從兩界系統(tǒng)經(jīng)歷過三界系統(tǒng)误续、四界系統(tǒng)吨悍、五界系統(tǒng)甚至六界系統(tǒng),直到70年代后期蹋嵌,美國人Woese等發(fā)現(xiàn)了地球上的第三生命形式-古菌育瓜,才導(dǎo)致了生命三域?qū)W說的誕生。該學(xué)說認(rèn)為生命是由古菌域(Archaea)栽烂、細(xì)菌域(Bacteria)和真核生物域(Eucarya)所構(gòu)成躏仇。在圖示“生物的系統(tǒng)進(jìn)化樹”中,左側(cè)的黃色分枝是細(xì)菌域腺办;中間的褐色和紫色分枝是古菌域焰手;右側(cè)的綠色分枝是真核生物域。古菌域包括嗜泉古菌界(Crenarchaeota)怀喉、廣域古菌界(Euryarchaeota)和初生古菌界(Korarchaeota)书妻;細(xì)菌域包括細(xì)菌、放線菌躬拢、藍(lán)細(xì)菌和各種除古菌以外的其它原核生物躲履;真核生物域包括真菌、原生生物估灿、動物和植物崇呵。除動物和植物以外,其它絕大多數(shù)生物都屬微生物范疇馅袁。由此可見域慷,微生物在生物界級分類中占有特殊重要的地位。生命進(jìn)化一直是人們關(guān)注的熱點(diǎn)。Brown等依據(jù)平行同源基因構(gòu)建的“Cenancestor”生命進(jìn)化樹犹褒,認(rèn)為生命的共同祖先Cenancestor是一個原生物抵窒。原生物在進(jìn)化過程中產(chǎn)生兩個分支,一個是原核生物(細(xì)菌和古菌)叠骑,一個是原真核生物李皇,在之后的進(jìn)化過程中細(xì)菌和古菌首先向不同的方向進(jìn)化,然后原真核生物經(jīng)吞食一個古菌宙枷,并由古菌的DNA取代寄主的RNA基因組而產(chǎn)生真核生物掉房。從進(jìn)化的角度,微生物是一切生物的老前輩慰丛。如果把地球的年齡比喻為一年的話卓囚,則微生物約在3月20日誕生,而人類約在12月31日下午7時許出現(xiàn)在地球上诅病。[14]
地下微生物
1989年哪亿,美國幾所大學(xué)和能源部的一些專家,在南卡羅來納州進(jìn)行調(diào)查時贤笆,發(fā)現(xiàn)了一個“全新的生態(tài)系統(tǒng)”蝇棉。他們在550米的地表下發(fā)現(xiàn)了3000多種微生物組織,其中有許多屬首次發(fā)現(xiàn)芥永。
這些微生物篡殷,大多數(shù)是從地下水里吸收氧氣,而另一些則不需要氧氣就能生存恤左。這些微生物吸收養(yǎng)料少贴唇,新陳代謝緩慢,它們的生存就像一些地表動物冬眠一樣飞袋。[14]
地下微生物
海洋微生物
微生物定義
英文名稱:marine microorganism
定義1:分布在海洋中的個體微小、形態(tài)結(jié)構(gòu)簡單的單細(xì)胞或多細(xì)胞生物链患。
所屬學(xué)科:水產(chǎn)學(xué)(一級學(xué)科)巧鸭;水產(chǎn)基礎(chǔ)科學(xué)(二級學(xué)科)
定義2:海洋中個體微小,構(gòu)造簡單的低等生物的總稱麻捻。包括細(xì)菌纲仍、放線菌、霉菌贸毕、酵母郑叠、病毒、衣原體明棍、支原體乡革、噬菌體和微型藻及微型原生動物等。
所屬學(xué)科:資源科技(一級學(xué)科);海洋資源學(xué)(二級學(xué)科)
