微生物学4999232

细菌学总论周亚滨微生物学教研室绪论（0.5学时）一、微生物------存在于自然界中，形体微小，结构简单，肉眼看不见，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。本章要点1.微生物的概念；2.微生物的种类；3.微生物的发展简史；学习提纲二、微生物的种类微生物种类繁多，按其大小、结构、组成等，可分为三大类：真核细胞型微生物原核细胞型微生物非细胞型微生物1.真核细胞型微生物的结构中有：细胞核，细胞质，细胞膜，细胞器。如：真菌2.原核细胞型微生物结构中有：核质，细胞膜，细胞壁如：细菌、衣原体、支原体、立克次体、螺旋体、放线菌。3.非细胞型微生物是由核酸（DNA/RNA）和蛋白质组成。如：病毒。三、微生物与人类的关系有益的方面：1、参与自然界中C、N、S等元素的循环。2、农业方面：杀虫、造肥、固氮……3、工业方面：食品发酵、石油脱蜡……4、医药方面：制药、正常菌群……有害的方面：1、引起人类及动植物病害2、导致工业产品、农副产品和生活用品的腐烂和霉烂。四、微生物学的分类微生物学是研究微生物的类型、分布、形态、结构、代谢、生长繁殖、遗传、进化，以及与人类、动植物等相互关系的科学。微生物学具其研究的对象不同，有如下分支学科：•医学微生物学•兽医微生物学•农业微生物学•工业微生物学•药学微生物学五、医学微生物学发展史微生物的发展过程大致可分三个时期：1.实验微生物学时期------微生物的发现及病原微生物学的建立：代表人物、事件有：Leeuwenhoek----显微镜Pasteur----巴氏消毒法Koch----分离细菌，郭霍法则Iwanovsky----烟草花叶病毒Loeffler,Frosch----口蹄疫病毒Walter-Reed----黄热病毒Twort----噬菌体2.实验微生物学时期------抗感染免疫、化学疗法及抗生素的发现：代表人物、事件有：Jenner----牛痘预防天花Pasteur----霍乱、炭疽、狂犬疫苗Behring----白喉抗毒素меЧНИкоВИИ----吞噬细胞学说Ehrlich----体液抗体学说Wright----体液免疫、细胞免疫Ehrlich----砷凡纳明Fleming，Florey----青霉素3.现代微生物学时期（1）新病原微生物的发现朊病毒，军团菌，幽门螺杆菌，人类免疫缺陷病毒，埃博拉病毒，SARS病毒等……（2）病原微生物致病性的认识内源性感染，细菌耐药性，分子水平上的致病机制的研究……（3）微生物学诊断技术快速、准确、简易；ELISA，PCR……（4）微生物的防治措施新型疫苗的研制:核酸疫苗，基因工程疫苗……1、解释名词：微生物微生物学2、微生物可分为几种类型？各型的结构有何特点？3、微生物的发展经历了那几个阶段？每段各举一例代表事件、代表人物。本章重点习题第一章细菌的形态与结构（3.5学时）细菌（bacterium）：是属于原核生物界的一种单核细胞微生物；它形体微小、结构简单，具有细胞壁和原始核质，无核仁和核膜，除核糖体外无其他细胞器。第一节细菌的大小与形态一、细菌的大小------观察仪器：光学显微镜测量单位：微米(μm)二、细菌的形态------球菌(coccus)；杆菌(bacillus)螺形菌(spiralbacterium)本章要点1.细菌的大小、形态；2.细菌的结构：基本结构；特殊结构；学习提纲1.球菌：外观呈球形或近似球形，直径在1μm左右，由于繁殖时细菌分裂平面不同和分裂后菌体之间相互粘附程度不一，可有以下几种排列方式：双球菌如：脑膜炎球菌、淋球菌链球菌如：乙型溶血性链球菌葡萄球菌如：金黄色葡萄球菌四联球菌如：四联加夫基菌八叠球菌如:藤黄八叠球菌2.杆菌：形态多呈直杆状，也有的菌体稍弯；多数呈分散存在，亦有规则排列者。不同杆菌的大小、长短、粗细很不一致。具杆菌的形态、排列特点不同，有如下分类：链杆菌如：炭疽杆菌梭杆菌如：核梭杆菌球杆菌如：布氏杆菌分支杆菌如：结核杆菌棒状杆菌如：白喉杆菌……3.