《微生物学与免疫学(第四版)》分为3篇,包括微生物学概论、微生物与药学的关系、免疫学基础。《微生物学与免疫学(第四版)》详细介绍了多种微生物的生物学特性,同时强化了微生物在制药工业中的应用,如与微生物有关的**制剂、药品生产中微生物的控制以及**的微生物学检验等;在免疫学基础中,突出免疫学的知识、技能与药学专业的联系。《微生物学与免疫学(第四版)》通过“中科云教育平台”配有PPT、图片、视频等教学资源,便于教师教学并提高学生学习兴趣。

绪论
一、微生物
(一)微生物的概念
微生物(microorganism)是一类个体微小、构造简单、肉眼不能看见,需借助显微镜才能看清其外形的微小生物。
在大自然中,生活着一类人们看不见的生物,繁华都市、广阔田野、高山之巅、海洋之底,到处都有它们的足迹。它们与植物、动物共同组成了生物大军,使自然界显得生机勃勃。虽然人们对微生物的认识只有几百年的历史,但微生物却是地球上*早的居民之一,它们早在35亿年前就已存在了,而人类发展至今只有几百万年的历史。微生物能延续至今,与其自身的特点有关。
(二)微生物的特点
1.个体小、面积大、新陈代谢能力强微生物的个体极其微小,需借助显微镜放大数十倍、数百倍甚至数万倍才能看清。表示微生物大小的单位是μm(1m=106μm)或nm(1m=109nm)。我们知道,把一定体积的物体分割得越小,它们的总表面积就越大,因而比面积(表面积与体积之比)就越大,这样微生物就有一个吸收营养、排泄代谢废物的巨大表面,所以新陈代谢能力强。因此,这样一个小体积、大面积的系统是微生物与一切大型生物相区别的关键所在。
2.吸收多、转化快、繁殖速度快由于微生物新陈代谢能力特别强,它们的“胃口”变得分外庞大,如发酵乳糖的细菌在1h内可分解比其自身重100~1000倍的乳糖。微生物的这个特性为它们高速生长繁殖提供了充分的物质基础,微生物以惊人的速度“生儿育女”,如大肠埃希菌在合适的条件下,约20min可繁殖一代,以2n的方式一分二、二分为四、四分成八 如果按这样计算,一个细菌10h可繁殖成10亿个!实际上,这种几何级数的繁衍受环境等条件的限制,是不可能实现的,但即使如此,也足以使动、植物望尘莫及了。
3.适应能力强、易变异微生物对环境条件,尤其是对恶劣的**环境具有惊人的适应力,这是高等动植物无法比拟的。如大多数细菌能耐-196~0℃(液氮)的低温;一些嗜盐菌能在接近于饱和盐水(32%)的环境下正常生存;许多微生物尤其是产芽孢的细菌可在干燥条件下保藏几十年。
由于微生物的个体一般都是单细胞、简单多细胞或非细胞的,通常都是单倍体,加之它们新陈代谢旺盛、繁殖快,并且与外界环境的接触面大的特点,故容易受外界条件的影响而发生性状变化。但微生物却可以在短时间内产生大量变异的后代,在外界环境条件发生剧烈变化时,变异了的个体可适应新的环境而生存下来。
4.种类多、数量大、分布广微生物种类繁多。迄今为止,人们所知道的微生物约有10万种。但由于微生物的发现和研究较动植物迟得多,有人估计目前已知的种类只占地球实际存在的微生物总数的20%,所以微生物很可能是地球上物种*多的一类。
虽然我们不能看到微生物,但它们却是无处不在、无孔不入的。85km的高空、11km深的海底、2km深的地层、近100℃的温泉、-250℃等**的环境下,均有微生物生存。人类正常生活的地方,更是微生物生长的适宜场所,其中土壤是多种微生物的大本营,任意取一把土,就是众多微生物的世界,在1g肥沃的土壤中,微生物的数量可达到千百万乃至数亿。除了自然环境,动植物和人体内,如人的肠道中经常居住着100~400种不同的微生物,约100万亿个;把手放到显微镜下观察,一双普通的手上带有细菌4万~40万个,即使刚刚清洗过,上面也有300个细菌,当然这些绝大多数不是致 病菌。
