医学微生物学(详细)

医学微生物学1.绪论1．微生物：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。2．微生物的分类：种类细胞结构核酸特点代表非细胞型微物无典型细胞结构构DNA或RNA,两者不同时存在无产生能量的酶系统，只能在活细胞内生长增值病毒原核细胞型微生物无核膜、核仁，仅有核糖体DNA和RNA古生菌、细菌（细菌、支原体、衣原体、立克次体、螺旋体和放线菌）真核细胞型微生物细胞核分化程度很高，有核膜核仁，细胞器完整DNA和RNA真菌3.病原微生物：少数具有致病性，能引起人类、植物病害的微生物。机会致病性微生物：在正常情况下不致病，只有在特定情况下导致疾病的微生物。4，郭霍法则：①特殊的病原菌应在同一种疾病中查见，在健康人中不存在；②该特殊病原菌能被分离培养得纯种；③该纯培养物接种至易感动物，能产生同样病症；④自人工感染的实验动物体内能重新分离得到该病原菌纯培养。郭霍法则的特殊情况5.免疫学：㈠主动免疫；㈡被动免疫。第一篇细菌学第1章细菌的形态与结构第一节细菌的大小与形态观察细菌常采用光学显微镜，一般以微米为单位。按细菌外形可分为：①、球菌（双球菌、链球菌、葡萄球菌、四联球菌、八叠球菌）②、杆菌（链杆菌、棒状杆菌、球杆菌、分枝杆菌、双歧杆菌）③、螺形菌（弧菌、螺菌、螺杆菌）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、鞭毛、菌毛、芽胞2.革兰阳性菌（G+）：显紫色;革兰阴性菌（G-）：显红色。3.细胞壁格兰阳性菌G+格兰阴性菌G-肽聚糖聚糖骨架、四肽侧链、五肽交联桥（三维立体结构）聚糖骨架、四肽侧链（二维结构）磷壁酸（重要的菌体表面抗原）外膜（脂多糖、脂质双层、脂蛋白）4.G-菌的外膜｛脂蛋白LPS（脂质A，核心多糖，特异多糖）脂质双层脂多糖｝脂多糖即G-菌的内毒素。LPS是G-菌的重要致病物质，使白细胞增多，直至休克死亡；另一方面，LPS也可增强机体非特异性抵抗力，并有抗肿瘤等有益作用。①脂质A：内毒素的毒性和生物学活性的主要成分，无种属特异性，不同细菌的脂质A骨架基本一致，故不同细菌产生的内毒素的毒性作用均相似。②核心多糖：有属特异性，位于脂质A的外层。③特意多糖：即G-菌的菌体抗原（O抗原），是脂多糖的最外层。5.细胞壁的功能：维持菌体固有的形态，并保护细菌抵抗低渗环境。G-菌的外膜是一种有效的屏障结构，使细菌不易受到机体的体液杀菌物质、肠道的胆盐及消化酶等的作用。6.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直接破坏或合成呗抑制，这种细菌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。原生质体：G+菌细胞壁缺失后，原生质层仅被一层细胞膜包住原生质球：G-菌肽聚糖层受损后尚有外膜保护细菌L型的诱发因素，如：溶菌酶，青霉素，溶葡萄球菌素，胆汁，抗体，补体等。溶菌酶：能裂解肽聚糖中N-乙酰葡萄胺和N-乙酰胞壁酸之间的B-1，4糖苷键，破坏聚糖骨架，引起细菌裂解。青霉素：能与细菌竞争合成肽聚糖过程中所需的转肽酶，抑制四肽侧链上D-丙氨酸与五肽桥间的联结，使细菌不能合成完整的肽聚糖，在一般渗透压环境中科导致细菌死亡。细菌L型需在高渗低琼脂含血清的培养基中生长。G+菌细胞壁缺损形成的原生体，在普通培养基中很容易胀裂死亡，必须保存在高渗环境中。7.细胞膜：细胞膜的主要功能：ⅰ物质转运ⅱ呼吸和分泌ⅲ生物合成ⅳ参与细菌分裂8.细胞质：①核糖体链霉素（与细菌核糖体的30S亚基结合）和红霉素（与细菌核糖体的50S亚基结合）均能干扰其蛋白质合成，从而杀死细菌，但对人体核糖体无害。②质粒染色体外的遗传物质，为闭合环状的双链DNA③胞制颗粒贮藏有营养物质。异染颗粒（也成迂回体，嗜碱性强，用甲基蓝染色时着色较深呈紫色）常见于白喉棒状杆菌。9.核质：细菌的遗传物质。10.细菌的特殊结构⑴．