绪论和细菌总论

1、医学微生物学,南通大学医学院免疫与微生物学教研室,第一章 绪 论 第一节 微生物与病原微生物,微生物 是存在于自然界的一群体形微小、结构简单、肉眼看不见，必须借助于光镜/电镜放大后才可观察到的微小生物。,特点,体积微小 结构简单 繁殖迅速 分布广泛 容易变异 种类繁多 与人类关系密切,微生物的种类,非细胞型： 病毒 原核细胞型： 细菌、支原体、衣原 体、螺旋体、立克次 体、放线菌 真核细胞型： 真菌,非细胞型微生物,是最小的一类微生物。 无典型的细胞结构，仅由核心和蛋白质衣壳组成， 只能在活细胞内生长繁殖 包括病毒和朊粒,原核细胞型微生物,核为环状DNA，无核膜、核仁。 细胞器不完善，只有核糖体 分为古生菌和细菌 细菌包括细菌、支原体、衣原体、立克次体、螺旋体和放线菌等。,真核细胞型微生物,细胞核的分化程度高，有核膜和核仁；胞质内细胞器完整。 真菌属于此类微生物。,微生物与人类的关系,自然界 农业 工业 环境保护 生命科学 正常菌群生理作用,正常菌群：在人体各部位经常寄居而对 人体无害的细菌。这些微生物在机体健康或正常情况下不致病，只是在抵抗力低下时才导致疾病，这类微生物又称为条件致病

2、菌或机会致病菌。 病原微生物：能引起人类和动植物发生疾病的微生物。,正常菌群的生理作用,生物拮抗作用,营养作用,免疫作用,抗衰老作用 抗肿瘤作用,第二节 医学微生物学 医学微生物学：是研究病原微生物的形态、结构、生命活动规律以及与机体相互关系的一门学科。,微生物学发展简史及展望,11世纪初 肺痨由虫引起 微生物学的经验时期 14世纪 人痘 16世纪 传染生物学 实验微生物学时期 1676年 列文虎克发现细菌 19世纪60年代 巴斯德开创微生物生理学 李斯特 创立外科无菌术 郭霍 细菌的分离培养技术 1892年俄国伊凡诺夫斯基发现病毒,微生物学奠基人,1676年，荷兰人列文虎克（Antony van leeuwenhoek）首次观察到了细菌。,微生物学的奠基人,法国人巴斯德（Louis Pasteur） （18221895）,实验证明有机物的发酵和腐败由微生物引起，开创微生物生理学 巴氏消毒法,细菌的分离培养技术 细菌染色法 郭霍法则,德国人郭霍（Robert Koch） （ 18431910）,微生物学的奠基人,李斯特 创立外科无菌术,现代微生物学时期,新病原微生物的发现： 军团菌、幽

3、门螺杆菌、霍乱弧菌O139 血清群 AIDS、结核杆菌、汉坦病毒、大肠埃希菌O157：H7等 亚病毒 、拟病毒亚病毒 朊粒(prion),2.微生物基因组的研究取得进展 致病机制已深入到分子和基因水平 3 诊断技术 大批快速、特异的微生物学诊断方法相继建立 单克隆抗体技术、免疫荧光技术 酶联免疫吸附试验(ELISA)、 聚合酶链反应(PCR)等 4 防治措施多种疫苗和抗生素,医学微生物学的学习目的,加强传染性疾病和感染性疾病的病原学研究，加强应对突发公共卫生事件的能力 深入开展重要病原微生物的基因组学和重要基因功能的研究 加强抗感染免疫的分子机制的研究，开发新型疫苗,第一篇 细菌学 第一章 细菌的形态与结构 第一节 细菌的大小与形态,细菌的大小与测量单位,m （ 1 m=1/1000mm ） 球菌d 1 m 杆菌 d 0.30.5 m 长2 3 m,球菌,螺形菌,杆菌,细菌的基本形态,第二节 细菌的结构,基本结构：细胞壁、细胞膜、细胞质、核质,特殊结构：荚膜、鞭毛、菌毛、芽胞,细菌的结构,革兰氏染色（ Gram stain）,G+ G- 初染：结晶紫 紫色 紫色 媒染：碘液 紫色 紫色

