医用生物实验

1、微生物学,The first Microbiologist and his Microscope,Anton van Leeuwenhoek,Louis Pasteur,巴斯德提出:引起各种 腐败、疾病的原因都 是微生物,Robert Koch (1843-1910),- discovered the Bacillus strains that cause cholera - agar media for pure cultures - pure culture paradigm: isolate an organism and see what it does,Adopted from Samuel Baron “Medical Microbiology”,Distribution of Normal Flora in Human Body,Yellowstone National Park,Life in the extremes,Life in the extremes,Mars - Climate and Life,Postulated Mars-Biosphere,Life

2、on Europa? Moon of Jupiter,微生物的概念、特点,体积微小，结构简单，肉眼不可见的微小生物总称 特点： 1 体积微小，结构简单； 2 繁殖迅速，分布广泛； 3 种类繁多，易于变异。,病毒： 嗜菌体的感染过程,原核微生物： 放线菌(Actinomycetes)：,真核微生物： 担子菌,微生物的种类,一、非细胞型微生物 无细胞结构、无代谢、只能在细胞内增殖。 如： 病毒。 二、原核细胞型微生物 细胞核为原始的裸DNA、无核膜、细胞器不完善。 包括：细菌、放线菌、支原体、衣原体、立克次体、螺旋体 三、真核细胞型微生物 有完整的细胞结构、细胞核分化程度高、细胞器发达。 *原生生物：包括藻类、原虫、真菌,微生物的分类,微生物与人类的关系,维系自然界的生物链和新陈代谢； 农业方面：根瘤菌； 工业方面：食品酿造、皮革、纺织、石油和化工； 医药卫生方面：抗生素和维生素的生产，污水处理； 5. 人和动物体内共生微生物，(条件)致病性微生物,微生物与中医药学关系,1 许多中药材是微生物产物：灵芝，虫草，天麻； 2 与中药材开发，保护与剂型改良关系 ； 3 免疫调节与抗菌作用； 4

3、为方剂学，药理学，温病学等打基础。,细菌总论,细菌大小与形态 大小：micrometer = 10-6 m 形态： 球形：双球菌，四联球菌，八叠球菌，链球菌，葡萄球菌 杆形： 球杆菌，棒杆菌，链杆菌，分支杆菌 不规则形状：弧菌，螺菌，弯曲菌,球菌,螺型菌,杆菌,球杆菌,棒状杆菌,杆菌,弧 菌,螺 菌,弯曲菌,螺杆菌,细菌基本构造-细胞壁,G+ ： （肽聚糖 + 磷壁酸 ）；可达50层 四肽侧链，五肽交链；-MG-n-；壁与膜磷壁酸 G- : 膜周间隙：含多种转运，营养与耐药性酶类 肽聚糖层： 1- 3层残存的肽聚糖 外膜：含多种运输，屏障与抗原性物质 脂多糖层： 类脂 A+ 核心多糖+ 特异性多糖 功能：维持菌体结构； 物质转运；毒力与抗原性； 染色性与抗生素敏感性,GRAM POSITIVE,GRAM NEGATIVE,Cytoplasm,Cytoplasm,Lipoteichoic acid,Peptidoglycan-teichoic acid,Cytoplasmic membrane,Inner (cytoplasmic) membrane,Outer Membrane,Lip

4、opolysaccharide,Porin,Braun lipoprotein,Periplasmic space,特异多糖,核心多糖,脂质A,脂 多 糖 结 构,细菌基本构造-细胞膜,1 物质转运与营养功能 2 呼吸作用：膜上含呼吸代谢酶链 3 生物合成作用 4 参与细胞分裂 后三种功能主要由中介体之上的酶完成,细菌基本构造-细胞质,为细菌的内环境，含多种酶系与少量细胞器 核糖体：与人的核糖体不同，乃链霉素与 红霉素等的攻击位点 质粒： 存在于细胞质之中的DNA小颗粒；能 自我复制，自由转移，并可使宿主细胞获 得一些新性状。 内含颗粒：糖、脂类或无机盐颗粒；异染颗粒,细菌基本构造-核质,原始、裸露的单条DNA分子；控制基本细胞性状 无核膜，核仁或组蛋白,细菌的特殊构造： 鞭毛,鞭毛： 运动作用,鞭毛： 运动作用,菌毛：粘附作用,荚膜： 保护作用,芽胞(spore)： 抵抗作用,某些细菌形成的椭圆形、强折光性结构 芽胞壁厚，通透性低。位置、大小不同 通常在不利环境下形成，为细菌的休眠体 抵抗力极很强，能保护细菌度过不良环境,细菌生理-极端多样性,1 营养条件：水，无机盐，生长因子， 碳

