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绪论 一、微生物(microorganism) 个体微小,结构简单,肉眼看不见,必须用光学或电子显微镜放大后才能看见的微小生物,二、微生物的分类 非细胞型微生物 无细胞结构,只有核酸和蛋白质 病毒 2. 原核细胞型微生物 仅有原始的核,细胞器不完整 细菌、放线菌、支原体、衣原体、立克次体、螺旋体,3. 真核细胞型微生物 有核、核膜和核仁,细胞器完整 真菌,三、微生物学(microbiology) 研究微生物的形态、结构、生理、遗传变异、与人类的关系的科学,第二篇 微生物学概论与 常见的病原性微生物 第十章 细菌学概论 细菌(bacteria) 具有细胞壁的单细胞原核细胞型微生物,第一节 细菌的形态、结构 一、大小和形态 (一)大小 球菌:直径:1m 杆菌:长 x 宽 = 25 x 0.51m 螺形菌: 与杆菌相似 测量单位:m,(二)形态 球菌 双球菌:一个平面分裂,成双排列,链球菌: 一个平面分裂,成链排列,四联球菌: 二个平面分裂,成正方形排列,八叠球菌: 三个平面分裂,成立方体排列,葡萄球菌: 多个平面分裂,葡萄串状排列,肺炎双球菌,脑膜炎双球菌,淋球菌,链球菌,葡萄球菌,2. 杆菌 杆状,两端钝圆或平切,杆菌,炭疽杆菌,分枝杆菌,双歧杆菌,白喉棒状杆菌,布鲁菌,3. 螺形菌 弧菌:一个弯曲 螺菌:几个弯曲,弧菌,螺菌,二、细菌的细胞结构 (一)基本结构 细胞壁 (1)主要成分: 肽聚糖(黏肽) 聚糖骨架:N-乙酰葡糖胺N-乙酰胞壁酸 四肽侧链:连接于N-乙酰胞壁酸上 交联桥: 四肽侧链间有五肽交联桥,M,G,M,G,M,G,M,G,L-丙,D-谷,L-赖,D-丙,L-丙,D-谷,L-赖,D-丙,-甘-甘-甘-甘-甘-,L-丙,D-谷,L-赖,L-丙,D-谷,L-赖,D-丙,-甘-甘-甘-甘-甘-,溶菌酶作用点,青霉素作用点,葡萄球菌(革兰阳性菌),(2)革兰阳性菌(G+菌)结构 金黄色葡萄球菌为例 内层:肽聚糖(聚糖骨架、丙谷赖丙氨基 酸四肽侧链、甘氨酸五肽交联桥) 特点:含量多:50% 90% 层次多:达50层 厚:20 80 nm 致密:三维立体结构,外层:磷壁酸,蛋白质,磷脂,肽聚糖,膜磷壁酸,壁磷壁酸,细胞膜,细胞壁,G+菌细胞壁结构,G菌细胞壁结构,(3)革兰阴性菌(G-菌)结构 大肠杆菌为例 内层:肽聚糖(聚糖骨架、丙谷DAP丙 氨基酸四肽侧链、无五肽交联桥) 特点:含量少:10% 层次少:1 3层 薄:10 15 nm 疏松:二维平面结构,丙谷丙,丙谷丙,丙谷丙,丙谷丙,大肠杆菌(革兰阴性菌),外层:由内向外 脂蛋白 脂质双层 脂多糖 ( LPS ) A. 类脂A:内毒素毒性部分 B. 核心多糖 C. 特异性多糖:G-菌菌体()抗原,G,G,M,M,M,M,BP,肽聚糖,脂蛋白,脂质双层,类脂A,核心多糖,特异性多糖,LPS,G-菌细胞壁结构,G菌细胞壁结构,(4)功能 维持细菌外形 维持细菌渗透压 G+菌:20 25大气压 G-菌: 5 6 大气压 物质交换 决定菌体的抗原性:磷壁酸、LPS,2. 细胞膜 (1)结构:镶嵌有蛋白质的脂质双层 (2)功能 物质交换作用 呼吸作用 生物合成作用 (3)中介体 细胞膜内陷、折叠形成的囊状结构 拟线粒体,3. 细胞质 (1)核糖体 完整大亚基小亚基 细菌70S50S30S 人80S60S40S (2)质粒 细菌染色体以外的遗传物质,4. 