以海洋水體為正常棲居環(huán)境的一切微生物沸版。但由于學(xué)科傳統(tǒng)及研究方法的不同,本文不介紹單細(xì)胞藻類,而只討論細(xì)菌嘁傀、真菌及噬菌體等狹義微生物學(xué)的對象。海洋細(xì)菌是海洋生態(tài)系統(tǒng)中的重要環(huán)節(jié)视粮。[15]
特性
嗜鹽性
海洋微生物最普遍的特點(diǎn)细办。真正的海洋微生物的生長必需海水。海水中富含各種無機(jī)鹽類和微量元素蕾殴。鈉為海洋微生物生長與代謝所必需此外,鉀笑撞、鎂、鈣钓觉、磷娃殖、硫或其他微量元素也是某些海洋微生物生長所必需的。[15]
嗜冷性
大約90%海洋環(huán)境的溫度都在5℃以下,絕大多數(shù)海洋微生物的生長要求較低的溫度议谷,一般溫度超過37℃就停止生長或死亡炉爆。那些能在 0℃生長或其最適生長溫度低于20℃的微生物稱為嗜冷微生物。嗜冷菌主要分布于極地卧晓、深悍沂祝或高緯度的海域中。其細(xì)胞膜構(gòu)造具有適應(yīng)低溫的特點(diǎn)逼裆。那種嚴(yán)格依賴低溫才能生存的嗜冷菌對熱反應(yīng)極為敏感郁稍,即使中溫就足以阻礙其生長與代謝。[15]
嗜壓性
海洋中靜水壓力因水深而異胜宇,水深每增加10米,靜水壓力遞增1個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓耀怜。海洋最深處的靜水壓力可超過1000大氣壓。深海水域是一個廣闊的生態(tài)系統(tǒng),約56%以上的海洋環(huán)境處在100~1100大氣壓的壓力之中桐愉,嗜壓性是深海微生物獨(dú)有的特性财破。來源于淺海的微生物一般只能忍耐較低的壓力,而深海的嗜壓細(xì)菌則具有在高壓環(huán)境下生長的能力从诲,能在高壓環(huán)境中保持其酶系統(tǒng)的穩(wěn)定性左痢。研究嗜壓微生物的生理特性必需借助高壓培養(yǎng)器來維持特定的壓力。那種嚴(yán)格依賴高壓而存活的深海嗜壓細(xì)菌系洛,由于研究手段的限制迄今尚難于獲得純培養(yǎng)菌株俊性。根據(jù)自動接種培養(yǎng)裝置在深海實(shí)地實(shí)驗(yàn)獲得的微生物生理活動資料判斷,在深海底部微生物分解各種有機(jī)物質(zhì)的過程是相當(dāng)緩慢的描扯。[15]
低營養(yǎng)性
海水中營養(yǎng)物質(zhì)比較稀薄定页,部分海洋細(xì)菌要求在營養(yǎng)貧乏的培養(yǎng)基上生長。在一般營養(yǎng)較豐富的培養(yǎng)基上绽诚,有的細(xì)菌于第一次形成菌落后即迅速死亡典徊,有的則根本不能形成菌落杭煎。這類海洋細(xì)菌在形成菌落過程中因其自身代謝產(chǎn)物積聚過甚而中毒致死。這種現(xiàn)象說明常規(guī)的平板法并不是一種最理想的分離海洋微生物方法宫峦。[15]
多形性
在顯微鏡下觀察細(xì)菌形態(tài)時岔帽,有時在同一株細(xì)菌純培養(yǎng)中可以同時觀察到多種形態(tài),如球形橢圓形、大小長短不一的桿狀或各種不規(guī)則形態(tài)的細(xì)胞导绷。這種多形現(xiàn)象在海洋革蘭氏陰性桿菌中表現(xiàn)尤為普遍犀勒。這種特性看來是微生物長期適應(yīng)復(fù)雜海洋環(huán)境的產(chǎn)物。
發(fā)光性