螺形菌：菌体弯曲，长度不等。有以下几种形态分类：弧菌如：霍乱弧菌螺菌如：鼠咬热螺菌螺杆菌如：幽门螺杆菌第二节细菌的结构细菌的结构分为以下两类：基本结构包括：细胞壁；细胞膜；细胞质；核质。特殊结构包括：荚膜；鞭毛；芽孢；菌毛。一、基本结构（一）细胞壁(cellwall)------位于细菌细胞的最外层，包绕在细胞膜的周围，组成较复杂，并随不同细菌而异。用革兰氏染色法可将细菌分为：革兰氏阳性菌（G+）革兰氏阴性菌（G-）1、革兰氏阳性菌细胞壁组分：肽聚糖、磷壁酸、蛋白质（1）.肽聚糖（peptidoglycan）-----多聚糖，是细菌细胞壁中的主要成分，为原核细胞所特有。亦称为：粘肽（mucopeptide）/糖肽(glycopeptide)/胞壁质(murein)其主要化学组成为：肽聚糖骨架---N-乙酰葡糖胺(N-acetylglucosamine,G)聚N-乙酰胞壁酸(N-acetylmuramicacid,M)糖四肽侧链--L-丙氨酸，D-谷氨酸，L-赖氨酸，D-丙氨酸五肽交联桥---甘氨酸※其结构示意图如参看课本第11页，图1-3。（2）.磷壁酸（teichoicacid）-----由核糖醇或甘油残基经磷酸二酯键互相连接而成的多聚物；多个磷壁酸分子组成长链穿插于肽聚糖层中。是革兰氏阳性菌细胞壁特有的组分。有两种类型：壁磷壁酸---通过磷脂与肽聚糖上的胞壁酸共价结合。膜磷壁酸---与细胞膜外层上的糖脂共价结合。（3）.蛋白质（protein）-----某些革兰氏阳性菌表面尚有一些特殊的表面蛋白质；如：金黄色葡萄球菌---A蛋白（SPA）A组链球菌---M蛋白2、革兰氏阴性菌细胞壁组分主要有：肽聚糖；外膜（脂蛋白脂质双层脂多糖）（1）.肽聚糖---由聚糖骨架和四肽侧链组成。仅有1~2层。（2）.外膜---是革兰氏阴性菌特有的组分，由脂蛋白，脂质双层，脂多糖三部分组成。※其结构特点参见课本第13页，图1-6。①脂蛋白---位于肽聚糖层和脂质双层之间，起连接作用，使外膜和肽聚糖构成一个整体。②脂质双层---磷脂双层，内嵌外膜蛋白（outmembraneproteinOMP），具有不同的功能。如有的外膜蛋白为孔蛋白是小分子的通道；有的是噬菌体、性菌毛、细菌素的受体。③脂多糖(lipopolysaccharideLPS)---是革兰氏阴性菌的内毒素；有以下三部分组成：脂质A（LipidA）：糖磷脂。是细菌内毒素的毒性和生物学活性的主要组分，无种属特异性。是细菌内毒素的毒性和生物学活性的主要组分。核心多糖(corepolysaccharide)：位于脂质A的外层，由己糖、庚糖、2-酮基-3-脱氧辛酸（KDO）、磷酸乙醇胺等组成。有种属特异性。特异多糖(specificpolysaccharide)：由数个至数十个低聚糖重复单位组成的多糖链。具有种特异性。革兰是阴性菌的菌体抗原（O抗原）（二）细胞壁的功能---细胞壁坚韧而有弹性，主要功能有以下几个方面：1.维持菌体形态；抵抗渗透压的影响；2.参与细菌体内外的物质交换；3.具有多种抗原表位，诱发机体免疫应答；4.粘附宿主细胞，与细菌致病性有关。（三）细菌细胞壁缺陷型---细菌L型细菌细胞壁的肽聚糖结构受到理化或生物因素的作用被破坏或合成被抑制后，在高渗环境下，仍可生存。革兰氏阳性菌细胞壁缺陷后，原生质仅被一层细胞膜包住，称为原生质体(protoplast).革兰氏阴性菌肽聚糖层受损后尚有外膜保护，称为原生质球（spheroplast）这种细胞壁受损的细菌能够生长和分裂者称为细菌细胞壁缺陷型或L型（bacterialLform）1.细菌L型的成因：可致L型的因素有:溶菌酶，溶葡萄球菌素，青霉素，胆汁，抗体，补体等。2.细菌L型的形态：大小不一，高度多形性。革兰氏染色阴性。3.细菌L型的培养：高渗、低琼脂、10%-20%血清、3%-5%NaCl、10%-20%蔗糖；生长缓慢；油煎蛋样菌落；4.