4、 脱色：95% 酒精 紫色 无色 复染：稀复红 紫色 红色,细胞壁 细胞壁主要成分是肽聚糖，是G+菌和G-菌的共有组分，但各自有其特殊组分。,聚糖骨架 N-乙酰胞壁酸、 N-乙酰葡糖胺交替排列，以-1，4糖苷键连接 四肽侧链 ( L-丙氨酸、D- 谷氨酸、L-赖氨酸和D- 丙氨酸) 五肽交联桥 由五个甘氨酸组成,G+ 菌肽聚糖结构:,G菌肽聚糖结构,聚糖骨架 四肽侧链 二氨基庚二酸（DAP）,G+菌细胞壁的特殊组分 磷壁酸,作用： 重要的表面抗原与血清分型、分类有关 带有较多负电荷 与Mg2+等结合，有助维持菌体内离子平衡 与致病性有关（粘附宿主细胞）是细菌感染最初步骤（壁磷壁酸）,G+菌细胞壁结构模式图,某些G+菌有特殊蛋白：例如金黄色葡萄球菌的A蛋白（SPA）、A族链球菌的M蛋白等，均与致病性和抗原性有关。,外 膜,G-菌细胞壁结构模式图,脂多糖（LPS） 内毒素,脂质A 毒性和生物学活性组分 无种属特异性,核心多糖 有属特异性,特异多糖 G菌体抗原（O抗原） 缺失时菌落S-R变异 有种特异性,G菌与G菌细胞壁结构比较,特殊蛋白质 有 无,区别G菌与G菌细胞壁的意义,细胞壁功能,赋

5、形作用 保护作用 纳泄作用 抗原作用,细胞壁缺陷型细菌（细菌的L型）,概念：细胞壁中的肽聚糖结构受到理化或生物因素的直接破坏或合成被抑制，这种细胞壁受损的细菌在高渗环境下仍可存活者称为细胞壁缺陷型细菌（细菌的L型）。 G 原生质体 G 原生质球,诱因,溶菌酶：裂解肽聚糖中G - M之间-1，4糖苷键，破坏聚糖骨架，引起细菌裂解。 青霉素：与细菌竞争合成肽聚糖过程中的转肽酶，抑制了四肽侧链上丙氨酸与五肽交联桥之间的联结，使得细菌不能合成完整的肽聚糖。,特点,大小形态不一，呈高度多形性。 易着色不均，呈G-。 培养必须要高渗低琼脂含血清培养基，生长缓慢。 固体培养基中形成“油煎荷包蛋”样小菌落。 L型细菌除去抑制物可返回原有形态。 L型细菌在体内或体外，人工诱导或自然情况下均可产生，子代细菌仍保留亲代的遗传特性（产毒素），仍有致病力；通常引起慢性感染。,临床分离葡萄球菌L型,葡萄球菌L型回复后,“油煎蛋” 样菌落,细菌L型 菌落类型,细胞膜结构,细胞膜电镜照片,载体蛋白,细胞膜结构模式图,脂质双层,细胞膜功能,物质转运 呼吸和分泌 生物合成 参与细菌分裂,中介体,概念：由细胞膜内陷折叠卷曲

6、而成的囊状物,白喉棒状杆菌的中介体,中介体的作用 当细菌分裂时中介体亦一分为二，各自带着复制好的一套核质移向横隔两侧，进入子代细胞，起着类似真核细胞有丝分裂时纺锤丝的作用； 增大细胞膜表面积，增加呼吸酶含量，为细菌提供大量能量，类似真核细胞线粒体的作用。,细胞质,又称细胞浆，为细胞膜内侧的胶状物质 基本成分：水、无机盐、核酸、蛋白质和脂质。 是细菌新陈代谢的重要场所，胞质内含有核酸和多种酶系统，参与菌体内物质的合成代谢和分解代谢。,核糖体,游离于胞浆中，每个细菌的体内可含数万个。 成分：沉降系数70S，由50S、30S两个亚基组成。 作用：细菌蛋白质合成场所。 红霉素、链霉素分别与两个亚基结合，干扰其蛋白质的合成，杀死细菌。,质粒,定义：胞浆内染色体外的遗传物质，为双股闭合环状DNA，可携带遗传信息，控制细菌某些特定的遗传性状。 在胞浆内自行复制，随细菌分裂转移到子代细菌中。 质粒并不是细菌生命活动所必须的成分，它可以丢失，也可获得，并不影响细菌生存。,质粒的作用,决定细菌自身的某些生物学性状如性菌毛生成、产毒素、耐药性等。 通过接合或转导方式将某种遗传性状传递给另一细菌。,胞质颗粒,

