微生物1

医学微生物学教学安排第一次课：第一章绪论第二章生物学性状第二次课：第三章感染第六章微生态学及院内感染第二次课：第五章遗传与变异第八章微生物感染特异预防与治疗第九章细菌的耐药性与控制策略一．微生物的概念（一）微生物的生物学特点1，小2，简单3，种类多4，繁殖快5，数量多6，分布广7，胃口大8，食谱广9，易变异10，起源早第一章微生物引论（一）原核细胞与真核细胞的区别原核及真核生物遗传及细胞组成的主要差异原核生物Prokaryote真核生物Eukaryote遗传物质组成及复制DNA在胞浆中胞核内仅1个染色体多条染色体，每条双拷贝DNA与组蛋白样蛋白结合DNA与组蛋白结合染色体外DNA---质粒仅酵母有质粒无内含子有内含子二分裂----无性繁殖有丝分裂接合，转导，转化传递遗传信息有性繁殖交换遗传信息细胞组成胞浆膜含LPS，磷壁酸，hopanoids含固醇能量代谢与胞膜相关线立体光合作用与膜系统和胞浆小体相关藻类及植物细胞有叶绿体内膜，内质网，高尔基体与蛋白合成及寻靶作用相关膜体如溶酶体，过氧化物体细胞骨骼---微管鞭毛由一种蛋白—鞭毛素组成鞭毛为复杂结构由9+2微管排列核蛋白体为70S核蛋白体为80S（线立体及叶绿体为70S）细胞壁为肽聚糖多糖细胞壁为纤维素或甲壳素二、生物学与医学微生物学（一）微生物与人类健康（二）引起人类疾病的微生物的种类（三）医学微生物学的发展简史（一）微生物与人类健康MycobacteriumlepraeCausesLeprosySource:TropicalMedicineandParasitology,1995ShinglesinanAIDSPatient（二）引起人类疾病的微生物的种类1、细菌（螺旋体、支原体、立克次体、衣原体）2、病毒3、真菌1、史前酿酒-----4千年前（殷商）酱，醋-----3千年前酶豆饼敷贴痈疮-----2千5百年中医对疾病的认识：“伤寒论”“痨虫”“烧路断脐”（三）医学微生物学的发展简史4.OriginsofVirologyVirusesareprobablyasoldaslifeonearth.AncientswereawareofviraldiseasesPerhapsthefirstwrittenrecordofavirusinfectionconsistsofaheiroglyphfromMemphis,drawninapproximately1400BC,whichdepictsatemplepriestcalledSiptahshowingtypicalclinicalsignsofparalyticpoliomyelitis.2、奠基时期LEEUWENHOEK（1632-1723）：显微镜，266倍，1676年首次亲眼看到细菌，“微动体”3、发展时期---（现代微生物学）1．LOUISPASTEUR（1822-1895）：微生物病因研究巴氏消毒法及高压蒸汽消毒（1884）微生物减毒法-----鸡霍乱（1880）1888年PASTEUR研究所成立2.ROBERTKOCH（1843-1910）确定炭疽，结核，霍乱病原体固体培养基，细菌纯培养固定细菌，甲基蓝染色，盖玻片Koch’spostulates:在发表有关结核的病因工作时提出，1982，1984年1905年因此获Nobel医学奖Koch’spostulates:1.特殊疾病同一病原体2.分离出纯培养3.接种易感动物引起相同疾病4.从易感动物再分离出原病原体Koch’spostulates:1.特殊疾病同一病原体2.分离出纯培养3.接种易感动物引起相同疾病4.从易感动物再分离出原病原体4、分子微生物学时期标志-----1953Watson,Crick提出DNA双螺旋1.1953Watson.JD,CrickHC.双螺旋SalkJPilio疫苗(死)2.1957.IssacsAIFN发现3.1957GajdusekC.慢病毒??Kuru病,1976Nebel.4.1959.