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1、 第一章 绪 论 主要内容: 一、微生物与微生物学 (一)微生物概述 (二)微生物学 (三)微生物分类 二、微生物学发
2、展简史 三、微生物学现状与发展方向一、 微生物与微生物学(一)微生物概述:概念、特点、作用1.概念:微生物是存在于自然界中,个体微小,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.特点:(1)个体微小、结构简单、表面积大、代谢力强、繁殖快。
3、60; (2)种类多、分布广、数量大。 (3)易发生变异3.作用:(1)推动自然界物质循环:微生物可分解环境中的有机物,产生无机物和CO2,供植物利用,这是生物生存的必需条件。 (2)促进工农业生产:如食品发酵、制革、石油脱蜡、污水处理等;造肥、催长、杀虫等。 &
4、#160; ( 3 )在医药方面的应用:用于药物生产,如抗生素、维生素、氨基酸、激素、酶制剂等;用于药物检验,如药物抗菌活性测定、抗生素效价测定等。 ( 4 )与人类的关系(功能及危害):正常菌群对人体有利无害;致病菌可引起疾病。(二)微生物学(microbiology): 1.微生物学的概念: 是研究微生物形态、结构、生命活动规律及其应用的一门科学。
5、60; 2.教材的内容与使用:本书共三篇,分别为:免疫学基础、微生物学概论与常见病原微生物、微生物在药学中的应用。 学习目的:掌握三基-基础理论、基本知识、基本技能。(三)微生物分类:
6、0; 1.微生物在生物界的位置:目前,所有生物分为六个界,即病毒界、原核生物界、真菌界、原生生物界、植物界、动物界。微生物属于除植物界、动物界以外的其他四个界。2.按细胞水平分类:非细胞型微生物、原核细胞型微生物、真核细胞型微生物。3.细菌的命名法(P133):分类单位:也按 -界(Kingdom)、门(Division)、纲(Class)、目(Order)、科(Family)、属(Genus)、种(Species)。细菌的命名法一般采用林奈拉丁双名法,即属名加种名。如金黄色葡萄球菌的学名为:Staphyloccocus aureus Rosenbach.结核分枝杆菌的学名为:Mycobact
7、erium tuberculosis,也可称其俗名结核杆菌,tubercle bucillus。 二、微生物学发展简史1.经验时期:酿酒、制醋:3000多年前我国就有记载。 保存食物:盐腌、糖渍、风干、烟熏等。 防治疾病:喝沸水、种人痘、中草药治病。&
8、#160; 认识疾病:对结核、鼠疫等的认识。黄帝内经<<素问>>中记载:"五疫之至,皆相染易,无问大小,病状相似"。2. 微生物学的形态时期-1676年荷兰人Leeuwenhoek用自制的放大镜首先发现微生物,在镜下观察到污水、牙垢粪便等标本中含有肉眼看不见的球形、杆状或螺旋状的微小生物,他称其为Living beasts。这是人类第一次认识微生物。随后,人们陆续发现了各种微生物。3.微生物学的实验(生理学)时期19世纪60年代法国学者巴斯德(Pasteur):通过曲颈瓶试验推翻
9、了自然发生说,认为酿酒的发酵与腐败、传染病的发生皆是微生物所为,建立了病菌学说。 创用巴氏消毒法。 研制疫苗预防疾病(鸡霍乱、炭疽、狂犬疫苗等)。德国学者郭霍(Koch):创用细菌培养法:分离到多种病原菌(如结核、霍乱等的病原菌)。
10、0; 提出郭霍法则:病原微生物总是在患传染病的机体中发现;病原菌在体外可获得纯培养物并能传代;培养物再接种易感机体可引起同样疾病。应用这三原则,很快又发现了很多病原菌。4.免疫学的诞生5.病毒的发现:Iwanovsky-发现烟草花叶病毒。 6.抗菌药物的发现 :Ehrlich-砷凡纳明、Domagk-百浪多息Fleming和Florey-青霉素 三、微生物学现状与发展方向(一) 微生物学的现状: 1.控制和消灭传染病方面(成就
11、): 天花、脊髓灰质炎 鼠疫、霍乱等 流感、麻疹、腮腺炎、风疹等 肝炎、结核、AIDS、STD等 SARS &
12、#160; 2.不断发现新的微生物: 嗜肺军团菌-肺炎 幽门螺杆菌-消化性溃疡 如HIV-AIDS HCV、HDV、HEV、HGV、TTV-肝炎 大肠杆菌O157-出血性肠炎(伴肾
13、衰) 霍乱弧菌O139-霍乱 朊病毒-疯牛病 新型冠状病毒-SARS (二) 微生物学的发展方向: 基础理论研究:对微生物的形态结构、生理代谢、遗传变异等生命规律的研究,有利于疾病的预防和治疗;有利于产品的开发和改进
14、。 遗传工程方面:生物制药-老产品的改进提高;新产品的开发利用。小结(重点内容)微生物的特点(1)个体微小、结构简单、表面积大、代谢力强、繁殖快。(2)种类多、分布广、数量大。 (3)易发生变异微生物的种类三类:原核细胞型、真核细胞型、非细胞型微生物常见致病微生物:八类(四体、三菌加病毒) 第十一章 细菌学概论 第一节 细 菌 的 形 态 和 结 构 一、 细菌的大小和形