7、特征： 主要是营养储存物质，包括糖、脂等。 随细菌种类不同、同一细菌在不同的环境或不同生长期而不同。 营养足时，多；营养不足时，减少。 异染颗粒： 主要成分为RNA和多偏磷酸盐。 嗜碱性强，用亚甲蓝染色呈紫色。 白喉杆菌异染颗粒位于菌体两端，又称为极体。,白喉杆菌异染颗粒（Albert染色）,核质,细菌的遗传物质称核质。 组成：单一密闭环状双链DNA 少量的RNA RNA聚合酶 蛋白质 无核膜、核仁、有丝分裂器 功能：同真核细胞染色体的功能,二、特殊结构,荚膜 鞭毛 菌毛 芽胞,荚膜,某些细菌胞壁外包绕的一层较厚的粘液性物质，本质为疏水性多糖或多肽，以理化方法除去后不影响细菌的生命活动。,产气荚膜杆菌,肺炎链球菌,荚膜的化学组成,多数细菌荚膜为多糖：脑膜炎球菌 、肺炎球菌 少数细菌的荚膜为多肽： 炭疽杆菌 厚度200nm 厚荚膜 厚度200nm 微荚膜：A族链球菌的M蛋白,荚膜形成条件：一般在动物体内或体外营养丰富（含大量血清或糖）培养基中才能形成 ，在普通培养基上或连续传代则易消失 荚膜肿胀试验：荚膜与同型血清结合发生反应后即逐渐增大，可藉此将细菌分型 。,荚膜功能,抗吞噬作用 粘附

8、作用 抗损伤作用 抗原作用,鞭毛,概念：附着在某些细菌表面的细长并呈波状弯曲的丝状物。 化学成分：蛋白质，具有特殊的抗原性，称H抗原 鞭毛是细菌的运动器官,鞭毛,单毛菌霍乱弧菌 双毛菌空肠弯曲菌 丛毛菌绿脓杆菌 周毛菌伤寒杆菌,鞭毛作用,细菌运动器官 与致病性有关 用于鉴定细菌 （根据鞭毛数量、部位 ，鞭毛抗原性 ）,普通菌毛,性菌毛,菌毛,概念：多数G-菌 和少数G+菌菌体 表面存在的一种 比鞭毛更细、更 短而直硬的丝状 物。成分为蛋白 质。,菌毛分类,普通菌毛 遍布菌细胞表面，每菌可达数百根。 可与宿主细胞的特异性受体结合，与细菌的致病性相关。,性菌毛（F菌毛） 比普通菌毛长而粗。 仅见于少数G菌，数量少，1-4根/菌。 传递遗传物质。,芽胞,某些细菌在一定的环境条件下，胞质脱水浓缩，在菌体内部形成一个折光性强的圆形或卵圆形小体称为芽胞，是细菌的休眠形式。 产生芽胞的细菌都是革兰阳性菌，重要的有芽胞杆菌属和梭菌属。,芽胞的形成与发芽,受遗传因素的控制和环境因素的影响 一般只在动物体外形成 能保存细菌的全部生命必须物质 一个细菌仅形成一个芽胞，而一个芽胞只生成一个菌体，芽胞无繁殖能力

9、。,芽胞形态特点,形状：园形、卵圆形。 大小：有比菌体大，有和菌体一样大、也有比菌体小。 位置：可位于菌体中央、末端或次末端。,炭疽杆菌的芽孢,破伤风梭菌芽胞,芽胞的功能,对热力、干燥、辐射、化学消毒剂等理化因素均有强大的抵抗力。 与细菌致病力有关、延长细菌感染期。,芽胞抵抗力强的原因,芽胞含水量少，蛋白质受热后不易变性。 芽胞为多层致密厚膜，通透性极低，理化因素不易透入。 芽胞含有大量的吡啶二羧酸（DPA），与Ca结合生成盐能提高芽胞中各种酶的热稳定性，使芽胞具有很高的耐热性。,芽胞的医学意义,芽胞对理化因素抵抗力强，消毒灭菌是否彻底，以杀灭芽胞为标准。 根据芽胞形态、大小、位置有助于鉴定细菌。,第2章 细菌的生理,细菌生理活动包括：,摄取和合成营养物质,新陈代谢,生长繁殖,第一节 细菌的理化性状,一、细菌的化学组成,占细胞总重量75%-90%,碳、氢、氮、氧、磷、硫等,水:,有机物元素：,无机离子：,特有成分：,钾、钠、铁、镁、钙等,肽聚糖、胞壁酸、磷壁酸等,二、细菌的物理性状,光学性质,半透明,体表面积,体积小、表面积大,带电现象,革兰阳性菌 pI 23 革兰阴性菌 pI 45,半透性,细胞壁、细胞膜有半透性,渗透压,中性环境带负电荷,革兰阳性菌 2025大气压 革兰阴性菌 56大气压,细菌的营养类型,化能自养菌 自养菌：以简单无机物为原料 光能自养菌 腐生菌 异养菌：以多种有机物为原料 寄生菌 所有的病原菌都是异养菌，大部分属寄生菌。,细菌的营养物质,水 碳源 氮源 无机盐 生长因子 某些细菌生长所必须的但自身又不能合成，必须由外界供给的物质。,细菌摄取

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