苏联代表向WHO提议,消灭天花5.1960.JacobF.乳糖操纵子模型,1965Nobel6.1961.NirenbergM.密码子.UUU??aa,1968Nebel.7.1963.Blumberg.B.澳抗发现,1976Nebel.8.1967.KirbyW.标准抗生素测定法,.9.1967.CollierJ.白喉毒素抑制蛋白合成??第一个分子水平描述细菌蛋白毒力因子的功能.111967.ArberW.细菌核酸的甲基化1976Nebel12.1970.SmithH.内切酶发现1978Nebel.13.1970.TeminH.逆转录酶发现1975Nebel.14.1972.BergP.第一个重组DNA实验1980Nebel(化学)¦ΛPhage和Lacoperon装入SV40DNA15.1973HerbertBoyer,StanleyCohen质粒DNA克隆.Boyer研究限制酶,Cohen从Eloli分离质粒。在Hawai会议相遇.基因工程突破.16.1976.BishopJM.Proto-oncogene发现1989Nebel17.1977.ChowL.内含子发现腺病毒中1993Nebel18.1977.McDade.嗜肺军团杆菌发现19.1979.消灭天花20.1982.Prusiner.证实沅病毒感染羊瘙痒症21.1982.BurgdorferW.Lyme病22.1983.MontaignerL.HIV发现23.1983.RileyLW.EcoliO157致病24.1984.IsbergR.细菌(YersiniaPsudotabercolosis)可以使HB10lofEcoli有侵袭性。第一次证明由单个基因引起的毒力性质转移。25.1983.MarshallB.幽门螺杆菌发现26.1985.GalloR.AZT抑制HCV.27.1988.Mullis.PCR发明1993Nebel(化学)28.1988.Falkow.Koch’spostulates基因/产物对毒力.29.1992.酵母1/16将染色体全基因测序30.1995.嗜血流感杆菌全基因组测定31.1995.PetersCJ.新型HatanVirus发现1.发现新病原体与疾病关系(新病原体:Emergingdisease)2.新诊断方法、治疗、预防分子诊断：免疫、核酸，PCR治疗：IFN等基因工程产品，免疫治疗，基因治疗预防：DNA免疫、多价疫苗、重组疫苗3.基因组计划与毒力因子功能研究1995.嗜血流感杆菌全基因组测定细菌毒素，毒力因子功能研究4.新的致病机理研究（三）当前微生物学的研究热点第二章微生物的生物学性状第一节细菌一、细菌的大小与基本形态介于0.2-几个微米(μm)之间。1.球形细菌(coccus)2.杆状细菌(bacillus)3.弯曲形细菌(spiralbacterium)二、细菌的基本结构(Basicstructuresofbacteria)基本结构:都具有的结构。Cellwall细胞壁Cytoplasmicmembrane细胞膜Cytoplasm细胞质Nuclearmaterial核质Capsule荚膜Flagellum鞭毛Pilus菌毛Endospore芽胞革兰阳性菌：肽聚糖、磷壁酸革兰阴性菌：外膜、脂蛋白、肽聚糖细胞壁1.革兰阳性菌的胞壁:肽聚糖(peptidoglycan):层数多,含量高,占细胞壁干重的50-80%且质地致密。磷壁酸(teichoicacid)金黄色葡萄球菌胞壁肽聚糖结构图青霉素作用点肽聚糖(peptidoglycan),粘肽(mucopeptide)或胞壁质(murein)。