微生物学基础

微生物是指那些个体微小、肉眼看不见、结构简单的微小生物。微生物个体小，需要借助光学显微镜才能看见；微生物结构简单，多数是单细胞，少数为最简单的多细胞，还有的不具备但细胞结构。微生物主要包括细菌、放线菌、酵母菌、真菌、噬菌体、支原体、衣原体、立克次体、病毒、朊病毒，还包括原虫。

【生物特点】

1.种类多　生活在地球上的微生物约10万余种。

2.分布广　微生物无处不在，除通常所说的土壤、水、空气中广泛分布之外，微生物的踪迹上可至万米高空大气层、下至万米深海、热至300℃高温、冷至零下250℃低温都有它们存在。

3.繁殖快　细菌繁殖速度达到每30min繁殖1代。

4.可人工培养　细菌类容易培养，可在人工培养液上生长繁殖；病毒多数可用细胞培养繁殖，少数需要特殊动物模型。

5.代谢能力强　微生物个体虽小，但表面积大，因此与外界进行物质交换速度快。

6.容易变异　微生物生活环境的变化会诱变其基因发生改变，发生变异，不仅致病性可以发生变化，对理化因子抵抗力也会发生改变。

7.致病性　多数微生物不具有致病性，但少数微生物可以引起人类、动植物致病，甚至是致死性疾病。

【分类】

微生物种类繁多，形态各异，微生物主要根据其形态结构进行分类。较大的微生物为具有真核细胞结构的真菌类，包括酵母菌、真菌、蕈类等；单细胞藻类和原生动物等。具有原核细胞结构的微生物为一大类单细胞生物，主要包括各种细菌、放线菌、蓝细菌、立克次体、支原体和衣原体。无细胞结构的病毒，有真病毒和亚病毒（类病毒和朊病毒）。

1.细菌　是一类个体微小、结构简单的单细胞原核微生物，其形态多样，根菌形态将它们分别称之为球菌、杆菌和螺旋菌。

（1）球菌：形态为球形或近似球形，直径0.5μm，长0.5～5μm。球菌分裂繁殖后以其排列方式分为单球菌、双球菌、四联球菌、八叠球菌、链球菌、葡萄球菌。

（2）杆菌：杆菌是形态呈杆状或圆柱状的一类细菌，一般为（2.0～3.0）μm×（0.5～1.0）μm。不同杆菌形态亦有明显区分，有细长形，短粗状或粗大杆菌，还有球杆状和棒状；杆菌两端形状可见到半圆形、椭圆形、平截形、尖形。杆菌繁殖分裂后排列状态可以有单杆菌、双杆菌和链状排列。

（3）螺旋菌：形状呈弯曲状杆菌，直径0.3～2μm，长1.0～20μm，主要有螺旋菌和弧菌两种。螺旋菌多为致病菌，如霍乱弧菌、鼠咬热螺菌等。

2.放线菌　放线菌呈菌丝状生长，以孢子繁殖的原核微生物，是介于细菌与真菌之间的单细胞微生物。放线菌菌丝包括基内菌丝和气生菌丝与营养有关，孢子与繁殖有关。

3.酵母菌　是一类单细胞真核微生物，属真菌类，因其均可发酵糖类物质，所以称之为酵母菌。

（1）形态：酵母菌的形态有球形、卵圆形、圆柱形和香肠形等。酵母菌直径2～5μm，长5～30μm，甚至更长。

（2）种属：酵母菌属于真核微生物，其菌体细胞有比较完整的结构，有细胞壁、细胞膜、细胞质和细胞核，含有线粒体、核糖体、内质网、微体、菌丝及其他内含物。

（3）培养：酵母菌在固体培养液上可形成具有典型特征的菌落，一般菌落比较湿润、透明或不透明、光滑、色泽均匀，多数菌落边缘不整齐且粗糙。酵母菌多数在自然界能分解许多有机物质，酵母菌利用主要与发酵工业有关，极少数酵母菌可致病，常引起皮肤感染。常见的酵母菌主要有酒酵母菌，卡尔斯伯酵母菌和白地真菌等。白色念珠菌是酵母菌的一种，常被用于消毒试验指标菌。

4.真菌　与酵母菌同属真菌类，能在营养基质上生长形成絮状、绒毛状或网状菌丝的真菌，为真菌的一种俗名。真菌具有较强的糖化能力和水解蛋白的能力，常被利用进行化工生产和抗生素发酵。部分真菌具有致病性或产生致毒物质，如使食物霉变产生毒素（黄曲霉素）具有毒性作用。某些真菌能感染皮肤或黏膜，产生皮肤病。

（1）形态：真菌菌体由菌丝构成，为主要营养体（类似于细菌繁殖体），菌丝直径3～10μm。真菌属真核微生物，其细胞具有完整的真核细胞结构系统。

真菌与其他真菌一样，可通过无性繁殖和有性繁殖。无性繁殖以囊孢子、分生孢子、厚垣孢子、节孢子、芽孢子形式繁殖。有性繁殖以卵孢子、接合孢子、子囊孢子形式繁殖。

（2）培养：菌落较大，质地疏松，表面干燥、不透明；整体呈现蛛网状、绒毛状或棉絮状，菌落与培养液连接紧密、不易挑取；菌落正反面的颜色、构造，边缘与中心的颜色与构造常不一致。常见的真菌主要有曲真菌（黄曲霉和黑曲霉），青真菌，毛霉菌和根真菌。黑曲真菌被用于消毒试验指标菌。

