细菌学-知识总结

绪论大纲：微生物的基本概念、种类和分布一、微生物microbe是一类肉眼不能直接看见，必须借助光学显微镜或电子显微镜放大几百倍或几万倍后才能观察到的微笑生物的总称。二、分类：1.非细胞型微生物：无细胞结构，无产生能量的酶系统，由单一核酸和蛋白质衣壳组成，必须在活细胞内增殖。病毒属于此类。2.原核细胞型微生物：细胞核分化程度低，只有DNA盘绕而成拟核；除核糖体外，无其他细胞器。如细菌，衣原体，支原体，立克次体，螺旋体等。3.真核细胞型微生物：细胞核分化程度高，有核膜、核仁、染色体；胞质内有多种细胞器；有丝分裂，如真菌、藻类。三、细菌bacterium：原核生物界的一种单细胞微生物。体积小，结构简单，代谢活跃且多样化，繁殖迅速。第一章细菌的基本性状大纲：细菌细胞壁和细菌特殊结构的生物学特性第一节细菌的大小与形态1.大小：用光学显微镜观察，微米为单位2.形态：球菌，杆菌，螺形(弧）菌第二节细菌的结构★基本结构：细胞壁，细胞膜，细胞质，核质★特殊结构：荚膜，芽孢，鞭毛，菌毛一、基本结构essentialstructure『细胞壁cellwall』位于菌细胞的最外层，包绕在细胞膜（内膜）的周围。分为：革兰阳性菌、革兰阴性菌1.肽聚糖peptidoglycan①复杂多聚体，细胞壁主要成分，原核细胞所特有。G+与G-都有，只是组成不同。②G+：聚糖骨架、四肽侧链、五肽交联桥③G-：聚糖骨架、四肽侧链其中，聚糖骨架均相同，四肽侧链的联结方式随菌的不同而异。2.G+的特殊组分①细胞壁较厚，15～50层肽聚糖，大多数含有大量的磷壁酸，少数是磷壁醛酸②磷壁酸：壁磷壁酸，膜磷壁酸3.G-的特殊组分①细胞壁较薄，结构复杂。1～2层肽聚糖，外膜（outermember），占干重80%②外膜（outermember）：脂蛋白，脂质双层，脂多糖脂蛋白：位于肽聚糖和脂质双层之间，让肽聚糖和外膜构成一个整体脂质双层：结构类似细胞膜，双层内镶嵌着外膜蛋白。脂多糖LPS：由脂质A，核心多糖，特异多糖组成，为细胞的内毒素（endotoxin）③脂多糖LPS：脂质A：是内毒素的毒性和生物学活性的主要组分，无种属特异性，所以不同的细菌产生的内毒素的毒性作用均相似。核心多糖corepolysaccharide：在脂质A的外层。有属的特异性，同一属细菌的相同。特异多糖specificpolysaccharide：是脂多糖的最外层。特异多糖是菌体的抗原（O抗原），具有种特异性。其却失，细菌菌落从光滑型（S）变成粗糙型（R）。④脂寡糖LOS：少数的G-的LPS不典型，其外膜糖脂含有短链分枝状聚糖组分，称为LOS其与哺乳动物细胞膜的鞘糖脂成分相似，容易逃避宿主免疫细胞的识别。LOS作为重要的毒力因子受到关注。4.G+与G-细胞壁结构的明显不同，导致他们在细菌染色性、抗原性、致病性、对药物的敏感性等方面很大的差异。革兰阳性菌与阴性菌细胞壁结构比较细胞壁革兰阳性菌革兰阴性菌强度较坚韧较疏松厚度20～80nm10～15nm肽聚糖层数可多达50层1～2层肽聚糖含量占细胞壁干重50%～80%占细胞壁干重5%～20%糖类含量约45%15%～20%脂类含量1%～4%11%～22%磷壁酸＋－外膜－+占80%5.细胞壁的功能①、主要维持菌体固有的形态，并保护细菌抵抗低渗环境。由于细胞壁的保护作用，使细菌能承受内部巨大的渗透压而不会博列，并能在相对低渗的环境下生存。②、参与菌体内外的物质交换③、菌体表面带有多种抗原表位，可以诱发集体的免疫应答。④、G+：磷壁酸是重要的表面抗原，与血清型有关。⑤、G-：外膜是一种有效的屏障，阻止抗生素进入，不易受到集体的体液杀菌物质、胆盐、消化酶的作用。LPS是致病物质，也可增强机体非特异免疫抗力，并有抗肿瘤等有益作用。6.细胞壁缺陷型细菌L型①细菌L型：细胞壁受损的细菌能够生长和分裂者。一般在高渗环境下生存，G+——原生质体；G-——原生质球②L型都是革兰阴性；难以培养。在体内、体外、人工诱导或自然情况下均可形成。