5、源与氮源 2 酸碱度： 最适 PH 值 3 温度： 448 4 气体： 各种气体组合,细菌代谢产物及意义,1 鉴定型产物：乳糖发酵/吲哚试验 /色素 2 致病性产物：内，外毒素/侵袭性酶类 3 医药产品：抗生素/ 维生素/细菌素/基因工程产物,作为外源基因的载体 作为基因工程的宿主菌 作为基因操作工具酶的供体 作为微生物工程的有益菌和病原生物 为人类基因组计划提供“模式生物” 用于污水净化处理,微生物在生物技术领域的应用,生长模式：建立期-对数生长期 稳定期衰退期,人体常见的正常菌群,人体各部位微生物群的特征 皮肤: 分布不均匀 (外耳道/ 眼结膜: 较少) 口腔 : 种类繁多 鼻咽腔: 过路菌为主 肠道 :数量最多 泌尿生殖道 ：乳酸杆菌为主。,正常微生物群,1 概念 在长期进化中形成的微生物之间、微生物与 机体之间相互依存、相互斗争的微生态学体系 2 人体各部位分布特点 皮肤(眼,耳)：分布不均； 鼻咽腔： 过路菌 口腔：种类最多； 肠道：数量最多 泌尿生殖道： 乳杆菌占优势 3 生理作用 生物屏障； 营养作用 解毒作用； 免疫效应,条件致病菌,正常菌群包括： 致病菌 / 条件致病

6、菌 / 非致病菌 正常菌群的病理作用： 在下述条件下，致病菌/条件致病菌可大量生 长繁殖，引起疾病 菌群失调（轻微失调-严重失调-菌交替症） 定位转移：如大肠杆菌 机体免疫力下降：如伤口，药物与放化疗等,消毒灭菌法（1）,1 概念： 消毒-杀灭病原菌；灭菌杀灭所有微生物，包括芽孢 抑菌抑制微生物生长；无菌无活菌 无菌操作 2 物理法 热力法：灭菌焚烧法/ 烧灼法/干烤法/间歇灭菌法 /高压蒸汽法 消毒-煮沸法/巴氏消毒法 紫外线（日光）： 适于空气与物体表面消毒 滤过除菌：滤除液体与空气之中的细菌 * 冷冻只能抑菌，常用于保存菌种,消毒灭菌法（2）,3 化学法 种类繁多，作用机制与影响因子众多 作用原理：使菌体蛋白变性/影响酶活性/破坏膜结构 影响因素： 浓度与PH值；温度与作用时间； 菌种敏感性； 宿主与环境因素。 4 中药抗菌作用 中药一般含多种抗菌成份，通过多条途径，调动机体的多种免疫成份，对细菌完成整体性杀抑作用。,细菌的遗传与变异,1 物质基础： 染色体约含5000个细菌基因 质粒- 耐药性/致育性/其他质粒 2 常见变异类型 毒力变异：减毒活疫苗 形态，结构与菌落变异：形态

7、变异/夹膜，鞭毛，菌毛变异/ 菌落变异/L型变异 耐药性变异,细菌的致病作用,1 基本概念： 致病性-毒力；感染率发病率 2 物质基础： 侵袭力:粘附能力： 菌毛/ 特殊受体 抗吞噬能力:荚膜/血浆凝固酶/脂质,M蛋白,Vi抗原 扩散能力： 透明质酸酶/纤溶酶/链激酶 毒素: 内毒素-结构性脂多糖（发热/白细胞反应/感染性休克/DIC) 外毒素-分泌性毒蛋白(毒力强/组织特异性强/抗原性强） 3 感染过程： 感染三要素：毒力，数量，入侵部位 感染类型： 外源性/内源性/医源性感染，隐性/显性感染 * 全身感染： 毒血症-菌血症-败血症-脓毒血症,A-B toxins,Active,Binding,A,Cell surface,B,化脓性细菌,G+：葡萄球菌，链球菌，肺炎球菌 G-：脑膜炎球菌，淋病球菌，ETC。,葡萄球菌,链球菌,肺炎球菌,脑膜炎奈瑟球菌,淋病奈瑟球菌,G +,G +,G +,化脓性感染 食物中毒 烫伤样皮肤综合征 毒性休克综合征,化脓性感染 猩红热 风湿病 亚急性细菌性心内膜炎,大叶性肺炎 中耳炎,流行性脑 脊髓膜炎,淋病,葡萄球菌,1 生物学特性 （1）形态与染色。