在海洋細(xì)菌中只有少數(shù)幾個屬表現(xiàn)發(fā)光特性妥曲。發(fā)光細(xì)菌通臣址眩可從海水或魚產(chǎn)品上分離到。細(xì)菌發(fā)光現(xiàn)象對理化因子反應(yīng)敏感檐盟,因此有人試圖利用發(fā)光細(xì)菌為檢驗(yàn)水域污染狀況的指示菌褂萧。[15]
空間微生物
生態(tài)學(xué)的研究表明,地球是萬物生存的搖籃葵萎,它包括陸域生態(tài)系导犹、水域生態(tài)系及環(huán)繞地球的大氣生態(tài)系等自然生態(tài)系。能夠存活于大氣層環(huán)境中的微生物構(gòu)成了自然界中大氣微生物生態(tài)系羡忘。大氣層分為對流層谎痢、同溫層和電離層。由于大氣層隨著高度的上升卷雕,溫度很快下降(對流層的溫度只有-43——-83攝氏度)节猿,不利于生命活動的化學(xué)、物理等因子(臭氧漫雕、微重力滨嘱、UV射線等)也增強(qiáng),因此浸间,這一生態(tài)系中微生物只有抗逆休眠體及來源于帶有微生物細(xì)胞或孢子的塵埃太雨、霧滴、動物呼吸和排泄物等发框。微生物一旦進(jìn)入或者超越自然生態(tài)系中的電離層躺彬,由于銀河射線及地磁俘獲輻射形成的強(qiáng)輻射、微重力等空間環(huán)境因子的作用就難以存活梅惯。盡管如此,一門研究地球以外生命(包括其他星球上的生命)的新興科學(xué)——《外空生物學(xué)》(Exobiology)正在形成仿野。這一研究領(lǐng)域里铣减,外空生物學(xué)家一方面利用各種航天飛行器(高空氣球、軌道衛(wèi)星脚作、空間站葫哗、航天飛機(jī)等)探索生物對空間環(huán)境因子作用的反應(yīng)(即生物學(xué)效應(yīng))缔刹,為人類征服空間提供理論知識和技術(shù)依據(jù),及空間生物學(xué)(Space Biology)研究的主要內(nèi)容:另一方面越來越多的科學(xué)家還試圖通過從包括火星劣针、月球校镐、木星等其他星球上取回的巖石和塵埃樣品的檢測,尋找地球外可能存在的生命形式捺典。[12]
研究技術(shù)
顯微
工具是人類器官的延伸鸟廓。要觀察肉眼看不到的微生物,沒有適當(dāng)工具是不可能的襟己。前面所說的列文虎克用顯微鏡揭示微小的生命世界之前80多年引谜,有個叫楊森的荷蘭人已經(jīng)制造出顯微鏡,而且在列文虎克之前擎浴,英國人虎克已經(jīng)描繪過顯微鏡下長在皮革上的蘭色霉菌的形態(tài)(圖1)员咽,不過,看到細(xì)菌贮预、原生動物等活的微生物贝室,并把它們的運(yùn)動記錄下來的第一人是列文虎克(圖2)。隨著工業(yè)發(fā)展和技術(shù)進(jìn)步仿吞,顯微鏡經(jīng)過300多年的改進(jìn)滑频,2013年已經(jīng)是林林總總,形式多樣了茫藏。但從功能上說误趴,無非是從器具和觀察對象兩方面著手提高放大倍數(shù)和增加分辨細(xì)微結(jié)構(gòu)能力。在器具上务傲,包括選擇投射于物體上的波束的性質(zhì)及為便于觀察而不斷改善操縱裝置凉当;在觀察對象上,則是如何突顯待觀察的部分售葡。波束有光波和電磁波看杭,用光波的叫做光學(xué)顯微鏡,用電磁波的叫電子顯微鏡挟伙。
