1,医 学 微 生 物 学,Medical microbiology,微生物学及免疫学教研室 张敏,2,绪 论,一、微生物概述 二、医学微生物学 三、微生物学发展简史 （自学）,3,1、微生物的产生 2、微生物的概念3、微生物的分类4、微生物的特点5、微生物与人类的关系,一、微生物概述,4,1、微生物的产生,45亿年前，太阳系形成，地球形成 35-45亿年间，简单的有机物形成，细菌形成 25-30亿年间，蓝细菌形成，产氧型光合细菌 18亿年，真核生物形成，宏观藻类地球最早的生物是生活在海洋中的厌氧原始细菌古生菌,5,1676年荷兰人列文虎克用自磨镜片，创造了一架能放大266倍的原始显微镜检查了污水、齿垢、粪便等，发现了许多肉眼看不见的微小生物，正确描述了微生物的形态有球形、杆状和螺旋样，为微生物的存在提供了科学依据。,6,微生物是存在于自然界的一大群个体微小、结构简单、肉眼直接看不见必须借助光学显微镜或电子显微镜放大数百倍、数千倍，甚至数万倍才能观察到的微小生物的总称。,2、微生物的概念microorganism,7,3. 微生物的分类,原核细胞型微生物 (prokaryote) 真核细胞型微生物 (eukaryote) 非细胞型微生物 (acellular),8,原核细胞型微生物 prokaryote, 细胞核的分化较低，原始核呈环状裸DNA，无核膜、核仁。 细胞器很不完善这类微生物可分为古生菌、广义的细菌广义的细菌包括：细菌、放线菌、支原体、衣原体、立克次体、螺旋体。,9,真核细胞型微生物 eukaryote,细胞核分化程度高，有染色体，核膜和核仁，细胞器完整。如真菌。,10,真菌 fungus,11,非细胞型微生物 acellular,是最小的一类微生物， 只能在活细胞内生长繁殖， 核酸类型为 DNA 或 RNA。 如病毒。,12,人类获得性免疫缺陷病毒HIV,13,HIV的复制,14,4、微生物的特点,多为单细胞生物， 体积微小，结构简单， 表面积大，代谢力强，繁殖快。 易变异。 种类多、分布广、数量大。,15,5、 微生物与人类的关系, 绝大多数微生物对人类和动、植物的生存是有益的，有些甚至是必需的。叫正常菌群 normal flora 只有少数的微生物对人类和动、植物是有害的。叫病原微生物 pathogenic microbe,16,二、医学微生物学,研究与人类疾病有关的病原微生物的生物学特性、致病机制和机体抗感染的免疫机制，以及特异性诊断和防治措施等。,medical microbiology,17,医学微生物学的课程构成（九个星期）细菌学、真菌学、病毒学（总论，各论）病原生物学与免疫学实验如何学好医学微生物学比较，归纳,18,微生物学经验时期实验微生物学时期 著名的科学家有：列文虎克，巴斯德，郭霍，伊凡诺夫斯基现代微生物学时期,三、微生物学发展简史 （自学）,19,(Louis Pasteur,18221895) 首先实验证明有机物发酵和腐败是由微生物引起，而酒类变质是因污染了杂菌所致。自此，微生物学成为一门独立学科。 成功研制鸡霍乱、炭疽和狂犬病疫苗。,20,(Joseph Lister,18271912)首创用石炭酸喷洒手术室和煮沸手术用具以防术后感染，为防腐、消毒，以及无菌操作奠定了基础。,21,第一章 细菌的形态与结构Morphology and Structure of Bacteria,22,一、细菌的大小与形态 二、细菌的基本结构和功能 三、细菌的特殊结构和功能 四、细菌的形态学检查（自学）,本章主要内容,23,一、 细菌的大小与形态,大小：以微米(m)为测量单位。常用光学显微镜观察。