(三)微生物的分类
1.微生物在自然界的地位将整个生物界划分为几个界,有不同的分类系统,除了已确定的动物界和植物界外,其余各界都是随着人类对微生物的深入研究和认识后才发展建立起来的。近一百多年来,从两界发展到三界、四界、五界、六界系统,这是一个由低到高、由浅到深的认识过程,在此介绍六界系统,如绪图-1所示。
由图可以看出,将所有的生物分成有细胞结构和无细胞结构两大类6个界:动物界、植物界、原生生物界、真菌界、原核生物界和病毒界,微生物分属于除动物界和植物界以外的4个界。
2.微生物的分类微生物按有无细胞结构分为3种类型。
(1)原核细胞型微生物:原核生物由单细胞组成,仅有原始核和裸露的DNA,无核膜和核仁。此类微生物包括细菌、放线菌、蓝细菌、古菌、支原体、衣原体、螺旋体、立克次体等。
(2)真核细胞型微生物:真核生物大多由多细胞组成,具有高度分化的核,有核膜和核仁,且有多种细胞器,如内质网、核糖体、线粒体等。此类生物包括真菌、藻类和原虫等。
(3)非细胞型微生物:此类微生物无细胞结构,仅由一种核酸(DNA或RNA)和蛋白质组成,必须寄生于活细胞。病毒属于此类微生物。
3.微生物的分类单位与动植物一样,微生物的分类单位自上而下可依次分为:界(kingdom)、门(phylum)、纲(class)、目(order)、科(family)、属(genus)和种(species)。在微生物分类中常用种和属,而种是*基本的分类单位,在种以下还可分为亚种、菌株和型等。
属:生物学性状基本相同、具有密切关系的一些种组成属。
种:一大群表型特征高度相似、亲缘关系极其接近、与同属内其他种有着明显差异的菌株的总称。在微生物中,一个种只能用该种的一个典型菌株(type strain)作为具体标本,该典型菌株就是这个种的模式种(type species)。在实际中,有时分离到的纯种具有某个明显而稳定的特征,与典型种不同,称为亚种(subspecies,subsp.)。
型:曾用于表示细菌种内的细分,但现在已废除,目前尚在使用的是以“型”作后缀,如生物型(biotype)、血清型(serotype)、噬菌体型(phagetype)等。
菌株:又称为品系(在病毒中称毒株或株),表示任何由一个独立分离的单细胞繁殖而成的纯种群体。因此,一种微生物的每一不同来源的纯培养物均可称为该菌种的一个菌株。
4.细菌的命名细菌的命名一般采用国际通用的拉丁文双名法。其学名(scientific name)由属名和种名两部分组成,前面为属名,用名词并以大写字母开头;后一个为种名,用形容词表示,全部小写,印刷时用斜体字。常在种名之后加上命名者的姓氏(用正体排字),也可省略。在少数情况下,当该种是一个亚种时,学名就应按“三名法”构成,具体如下:
(1)“双名法”:属名+种名。
例如:金黄色葡萄球菌Staphylococcus aureus Rosenbach
大肠埃希菌Escherichia coli
(2)“三名法”:属名+种名+亚种名(亚种名缩写“subsp.”,排正体,后附亚种名称)。
例如:蜡状芽孢杆菌的蕈状亚种 Bacillus cereus subsp.mycoides
脆弱拟杆菌卵形亚种 Bacteroides fragilis subsp.ovatus
(3)菌株的名称都放在学名的后面,可用字母、符号、编号等表示。
例如:大肠埃希菌的两个菌株(B菌株和K12菌株)
Escherichia coli B(E. coli B)
Escherichia coli K12(E. coli K12)
(4)通俗名称(common name):除了学名,细菌通常还有俗名。俗名简明、大众化,但不够确切。如结核分枝杆菌学名为Mycobacterium tuberculosis,俗名是结核杆菌(tubercle bacillus),常缩写为TB。