光波只能對大于其波長的物體造象楼雹,可見光的波長大約是0.4—0.8微米,所以光學(xué)顯微鏡不可能觀察到小于200納米(0.2微米)的物體尖阔,2013年的光學(xué)顯微鏡放大和分辨效率已經(jīng)越來越接近其極限贮缅,大約可以將對象放大2000倍。電磁波的波長是光波波長的十萬分之一介却,電子顯微鏡的放大倍數(shù)可以達(dá)到百萬谴供,可以分辨十分之一納米。這樣齿坷,不僅可以看到細(xì)胞中許多細(xì)微結(jié)構(gòu)桂肌,還能觀察分子的形態(tài)数焊。[10]
無菌操作
顯微鏡技術(shù)問世而使人類開始認(rèn)識了微生物,然而在對微生物的生命活動和功能有所知曉之前崎场,微生物學(xué)并沒有誕生佩耳。促使微生物學(xué)迅速誕生的,是無菌操作技術(shù)和純種培養(yǎng)技術(shù)谭跨。在1861年干厚,偉大的微生物學(xué)家巴斯德做了一個有名的實(shí)驗(yàn)。對于微生物學(xué)發(fā)展具有決定性的作用饺蚊。[10]
巴斯德用一個有長頸的圓底燒瓶裝上肉湯萍诱,如果就這么放著,幾天后肉湯便渾濁發(fā)臭了污呼,用顯微鏡可以觀察到里面長了許多細(xì)菌裕坊。如果把長長的瓶頸用火焰燒成彎曲狀,雖然瓶口還是和外界相通燕酷,氧氣可以自由出入籍凝,可是肉湯放置很長時間也不會變渾濁。如果把里面的肉湯從彎曲處往瓶口傾折苗缩,讓液體接觸瓶口饵蒂,再讓液體流回瓶中,幾天后酱讶,液體又變渾發(fā)臭了退盯。巴斯德這個實(shí)驗(yàn)充分說明,肉湯之所以變渾發(fā)臭泻肯,是肉湯里面的細(xì)菌繁殖造成的渊迁,如果加熱殺死了肉湯里面的細(xì)菌,又不讓外面的細(xì)菌進(jìn)去灶挟,肉湯就不會有細(xì)菌生長琉朽。液體和瓶口接觸后,因?yàn)榭諝庵械膲m埃和細(xì)菌沾在瓶口稚铣,通過肉湯進(jìn)入瓶內(nèi)箱叁,所以幾天后會變渾發(fā)臭。而且惕医,燒瓶盡管有彎長的頸耕漱,可是瓶口是和外界相通的,空氣可以自由進(jìn)入抬伺,所以可以保證里面有氧氣孤个,所以不是沒有氧氣而使細(xì)菌不能生長。
直到20世紀(jì)60年代沛简,在倫敦的一個研究所中齐鲤,還一直保存著19世紀(jì)后期為否定自然發(fā)生論所用的的一些陳年肉湯,它們在70年后依然清亮如故椒楣。巴斯德這個簡單但是具有說服力的著名實(shí)驗(yàn)给郊,證實(shí)了微生物只能從微生物產(chǎn)生而不能自然地從沒有生命的物質(zhì)發(fā)生。從此捧灰,人們開始認(rèn)識到無菌操作的重要淆九。滅過菌的物質(zhì)在適當(dāng)保護(hù)下將保持無菌狀態(tài),除非有人去感染它毛俏。巴斯德奠定了這個微生物學(xué)的基本原理炭庙。[10]
純種培養(yǎng)
自然界中,各種微生物之間并不是離群素居煌寇,彼此老死不相往來的焕蹄。在任何天然環(huán)境中,都有多種微生物共同生活阀溶。土壤是微生物的大本營腻脏,1克普通的菜園土中就有數(shù)百種微生物,個體數(shù)量可能超過上億银锻。連人的口腔中也有幾十種細(xì)菌永品。由于巴斯德對葡萄酒變質(zhì)的研究,人們認(rèn)識到某種微生物和物質(zhì)的某種化學(xué)變化有直接關(guān)系击纬,酵母菌可以把葡萄酒里的葡萄糖變成酒精鼎姐,醋酸細(xì)菌可以使葡萄酒變酸。[10]
