医医 学学 微微 生生 物物 学学medical microbiology1第一节第一节 微微 生生 物物 一、微一、微 生生 物物 的的 特特 点点第一章 绪 论234 是存在于自然界的一大群体形微小、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（microorganism或microbe）。1、定 义52、种类、种类 非细胞型微生物非细胞型微生物 原核细胞型微生物原核细胞型微生物 真核细胞型微生物真核细胞型微生物 61）非）非 细细 胞胞 型型 微微 生生 物物 noncellular microbev无无典典型型的的细细胞胞结结构构，无无产产生生能能量量的的酶酶系系统统，只只能能在在活细胞内活细胞内生长增殖。生长增殖。v含一种类型含一种类型的核酸或遗传物质（的核酸或遗传物质（DNA或或RNA）。v是最小的一类微生物是最小的一类微生物。 病病 毒毒 782）原原 核核 细细 胞胞 型型 微微 生生 物物 prokaryotic microbev有有细细胞胞结结构构，但但细细胞胞核核呈呈原原始始状状态态，即即环环状状裸裸DNA团块状，无核膜、核仁。团块状，无核膜、核仁。v细细胞胞器器很很不不完完善善，只只有有核核糖糖体体；含含DNA和和RNA。v有有6类类：细细菌菌、支支原原体体、衣衣原原体体、立立克克次次体体、螺旋体、放线菌螺旋体、放线菌。910113） 真真 核核 细细 胞胞 型型 微微 生生 物物 eukaryotic microbe真菌真菌v细细胞胞核核分分化化程程度度高高，有有核核膜膜和和核核仁仁，多多种种完完整的细胞器。整的细胞器。v分为单细胞真菌和多细胞真菌。分为单细胞真菌和多细胞真菌。12 真真 菌菌 13二、微生物与人类二、微生物与人类 绝大多数微生物对人类和动植物是有益的,而且有些是必需的。 在人类社会生活的各个方面可见到微生物的参与。 微生物制药、微生物冶金、微生物治理环境、微生物食品等等。 14第二节第二节 医医 学学 微微 生生 物物 学学 medical microbiology 16一、微一、微 生生 物物 学学 microbiology是是研研究究微微生生物物的的种种类类、分分布布、形形态态结结构构、代代谢谢、生生长长繁繁殖殖、遗遗传传、进进化化以以及及与与人人类类、动动物物、植植物物等等相相互互关关系系的的一一门门科科学学。为为生生命命科科学的一个重要分支。学的一个重要分支。分类：分类： 按研究对象分：细菌学、病毒学、真菌学按研究对象分：细菌学、病毒学、真菌学 按应用领域分：医学微生物学、工业微生物学等按应用领域分：医学微生物学、工业微生物学等17 是是研研究究与与医医学学有有关关的的致致病病性性微微生生物物的的生生物物学学特特性性、致致病病和和免免疫疫机机制制以以及及特特异异性性诊诊断断、防防治治措措施施，以以控控制制和和消消灭灭感感染染性性疾疾病病和和与与之之有有关关的的免免疫疫损损伤伤等等疾病，达到保障和提高人类健康水平的目的疾病，达到保障和提高人类健康水平的目的。 细菌学细菌学 真菌学真菌学 病毒学病毒学 bacteriology mycology virology二、医学微生物学二、医学微生物学18 微生物学经验时期微生物学经验时期 实验微生物学时期实验微生物学时期 现代微生物学时期现代微生物学时期 19 发展简史：发展简史： 古代人类虽未观察到具体的微生物，但早巳将微生物知识用于工农业生产和疾病防治之中。 古代人早已认识到天花是一种烈性传染病。我国祖先开创了预防天花的人痘接预防天花的人痘接种法种法。是我国预防医学上的一大贡献。1 1）微生物学经验时期）微生物学经验时期20 微生物的发现微生物的发现： 17世纪荷兰人世纪荷兰人列文虎克列文虎克 （Antony Van Leeuwenhoek） 2 2）实验微生物学时期）实验微生物学时期21微生物学奠基人：微生物学奠基人： 法国科学家法国科学家 巴斯德巴斯德 Louis Pasteur （18221895） 发现微生物与人、动物发现微生物与人、动物 和植物疾病的关系。和植物疾病的关系。 221）首先实验证明有机物质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，从而推翻了当时盛行的“自然发生说”。