荚膜：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。厚度≧0.2微米边界明显的称为荚膜或大荚膜；厚度﹤0.2微米的为微荚膜。若粘液物质疏松地附着于菌细胞表面，边界不明显且易被洗脱者成为粘液层。大多数细菌的荚膜为多糖，多糖分子组成和构型的多样化使其结构极为复杂，成为血清学分型的基础。荚膜对一般碱性染料亲和力低，不易着色。荚膜的功能：Ⅰ抗吞噬作用；Ⅱ粘附作用；Ⅲ抗有害物质的损伤作用。⑵．鞭毛：包括：单毛菌、双毛菌、丛毛菌、周毛菌鞭毛由基础小体、钩状体、丝状体三部分组成。鞭毛的功能：使细菌能在液体中自由游动，速度迅速。细菌的运动有化学趋向性，常向营养物质处前进，而逃离有害物质。⑶．菌毛：必须用电子显微镜观察①普通菌毛②性菌毛：仅见于少数G-菌。⑷．芽胞：细菌的休眠形式，营养缺乏尤其是C、N、P元素不足时，细菌生长繁殖减速，启动芽胞形成的基因。细菌的芽胞由内向外依次是：核心、内膜、芽胞壁、皮质、外膜、芽胞壳和押宝外衣。芽胞具有完整的核质、酶系统和合成菌体组分的结构，能保存细菌的全部生命必须物质，芽胞形成后细菌即失去繁殖能力。一个细菌只形成一个芽胞，一个芽胞也只能生成一个菌体。细菌的芽胞对热力、干燥、辐射、化学消毒剂等理化因素均有强大的抵抗力。此外，当芽胞成为繁殖体后，能迅速大量繁殖而致病。第二章细菌的生理第一节细菌的理化性质1．细菌的化学组成水、无机盐、蛋白质、糖类、脂肪、核酸2.细菌的物理性状①.光学性质；②.表面积;细菌的相对表面积大，有利于同外界进行物质交换；③.带电现象；④.半透性：细菌的细胞膜和细胞壁都有半透性，有利于吸收营养和排除代谢产物；⑤.渗透压：细菌所处一般环境相对低渗。第二节细菌的营养和生长繁殖一、细菌的营养类型1、自养菌：化能自养菌、光能自养菌2、异养菌：腐生菌、寄生菌所有的病原菌都是异养菌，大部分属寄生菌。二、细菌的营养物质1、水2、碳源3、氮源：作为菌体成分的原料4、无机盐：常用元素（P,S,K,Na，Mg,Ga.Fe）微量元素（Zn,Cu,Mn,钴）各类无机盐的公用：①、构成有机化合物，成为菌体的成分；②、作为酶的组成成分，维持酶的活性；③、参与能量的储存和转运；④、调节菌体内外渗透压；⑤、某些元素与细菌的生长繁殖和致病作用密切相关。5、生长因子：生长因子是指，某些细菌细菌生长所必须的但自身又不能合成，必须由外界供给的物质。三、细菌摄取营养物质的机制1.被动扩散：2.主动转运系统：Ⅰ、依赖于周浆间隙结合蛋白的转运系统；Ⅱ、化学渗透趋势转运系统；Ⅲ、基团转移四、影响细菌生长的环境因素1、营养物质2、氢离子浓度（pH）3、温度4、气体：①专性需氧菌：具有完善的呼吸酶系统，以分子氧为受氢体，仅能在有氧环境下生长②微需氧菌：在低氧压生长最好③兼性厌氧菌：兼有需氧系统和无氧发酵两种功能，在有氧或无氧环境均能生长，但以有氧环境生长较好④专性厌氧菌：缺乏完善的呼吸酶系统，利用氧以外的其他物质作为受氢体，只能在低氧分压或无氧环境中进行发酵5、渗透压：五、细菌的生长繁殖①、个体的生长繁殖②、群体的生长繁殖：1、迟缓期；2、对数期；3、稳定期；4、衰亡期第三节细菌的新陈代谢和能量转换一、细菌的能量代谢细菌能量代谢活动中主要涉及ATP形式的化学能。细菌的有机物分解或无机物氧化过程中释放的能量通过底物的磷酸化或氧化磷酸化合成ATP。生物体能量代谢的基本生化反应是生物氧化，其方式包括：加氧、脱氢和托电子反应，细菌则以脱氢或氢的传递更为常见。发酵：以有机物为受氢体的生物氧化。呼吸：以无机物为受氢体的生物氧化。以分子氧为受氢体的是有氧呼吸，以其他无机物为受氢体的是厌氧呼吸。病原菌合成细胞组分和获得能量的基质主要为糖类，通过糖的氧化或酵解释放能量，并以高能磷酸键的形式（ATP/ADP）储存能量。1、EMP途径，又称糖酵解。大多数细菌共有的基本代谢途径，有些专性厌氧菌产能的唯一途径。2、磷酸戊糖途径，又称一磷酸己糖途径。为生物合成提供前提和还原能。