核质 一条染色体,双股环状DNA,细菌核质与质粒,(二)特殊结构 荚膜 某些细菌在细胞壁外包绕的一层黏液性物质,细菌的荚膜,(1)形成条件 - 大机体内 - 营养丰富的培养基 (2)意义 与细菌的致病性有关 (抗吞噬、抗杀菌),2. 芽胞 某些细菌在一定条件下胞浆浓缩后形成的圆形或椭圆形小体,细菌的芽胞,(1)形成条件 - 体外 - 营养缺乏时 (2)特点 - 休眠状态 - 环境适宜可发芽成为繁殖体 - 本身不致病,(3)意义 - 抵抗力强 (热、干燥、辐射、消毒剂) - 鉴别细菌( 大小、形状、 位置),3. 鞭毛 某些细菌在菌体外长有的细长、波状弯曲的丝状物,细菌的鞭毛,细菌的鞭毛,(1)组成 鞭毛蛋白 (2)意义 - 与细菌的运动有关 - 鉴别细菌,4. 菌毛 某些细菌在菌体外长有的短、直、细的丝状物 分类及意义: (1)普通菌毛:数百根 黏附作用 (2)性菌毛:1-4根,仅见于G-菌 传递遗传物质,细菌的菌毛,性菌毛,普通菌毛,细菌的菌毛,第二节 细菌的营养与生长繁殖 一、细菌生长繁殖的条件 (一)营养物质 水、无机盐、碳源、氮源、生长因子 (二)酸碱度(pH) 最适pH:6.8 7.4,(三)温度 最适:37 (四)气体环境 O2和CO2,根据细菌对氧气的需要,可将细菌分为: 1. 需氧菌 无氧不能生长,如结核杆菌 2. 厌氧菌 有氧不能生长,如破伤风杆菌 3. 兼性厌氧菌 有氧或无氧均能生长,如多数细菌,二、细菌的繁殖方式 (一)个体生长繁殖 1. 分裂方式:二分裂法,2. 速度 多数细菌:1520 min分裂一次 结核杆菌:1518 h 分裂一次,大肠杆菌的分裂,(二)群体的生长繁殖 生长曲线: 将一定量的细菌接种于液体培养基中培养,以菌数的对数为纵坐标,时间为横坐标,画得的曲线,培养时间,细菌数的对数,细菌生长曲线,活菌数,总菌数,1. 迟缓期 细菌总数不增加,培养时间,细菌数的对数,活菌数,总菌数,2. 对数期 菌数以几何级数增加,形态、染色性、生理活性典型,培养时间,细菌数的对数,活菌数,总菌数,3. 稳定期 活菌数不增加, 可出现变异,培养时间,细菌数的对数,活菌数,总菌数,4. 衰退期 活菌数下降,培养时间,细菌数的对数,活菌数,总菌数,第三节 细菌的代谢 一、分解代谢 糖发酵试验 不分解: 产酸:+ 产酸产气: 葡萄糖 乳糖 麦芽糖 甘露醇 蔗糖 大肠杆菌 /-,2. 甲基红试验,葡萄糖,丙酮酸,甲基红试剂,红色,(阳性),大肠杆菌: +,3. VP试验(Voges-Proskauer test),葡萄糖,2个丙酮酸,OH-,乙酰甲基甲醇,二乙酰,胍基,红色化合物,(阳性),大肠杆菌: ,O2,酶,4. 枸橼酸盐利用试验 枸橼酸盐作为唯一的碳源的培养基中生长 大肠杆菌: ,5. 吲哚试验,色氨酸,色氨酸酶,对2甲基氨基苯甲醛,玫瑰吲哚,大肠杆菌: +,(阳性),吲哚,吲哚试验,VP试验,甲基红试验,IMViC试验: I: 吲哚试验 M: 甲基红试验 V: VP试验 C: 枸橼酸盐利用试验,大肠杆菌 产气杆菌,I M V C,+ + - - - - + +,大肠杆菌IMViC结果( + + - -),产气杆菌IMViC结果( - - + +),二、合成代谢 1. 热原质 某些细菌产生的注入人或动物体内能引起发热反应的多糖物质 特点: 耐热,高压蒸气灭菌不被破坏 意义: 污染药品引起发热反应,2. 