第三章环境中微生物的主要类群

第三章环境中微生物的主要类群授课教员：曾惠讲师军事预防医学院环境卫生学教研室2010年6月30日2008级预防医学5年制本科微生物的类群庞杂目前已经知道的微生物约有10万种，分布在自然环境中。农田上层15cm处微生物的数量微生物每克土壤中的数量细菌9.8×107放线菌2.0×106真菌1.2×105藻菌2.5×104原生动物3.0×104菌落数与空气清洁度的关系空气清洁度菌落数最清洁的空气1-2洁净空气30个以下普通空气30-150轻度污染空气300以下严重污染空气301以上人体微生态中微生物的含量部位含量部位含量眼睛1g肺20g鼻腔10g肠道1000g口腔20g生殖道20g皮肤200g总量1271g人体消化系统中微生物群体(个/g)回肠结肠直肠或粪便双歧杆菌1041071010拟杆菌1031081010肠杆菌103106106肠球菌－107－乳杆菌－－104按细胞结构分类：•原核细胞型微生物•真核细胞型微生物•非细胞型微生物按致病性分类：•致病性微生物•条件致病性微生物•非致病性微生物本章主要内容概述原核细胞型微生物真核细胞型微生物非细胞型微生物（重点）原核微生物与真核微生物在细胞结构上的根本区别生物性状原核微生物真核微生物核拟核，无核膜、核仁真正的核，有核膜、核仁DNA1条1至数条,与RNA、组蛋白合核糖体70S80S(细胞质中),70S(细胞器中)细胞分裂二分裂有丝分裂,减数分裂有性生殖无有细胞器无线粒体、高基体、内质网等呼吸链细胞膜上线粒体上细胞壁成分肽聚糖、磷壁质多聚糖,几丁质大小1～10μm10～100μm一、原核细胞型微生物细菌放线菌鞘细菌滑动细菌蓝细菌原核型微生物基本结构：细胞壁、细胞膜、细胞质、核质、质粒质粒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）可能具有特殊结构，如鞭毛、荚膜、芽孢和菌毛等。以简单二分裂法无性繁殖，仅需20—30分钟（一）细菌（Bacteria）（2）环境中常见致病菌与条件致病菌P23-24表3-1（3）环境中其他常见细菌假单胞菌属黄杆菌属产碱杆菌属无色杆菌属微球菌属乳杆菌属其它细菌假单胞菌属（Pseudomonas）革兰阴性杆菌，有鞭毛能运动在自然界分布广泛在低温下能很好生长，可引起冷藏食品的腐败变质。能利用多种有机物（是迄今为止发现的自然界杂食性最强的微生物，能以80多种有毒有机物为碳源），故在自然界物质转化中起重要作用，常被作为污染物生物降解的筛选菌种。（二）放线菌(Actinomycetes)介于细菌和真菌之间。分布广泛，尤其土壤中（土壤特有的泥腥味）。能产生大量多种抗生素（已经超过4000种）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。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。链霉菌属、诺卡菌属、小单孢菌属链霉菌属最高等的放线菌，具有各种形态的孢子丝。近千种，大多生活在土壤中。链霉菌能分解多种有机质。产生抗生素菌株的主要来源。诺卡菌属部分可对人致病，我国主要是星形诺卡菌，经外环境侵入伤口或吸人肺部，引起有特殊症状的化脓性感染。在自然环境中将有机质转化，如烃类的降解、氰类的转化，在污水处理中起重要作用。小单孢菌属多分布于土壤及污泥中。分解有机质及产生抗生素。棘孢小单孢菌可产生庆大霉素。（三）鞘细菌单细胞连成的丝状体细菌，丝状体外包围一层由有机物或无机物组成的鞘套。丝状体不分枝或形成假分枝，靠游动孢子或不能游动的分生孢子行无性繁殖，常生存于淡水或海水中。主要有球衣菌和铁细菌属。球衣菌较强的分解有机物的能力，常生存于流动的、有机物污染的淡水中；活性污泥曝气池中常见菌种，数量过多时会引起污泥膨胀。铁细菌属能将低铁氧化为高铁。广泛存在于自然界，在铁素循环中占有重要位置。铁质水管腐蚀与堵塞常因环境中铁细菌活动引起。（四）滑动细菌不借鞭毛而靠菌体蠕动进行滑动的一类细菌。