四川大学微生物复习

微生物复习绪论一.微生物与微生物学微生物概述:▪微生物的概念:(microorganism,microbe)存在于自然界的一大群结构简单,个体微小,肉眼直接看不见,必须籍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.▪微生物的分类:微生物在细胞水平的分类(1)非细胞型微生物:病毒;(2)原核细胞型微生物:细菌.放线菌.螺旋体.支原体.衣原体.立克次氏体;(3)真核细胞型微生物:真菌.▪微生物学概念:(microbiology)研究微生物在一定条件下的形态,结构,生理,遗传变异和分类等,以及与人类,动植物,自然界之间的相互关系等问题的一门科学.有众多的分支学科.二.微生物学发展简史(1)微生物学的经验时期;(2)实验微生物学时期;(3)现代微生物学时期三.微生物学发展趋势第一章细菌学概论第一节细菌的形态与结构与分类(3学时)▪细菌的大小以微米(μm)为测量单位,常用光学显微镜的油镜头观察(放大10×100倍).▪细菌的形态与排列:球.杆.螺(弧菌.螺菌).▪细菌的基本结构:▫细胞壁(cellwall):主要化学成分是肽聚糖(peptidoglycan)细胞壁性质与功能:(1)维持细菌基本形态(2)保护细菌抗低渗的外环境(3)参与菌体内外物质交换(4)具有免疫原性(5)某些成分与细菌致病性相关.G+菌细胞壁的主要成分:肽聚糖.磷壁酸.G-菌细胞壁的主要成分:肽聚糖.革兰阳性菌和革兰阴性菌细胞壁结构比较细胞壁革兰阳性菌革兰阴性菌坚韧度较坚韧较疏松厚度20～80nm10～15nm肽聚糖层数可达50层1～2层肽聚糖含量(占胞壁干重)50%～80%5%～20%糖类含量约45%15%～20%脂类含量1%～4%11%～22%磷壁酸有无外膜无有外膜:脂蛋白.脂质双层.脂多糖(脂类A.核心多糖.特异性多糖).作用于细菌细胞壁的抗生素及酶.▫细胞壁缺陷性细菌: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,称为细菌细胞壁缺陷型.临床意义:慢性和反复感染,常规细菌检查阴性.▪细胞膜(cellmembrane)▫结构:由脂质双层(磷脂,20%~30%),蛋白质(50%~70%)和少量多糖按照二维排列方式构成的流体镶嵌模式.不含胆固醇.▫功能:(1)选择性地控制细胞内外营养物质及代谢产物的运输(2)合成细胞壁及壁外各种附属结构的场所(3)直接参与能量代谢,是细菌的产能基地(4)维持细胞内正常渗透压▫中介体(拟线粒体).▪细胞质(cytoplasm):溶胶状物,由水,蛋白质,脂质,核酸,少量糖和无机盐组成,内含多种酶系统,是细菌新陈代谢的主要场所内有核糖体,质粒,胞质颗粒等重要结构▫核质(nuclearmaterial):无定形的原始细胞核,是细菌遗传物质的基础核质大多由单一,双股,闭合,环状DNA分子反复回旋卷曲盘绕形成;少有细菌为线性或有多个DNA分子.▫质粒(plasmid):细菌染色体外的遗传物质,为闭合环状的双链DNA;不是细菌生命活动所必需,但携带一些重要遗传信息,控制细菌某些特定的遗传特性状;能自我复制.▪细菌的特殊结构:▫荚膜(capsule)一般在动物体内或营养丰富的培养基上易形成荚膜.细菌失去荚膜,其菌落会由光滑型(S)型或黏液(M)型转变为粗糙(R)型.功能:(1)保护细菌抗吞噬和消化,是病原菌的重要毒力因子(2)抗干燥,抗有害物质损伤(3)粘附作用,与致病性有关(4)参与生物被膜形成(5)贮存营养物质,堆积代谢废物(6)与细菌的抗原性有关.▫芽胞(spore)某些细菌在生长达稳定期后,胞质脱水浓缩,在菌体内形成的圆形或卵圆形小体,均见于G+菌.是细菌的休眠状态,保存细菌全部生命必需物质.一旦受某些刺激,可重新发芽形成新的菌体:一个细菌只形成一个芽胞,一个芽胞发芽也只生成一个菌体,不是细菌的繁殖方式.