2）巴氏消毒法3）成功研制了炭疽、鸡霍乱疫苗、狂犬病 减毒活疫苗。23德国细菌学家德国细菌学家郭霍郭霍 Robert Koch（18431910） 创用固体培养基和细菌染创用固体培养基和细菌染色技术色技术 发现并分离培养成功许多发现并分离培养成功许多病原菌病原菌 如：炭疽芽胞杆菌、伤寒沙门菌、结核分枝杆菌、霍乱弧菌、白喉棒状杆菌等等。提出了著名的郭霍法则提出了著名的郭霍法则 24郭郭 霍霍 法法 则则（Kochs postulates,1884）：）： 特殊的病原菌应在同一种疾病中查见，在健康者中不存在； 该特殊病原菌能被分离培养得纯种； 该纯培养物接种至易感动物，能产生同样病症； 自人工感染的实验动物体内能重新分离得该病原菌纯培养。25 李斯特李斯特 Joseph Lister （18271912) 英国外科医生李斯特创用石炭酸石炭酸喷洒手术室和煮沸手术用具，以防止术后感染，为防腐、消毒，以及无菌操作奠定了基础。27 伊凡诺夫斯基烟草花叶病毒（ 1892） 里 德黄热病病毒（1901） 特沃特噬菌体（1915）重要微生物的发现者28英国科学家英国科学家琴纳琴纳 Edward Jenner（17491823） 创立用创立用牛痘牛痘预防预防 天花天花。2930德国科学家德国科学家欧立希欧立希（18541915）合成合成砷凡纳明砷凡纳明606英国科学家英国科学家弗莱明（Fleming） 发现青霉素（发现青霉素（1929）钱 恩弗洛里弗莱明31青霉素的发现青霉素的发现323）现代微生物学时期）现代微生物学时期 近30年来，随着分子生物学等学科的发展，微生物学得到极为迅速的发展。 （1）新病原微生物的发现：军团菌，幽门螺杆菌，人类免疫缺陷病毒(HIV)， 朊粒(prion)、SARS冠状病毒等。33（2）微生物全基因组的研究（3）新型疫苗的研究（4）诊断技术快速发展（5）新药的研究有突破性进展34 目前，由病原微生物引起的多种传染病仍严重威胁人类的健康，传染病发病率和死亡率在所有疾病中居第一位。1）新现和再现的微生物感染不断发生；）新现和再现的微生物感染不断发生；2）迄今仍有一些感染性疾病的病原体未发现；某些病原体致）迄今仍有一些感染性疾病的病原体未发现；某些病原体致病和免疫机制还未阐明；病和免疫机制还未阐明；3）大量广谱抗生素滥用，使许多菌株发生变异，导致耐药性）大量广谱抗生素滥用，使许多菌株发生变异，导致耐药性产生，人类健康受到新的威胁；产生，人类健康受到新的威胁；4）某些微生物快速变异给疫苗设计和治疗造成了很大障碍。）某些微生物快速变异给疫苗设计和治疗造成了很大障碍。35 目的要求：掌握微生物的定义、分类及其特点；重要的微生物发现者及事件。熟悉医学微生物学的概念。了解医学微生物学的范畴、研究对象及发展简史，现代医学微生物学新进展及其在生命科学中的意义。 36细菌学细菌学 bacterology37第一章第一章 细菌的形态与结构细菌的形态与结构Morphology & Structure of Bacterium38 细菌（细菌（bacterium) 属于原核细胞型微生属于原核细胞型微生物（物（prokaryotae)。 细菌在原核细胞型细菌在原核细胞型微生物中数量最大、种类最多，具有典型的微生物中数量最大、种类最多，具有典型的代表性。代表性。39第一节第一节 细菌的大小与形态细菌的大小与形态 size and morphology of bacteria 测量细菌以微米测量细菌以微米 (m)为单位为单位。 球菌球菌 coccus 直径约直径约1 m。不同的球菌细胞排不同的球菌细胞排列方式不同，有不同的名称。如葡萄球菌、链列方式不同，有不同的名称。如葡萄球菌、链球菌等。球菌等。 杆菌杆菌 bacillus 长短粗细很不一致。中等大小的长短粗细很不一致。中等大小的杆菌直径约杆菌直径约1m，长长23 m。 螺形菌螺形菌 spiral bacteria 菌体弯曲。一个弯曲为菌体弯曲。一个弯曲为弧菌（弧菌（vibriovibrio),),数个弯曲为螺菌（数个弯曲为螺菌（spirillumspirillum) )。