多为丝状体，也有杆状或球状。贝氏硫菌属，为丝状体，分布于淡水或海水中，能氧化H2S为硫，对自然界硫素循环起重要作用。噬纤维菌属呈杆状，两端略尖，细胞柔软，可滑行。具有很强的分解纤维素的能力。为单细胞生物，呈球形或杆状。过去称为蓝藻或蓝绿藻（Blue-greenalgae）,近年根据其仅有原始核而将其列入原核微生物。光合型微生物，是生态系统的首要环节（第一个产氧的光合生物）。自然界分布广泛。营养要求简单。水质污染时，可过量繁殖，形成“水华”。常见属：微囊藻属、鱼腥藻属、颤藻属。（五）蓝细菌(Bluebacteria,Cyanobacteria)蓝藻门微囊藻界、门、纲、目、科、属、种颤藻蓝藻门鱼腥藻蓝藻门二、真核细胞型微生物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。真菌藻类（低等植物）原生动物（低等动物）（一）真菌（Fungus）o与原生生物的主要区别在于有较硬的细胞壁o真菌按形态分为单细胞和多细胞两类。单细胞真菌为酵母菌和类酵母菌（yeast）。多细胞真菌又称霉菌(mold)。o分布广泛，存在于各种环境和生物体内。o卫生学效应：引起物质变质腐烂的主要原因发酵、制药、食品工业等中具有重要作用少数致病霉菌常见代表属曲霉属：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。青霉属：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。（二）藻类（algae）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。含叶绿体，行光合作用，同时呈现不同的颜色。利用二氧化碳，对N、P需求多。常见藻类：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。硅藻：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。甲藻：淡水中的甲藻喜酸性环境，当水中富含腐殖酸时，常有甲藻存在；海洋“赤潮”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。夜光藻藻体呈球形，透明，肉眼可见，腹面有一条凹沟，口位于沟中央，近口处长出一根极小的鞭毛和一条粗大的鞭毛，海生。细胞内原生质淡红色，大量密集时呈红色，受波涛振荡刺激以后放出荧光，是我国赤潮的主要藻类。本种可产生麻痹性贝毒。膝沟藻日本水域该种赤潮引起鱼类大量死亡。是南海北部沿海主要的赤潮生物。本种可产生腹泻性贝毒。渤海、东海、香港和南沙群岛等水域有分布，形成赤潮的主要种类之一。原甲藻（三）原生动物形态与构造：单细胞低等动物。卫生学意义：水中重要浮游生物。可吞食细菌，在污水处理中起一定作用。是活性污泥的主要成分。某些种类是病原体。环境中常见原生动物主要有鞭毛纲、肉足纲和纤毛纲。鞭毛纲：具有一至多根鞭毛。多生活于有机质较多的污水。绿眼虫、波豆虫、滴虫等常见。肉足纲：运动细胞器是鞭毛，运动器官是伪足，也是摄食细胞器变形虫，生活在富有藻类、含氧量较高的水塘或沟渠中或潮湿土壤的表层。纤毛纲：运动细胞器是纤毛，也是摄食细胞器。结构较复杂。包括游泳型和固着型。环境中常见原生动物目前已知有15000种：鞭毛纲：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。纤毛纲：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。三、非细胞型微生物特征：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。环境中的病毒：空气中：如流感病毒、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。水中：多为肠道病毒。土壤中：可吸附于颗粒内而延长存活时间。