8、球形，葡萄串状排列。G+，但常有变异。 （2）培养特性。易于培养。耐高盐（10-15% NaCl），可用 TMP 高盐培养基初步分离。能产生各种色素。 （3）抵抗力。抵抗力最强的细菌繁殖体之一。 （4）分类: 金黄色葡萄球菌：产生金黄色色素/血浆凝固酶 致病性强。为外用药检测指示菌之一 表皮葡萄球菌：产生白色色素，条件致病菌 腐生葡萄球菌：产生柠檬色或白色色素,非致病菌,葡萄球菌,2 致病性 （1）致病物质 血浆凝固酶：本菌致病力强弱的指标 肠毒素：部分金黄色葡萄球菌产生 溶血毒素：损伤血小板，红血球等 表皮溶解素：引起烫伤样综合症 红疹毒素： 引起猩红热 （2）所致疾病 化脓性感染：黄色，粘稠脓汁，边界明显 中毒性疾病： 败血症，脓毒血症；食物中毒 菌群失调： 假膜性肠炎/菌交替症 3 防治原则 预防感染/ 清创/ 抗生素+ 中草药,链球菌,(革兰染色),链球菌,1 生物学特性 形态与染色： 链状排列的G+ 球菌 培养特性： 营养要求较高，常需血清 分类： 甲型溶血性链球菌：不完全溶血/条件致病 乙型溶血性链球菌：完全溶血/致病力强 丙型链球菌：不溶血/ 腐生性非致病菌 抵抗力： 对

9、一般消毒剂敏感,-溶血,-溶血,不溶血,甲型溶血性链球菌,乙型溶血性链球菌,丙型链球菌,链球菌,2 致病性 （1）致病物质 透明质酸酶(链激酶，链道酶，纤溶酶)：扩散因子 溶血毒素：O 和 S 。对血细胞产生广泛破坏 红疹毒素 #其他： 脂磷壁酸（黏附作用），M蛋白（抗吞噬） （2）所致疾病 化脓性疾病：脓汁清稀，边界不清 毒素性疾病：猩红热（机体对红疹毒素的变态反应） 链球菌性变态反应性疾病：风湿热/肾小球肾炎 3 防治 及时彻底治疗原发病，防止链球菌性变态反应性疾病 链球菌感染： 青霉素首选/清热解毒中药,肠道杆菌,一大类性质相似的G- 杆菌，多属正常菌群组分 兼性厌氧菌，其生化反应产物常用于菌群鉴定 致病性肠道杆菌一般不分解乳糖 常见致病性肠道杆菌包括：大肠/痢疾/伤寒杆菌,与医学有关的肠道杆菌,菌属 代表菌 埃希菌属 大肠埃希菌 志贺菌属 痢疾志贺菌 沙门菌属 伤寒沙门菌 克雷伯菌属 肺炎克雷伯菌 变形杆菌属 普通变形杆菌 摩根菌属 摩氏摩根菌 枸橼酸菌属 弗劳地枸橼酸杆菌 肠杆菌属 产气杆菌 沙雷菌属 粘质沙雷菌 耶尔森菌属 鼠疫耶尔森菌,肠道杆菌的形态结构,鞭毛,LPS侧链,荚膜,肽聚糖,外膜,细胞壁,伤寒杆菌,1 生物学性状 G-短杆菌，周毛菌。分为伤寒，甲/乙/丙副伤寒 O与H抗原较特异，伤寒与丙型副伤寒还有 Vi抗原 抵抗力：不强。但在环境中可存活较

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