(四)微生物的作用
1.参与自然界的物质循环整个生物圈生机勃勃,主要依赖太阳的光能,而组成机体的重要生命元素,如C、N、P、S、Fe等则主要依赖微生物所推动的物质循环,微生物在自然界物质循环中起着重要作用。以碳素循环为例,绿色植物依靠太阳的能量吸收CO2和H2O进行光合作用,而大气中所含的CO2只够供应绿色植物约20年,但是微生物可以将有机物质(如动植物的尸体)中的碳元素分解,产生CO2释放到大气中。据估计,地球上约90%的CO2是靠这种作用形成的,从而使生物界处于一种良好的碳平衡环境中。其他如氮素循环、硫素循环、磷的循环等都离不开微生物的 作用。
2.在工农业生产上的用途在农业上,通过固氮微生物的生物固氮作用,将环境中游离氮转化为氨而增加了土壤的肥力,满足植物生长所需。这是一种极其温和的生化反应,比人类发明利用铁作催化剂,在高温(300℃)、高压(300个大气压)下的化学固氮方式优越得多。在我国,种植豆科植物作绿肥有近2000年的历史。
在工业上,微生物可应用于食品、酿造、石油化工、皮革以及环境保护等方面。例如,传统上对植物秸秆的利用就是燃烧,能快速取得其中约10%的热能及一些肥效较差的草木灰肥料,而采用现代合理的梯级利用方式,即先将秸秆打碎作牲畜的饲料,再以畜粪进行沼气发酵,可利用90%的化学能,发酵后的残渣还可作为有机肥料,形成饲料—燃料—肥料的良性循环,而关键的沼气发酵则是一种由产甲烷菌作用产生甲烷的过程。
在医药工业上,可利用微生物生产抗生素、维生素、氨基酸、核苷酸、生物碱以及酶制剂等。如目前临床上广泛应用的青霉素,就是由英国人发现的首例抗生素,为人类抗细菌性感染做出了巨大贡献。近年来,随着分子生物学和基因重组技术的发展,很多**,如胰岛素、干扰素、生长激素等都可通过基因工程这一现代生物技术,利用基因重组的菌株进行生产并应用于临床。
3.致病作用及其他危害尽管大多数微生物对人类是有益无害的,但其中有一小部分可引起人类与动植物的疾病,这种具有致病性的微生物称为病原微生物。人类的许多传染病,如传染性很强的肺炎、痢疾、流感等,感染率较高的肝炎,危害性大、死亡率高的艾滋病等,均由病原微生物感染引起。
随着现代微生物学的发展,一些新的病原体不断被发现。例如,羊瘙痒病的病原体经过近两个世纪的研究都未能发现,直到20世纪80年代初期才证实其病原体是一种比病毒还小,不含任何核酸却有致病能力的蛋白质,称为朊病毒。朊病毒能引起人及动物**神经系统疾病,1985年**在英国发现的疯牛病也是由它引起的,对养牛业、饮食业以及人的生命**造成巨大威胁;1997年发现的禽流感病毒H5N1亚型、2013年发现的H7N9亚型不仅造成了人类的伤亡,同时重创了家禽养殖业;2003年的严重急性呼吸综合征(SARS)由SARS冠状病毒(SARS-CoV)引起,2019年年末暴发的新型冠状病毒肺炎由新型冠状病毒(COVID-19)引起,均对人类的健康造成较大威胁。
此外,微生物还可引起工农业生产中的原料、产品、药材、木材、食品等的腐败霉变等,造成经济损失和人体伤害。
二、微生物学
(一)微生物学的定义
微生物学(microbiology)是研究微生物的形态结构、生理代谢、遗传变异、生态分布以及与人类、动植物、自然界之间相互关系的一门学科。学习、研究微生物是为了充分利用微生物对人类有益的一面,开发微生物资源并运用到生活、生产中;同时控制其有害的一面,使人类的传染性疾病得到有效的预防和**。
(二)微生物学的分科