巴斯德和其他一些學(xué)者的工作又證明傳染病是由某些微生物感染所致更振。既然每種微生物有不同的形態(tài)和生理特征炕桨,它們在自然界的作用和對人類的影響也必然有差異。我們要了解某種微生物對于人類有害還是有益殃饿,或者2013年與人類還沒有什么特別密切的關(guān)系谋作,就必須單獨(dú)把這種微生物分離出來研究。這就是在無菌技術(shù)的基礎(chǔ)上微生物學(xué)的另一項(xiàng)基本技術(shù)——純種分離技術(shù)乎芳。[10]
實(shí)驗(yàn)室
生物化學(xué)技術(shù)
PCR技術(shù)PCR技術(shù)采用體外酶促反應(yīng)合成特異性DNA片段遵蚜,再通過擴(kuò)增產(chǎn)物來識別細(xì)菌。由于PCR靈敏度高奈惑,理論上可以檢出一個細(xì)菌的拷貝基因吭净,因此在細(xì)菌的檢測中只需短時間增菌甚至不增菌,即可通過PCR進(jìn)行篩選肴甸,節(jié)約了大量時間寂殉,但PCR技術(shù)也存在一些缺點(diǎn):食物成分、增菌培養(yǎng)基成分和其他微生物DNA對Taq酶具有抑制作用原在,可能導(dǎo)致檢驗(yàn)結(jié)果假陰性;操作過程要求嚴(yán)格却音,微量的外源性DNA進(jìn)入PCR后可以引起無限放大產(chǎn)生假陽性結(jié)果蜀撑,擴(kuò)增過程中有一定的裝配誤差,會對結(jié)果產(chǎn)生影響秽浇。由于以上原因,PCR技術(shù)對操作者的自身素質(zhì)要求很高甚负,對于基層單位而言難以做到柬焕。短時間內(nèi)也不會有經(jīng)濟(jì)效益和社會效益,因此影響了這項(xiàng)技術(shù)在基層的應(yīng)用梭域。[16]
基因探針技術(shù)基因探針技術(shù)利用具有同源性序列的核酸單鏈在適當(dāng)條件下互補(bǔ)形成穩(wěn)定的DNA?RNA或DNADNA鏈的原理斑举,采用高度特異性基因片段制備基因探針來識別細(xì)菌〔≌牵基因探針的優(yōu)點(diǎn)是減少了基因片段長度多態(tài)性所需要分析的條帶數(shù)富玷。如法國生物一梅里埃公司的GEN?PROBE基因探針檢測系統(tǒng),對于分離到的單個菌落没宾,30 min完成微生物的確證試驗(yàn)凌彬,基因探針的缺點(diǎn)是不能鑒定目標(biāo)菌以外的其他菌。[16]
免疫學(xué)技術(shù)
免疫學(xué)技術(shù)通過抗原和抗體的特異性結(jié)合反應(yīng)循衰,再輔以免疫放大技術(shù)來鑒別細(xì)菌铲敛。免疫方法的優(yōu)點(diǎn)是樣品在進(jìn)行選擇性增菌后,不需分離会钝,即可采用免疫技術(shù)進(jìn)行篩選伐蒋。由于免疫法有較高靈敏度,樣品經(jīng)增菌后可在較短的時間內(nèi)達(dá)到檢出度迁酸,抗原和抗體的結(jié)合反應(yīng)可在很短時間內(nèi)完成先鱼。此技術(shù)對操作者要求也不高,是目前為止基層單位應(yīng)用時間最長最為廣泛的一項(xiàng)快速檢測技術(shù)奸鬓。如采用免疫磁珠法可有效地收集焙畔、濃縮神奈川現(xiàn)象陽性的副溶血性弧菌,可顯著提高環(huán)境樣品及食品中病原性副溶血性弧菌的檢出率串远。膠體金免疫層析法能快速宏多、靈敏檢測金黃色葡萄球菌,應(yīng)用膠體金免疫層析法檢測乙型肝炎表面抗原澡罚,可大大提高工作效率伸但。