,球菌(coccus) 杆菌(bacillus) 螺形菌(spiral bacterium),形态,24,细菌在自然界的存在形式,液体中：浮游状态，多为单个细胞 固相实体表面：生物被膜，为多细胞的聚集,25,生物被膜,浮游的单个细菌,26,(Robert Koch,18431910): 创用固体培养基，还创用了染色方法和实验动物感染，为发现多种传染病的病原菌提供实验手段。,含菌标本涂片染色形态学检查,27,革兰染色,染色： 初染（结晶紫） 媒染 （碘液） 脱色（酒精） 复染（复红） 油镜镜检,Cell wall,28,细菌的形态排列,脑膜炎奈瑟菌,（一）球菌 双球菌(diplococcus),29,链球菌(streptococcus),光镜图,30,葡萄球菌(staphylococcus),光镜图,31,四联球菌 (tetrads),光镜图,32,八叠球菌 (sarcina),光镜图,33,（二）杆菌：大小、长短、粗细不一、,34,形态多样：球杆菌、梭杆菌、双歧杆菌、棒状杆菌,球杆菌,双歧杆菌,电镜图,35,（三）螺形菌：菌体弯曲的数量不同,霍乱弧菌,螺菌,光镜图,幽门螺杆菌,电镜图,36,细菌的典型形态（typical form）：细菌在生长条件适宜时（对数生长期） 表现的形态。 衰退型（involution form）：细菌的形态可受各种理化因素的影响， 表现为不规则形态，称为衰退型，或表现为多形性。,37,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,核质,与医学密切相关的结构？,38,细菌经革兰染色(Gram stain)被分成两大类：G+ G-,革兰阳性菌（紫色）G,革兰阴性菌（红色）G,1884年由丹麦医师Gram创立。,39,肽聚糖G菌细胞壁磷壁酸肽聚糖G菌细胞壁外膜,G菌和G菌共有组分：肽聚糖， 但两种菌肽聚糖组成不同。,40,N-乙酰葡糖胺,N-乙酰胞壁酸,41,G菌肽聚糖聚糖骨架、四肽侧链、五肽交联桥,溶菌酶作用点,-内酰胺类抗生素作用于转肽酶,42,G-菌肽聚糖聚糖骨架、四肽侧链,43,44,G+菌特殊组分：磷壁酸,壁磷壁酸,膜磷壁酸,膜磷壁酸,壁磷壁酸,由核糖醇和甘油残基经磷酸二酯键交联而成的多聚物。,45,磷壁酸（teichoic acid）：表面蛋白：与致病和免疫原性有关。如SPA。,革兰阳性菌细胞壁特有组分,1. 维持菌体的离子平衡； 2. 与酶的活性有关； 3. G+菌重要的表面抗原； 4. 介导黏附，与致病性有关。,46,G菌细胞壁特殊组成 外膜（outer membrane）,为细菌内毒素 由脂质A、核心多糖和特异多糖（即G-菌体抗原O抗原）组成，,脂蛋白：位于最内层，连接肽聚糖 脂质双层：位于中间 脂多糖（LPS）:位于最外层,47,48,G,G,49,G+菌与G-菌细胞壁结构特点比较,50,维持菌体固有的形态 保护细菌（抵抗低渗透压环境，阻挡有害物质） 参与菌体内外的物质交换 与细菌致病有关（ G+菌黏附、G-菌内毒素） 具有多种抗原表位，诱发机体免疫应答 可作为鉴别细菌的依据,细菌细胞壁的功能及医学意义：,51,细菌细胞壁缺陷型 （bacterial L form，细菌L型）,52,呈高度多形性 大小不一 着色不匀 革兰染色阴性,细菌细胞壁缺陷型 （bacterial L form，细菌L型）,53,细菌L型的形成？诱因？恢复为原细菌型 生物学特性发生改变 漏检 药物敏感性的变化 延误治疗 致病性的变化 致病性减弱，但回复为 原菌后病情加重,溶酶体，青霉素,54,电镜照片,为什么细菌L型可恢复为原细菌型？,55,营养要求高，对渗透压敏感，高渗培养基。 生长缓慢，（27d） 细小菌落，呈油煎蛋样、颗粒样、丝状。 液体培养基中呈絮状颗粒，沉于管底。,细菌L型的培养特性：,3050g/LNaCl、10%20%血清、 牛肉浸液、 8.8%1.0g/L琼脂,56,细菌L型菌落,丝状菌落,非菌落形式,颗粒状菌落,油煎蛋状菌落,57,2. 