④临床意义：L型仍有一定的致病力，通常引起慢性感染，如尿路感染、骨髓炎、心内膜炎等。并常在作用与细胞壁的抗菌药物（b-内酰胺类抗生素等）治疗过程中发生。⑤临床上遇有症状明显而标本常规细菌培养阴性者，应考虑L型感染的可能性，宜作L型的专门分离培养，并更换抗菌药物。『细胞膜cellmembrane』1.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。2.形成疏水屏障，水和某些小分子物质被动性扩散，特异性营养物质的选择性进入和废物的排出，及透性酶参与营养物质的主动摄取过程。『细胞质cytoplasm』1.核糖体ribosome：合成蛋白质的场所50S+30S=70S2.质粒plasmid：是染色体外的遗传物质，为闭合环形的双链DNA，带有遗传信息如编码菌毛、细菌素、毒素和耐药性。不是细菌生长所必需的。3.中介体mesosome：是部分细胞膜内陷、折叠、卷曲形成的囊状物，多见于阳性细菌。4.可有效扩大细胞膜的面积，相应增加了酶的含量和能量的产生。5.胞质颗粒：『核质nuclearmaterial』为单倍体，细菌分裂时可以完全相同的多拷贝。DNA，少量的RNA二、特殊结构『荚膜capsule』①、包绕在细胞壁外的一层粘液性物质，为多糖或蛋白质的多聚体，去除后不影响菌细胞的生命活动。②、组成：大多是多糖，少数是多肽。多糖分子结构复杂，成为血清学分型的基础。③、功能：抗吞噬作用，因而是重要的毒力因子粘附作用，使细菌与特异性宿主组织结合，与参与细菌生物膜的形成，引起感染的重要原因。如龋齿；医院内感染。抗有害物质的损伤作用『鞭毛flagellun』①、在菌体上附有细长而呈波形弯曲的丝状物，是运动器官。②、组成：自细胞膜长出，由基础小体、钩状体、丝状体组成。③、功能:各菌种鞭毛蛋白结构不同，具有高度的抗原性，称谓鞭毛（H）抗原。运动有化学趋向性，向营养物质而逃离有害物质根据鞭毛的动力和抗原性，可鉴定细菌和进行分类。『菌毛pilus』①、许多阴性菌和少数阳性菌菌体表面存在着一种比鞭毛更细、更短更直硬的丝状物②、普通菌毛：是粘附结构，能与宿主细胞表面的特异性受体结合，是感染的第一步。与致病性有关③、性菌毛：仅仅见于少数的个兰阴性菌。又称F菌毛，参与F质粒的接合传递。『芽孢spore』①、某些细菌在一定的环境条件下，在菌体内部形成一个圆形或卵圆形的小体，是细菌的休眠形式。②、有完整的核质、酶系统、合成菌体组分的结构，能保存细菌的全部生命必须物质。折光性强，壁厚，不易着色。芽孢的大小、形状、位置等随菌种而异，有重要的鉴别价值。③、功能：有强大的抵抗力。要高压蒸汽灭菌才看杀灭。当消毒灭菌是，以芽孢是否被杀死作为半段灭菌效果的指标。第三节、细菌的理化性状一、化学组成二、物理性状1.光学性质：半透明体，细菌悬液呈浑浊状态；菌数越多浊度越大。2.表面积：体积微小，相对表面积大。细胞代谢与生长速率和细胞大小乘反比。3.带电现象：细菌均带负电。带电现象与细菌染色反应、凝集反应、抑菌和杀菌作用密切相关。4.半透性：允许小分子和水通过，有利于吸收营养和排出代谢产物。5.渗透压：高。细菌所处环境相对低渗，但有细胞壁保护。抑制和杀灭微生物的理化因素P32第四节细菌的代谢产物一、分解代谢产物糖发酵试验VP试验甲基红试验枸橼酸盐利用试验吲哚试验硫化氢试验尿素酶试验IMViC试验：吲哚、甲基红、VP、枸橼酸盐利用四种试验常用于鉴定肠道杆菌。二、合成代谢产物热原质毒素与侵袭性酶：外毒素exotoxin：是多数革兰阳性菌和少数革兰阴性菌在生长繁殖过程中释放到菌体外的毒性蛋白质；内毒素endotoxin：是革兰阴性菌细胞壁的脂多糖，当菌体死亡崩解后游离出来，外毒素毒性强于内毒素。色素抗生素细菌素维生素第五节、细菌的人工培养一、培养基基础培养基营养培养基选择培养基鉴别培养基厌氧培养基物理状态不同：固体、液体、半固体二、生长情况：菌落colony：单个细菌分裂繁殖成一堆肉眼可见的细菌集团，称为菌落。