功能:(1)抵抗力强,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(2)休眠能力惊人,可保持数年,数十年甚至更长(3)抗辐射的能力很强大(4)某些外源性感染的重要来源(5)能否杀死细菌的芽胞是判断灭菌效果的依据.▫鞭毛(flagellum)许多细菌(所有螺形菌,约半数杆菌,个别球菌)菌体表面附着的细长,弯曲的丝状物,是细菌的运动器官.功能:(1)细菌的运动器官(2)某些细菌鞭毛与致病有关(3)鞭毛蛋白有抗原性,H抗原,依据其抗原性可鉴别细菌(4)有的与细菌毒素的分泌有关(5)有的具有黏附宿主细胞的功能.▫菌毛(pilus)许多G-菌和少数G+菌菌体表面附着的比鞭毛更细,更短,更直硬的蛋白质丝状物,电镜下才能观察到.与细菌的运动无关.第二节细菌的营养与生长繁殖(1学时)▪细菌的化学组成.▪细菌需要的营养物质及生理功能:水.氮源.碳源.无机盐及生长因子.营养物质主要营养成分功效作用水细胞组分;营养吸收和代谢;调节细胞温度;维持生物大分子的天然构象碳源糖类合成菌体的含碳物质及细胞骨架;供给能量氮源含氮的化合物为蛋白质,核酸,酶等的合成提供氮素无机盐钾,钠,钙,镁,磷,硫,铁,钴,锌,锰,铜等合成菌体组分;维持酶活性;参与能量储存和转运;调节渗透压;维持细胞结构稳定性;某些元素与致病性有关生长因子维生素,氨基酸,嘌呤,嘧啶,高血铁红素,辅酶补充细菌自身不能合成的有机营养成分,呼吸辅酶▪细菌吸收营养的方式.▪细菌的营养类型.▪细菌的生长繁殖.▫细菌生长繁殖的条件:营养物质.pH值.温度.气体.(1)充足的营养物质:水,碳源,氮源,无机盐,生长因子(2)合适的酸碱度:最适范围6.8-7.6之间(3)适宜的温度:最适温度37℃(4)一定的气体环境:氧气及二氧化碳(5)渗透压▫细菌生长繁殖的方式:无性二分裂.▪细菌的人工培养:培养基.细菌的培养方法及生长现象▪生长曲线(growthcurve):迟缓期,对数生长期,稳定期,衰亡期第三节细菌的代谢(1学时)▪细菌的分解代谢产物及生化检测:对糖的分解,对蛋白质的分解及其他.原理:通过糖的氧化和酵解释放能量,以高能磷酸键的形式(ATP或ADP)储存能量.基本反应是生物氧化,通过加氧,脱氢和脱电子的方式实现,以脱氢和氢的传递更为常见▪细菌的合成代谢产物.▫热原质(pyrogen):能引起机体发热的物质,可分为有内源性和外源性;外源性热原质最主要的成分是G-菌脂多糖(LPS);具有致热及耐热的特点;除去热原质的方法以蒸馏法效果最好.▫毒素(toxin)及侵袭性酶(invasiveenzyme):内毒素是G-菌的脂多糖组分,菌体死亡裂解后释放脂多糖;外毒素是多数G+菌和少数G-生活过程中产生并释放到菌体外的毒性蛋白质.侵袭性酶能损伤机体组织,协助病菌及毒素侵袭扩散.▫抗生素(antibiotics):某些微生物在代谢过程中产生的抗生物质,能选择抑制或杀死其他微生物及肿瘤细胞的物质.多由真菌和放线菌产生,细菌产生的只有多粘菌素和杆菌肽等少数.▫细菌素(bactericin):某些细菌菌株合成的具有抗生作用的蛋白质.抗菌作用谱狭窄,仅对近缘菌株有效;质粒基因编码;常用于细菌分型及流行病学调查.▫维生素(vitamin):多数细菌均可合成自身所需的维生素,有的还可将其分泌到菌体外.如大肠埃希菌就可合成VB6,VB12,Vk等并分泌到肠道.▫色素(pigment):有水溶性色素和脂溶性色素;产生需要一定条件;主要用于细菌的鉴定与分型.第四节细菌的分布(1.5学时)▪细菌在自然界的分布,细菌在正常人体的分布.▪正常菌群(normalflora).▫定义:正常人体的体表及与外界相通的腔道中,都存在着不同种类和数量的微生物.在正常情况下,这些微生物对人类有益无害,称为正常菌群.▫作用:(1)生物拮抗(2)促进机体免疫(3)与衰老有关(4)合成维生素和细菌素.▫微生态学.正常菌群不仅与人体保持平衡状态,而且菌群之间也相互制约,以维持相对的平衡.在这种状态下,正常菌群发挥其营养,拮抗和免疫等生理作用.▪条件致病菌.