细菌L型的致病性：引起慢性感染；(二)、细胞膜（cellmembrane）---位于细胞壁内侧，厚约7.5mm，柔韧致密，富有弹性。由磷脂和多种蛋白质组成。功能：参与细菌物质转运，生物合成，分泌、呼吸等生物学作用。中介体：部分细胞膜内陷、折叠、卷曲形成的囊状物。功能：扩大细胞膜面积；增加酶的含量和能量的产生。(三)、细胞质（cytoplasm）---细胞膜包裹的溶胶状物质。亦称原生质（protoplasm）由水、蛋白质、脂类、核酸及少量糖和无机盐组成。内含核糖体、质粒、胞质颗粒等许多重要结构。1.核糖体（ribosome）:细菌合成蛋白质的场所，游离存在于细胞质中，每个细菌体内可达数万个。沉降系数为70S（30S+50S）。由RNA(66%)和蛋白质（34%）组成。核糖体RNA(rRNA)---23S,16S,5SrRNA。是某些抗生素作用位点。2.质粒（plasmid）：染色体外的遗传物质，存在于细胞质中。为闭合环状的双链DNA，带有遗传信息，控制细菌某些特定的遗传性状如：菌毛，细菌素，毒素，耐药性等的形成。3.胞质颗粒:细菌细胞质中含有多种颗粒，大多为储藏的营养物质，包括糖原、淀粉等多糖、脂类、磷酸盐等。当细菌生活环境中营养充足时,胞质颗粒较多,养料和能源短缺时,颗粒减少甚至消失。异染颗粒（metachromaticgranule）（四）、核质（nuclearmaterial）------由单一密闭环状DNA分子反复回旋卷曲盘绕组成的松散网状结构。集中于细胞质的某一区域。无核膜、核仁和有丝分裂器。是细菌的遗传物质。二、特殊结构（一）、荚膜（capsule）------细菌代谢过程中分泌在细胞壁外的一层粘液性物质，能牢固地与细胞壁结合，厚度≤0.2μm，边缘明显。微荚膜(microcapsule)---厚度0.2μm者。粘液层(slimelayer)--边界不明显且已被洗脱者。糖萼(glycocalyx)---介于荚膜和粘液层之间的结构。1.荚膜的化学组成：多糖；多肽；透明质酸。2.荚膜的形成：在人和动物的体内或营养丰富的培养基中易形成。在普通培养基上或连续传代则易消失。光滑型菌落（S）失去荚膜后会转变成粗糙型菌落（R）3.荚膜的功能：抗吞噬作用；粘附作用；抗有害物质的损伤作用。（二）、鞭毛(flagellum)------某些细菌表面附着的细长呈波状弯曲的丝状物。根据鞭毛的数量、位置可将鞭毛菌分成四类:单毛菌；双毛菌；从毛菌；周毛菌。有鉴别意义1、鞭毛的结构:鞭毛自细胞膜长出，游离于细胞外，由基础小体；钩状体；丝状体组成。※结构示意图参看课本第22页，图1-14鞭毛长：5-20μm；直径：12-30μm2、鞭毛的化学组成：蛋白质3、鞭毛的功能：运动器官：有鞭毛的细菌在液体环境中能自由的运动。具抗原性：H抗原，有特异性，对细菌的鉴别、分型有一定的意义。致病性：有些细菌的鞭毛与致病性有关。如:霍乱弧菌（三）、菌毛（pilus）------许多G+菌和少数G-菌菌体表面存在着一种比鞭毛更细、更短而直硬的丝状物。与细菌的运动无关。1.菌毛的化学组成：蛋白质2.菌毛的种类：根据功能不同，菌毛可分为普通菌毛性菌毛3.菌毛的功能：普通菌毛---粘附作用，与细菌的致病性密切相关。如：大肠埃希氏菌的I型菌毛；肠产毒型大肠杆菌的定植因子（CFA/I）性菌毛---传递遗传物质。噬菌体吸附的受体。（四）、芽孢(endospore/spore)------某些细菌在一定环境条件下，能在菌体内部形成一个圆形或卵圆形小体，是细菌的休眠形式。产生芽孢的细菌都是G+菌。不同细菌的芽孢形态、大小、位置有所差异，是鉴别细菌的指标之一。1.芽孢的结构：具多层膜结构，从外至内依次是：※芽孢的结构示意图请参看课本第25页，图1-18。芽孢结构组分芽孢外衣脂蛋白、糖类芽孢壳疏水性蛋白质，致密外膜细胞膜皮质皮质肽聚糖，吡啶二羧酸（DAP）芽孢壁肽聚糖内膜细胞膜核心核质、核糖体、酶类、DAP、Ca+2.芽孢的形成与发芽：芽孢的形成-