15、态(一) 细菌的大小(二) 细菌的形态与排列 二、 细菌的细胞结构 (一) 细菌的基本结构 (二) 细菌的特殊结构第一节 细菌的形态与结构一、细菌的大小与形态1.细菌的大小 -观察仪器:光学显微镜 测量单位:微米(m)
16、; 球菌(coccus):双、链、四联、八叠球菌和葡萄球菌。2.细菌的形态- 杆菌(bacillus): 长杆状、短杆状、球杆状和链杆状等。
17、 螺形菌(spiral bacterium) :包括弧菌和螺菌。 二、 细菌的基本结构(一)细胞壁(cell wall)-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:
18、60; 革兰氏阳性菌(G+) 革兰氏阴性菌(G-) 1.细胞壁的组分: (1)主要成分-肽聚糖(peptidoglycan)-多聚糖,细菌细胞壁中的主要成分,为原核细胞所特有。 粘肽(mucopeptide)/糖肽(glycopeptide)/胞壁质(murein)
19、160;聚糖骨架- N-乙酰葡糖胺 ( N-acetylglucosamine ,G)肽 N-乙酰胞壁酸 (N-acetylmuramic acid,M) L-丙氨酸聚
20、 四肽侧链- D-谷氨酸 L-赖氨酸糖 D-丙氨酸 五肽交联桥-甘氨酸5 (2) 革兰氏阳性菌特有成分-磷壁酸(teichoic
21、 acid):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。 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。-蛋白质: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
22、); A组链球菌-M蛋白(3)革兰氏阴性菌细胞壁组分 -肽聚糖-由聚糖骨架和四肽侧链组成。 仅有12层。 脂蛋白-外膜 脂质双层 &
23、#160; 脂多糖脂蛋白-外膜蛋白(out membrane protein OMP); 孔蛋白:小分子通道 脂质双层-磷脂双层脂多糖(lipopolysaccharide LPS)-
24、0; .脂质A(Lipid A):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。 .核心多糖(core polysaccharide):位于脂质A的外层,有种属特异性。 .特异多糖(specific polysaccharide):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)。革兰阳性、阴性菌细胞壁结构比较 细胞壁结构
25、 革兰阳性菌 革兰阴性菌 厚度 较厚
26、 较薄 肽聚糖 三链、多层 两链、层少 磷壁酸 &
27、#160; 有 无 外膜层
28、; 无 有 2.细胞壁的功能: (1)维持菌体形态;(2)抵抗渗透压的影响;(3)参与细菌体内外的物质交换;(4)具有多种抗原表位,诱发机体免疫应答;(5)粘附宿主细胞,与细菌致病性有关。(二)细胞膜(cell membrane)1结构:液态镶嵌型结构;由脂质双层加蛋白组成。2.功能:(1)参与细菌物质交换转运;(2)呼吸(
29、氧化)产能;(3)生物合成;(4)参与细胞分裂、芽孢形成等。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) 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; 抗生素作用位点。2.质粒(plasmid):染色体外
30、的遗传质,存在于细菌细胞质中。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-菌毛、细菌素、毒素、耐药性。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(metachromatic granule) 功能:是细菌的内环境-新陈代谢的场所。(四)核质(nuclear material):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。
31、0; 功能:是细菌的遗传物质,携带遗传信息,控制遗传性状。三、细菌的特殊结构 (一)荚膜(capsule)-某些细菌在营养丰富的环境中于细胞壁外形成的一层粘液性物质,能牢固地与细胞壁结合,厚度 0.2 m,边缘明显。 微荚膜(microcapsule)-厚度< 0.2 m者。 粘液层(slime layer)-边界不明显且易被洗脱者。 1.