食品中：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1988年上海甲肝大流行。四、环境中微生物的应用及研究前景环境中的微生物种类繁多，人们发现并已利用的微生物屈指可数。发现、认识并利用有益微生物、控制有害的微生物成为未来微生物学发展的主要方向。空间技术等新技术发展，太空微生物学和极端微生物学成为新的研究热点。极端微生物是依赖于一种或多种极端理化因子的极端生命形式，主要类群包括嗜热菌、嗜冷菌、嗜盐菌、嗜碱菌、嗜酸菌及抗辐射菌。第四章卫生微生物研究和检测的方法授课内容卫生微生物学检测的特点及基本原则卫生指示微生物卫生微生物研究和检测的方法卫生微生物研究和检测方法的前景（重点）（重点）一、卫生微生物检测的特点与基本原则特点：检测对象：致病、非致病、条件致病微生物标本来源：人体、环境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一、卫生微生物检测的特点与基本原则特点原则样品的采集原则样品的运送原则实验室检验原则1.样品必须要有代表性:采样量：满足检测要求（P37）采样部位：均匀采样或者有代表性的部位2.避免对样品的污染器材灭菌、无菌操作3.避免对样品中微生物的杀灭和抑制避免有毒物质的残留和高温影响4.对样品进行详细的标记（一）样品的采集原则1.尽快送检：一般3-4h内送检，减少细菌死亡和进一步繁殖带来的影响。2.注意保护待检的微生物：一定的温度加保护剂特殊微生物需要特殊培养基3.进行完善的样品交接必须有样品送检单，与实验室人员逐项核对后交接（二）样品的运送原则4.根据生物安全规定，妥善包装待运输标本高致病力禽流感标本，须放在大小适合的带螺旋盖内有橡胶圈的塑料管里，拧紧；然后放入大小适合的塑料袋内密封；再放入专用运输箱内，放人冰块，以柔软物质填充，内衬具吸水和缓冲能力的材料；所有容器必须印有生物危险标识。SARS病毒感染的样品，须进行三层以上的包装，采集后加无菌外包装，置于专用密闭盒内(金属或硬塑料材质)，用具有吸水性和柔软的物质填充固定，置于专用运输箱内，由2人以上专人专车运送。（二）样品的运送原则（三）实验室检验原则具有相应的实验室硬件设施微生物危害程度分级：“实验室生物安全通用要求”（GB19489-2004）将微生物危害程度分为4级。危害等级I：低个体危害，低群体危害。危害等级II：中等个体危害，有限群体危害。危害等级III：高个体危害，低群体危害。危害等级IV：高个体危害，高群体危害。具有相应的实验室硬件设施生物安全防护水平分级及要求：BSL-1：对应危害等级I：P1实验室BSL-2：对应危害等级II：P2实验室BSL-3：对应危害等级III：P3实验室BSL-4：对应危害等级IV：P4实验室BSL:biosafetylevelP:protection（三）实验室检验原则具有相应的实验室硬件设施：1级（P4实验室）：可检验危害性最严重的病原体（指实验室感染机会多，感染后病情严重，无特效治疗，可致死的微生物；或可能引起严重的流行、需动员大量的人力物力进行防疫的微生物），如天花病毒、HIV、SARS病毒等。2级（P3实验室）：可检验特殊危险致病菌（如果感染能引起重症并可能有致死后果的微生物，或本国原本没有的致病微生物），如霍乱菌。（三）实验室检验原则具有相应的实验室硬件设施：3级（P2实验室）：检验一般致病菌（基本不引起实验室感染；或感染了发病率非常小的微生物）。4级（P1实验室）：检验非致病菌（不致病或有致病性的无毒株）。（三）实验室检验原则具有合格的人员和标准检验方法人员要有资质，并经常接受培训•细菌计数•生化实验重现性•模拟样品检出考核采用国家标准方法或公认方法（WHO、EPA等）加强实验室质量控制仪器、设备、试剂：定期检定和校准注意记录和核查：如GLP实验室报告规范：数据规范，完整签名盖章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