40细菌的基本形态细菌的基本形态 葡萄球菌葡萄球菌 肠道杆菌肠道杆菌 双球菌双球菌 链球菌链球菌 链杆菌链杆菌 霍乱弧菌霍乱弧菌 幽幽门螺杆菌门螺杆菌 四联球菌四联球菌 肺炎双球菌肺炎双球菌 41葡萄球菌电镜图42肺炎球菌（革兰染色）43肠道杆菌革兰染色44炭疽杆菌45弧菌模式图46第二节第二节 细菌的结构细菌的结构 structure of bacterium 细菌的基本结构细菌的基本结构 细菌的特殊结构细菌的特殊结构 细胞壁细胞壁 cell wall 荚膜荚膜 capsule 细胞膜细胞膜 cell membrane 鞭毛鞭毛 flagellum 细胞质细胞质 cytoplasm 菌毛菌毛 pilus 核质核质 nuclear material 芽胞芽胞 spore47细菌的一般结构模式图48一、细菌的基本结构一、细菌的基本结构 basical structure of bacterium细胞壁细胞壁 cell wall 1. 化学组分：化学组分： 聚糖骨架聚糖骨架 革兰革兰 肽聚糖肽聚糖 peptidoglycan 四肽侧链四肽侧链 阳性阳性 五肽交联桥五肽交联桥 菌菌 磷壁酸磷壁酸 techoic acid 革兰革兰 肽聚糖肽聚糖 peptidoglycan 阴性阴性 脂多糖脂多糖 lipopolysaccharide,LPS 菌菌 脂质双层：内有脂质双层：内有OMP 脂蛋白脂蛋白 49G-菌细胞壁模式图50G+菌菌肽聚糖和肽聚糖和G-菌菌肽聚糖结构肽聚糖结构 聚糖骨架聚糖骨架 溶菌酶作用点溶菌酶作用点 四肽侧链四肽侧链 青霉素作用点青霉素作用点 DAP 五肽交联桥五肽交联桥 革兰阳性菌革兰阳性菌 革兰阴性菌革兰阴性菌 512. 化学组分的作用及意义化学组分的作用及意义 肽聚糖：肽聚糖：其立体构型使细胞壁坚固，其立体构型使细胞壁坚固， 是维持细菌形态的基础成分；是维持细菌形态的基础成分； 是青霉素作用的靶分子。是青霉素作用的靶分子。 有致病作用有致病作用 磷壁酸：磷壁酸：具有抗原性；具有抗原性； 具有致病性，以脂磷壁酸具有致病性，以脂磷壁酸 （lipoteichoic acid , LTA)为主为主。52脂多糖：是革兰阴性细菌重要致病物质，脂多糖：是革兰阴性细菌重要致病物质， 称内毒素。脂多糖由脂质称内毒素。脂多糖由脂质A (lipid A)、 核心多糖、特异多糖组成，其中脂质核心多糖、特异多糖组成，其中脂质 A是主要毒性部分。核心多糖有属特是主要毒性部分。核心多糖有属特 异性，特异多糖异性，特异多糖 有种特异性，是革有种特异性，是革 兰阴性细菌分类的物质基础。兰阴性细菌分类的物质基础。 外膜蛋白：与致病性和耐药性有关。外膜蛋白：与致病性和耐药性有关。533. G+菌与菌与G-菌细胞壁的区别菌细胞壁的区别 细胞壁细胞壁 革兰阳性菌革兰阳性菌 革兰阴性菌革兰阴性菌 强度强度 较坚韧较坚韧 较疏松较疏松 厚度厚度 2180nm 1015nm 肽聚糖层肽聚糖层 可达可达50 层层 12层层 肽聚糖量肽聚糖量 50%80% 5 %80% 糖类量糖类量 约约45% 15%20% 脂类脂类 量量 1%4% 1122% 磷壁酸磷壁酸 外膜外膜 54细菌细胞壁缺陷型（细菌L型）定义：由于肽聚糖受抑制或破坏而失去细胞壁的细定义：由于肽聚糖受抑制或破坏而失去细胞壁的细菌。菌。 原生质体原生质体 protoplast: 革兰阳性菌革兰阳性菌L型型 原生质球原生质球 spheroplast:革兰阴性菌革兰阴性菌L型型 细菌细菌L型的意义：型的意义： 在高渗环境中仍能生存，具有致病性，常引起慢在高渗环境中仍能生存，具有致病性，常引起慢性感染，如尿路感染、骨髓炎、心内膜炎等；性感染，如尿路感染、骨髓炎、心内膜炎等； 由于形态结构和特性发生变异，给临床诊断和治由于形态结构和特性发生变异，给临床诊断和治疗造成困难。疗造成困难。 55细胞膜细胞膜 cell membrane 中介体中介体 mesosome56细胞质细胞质 cytoplasm1. 核糖体核糖体 ribosome : 沉降系数为沉降系数为70S，由由50S和和 30S两个亚基组成。两个亚基组成。 核糖体是某些抗生素的作核糖体是某些抗生素的作 用靶点，可抑制细菌蛋白质的合。如用靶点，可抑制细菌蛋白质的合。如 链霉素链霉素 30S 红霉素红霉素 50S2. 质粒质粒 plasmidplasmid是存在于细菌胞质中的闭合环状双链是存在于细菌胞质中的闭合环状双链DNA，为为染色体外的遗传物质。