32、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。3.荚膜的功能:保护细菌:抵抗干燥;抗吞噬作用;粘附作用;抗有害物质的损伤作用。有抗原特异性(鉴定分型)。 (二)芽孢(endospore/spore)-某些细菌在不良环境条件下,于菌体内部形成一个圆形或卵圆形小体,是细菌的休眠形式。
33、60; 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 2.芽孢的形成与发芽: (1) 芽孢的形成-细菌形成芽孢的能力是由菌体内的芽孢基因决定的。
34、 芽孢一般只在动物体外才形成。营养缺乏时易形成。 (2)芽孢的发芽-当环境适宜时,芽孢发育形成细菌的繁殖体。3.芽孢的功能:芽孢对热、干燥、辐射、化学消毒剂等理化因素均有强大的抵抗力。细菌繁殖体:80水中迅速死亡。细菌芽孢:100沸水中,可存活数小时。被炭疽杆菌芽孢污染的草原,传染性可保
35、持2030年。 4. 细菌芽孢抵抗力强的原因:芽孢含水量少,蛋白质受热后不易变性;芽孢具有多层致密的厚膜,理化因素不易进入;芽孢的核心和皮质中含有吡啶二羧酸,DAP与Ca 2+结合生成的盐能提高芽孢中各种酶的热稳定性。(三)鞭毛(flagellum)-某些细菌表面附着的细长呈波状弯曲的丝状物。
36、160; 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。 1鞭毛的化学组成:蛋白质2鞭毛的功能: (1)运动器官:有鞭毛的细菌在液体环境中能自由的运动。 (2)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。 (3
37、)致病性:有些细菌的鞭毛与致病性有关。如:霍乱弧菌(四)、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:普通菌毛(ordinary pilus) 性菌毛(sex pilus) 3.菌毛的功能: 普通菌毛
38、- 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。小结(重点内容):1、细菌的形态与排列:球菌(包括双球菌、链球菌、和葡萄球菌等)杆菌(包括长杆状、短杆状、球杆状和链杆状等)螺形菌(包括弧菌和螺菌)。2、细菌的基本结构细胞壁:结构组成、革兰阳性、阴性菌细胞壁结构比较、细胞壁的功能。 3、细菌的特殊结构荚膜、芽孢、鞭毛、菌毛的概念和功能。 主要内容一、细菌的繁殖与培养(p136)(一)细菌的生长与
39、繁殖:1.细菌的营养物质;2. 细菌生长繁殖的条件;3. 生长方式与速度。(二)细菌的人工培养:1.培养基;2.培养方法及生长现象;3.细菌的生长曲线。二、细菌的新陈代谢(p147)(一)细菌的酶(二)细菌的呼吸(产能过程)(三)细菌代谢产物及其应用:1.分解代谢产物和细菌的生化反应;2.合成代谢产物及其意义。一、细菌的生长繁殖与培养 (一)细菌的生长繁殖1.细菌的营养物质: (1) 营养物质种类:水、碳源、氮源、无机盐、生长因子。 (2)营养物质的吸收方式:简单扩散(simple diffusion)、促进扩散(facilitated diffusion)、主动运输(active
40、transport)、基团转移(group translocation)。(3)细菌的营养类型:光能自养型、光能异养型、化能自养型、化能异养型。2.细菌生长发繁殖的条件: (1):营养物质充足,比例合适。 (2)氢离子浓度(pH):pH 7.27.6。 (3)温 度:37 。 (4)气 体:不同的细菌对气体的需求有所差异。 专性需氧
41、菌:具有完善的呼吸系统,需要氧分子作为受氢体以完成需氧呼吸,仅能在有氧的环境下生存。如结核杆菌。 微需氧菌:在低氧压(56)生长最好,氧压大于10对其有抑制作用。 如幽门螺杆菌。 兼性厌氧菌:兼有需氧呼吸和无氧发酵两种功能,在有氧或无氧环境中都能生长,
42、 但以有氧时生长较好。如葡萄球菌。 耐氧菌:生长不需要氧气,也不会被氧气杀死。专性厌氧菌:缺乏完善的呼吸酶系统,只能在无氧环境中进行发酵。 如破伤风杆菌。 专性厌氧菌厌氧生长的机制 : a.缺乏氧化还原电势(Eh)高的呼吸酶 -细胞色素
43、和细胞色素氧化酶 只能在120mV以下的Eh时生长。 b.缺
44、乏分解有毒氧基团的酶-超氧化物歧化酶(SOD),触酶或过氧化物酶。 3.生长方式与速度: (1).细菌个体的生长繁殖: 繁殖方式:二分裂繁殖,无性繁殖。 繁殖速度: 2030min/代 代时-细菌分裂、数量倍增所需要的时间。(2).细菌群体的生长繁殖:细菌生长曲线 À迟缓期:细菌的适应阶段。该期菌体增大,代谢活跃,分裂迟缓,繁殖极少。Á对数期:生长迅速