毒素与侵袭性酶 致病物质 3. 细菌素 某些细菌产生的具有抗菌作用的蛋白质 特点: (1)作用不强 (2)作用范围窄,4. 色素 鉴别细菌 5. 抗生素 少数几种 6. 维生素 VB、VK,第五节 细菌的感染与免疫 正常菌群 正常人体的体表和与外界相通的腔道中寄生的微生物 菌群失调症 长期、大量、滥用广谱抗生素后导致的正常菌群比例失调而引起的临床症状,二、细菌的致病性 (一)毒力 1. 侵袭力 (1)荚膜:抗吞噬、抗杀菌 (2)菌毛: 黏附作用 (3)侵袭性酶: 透明质酸酶分解透明质酸 链激酶分解纤维蛋白,2. 毒素 (1)外毒素(exotoxin) 某些细菌在新陈代谢过程中分泌到菌体外的毒性物质 特点: 产生菌: 多数G+菌,少数G-菌 化学组成:蛋白质 理化性质:不耐热,毒性强 1 mg肉毒毒素能杀死2亿只小鼠 抗原性强 能刺激机体产生抗毒素 能形成类毒素 类毒素:外毒素经甲醛处理后失去 毒性,保留抗原性 作用 有选择性,作用: 神经毒素 肉毒毒素、破伤风痉挛毒素 细胞毒素 白喉毒素 肠毒素 霍乱弧菌肠毒素,(2)内毒素(endotoxin) 某些细菌死后菌体裂解释放出来的毒性物质,特点: 产生菌: 多数G-菌,少数G+菌 化学组成:LPS 理化性质:耐热 毒性弱 抗原性弱:不能制成类毒素 作用: 无选择性,作用: 发热反应 白细胞反应 休克,(二)侵入数量 强毒菌:少量致病 弱毒菌:多量致病 (三)侵入途径 破伤风梭菌 伤口 致病 口 不致病,三、感染的类型 (一)隐性感染 无明显的体征及病变 (二)显性感染 有明显的体征及病变,(1)毒血症 细菌不入血,外毒素入血 (2)菌血症 细菌入血,未大量繁殖 (3)败血症 细菌入血,大量繁殖 (4)脓毒血症 化脓性细菌引起的败血症,第十二章 微生物的遗传和变异 第一节 细菌遗传的物质基础 一、染色体 二、质粒:细菌染色体外的遗传物质 (一)基本特征 分子小 1.5 300 kb,2. 能自主复制 (1)严紧型质粒 染色体 : 质粒 = 1 : 1 2 (2)松弛型质粒 染色体 : 质粒 = 1 : 10 30 3. 非细菌必须,但编码某些性状 4. 能自发丢失或人工消除 5. 能在细菌之间转移,(二) F质粒 致育因子 1. F+ 雄性菌, 有F质粒, 有性菌毛, 供体 2. F- 雌性菌, 无F质粒, 无性菌毛, 受体,(三) R质粒 抗药质粒 危害: (1)携带单个或多重抗药基因 (2)可在不同种、属细菌之间转移 (3)可经繁殖传给子代,第二节 噬菌体 噬菌体 (phage): 侵袭细菌、放线菌、真菌等的病毒 一、形态 蝌蚪形、微球形、细杆形,核酸,尾领,尾鞘,尾板,噬菌体的结构,尾髓,尾丝,尾刺,噬菌体,二、与宿主细菌的关系 (一)溶菌周期 吸附 穿入 生物合成 成熟与释放 毒性噬菌体: 能在敏感菌中增殖并使之裂解的噬菌体,溶菌周期,A,A, 噬菌体的增殖周期; B, C, 细菌细胞壁上的噬菌体; D, 噬菌斑,(二)溶原周期 温和噬菌体 感染细菌后不增殖,将核酸整合在细菌染色体上,随着染色体基因的复制而复制,并可传到子代细菌中去的噬菌体,温和噬菌体,2. 前噬菌体 整合在细菌染色体上的噬菌体核酸 3. 溶原性细菌 染色体上带有前噬菌体的细菌,前噬菌体和溶原性细菌,
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