ATP生物發(fā)光法是發(fā)展較快的一種用于食品生產(chǎn)加工設(shè)備潔凈度檢測的快速檢測方法。利用ATP生物發(fā)光分析技術(shù)和體細(xì)胞清除技術(shù)留搔,測量細(xì)菌ATP和體細(xì)胞ATP更胖, 細(xì)菌ATP的量與細(xì)菌數(shù)成正比,用ATP生物發(fā)光分析技術(shù)檢測肉類食品細(xì)菌污染狀況或食品器具的現(xiàn)場衛(wèi)生學(xué)檢測,都能夠達(dá)到快速適時的目標(biāo)却妨。微型自動熒光酶標(biāo)分析法(mini VIDAS)是利用酶聯(lián)熒光免疫分析技術(shù)饵逐,通過抗原-抗體特異反應(yīng),分離出目標(biāo)菌管呵,由特殊儀器根據(jù)熒光的強(qiáng)弱自動判斷樣品的陽性或陰性梳毙。VIDAS法檢測凍肉中沙門菌具有很高的靈敏度和特異性,用于進(jìn)出口凍肉的檢測捐下,可大大縮短檢驗(yàn)時間,加快通關(guān)速度萌业,檢測凍肉中李斯特氏菌亦如此坷襟。[16]
全自動微生物分析系統(tǒng)(AMS)
AMS是一種由傳統(tǒng)生化反應(yīng)及微生物檢測技術(shù)與現(xiàn)代計算機(jī)技術(shù)相結(jié)合,運(yùn)用概率最大近似值模型法進(jìn)行自動微生物檢測的技術(shù)生年,可鑒定由環(huán)境婴程、原料及產(chǎn)品中分離的微生物。AMS僅需4~18 h即可報告結(jié)果抱婉,以常規(guī)法鑒定細(xì)菌档叔,只能得到是或不是某種菌,要想知到是哪種菌還要做大量蒸绩、煩瑣的生化試驗(yàn)衙四,而AMS則可以直接報告是什么菌。法國生物梅里埃集團(tuán)公司出品的Vitek?AMS自動微生物檢測系統(tǒng)屬當(dāng)今世界上最為先進(jìn)患亿、自動化程度最高的細(xì)菌鑒定儀器之一传蹈。Vitek對細(xì)菌的鑒定是以每種細(xì)菌的微量生化反應(yīng)為基礎(chǔ),不同種類的Vitek試卡(檢測卡)含有多種的生化反應(yīng)孔步藕,可達(dá)30種惦界,可鑒定405種細(xì)菌。用AMS明顯縮短腸道菌生化鑒定的時間咙冗,如鑒定沙門菌屬只需4 h沾歪,鑒定志賀氏菌屬只需6 h,鑒定霍亂弧菌等致病性弧菌亦只需4~13 h雾消。這套系統(tǒng)對基層單位而言具有極強(qiáng)的應(yīng)用價值灾搏,但他昂貴的價格讓人望而生畏。[16]
分離培養(yǎng)
微生物在自然界中呈混雜狀態(tài)存在仪或,要獲得所需菌種确镊,必需從中把它們分離出來。在保存菌種時不慎受到到污染也需予以分純范删。微生物分離和純化的方法很多蕾域,但基本原理卻是相似的,即將待分離的樣品進(jìn)行一定的稀釋,并使微生物的細(xì)胞(或孢子)盡量以分散狀態(tài)存在旨巷,然后使其長成一個個純種單菌落巨缘。然而上述工作又離不開接種,即將一種微生物移到另一滅過菌的培養(yǎng)基上的過程采呐。[10]
微生物接種分類材料工具
1.恒溫培養(yǎng)箱
2.接種環(huán)若锁、玻璃棒、吸管斧吐、酒精燈
3.培養(yǎng)基
4.大腸桿菌又固、枯草桿菌、金黃色葡萄球菌煤率、酵母菌等
方法步驟
接種操作方法
斜面接種(接金黃葡萄球菌)
(1)操作前仰冠,先用75%酒精擦手,待酒精揮發(fā)后點(diǎn)燃酒精燈蝶糯。