3、需氧呼吸，需氧菌和兼性厌氧菌进行需氧反应。4、厌氧呼吸，专性厌氧菌和兼性厌氧菌都能进行厌氧呼吸。二、细菌的代谢产物㈠、分解代谢产物和细菌的生化反应㈡、合成代谢产物及其医学上的意义1.热原质（致热源），是细菌合成的一种注入人体或动物体内能引起发热反应的物质。产生热致源的细菌大都为格兰阴性菌，热致源即其细胞壁的脂多糖。2.毒素及侵袭性酶：①、外毒素：多数G+菌和少数G-菌在生长繁殖过程中释放菌体外的蛋白质；②、内毒素：G-菌细胞壁的脂多糖；外毒素毒性强于内毒素。③、侵袭性酶：某些细菌产生的，能损伤机体组织，促使菌体的侵袭和扩散，是细菌重要的致病物质。3.色素：4.抗生素：某些微生物代谢过程中产生的一类能抑制或杀死某些其他微生物或肿瘤细胞的物质。抗生素大多由放线菌和真菌产生。5.细菌素：某些菌株产生的一类具有抗菌作用的蛋白质。细菌素仅对与产生菌有亲缘关系的细菌有杀伤作用。6.维生素：第三节细菌的人工培养一、培养基基础培养基增菌培养基选择培养基鉴别培养基厌氧培养基二、细菌在培养基中的生长情况㈠液体培养基㈡固体培养基菌落：单个细菌分裂繁殖成肉眼可见的细菌基团。光滑型菌落粗糙型菌落粘液型菌落㈢半固体培养基三、人工培养细菌的用途1．医学：①感染性疾病的病原学诊断②细菌学的研究③生物制品的制备工农业生产基因工程第3章消毒灭菌与病原微生物实验室生物安全第一节消毒灭菌的常用术语灭菌：杀灭生物体上所有微生物的方法。消毒：杀死物体上或环境中的病原微生物，并不一定能杀死细菌芽胞或非病原微生物的方法。防腐：防止或抑制皮肤表面细菌生长繁殖的方法。无菌：无菌即不存在活菌，多是灭菌的结果。无菌操作：防止细菌进入人体或其他物品的操作技术。清洁：减少微生物数量的过程。第二节消毒灭菌的方法一、物理消毒灭菌法㈠、热力灭菌法①干热灭菌法：一般细菌繁殖体在干燥状态下，80-100℃经1小时可被杀死，芽胞则需要更高温度才能被杀死。包括：焚烧、烧灼、干烤、红外线②湿热灭菌法：最常用，在相同温度下湿热灭菌法比干热灭菌法效果更好，因为：ⅰ湿热中细菌菌体蛋白较易凝固变性；ⅱ湿热的穿透力比干热大；ⅲ湿热的蒸汽有潜热效应存在。包括：巴氏消毒法（加热至61.1-62.8℃30分钟，71.7℃经15-30秒）、煮沸法、流动蒸汽消毒法、间歇蒸汽灭菌法、高压蒸汽灭菌法。㈡、辐射杀菌法：①紫外线：波长240—300nm的紫外线具有杀菌作用，其中以265—266nm最强。②电离辐射③微波：波长为1—1000mm的电磁波，不能穿透金属表面。微波主要靠热效应发挥作用，且必须在有一定含水量条件下才能显示出来。㈢、滤过杀菌法㈣、干燥杀菌法㈤、低温杀菌法二、化学消毒灭菌法原理：⑴、促进菌体蛋白质变性或凝固；⑵、干扰细菌的酶系统和代谢；⑶、损伤细菌的细胞膜而影响细菌的化学组成、物理结构和生理活动。第四节影响消毒灭菌效果的因素㈠、微生物的种类微生物对消毒灭菌的敏感性高低排序大致如下：真菌、细菌繁殖体、有包膜病毒、无包膜病毒、分枝杆菌、细菌芽胞。㈡、微生物的物理状态㈢、微生物的数量㈣、消毒剂的性质、浓度及作用时间㈤、温度：消毒剂的杀菌作用速度随温宿升高而加快。㈥、酸碱度㈦、有机物第五节病原微生物实验室生物安全一、病原微生物的分类1、能够引起人类或动物非常严重疾病的微生物，以及我国尚未发现或已经宣布消灭的微生物。2、能够引起人类或动物严重疾病，比较容易直接或间接在人与人、动物与动物、动物与人间传播的微生物。3、能够引起人类或动物疾病，但一般情况下对人、动物或环境不构成严重危害，传播风险有限，实验室感染后很少引起严重疾病并且具备有效治疗和预防措施的微生物。4、通常情况下不会引起人类或动物疾病的微生物。二、病原微生物实验室的分级一级：二级：三级：四级：第6章细菌的耐药性第一节抗菌药物的种类及其作用机制1.抗菌药物包括抗生素和化学合成的药物，抗生素是指对特意微生物有杀灭和抑制作用的微生物产物。一、抗菌药物的种类㈠．按化学结构和性质分类1.B-内酰胺类：均含有B-内酰胺环。①青霉素类：②头孢菌素类：③头霉素：④单环B-