▫特定的致病条件:寄居部位的改变;机体免疫功能低下;菌群失调;▫菌群失调症.第五节细菌的感染与致病性(2学时)▪细菌的感染.▫隐性感染.▫潜伏感染.▫显性感染:菌血症(bacteremia).败血症(septicemia).毒血症(toxemia).脓毒血症(pyemia);带菌状态▪细菌的致病性.▫细菌的毒力:致病菌致病性的强弱程度称为毒力,是细菌致病性量的概念,反应了致病能力的强弱程度.细菌的毒力常用半数致死量(medianlethaldoseLD50)或半数感染量(medianinfectivedose,ID50)表示.半数致死量指即在一定条件下能引起50%的实验动物死亡的微生物数量或毒素剂量.半数感染量是指能引起50%实验动物或组织培养细胞发生感染的微生物数量或毒素剂量▫细菌的毒力因子:致病岛(pathogenicityisland,PAI)毒力质粒(virulenceplasmid)▫侵袭力(invasiveness).病原菌突破宿主防御屏障,进入机体并在体内定植,生长繁殖并向周围扩散的能力,在感染早期具有关键作用.荚膜和微荚膜:荚膜多糖,表面蛋白是影响补体调理作用的重要结构组分荚膜和微荚膜都具有抵抗吞噬细胞吞噬和体液中有害物质(如补体)损伤的作用粘附素:黏附是细菌定植必须的步骤,具有黏附作用的细菌表层结构或组分统称黏附素或黏附因子.侵袭性物质:(1)侵袭素(invasin):侵袭基因(invasivegene,Inv)编码产生的蛋白质,能介导细菌侵入邻近上皮细胞,主要侵入黏膜上皮细胞内.(2)侵袭性酶类:对宿主细胞和组织有破坏作用的胞外酶,可协助病原菌抗吞噬或向周围扩散;如血浆凝固酶,透明质酸酶,链激酶,链道酶等侵袭性酶在扩散中发挥主要作用.▫毒素.外毒素(exotoxin):来源及化学组成.化学特性.分子结构.致病性.分类.内毒素(endotoxin):来源及化学组成.化学特性.化学结构.致病性.检测方法.种类内毒素外毒素来源革兰阴性菌革兰阳性菌部及分革兰阴性菌存在部位细胞壁成分,细菌裂解后释出活菌分泌或细菌溶解后散出化学成分脂多糖蛋白质稳定性好,1602-4小时破坏差,60-8030分钟破坏毒性作用较弱,各种内毒素作用大致相同,引起休克,发热,DIC等强,对机体组织器官有选择性,引起特殊临床表现抗原性弱,能刺激机体产生非中和抗体,甲醛处理后不能形成类毒素强,能刺激机体形成抗毒素,经甲醛脱毒能形成类毒素第六节细菌的检查方法(0.5学时)细菌形态的检查:不染色标本的检查,染色标本的检查:革兰染色法的原理.方法.结果.致病菌的检查原则第二章消毒与灭菌(2学时)▪消毒(disinfection):用物理或化学的方法杀灭物体上所有病原微生物,但不能杀死含芽孢的细菌,也就是说消毒后的物体仍有活的微生物存在的可能.▪灭菌(sterilization):用物理或化学的方法杀灭物体上所有微生物,包括细菌芽孢在内.▪防腐(antisepsis)▪无菌(asepsis)及无菌操作的概念.▪热力灭菌法:▫干热法.▫湿热法.高压蒸汽灭菌法.压力:103.4kPa(1.05kg/cm2)温度:121.3℃时间:15~20min效果:杀灭包括细菌芽胞在内的所有微生物(朊粒除外).适用于耐高温,耐潮湿物品:医疗器械物品,如手术器械,注射器,针头,注射用液体,手术敷料实验用品,如培养基,相关试验试剂,器材等.煮沸法.流通蒸汽灭菌法.间歇灭菌法.巴氏消毒法.▪影响湿热灭菌法的因素:微生物因素.温度与作用时间.pH的影响.介质的性质▪低温.辐射.超声波.渗透压.干燥.过滤.▪常用消毒剂种类.消毒剂作用的影响因素第三章微生物的遗传和变异第一节微生物的遗传物质.▪质粒(plasmid)▫质粒的基本特性:ccc双链DNA分子,自主复制,所携带基因常非细胞生存所必须,能自发消除,转移性,不相容性或相容性.▫常见的质粒类型:F质粒－转移;Vi质粒－毒力;R质粒－耐药;Col质粒－细菌素▪转位因子:一类能在染色体,质粒或噬菌体基因组之间自行移动的DNA