(2)將菌種管和斜面握在左手大拇指和其它四指之間洋只,使斜面和有菌種的一面向上,并處于水平位置昼捍。
(3)先將菌種和斜面的棉塞旋轉(zhuǎn)一下识虚,以便接種時便于拔出。
(4)左手拿接種環(huán)(如握鋼筆一樣)妒茬,以火焰上先將環(huán)端燒紅滅菌担锤,然后將有可能伸入試管其余部位也過火滅菌。
(5)用右手的無名指郊闯、小指和手掌將菌種管和待接斜面試管的棉花塞或試管帽同時拔出妻献,然后讓試管口緩緩過火滅菌(切勿燒過燙)。
(6)將灼燒過的接種環(huán)伸入菌種管內(nèi)团赁,接種環(huán)在試管內(nèi)壁或未長菌苔的培養(yǎng)基上接觸一下育拨,讓其充分冷卻,然后輕輕刮取少許菌苔欢摄,再從菌種管內(nèi)抽出接種環(huán)熬丧。
(7)迅速將沾有菌種的接種環(huán)伸入另一支待接斜面試管。從斜面底部向上作“Z”形來回密集劃線怀挠。有時也可用接種針僅在培養(yǎng)基的中央拉一條線來作斜面接種析蝴,以便觀察菌種的生長特點(diǎn)。
(8)接種完畢后抽出接種環(huán)灼燒管口绿淋,塞上棉塞闷畸。
(9)將接種環(huán)燒紅滅菌。放下接種環(huán)吞滞,再將棉花塞旋緊佑菩。[10]
液體接種
(1)由斜面培養(yǎng)基接入液體培養(yǎng)基盾沫,此法用于觀察細(xì)菌的生長特性和生化反應(yīng)的測定,操作方法與前相同殿漠,但使試管口向上斜赴精,以免培養(yǎng)液流出接入菌體后,使接種環(huán)和管內(nèi)壁磨擦幾下以利洗下環(huán)上菌體绞幌。接種后塞好棉塞將試管在手掌中輕輕敲打蕾哟,使菌體充分分散。
(2)由液體培養(yǎng)基接種液體培養(yǎng)基莲蜘,菌種是液體時谭确,接處除用接種環(huán)外尚用無菌吸管或滴管。接種時只需在火焰旁拔出棉塞,將管口通過火焰,用無菌吸管吸取菌液注入培養(yǎng)液內(nèi),搖勻即可菇夸。[10]
平板接種
將菌在平板上劃線和涂布琼富。
(1)劃線接種 見分離劃線法。
(2)涂布接種 用無菌吸管吸取菌液注入平板后庄新,用滅菌的玻棒在平板表面作均勻涂布。[10]
穿刺接種
把菌種接種到固體深層培養(yǎng)基中薯鼠,此法用于嫌氣性細(xì)菌接種或?yàn)殍b定細(xì)菌時觀察生理性能用择诈。
(1)操作方法與上述相同,但所用的接種針應(yīng)挺直出皇。
(2)將接種針自培養(yǎng)基中心刺入羞芍,直刺到接近管底,但勿穿透郊艘,然后尚原穿刺途徑慢慢拔出荷科。[10]
分離操作方法
稀釋分離法
通過不斷稀釋使被分離的樣品分散到最低限度,然后吸取一定量注入平板與溫度適合溶化了的瓊脂培養(yǎng)基混合纱注,這樣分散的細(xì)菌被固定在原處而形成單菌落畏浆。
(1)將大腸桿菌或酵母菌用無菌水制作菌懸液。
(2)取若干支無菌試管狞贱,每支內(nèi)盛9ml無菌水刻获。
(3)吸取1ml制備好的菌懸液,置于第一支含有9ml無菌水的試管內(nèi)瞎嬉,這樣就稀釋了10倍蝎毡,也就是10-2。
(4)從第一支試管內(nèi)(10-2)吸取1ml注入第二支含有無菌水的試管內(nèi)氧枣,這樣就稀釋了100倍沐兵,也就是10-2。
(5)用同樣方法操作便监,直至稀釋至10-5-10-6扎谎。
(6)分別精確吸取10-5-10-6各稀釋度菌液0.2ml加入編好號的空無菌平皿中,同一稀釋度重復(fù)做三個平皿。