1聚糖骨架(glycanbackbone)N-乙酰葡萄糖胺(N-acetylglucosamine,NAG)和N-乙酰胞壁酸(N-acetylmuramicacid,NAM)2四肽侧链(tetrapeptide)(L-丙氨酸，D-谷氨酸，L-赖氨酸，D-丙氨酸）3五肽交联桥(pentapeptidebridge)（甘氨酸）脂多糖孔蛋白脂质双层脂蛋白营养结合蛋白肽聚糖载体蛋白周质间隙外膜细胞膜革兰阴性菌细胞壁结构模式图淋病奈瑟菌（G-）的肽聚糖层G-细菌细胞壁（G-）革兰阴性菌胞壁:肽聚糖:含量只1-3层,占胞壁干重的10-20%左右,侧链之间以肽键直接交联,形成较疏松的结构。脂蛋白外膜脂多糖(lipopolysaccharides,LPS),内毒素、热原O-多糖侧链、核心寡聚糖脂质A(lipidA)外膜蛋白：孔蛋白(Porins)外膜A蛋白(OmpA)周浆间隙（periplasmicspace）GGGGMM丙谷DAP丙丙DAP谷丙大肠杆菌胞壁肽聚糖结构图细菌胞壁结构比较─────────────────────────────细胞壁结构革兰阳性菌革兰阴性菌─────────────────────────────组成肽聚糖、磷壁酸肽聚糖、外膜、脂蛋白肽聚糖结构肽聚糖,侧链,交联桥肽聚糖,侧链四肽侧链L-赖氨酸二氨基庚二酸（DPA）交联方式侧链间以肽桥交联侧链间以肽键交联厚度20-80nm10-15nm层数可达50层仅1-2层含量占胞壁干重50-80%占胞壁干重5-20%机械强度高差糖类含量约45%约15%脂类含量约2%约20%磷壁酸+-外膜-+脂蛋白-+脂多糖-+间周隙-+溶菌酶作用+-青霉素作用+-─────────────────────────────3.胞壁的功能(1)维持细菌的形态。保护细菌抵抗低渗环境。(2)防止溶菌酶等酶系的消化,阻止抗生素透过。(3)构成染色反应的差别。(4)决定抗原性。(5)与致病有关。(6)物质交换。胞壁缺损的细菌(Wall-lessformsofBacteria)英国李斯特研究院(ListerInstitute)的研究人员1935年首先在念珠状链杆菌(Streptobacillusmoniformis)观察到细菌L型(L-forms)。原生质体(proplast):革兰阳性菌胞壁缺失原生质球(spheroplast):革兰阴性菌肽聚糖缺失支原体（Mycoplasma）(二)细胞膜(cellmembrane),又称胞浆膜(cytoplasmicmembrane)1.结构:2.功能(1)物质交换(2)酶系活动的场所中间体(mesosome)(三)细胞浆(cytoplasm)(四)遗传物质1.拟核(nucleoid):2.质粒(plasmid):三细菌的特殊结构(一)荚膜(capsule):(二)鞭毛(flagella):是胞浆内的长出的细长的丝状物。1.鞭毛是细菌的运动器官。(chemotaxis)2.鞭毛的数目:单毛菌、丛毛菌及周毛菌3.化学成分:鞭毛蛋白素(flagellin)组成,有抗原性和特异性,可用于细菌的型别鉴定。(三)菌毛(pili):1.与致病性有关:2.性菌毛与细菌间遗传物质转移有关:(四)细菌的芽胞(spore)1.结构(从内到外):(1)芽胞原生质(2)内膜(3)芽胞壁(4)皮质(5)外壳(6)外壁皮质四细菌理化性状与新陈代谢（一）、细菌的理化性状1小分子物质2大分子物质3细菌体内的特殊化学物质:DAP(二氨基庚二酸,革兰氏阴性菌的交连桥中的特殊成分)DPA(吡啶二羧酸,芽胞的特殊成分)带电现象:表面积:体积小,表面积大,利于物质交换透光性:半透性和渗透压:（一）细菌生长繁殖的条件1．水2．PH:最适PH是细菌生长繁殖所必须的AcidophilesNeutrophilesAlkalophiles3．气体:与细菌生长繁殖相关的是氧气和二氧化碳专性需氧菌(obligateaerobes):如结核、霍乱等专性厌氧菌(obligateanaerobes):如破伤风、肉毒杆菌等。兼性厌氧菌(facultativeanaerobes)：大多数病原菌属于此类。Superoxidedismutase:2O2-+2H+→H2O2+O2Catalase:2H2O2→2H2O+O2PeroxidaseH2O2+A