分三型：光滑性；粗糙性；粘液型细菌的遗传与变异大纲：遗传的物质基础，细菌基因的转移和重组一、细菌的遗传heredity㈠.细菌的形态结构、新陈代谢、致病性、免疫性和对药物的敏感性都是有细菌的遗传物质决定的。这些形状的子代和亲带中表现相同称为遗传。㈡.细菌的遗传物质——包括染色体和染色体外的遗传物质（质粒和噬菌体）『细菌染色体』环状双螺旋DNA长链，双向复制。『染色体外的遗传物质』一、质粒plasmid1.是细菌染色体外的遗传物质，存在于细胞质中，具有自主复制能力，是闭合环状的双链DNA分子。2.独立存在，自主复制。携带某些遗传信息。3.质粒的分类：能否通过细菌的接合作用：接合性质粒非接合性质粒质粒的拷贝数：严密型质粒（质粒的拷贝数低）松弛型质粒质粒的不相容性分：不相容性相容性质粒编码的生物学性状：致育性质粒：又称F质粒，编码性菌毛耐药性质粒：又称R质粒，编码对数种抗菌药物和重金属的抗性毒力质粒：编码与细菌致病性有关的毒力因子二、噬菌体bacteriophageorphage1.是侵袭细菌、真菌、放线菌和螺旋体的病毒，也是赋予宿主菌生物学性状的遗传物质。2.噬菌体是严格的胞内寄生，有严格的宿主特异性。体积小，电子显微镜观察；有头部和尾部。有核酸和蛋白质组成，核酸仅有一个类型，ＤＮＡｏｒＲＮＡ，双链或单链，环状或线状。3.噬菌体与细胞的关系⑴毒力噬菌体virulentphage:噬菌体增殖，细菌被裂解，建立溶菌性周期的这类噬菌体。⑵.温和噬菌体temperatephage:噬菌体核酸与细菌的染色体整合，成为前噬菌体，细胞变成溶原性细菌。建立溶原性周期。①溶菌性周期：毒力噬菌体在细胞内增殖的过程，即吸附穿入、生物合成、成熟释放。子代噬菌体达到一定数量时，由于噬菌体合成酶类的溶解作用，菌细胞突然裂解，释放出的噬菌体再感染其他敏感细菌。②溶原性周期：温和噬菌体感染细菌后，不再增殖，前噬菌体随细菌染色体的复制而复制，并随细菌分裂而分配至子代细菌的染色体中。温和噬菌体可以偶尔裂解，进入溶菌性周期。所以，温和噬菌体可有溶原性周期和溶菌性周期。溶原性：温和噬菌体具有产生子代噬菌体颗粒和裂解宿主菌的潜在能力称为溶原性。溶原性细胞：带有前噬菌体的细胞为溶原性细胞。有些前噬菌体可以使溶原性细菌的表型发生改变，为溶原性转换。如白喉棒状杆菌产生的白喉毒素、肉毒梭菌产生的肉毒毒素等，这些毒素都是前噬菌体。三、转位因子transposableelement--基因组中的特殊结构1.是一类不依赖于同源性重组，可以在细菌的基因组（染色体、质粒、噬菌体）中从一个位置转移到另一个位置的独特的DNA片段。自由人那～～2.转位因子通过位置的移动可以改变遗传物质的核苷酸序列，产生插入突变、基因重排、或插入位点附近基因表达的改变。包涵：插入序列(IS),转座子（Tn),整合子（In）二、细菌的变异variation㈠、细菌的变异有遗传型变异和非遗传型变异。㈡、细菌的变异现象1.形态结构的变异：①、L-form：没有细胞壁；②失去荚膜：如变异的肺炎链球菌，毒力降低③H-O变异：失去鞭毛。H菌落：鞭毛的动力使细菌在固体培养基上弥散生长，菌落似薄膜O菌落：失去鞭毛的细菌呈单个菌落生长。④失去芽孢2.毒力变异：增强：白喉杆菌变成溶原性细菌后，获得产生白喉毒素的能力减弱：卡介苗：毒理减弱而保留免疫原性的变异株3.耐药性变异4.菌落变异：常见肠道杆菌，有光滑性变成粗糙型。因为失去LPS的特异性寡糖重复单位引起的。㈢、变异机制1.突变：子代细胞中出现可以通过复制而遗传的DNA结构的改变。基因突变的规律（突变率、突变与选择、回复突变、转位因子与突变）野生型株、突变型株的含义2.基因转移与重组『转化transformation』：受体菌直接摄取供体菌游离的DNA获得新的遗传性状的过程。发生在原核生物中『接合conjugation』：细菌通过性菌毛相互连接沟通，将遗传物质（质粒或染色体DNA）从供体菌转移给受体菌的过程。『转导transduction』：是以噬菌体为