微生物学作为基础生物学,研究领域和范围日益广泛和深入,已涉及医学、工业、农业和环境等许多方面,从而形成了一些分支学科。按应用领域来分,有工业微生物学、农业微生物学、医学微生物学、药学微生物学、食品微生物学等分支学科;按研究对象来分,有细菌学、真菌学、病毒学等;按微生物所在的生态环境来分,有土壤微生物学、海洋微生物学、环境微生物学等。此外,研究人和动物对微生物反应的免疫学也成了一门独立的分支学科。
药学微生物学作为微生物学的一个分支,其范畴除了研究微生物学的基础理论外,还包括保证药品质量,研究、生产微生物**制剂,开发新药等方面的内容。
(三)微生物学发展史
1.微生物学的经验时期在古代,人们虽然没有看到过微生物,但已经将微生物学知识运用到工农业生产和疾病**当中。如我国北魏《齐民要术》中详细记载了制醋的方法;长期以来民间用盐腌、糖渍、烟熏、风干等方法保存食品,实际上都是通过**微生物的生长以防止食物的腐烂变质。在医**面,明朝李时珍在《本草

目录 绪论/1 **篇 微生物学概论 第1章 细菌/7 第1节 细菌的形态与结构/7 第2节 细菌形态的检查方法/13 第3节 细菌的生长与繁殖/15 第4节 细菌的新陈代谢/19 第5节 细菌的致病性/21 第6节 常见病原性细菌/24 第2章 放线菌/35 第1节 放线菌的生物学特性/35 第2节 主要的放线菌属/37 第3节 病原性放线菌/38 第3章 其他原核细胞型微生物/40 第1节 螺旋体/40 第2节 支原体/43 第3节 衣原体/44 第4节 立克次体/46 第4章 真菌/48 第1节 酵母菌/48 第2节 霉菌/50 第3节 其他常见真菌/53 第4节 常见真菌性疾病/54 第5章 病毒/57 第1节 病毒的形态结构及化学组成/57 第2节 病毒的增殖/60 第3节 病毒的人工培养/61 第4节 病毒的干扰现象和干扰素/62 第5节 噬菌体/64 第6节 病毒与人类疾病/65 第6章 微生物的分布与控制/80 第1节 微生物的分布/80 第2节 微生物的控制/82 第二篇 微生物与药学的关系 第7章 **制剂的微生物学检查/94 第1节 **的**试验/94 第2节 **制剂的无菌检查/98 第3节 **的微生物限度检查/100 第8章 微生物在制药工业中的应用/107 第1节 抗生素/107 第2节 维生素/111 第3节 氨基酸/113 第4节 核酸类物质/115 第5节 酶制剂和酶**剂/115 第6节 甾体化合物/116 第7节 微生态制剂/118 第三篇 免疫学基础 第9章 非特异性免疫/120 第1节 机体的屏障结构/120 第2节 非特异性免疫细胞/121 第3节 非特异性体液免疫分子/123 第4节 非特异性免疫的生物学意义/127 第10章 特异性免疫/129 第1节 抗原/129 第2节 免疫球蛋白/132 第3节 细胞因子/136 第4节 免疫器官与免疫细胞/138 第5节 免疫应答/142 第6节 免疫学**/145 第11章 超敏反应/149 第1节 Ⅰ型超敏反应/149 第2节 Ⅱ型超敏反应/152 第3节 Ⅲ型超敏反应/153 第4节 Ⅳ型超敏反应/155 实验指导/157 实验一 光学显微镜的使用及细菌标本片的观察/157 实验二 基础培养基的制备/159 实验三 消毒与**/161 实验四 细菌的分离与培养技术/164 实验五 细菌染色法/166 实验六 细菌的生化反应/168 实验七 **的体外**试验/170 实验八 抗生素的效价测定/171 实验九 放线菌和真菌的形态结构观察/173 实验十 微生物的分布/174 实验十一 **制剂的无菌检查/176 实验十二 微生物的限度检查/177 附录/179 附录A 常用培养基的配制/179 附录B 常用染色剂的配制/180 附录C 常用试剂的配制/180 参考文献/181 教学基本要求/182 自测题(选择题)参考答案/185