(7)將已溶化并冷卻至45℃的瓊脂培養(yǎng)基倒入上述各平皿內(nèi)簿透,輕輕旋轉(zhuǎn)使培養(yǎng)基與菌懸液充分混勻移袍,凝固后倒置于37℃或38℃度恒溫箱中培養(yǎng)24-48小時,觀察平板上菌落生長和分布情況老充。[10]
平板劃線分離法
平板劃線分離法是接種環(huán)在平板培養(yǎng)基表面通過分區(qū)劃線而達(dá)到分離微生物的一種方法葡盗。其原理是將微生物樣品在固體培養(yǎng)基表面多次作“由點(diǎn)到線”稀釋而達(dá)到分離目的。
(1)倒平板 溶化牛肉膏蛋白胨瓊脂培養(yǎng)基倒平板啡浊,水平靜置待凝觅够。
(2)在酒精燈光焰上灼燒接種環(huán),待冷巷嚣,取一接種環(huán)金黃葡萄球菌喘先、大腸桿菌混合菌液。
(3)左手握瓊脂平板稍抬起皿蓋廷粒,同時靠近火焰周圍窘拯,右手持接種環(huán)伸入皿內(nèi),在平板上一個區(qū)域作之形回劃線坝茎,劃線時例接種環(huán)與平板表面成30-40°角度輕輕接觸涤姊,以腕力在表面作輕快的滑動,勿使平板表面劃破或嵌進(jìn)增基內(nèi)嗤放。
(4)灼燒接種杯思喊,以殺滅接種環(huán)上尚殘余的菌液,待冷卻后次酌,再將接種環(huán)伸入皿內(nèi)恨课,在第一區(qū)域劃過線的地方稍接觸一下后,轉(zhuǎn)動90°岳服,在第二區(qū)域繼續(xù)劃線剂公。
(5)劃畢后再灼燒接種杯,冷卻后用同樣方法在其他區(qū)域劃線派阱。
(6)全部劃線完畢后诬留,在平皿底用特種蠟筆注明菌種、日期贫母、組別文兑、姓名。將整個培養(yǎng)皿倒置放入恒溫培養(yǎng)箱腺劣。
(7)37℃經(jīng)過24-48小時培養(yǎng)后取出觀察绿贞。注意菌落的開關(guān)、大小橘原、顏色籍铁、邊緣涡上、表面結(jié)構(gòu)、透明度等性狀拒名。[10]
注意事項(xiàng)
(1)接種室應(yīng)保持清潔吩愧,用煤粉酚皂液擦洗臺面及墻壁,定期用乳酸或甲醛熏蒸增显。每次使用前雁佳,均應(yīng)用紫外燈滅菌。定期對接種室作無菌程度的檢查同云。
(2)進(jìn)入接種室前糖权,應(yīng)先做好個人衛(wèi)生工作,在緩沖間內(nèi)要更換工作鞋帽炸站、工作衣星澳、戴口罩。工作衣旱易、工作鞋禁偎、口罩只準(zhǔn)在接種室內(nèi)使用。不準(zhǔn)穿到其它地方去阀坏,并要定期更換届垫、消毒。
(3)接種的試管全释、三角并瓶等應(yīng)做好標(biāo)記,注明培養(yǎng)基误债、菌種的名稱浸船、日期。移入接種室內(nèi)的所有物品寝蹈,均須在緩沖室用70%酒精擦試干凈李命。
(4)接種前,雙手用70%酒精或新潔爾消毒箫老,操作過程不離開酒精燈火焰;棉塞不亂放;接種工具使用前后均需火焰滅菌封字。
(5)培養(yǎng)箱應(yīng)經(jīng)常清潔消毒。[10]
參考資料
[1]? 微生物的知識.昌平科普網(wǎng).2013-11-21 [引用日期2015-11-28]
[2]? 周德慶.微生物學(xué)教程.北京市西城區(qū)德外大街4號:高等教育出版社耍鬓,2013年12月
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