5.病毒（virus）　在自然界分布极为广泛，人体皮肤黏膜和各与外界相通的腔道、动物体表及其与外界相通的腔道、昆虫以及植物、真菌和细菌体内都有病毒寄生，其生长增殖的过程同时对动植物产生感染伤害。人类的传染病多数是由病毒所引起，病毒传染病感染能量非常强，大范围甚至全球性大的流行性疾病也多数是由病毒所致。近年来，不断出现新的病毒性疾病流行，SARS、禽流感、猴痘、埃波拉、艾滋病以及西尼罗热等，有的病毒疾病属致死性疾病。

（1）分类：目前已经发现的病毒种类有脊椎动物病毒、无脊椎动物病毒、植物病毒、真菌病毒和细菌病毒（噬菌体）等5大类，共59个科或组。在消毒学领域重点关注脊椎动物病毒和无脊椎动物病毒中的某些致病病毒或与医学有关的病毒。还有少数不具备完整病毒结构，但能增殖和感染的生物活性颗粒，称为亚病毒；类病毒、拟病毒和朊病毒等都不具备完整的病毒结构。在类病毒中，消毒学领域比较关注的是朊病毒，详见本书“新特传染病致病因子感染与消毒”章节。

（2）形态：完整成熟的病毒颗粒是由其寄生细胞释放出来的病毒体，属于细胞外的结构形式，具有典型的形态、结构和感染性。病毒体形态多数呈球形或近似球形，只有少数呈杆状，极少数呈丝状或子弹状，痘病毒呈砖形，噬菌体大多呈蝌蚪状。病毒颗粒很微小，以纳米为单位测量其大小，不同种类病毒颗粒大小差别比较明显，颗粒直径为20～ 300nm。多数病毒大小为80～150nm，一般在光学显微镜下看不见，需要借助电子显微镜观察。

（3）构成：病毒体主要由核酸与蛋白质成分组成。病毒核心部分为核酸，构成病毒基因组；在核酸周围是由蛋白质构成的外壳，也称衣壳；核酸与衣壳共称为核衣壳，核衣壳外由脂蛋白和糖类物质组成的外膜构成有膜病毒的完整结构，无包膜病毒的核衣壳就是病毒体。因此，组成病毒的主要化学成分为核酸、蛋白质和脂肪及糖类。

（4）培养：病毒属于细胞内寄生，部分病毒可以用细胞培养法进行增殖，制备出纯化病毒悬液；部分病毒尚不能在体外进行培养，需要用活体动物作为增殖模型，如鸡胚、啮齿类动物甚至灵长类动物。

（5）特性：①亲脂性病毒。亲脂性病毒属于有膜病毒，此类属于致病性病毒主要流感病毒、呼吸道合胞病毒、麻疹病毒、腮腺炎病毒、冠状病毒；属于亲脂性病毒还有乙型肝炎病毒、丙型肝炎病毒、疱疹病毒和人类免疫缺陷病毒等重要致病性病毒。②亲水性病毒。亲水性病毒属于无包膜病毒，此类病毒与传染病和消毒学关系密切的主要有脊髓灰质炎病毒、科萨奇病毒、埃可病毒、轮状病毒、甲型肝炎病毒等。

6.噬菌体　是病毒的一种即微生物病毒，因为其具备病毒的结构和性质，通常把以细菌和放线菌为宿主的病毒称之为噬菌体。

（1）形态：噬菌体具有病毒特征，其个体微小、无细胞结构（仅有核酸与蛋白质成分）；专性寄生，只能在活细胞内（活菌体）生长繁殖。噬菌体形态呈多形性，有蝌蚪形、球形和细杆状，其头部直径20～100nm。噬菌体结构比较简单，主要由蛋白质衣壳包裹着核酸所形成颗粒。

（2）生长特征：噬菌体感染宿主细胞过程既为繁殖过程，共分为吸附、侵入、增殖、成熟和释放。噬菌体侵入菌体增殖，最终使菌体裂解，次为烈性噬菌体；侵入菌体不增殖，也不使菌体裂解者为温和噬菌体。噬菌体在含有特异细菌的固体培养液上，使寄生菌裂解可形成不同形状的透明的空斑，称之为噬菌斑，一个空斑代表一个菌落。噬菌体计数检查方法，双层琼脂法，现将营养琼脂倒入无菌平皿，凝固后作为低层；将噬菌体悬液与相应的菌悬液同时加入到半固体营养琼脂培养液内混匀，倒入已凝固的平板内即可。置于37℃培养，进行计数。

（3）培养：将营养肉汤培养液置于无菌三角瓶内，经压力蒸汽灭菌处理，然后取噬菌体与相应菌种同时接种到营养肉汤内。置于培养摇床上培养12h，肉汤澄清即可。