细胞膜 (cell membrane),58,结构组成：与真核细胞基本相同，由磷脂和多种蛋白质组成，但不含胆固醇。 功能：物质转运、生物合成、分泌和呼吸等作用。 可形成一种特有的结构，称为中介体。,2. 细胞膜 (cell membrane),59, 功能：与细胞分裂和呼吸作用有关。亦称拟线粒体。 多见于G菌。,中介体(mesosome), 部分细胞膜内陷、折叠、卷曲形成的囊状物。,60,3. 细胞质 (cytoplasm),核糖体：细菌合成蛋白质的场所。 质粒：染色体以外的遗传物质，为闭合的环状dsDNA 。（第4章） 胞质颗粒：不是细菌必需的组分和恒定结构。,61,核糖体(ribosome),原核细胞核糖体为70S， 由30S和50S亚基组成,62,4. 核质 (nuclear material), 细菌不具有成形的核。 称核质或拟核，无核膜、核仁和有丝分裂器。 单倍体，裸dsDNA环状 功能与真核细胞的染色体相似。,63,荚膜鞭毛 菌毛芽孢,三、细菌的特殊结构,64,1. 荚膜 (capsule)和黏液层,包绕细胞壁外的一层粘液样物质。 荚膜、黏液层、微荚膜（厚度在0.2m以下）糖萼,65,含有大量的水，大多是多糖，少数为多肽。 形成条件：营养丰富，体内形成，不易着色（负染） 。 有荚膜细菌的菌落特点粘液型菌落(mucoid colony，M型菌落)或光滑型菌落(smooth colony ，S型菌落) ，失去荚膜后其菌落变为粗糙型（rough colony）R型菌落。称S-R 变异。,荚膜的化学组成及形成条件：,66,抗有害物质的损伤作用, 抗干燥. 抗吞噬细胞的吞噬作用，是病原菌的重要毒力因子。 荚膜多糖具有免疫原性。荚膜肿胀反应（AgAb），鉴定细菌分型 。 鉴别细菌的依据。,荚膜的功能及医学意义：,67,2. 鞭毛 (flagellum) 细菌的运动器官, 菌体上细长、呈波状弯曲的丝状物（鞭毛蛋白） 。,鞭毛染色 光镜,电镜,68,鞭毛菌分类:,双毛菌，空肠弯曲菌,周毛菌,丛毛菌，铜绿假单胞菌,单毛菌，霍乱弧菌,69,细菌的运动器官； 有化学趋向性； 与细菌的致病性有关； 鞭毛蛋白具有免疫原性（H抗原）。 鞭毛的数量、分布可作为鉴别细菌的依据。,鞭毛的功能及医学意义:,70,3. 菌毛 (pilus),菌体表面存在着一种比鞭毛更细、 短而直硬的丝状物。 许多G菌和少数G菌,电镜图,71,普通菌毛遍布菌细胞表面，每菌可达数百根。 普通菌毛是细菌的粘附结构，能与宿主细胞表面的特异性受体结合，是细菌感染的第一步。普通菌毛和细菌的致病性密切相关。,普通菌毛(ordinary pilus),72,仅见于少数G菌。 数量少，14根。 比普通菌毛长而粗，中空呈管状。 性菌毛由F质粒编码，故又称F菌毛。 与接合 (conjugation)有关。,性菌毛(sex pilus),73,菌毛的功能及医学意义：,菌毛蛋白具有免疫原性。 普通菌毛具有粘附性，与致病有关。 性菌毛可传递质粒，与细菌耐药及毒力有关。,74,破伤风杆菌,4. 芽胞(spore),75,由G+菌产生，在不良环境、营养缺乏时形成 在菌体内部形成一个圆形或卵圆形小体。 细菌的休眠形式。,4. 芽胞(spore),76,芽孢的结构特点,芽孢具有完整的菌体成分，但含水量少，代谢缓慢；蛋白质耐热性提高。 芽孢中含有大量的吡啶二羧酸， 使细菌获得耐热性。 芽孢具有多层厚而致密的胞膜 ， 阻止有害物质进入菌体,77,II,芽孢的形成由芽孢基因决定，同时需一定的外部条件。 当环境适宜时，芽孢发育形成细菌的繁殖体。,细菌繁殖体,芽孢,发芽,78,芽孢对理化因素（热、干燥、辐射、化学消毒剂等）具有高强度的抵抗力，是重要的传染源。 灭菌以杀灭芽孢为标准。 细菌鉴别的依据。,芽孢的功能和医学意义：,79,芽孢的鉴别意义 大小、形状、位置等随菌种而异,