质粒带有遗传信息，控制细菌某些特定的染色体外的遗传物质。质粒带有遗传信息，控制细菌某些特定的遗传性状。如遗传性状。如 编码菌毛、细菌素、毒素和耐药性。编码菌毛、细菌素、毒素和耐药性。3. 胞质颗粒胞质颗粒核质核质 nuclear material 57二、细菌的特殊结构special structures of bacterium1. 荚膜荚膜 capsule: 细菌细胞壁外包围的一层由疏水细菌细胞壁外包围的一层由疏水性多糖或蛋白质多聚体组成的黏液性物质结构。大性多糖或蛋白质多聚体组成的黏液性物质结构。大多数为多糖，少数为多肽。厚度小于多数为多糖，少数为多肽。厚度小于0.2 m者称者称微荚膜。微荚膜。（microcapsule)。 荚膜的功能：荚膜的功能： 抗吞噬作用；抗吞噬作用； 黏附作用；黏附作用； 抗有害物质的损伤作用。抗有害物质的损伤作用。58荚膜（肺炎球菌，革兰染色）592. 鞭毛 flagellum由蛋白质组成的结构，由蛋白质组成的结构，与细菌的运动有关；与细菌的运动有关；有鉴别意义；有鉴别意义；某些菌的鞭毛与致病某些菌的鞭毛与致病有关。有关。 60鞭毛61 3. 菌毛菌毛 pilus: 定义：由蛋白质组成，短而直，光学显微镜不定义：由蛋白质组成，短而直，光学显微镜不 能观察能观察到。到。 普通菌毛普通菌毛ordinary pilus：是细菌的黏附结构，是细菌的黏附结构，能与宿主细胞的特异受体结合，介导细菌在局部定能与宿主细胞的特异受体结合，介导细菌在局部定植，与细菌的致病性密切相关。植，与细菌的致病性密切相关。 性菌毛性菌毛 sex pilus: 数量少，中空呈管状。由数量少，中空呈管状。由F质粒编码产生，与细菌的遗传变异有关。质粒编码产生，与细菌的遗传变异有关。 可通过接合传递细菌的毒力和耐药性等。可通过接合传递细菌的毒力和耐药性等。 62菌毛（电镜图）634. 芽胞芽胞 spore: 细菌芽胞的形态大小和位置细菌芽胞的形态大小和位置定义：某些细菌在一定条件下在菌体中形成的在光学定义：某些细菌在一定条件下在菌体中形成的在光学显微镜下可见的一个圆形或卵圆型小体。显微镜下可见的一个圆形或卵圆型小体。 芽胞是细菌的一种特殊存活方式，而不是繁殖方式。芽胞是细菌的一种特殊存活方式，而不是繁殖方式。一个细菌只能形成一个芽胞，一个芽胞也只能生成一个细菌只能形成一个芽胞，一个芽胞也只能生成一个菌体。一个菌体。 产芽胞的细菌在未产生芽胞时的菌体称为产芽胞的细菌在未产生芽胞时的菌体称为繁殖体繁殖体（vegetative form） 64芽胞的功能及意义芽胞的功能及意义芽胞对理化因素（热、干燥、辐射、化学消芽胞对理化因素（热、干燥、辐射、化学消毒剂等）具有高强度的抵抗力。炭疽芽胞杆毒剂等）具有高强度的抵抗力。炭疽芽胞杆菌芽胞可在草原中存活菌芽胞可在草原中存活2040年。年。 是否被杀死或破坏是判断灭菌效果的指标。是否被杀死或破坏是判断灭菌效果的指标。65芽胞66第三节第三节 细菌形态与结构检查法细菌形态与结构检查法 examination for morphgolgy and structure of bacteria 光学显微镜光学显微镜 light microscope 放大细菌放大细菌1000倍（倍（0.25mm）可观察到可观察到电子显微镜电子显微镜 electron microscope暗视野显微镜暗视野显微镜 darkfield microscope荧光显微镜荧光显微镜 fluorescence microscope67电子显微镜与电子显微镜铜网68染色法染色法单染色法单染色法复染色法：鉴别染色复染色法：鉴别染色革兰染色革兰染色 抗酸染色抗酸染色 特殊染色特殊染色负染色法负染色法69染色法染色法 革兰染色革兰染色 Gram stain-由丹麦细菌学家革兰由丹麦细菌学家革兰(Hans Christian Gram)创建的一种鉴别染色法。采用创建的一种鉴别染色法。采用4 种试剂分种试剂分4 步：步： 结晶紫结晶紫 碘液碘液 95%乙醇乙醇 复红复红 （初染）（初染） （媒染）（媒染） （脱色）（脱色） （复染）（复染） 革兰阳性菌革兰阳性菌 革兰阴性菌革兰阴性菌 （菌体为紫色（菌体为紫色 ） （ 菌体为红色）菌体为红色）70革兰染色意义鉴别细菌鉴别细菌选择用药选择用药理解细菌的致病作用理解细菌的致病作用 71