45、,菌数急剧上升,细菌的形态、染色性、生理活性等都较典型。Â稳定期:细菌繁殖速度减慢,死菌数逐渐增加。 细菌的形态、染色性、生理性状有所改变。生成芽孢、外毒素、抗生素等代谢产物。Ã衰亡期:死菌数>活菌数 ,细菌形态显著改变,生理代谢活动趋于停滞。(二)细菌的人工培养1.培养基-按物理性状分:液体培养基(不含琼脂)、固体培养基(2%3%琼脂)、半固体培养基(含0.5%琼脂)
46、; -按营养和使用目的分:基础(普通)培养基、营养培养基、选择培养基、鉴别培养基、厌氧培养基。2. 细菌的培养方法及生长现象:§固体培养法:§平板划线法- 菌落§斜面接种法- 菌苔§液体培养法:混浊、沉淀和表面生长§半固体培养法: 观察细菌运动能力 ?§厌氧培养法3.细菌的生长曲线:§迟缓期(lag phase)§对数生长期(logarithmic phase)§稳定期(stationary
47、0; phase)§衰退期(decline phase)二、细菌的新陈代谢(一)细菌的酶(二)细菌的呼吸(产能过程)§需氧呼吸-以氧分子作为受氢(电子) 体§厌氧呼吸-以无机物作为受氢(电子) 体§§发酵-以有机物的中间产物为受氢(电子) 体(三)、细菌的新陈代谢产物及其意义1.分解代谢产物和细菌的生化反应:(1)糖分解与生化反应:单糖发酵试验:利用不同细菌分解糖的能力和代谢产物不同来鉴别细菌的方法。甲基红试验:利用培养液pH不同鉴别大肠杆菌和产气杆菌。VP试验:利用代谢产物与试剂的颜色反应鉴别大肠杆菌和产气杆菌。枸橼酸盐利用试验:
48、根据细菌能否利用枸橼酸盐来鉴别细菌。(2)蛋白分解与生化反应:吲哚试验、H2S试验。2.合成代谢产物及其在医学上的意义:(1)热原质(pyrogen):细菌合成的注入人体或动物体内能引起发热反应的物质。为G- 菌细胞壁脂多糖;耐高温;121,20min不被破坏;250高温干烤才能破坏热原质。蒸馏法可除去热原质。(2)毒素:外毒素G+ 菌、少数G- 菌产生的、释放到菌体外的蛋白质。内毒素G- 菌细胞壁脂多糖,菌体死亡崩解后游离出来。(3)色素 :有助于鉴别细菌;水溶性色素;脂溶性色素。(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。多由放线菌和真菌产生。(
49、5)细菌素:某些细菌产生的具有抗菌作用的蛋白质。仅对亲缘关系近的细菌有杀伤作用。(6)维生素:细菌能合成某些维生素除供自身需用外,还能分泌至周围环境中维生素B,K。小结(重点内容):§细菌的营养与繁殖§ -细菌的生长繁殖:生长繁殖的条件(充足的营养、适宜的pH、适宜的温度、必要的气体) -细菌的人工培养:细菌的培养方法及生长现象 固体培养法-平板划线法:菌落、斜面接种法:菌
50、苔 液体培养法-混浊、沉淀和表面生长 半固体培养法: 观察细菌运动能力§细菌的新陈代谢- 细菌代谢产物及其应用§ 糖分解与生化反应:单糖发酵试验、甲基红试验、VP试验、枸橼酸盐利用试验
51、 蛋白分解与生化反应:吲哚试验、 H2S试验 第十三章 遗传与变异 遗传和变异的概念一、细菌遗传变异相关的物质(染色体、质粒等已前述)二、噬菌体(bacteriophage/phage):是感染细菌、真菌、放线菌或螺旋体等微生物的病毒。分布广,有细菌的场所就有相应的噬菌体存在。有严格的宿主特异性,只能在活的微生物细胞内复制。1.形态与结构与化学组成图2. 噬菌体溶菌(增殖)过程: &
52、#160;吸附: 噬菌体与细菌表面受体发生特异性结合的过程。 穿入:噬菌体核酸进入宿主细胞的过程。 生物合成:噬菌体利用宿主细胞的原料, 合成自身的核酸和蛋白质。 成熟与释放:将合成好的核酸和蛋白质按一定程序装配成完整的成熟噬菌体,最终细胞
53、破裂,噬菌体释放出来。毒性噬菌体(virulent phage): 能在宿主细胞内增殖,产生许多子代噬菌体,并最终裂解细菌。 溶原性噬菌体(lysogenic phage):感染细菌后,噬菌体的基因组能与宿主菌基因组整合,并随细菌分裂传至子代细菌的基因组中,不引起细菌分裂。 前噬菌体(prophage):整合在宿主菌基因组中的噬菌体的基因组。 溶原性细菌(lysogenic bacterium): 带有前噬菌体基因组的细菌。3. 噬菌体的分离:取材(标本)、孵育(肉汤
54、中?小时)、过滤(除菌)、培养。4.噬菌体的应用:用于细菌的鉴定与分型、作为分子生物学的研究工具、用于疾病的治疗、作为抗生素筛选的模型?三、 细菌变异的机制。三、细菌变异的机制(一)基因突变 1.突变:细菌遗传物质的结构发生稳定的改变,导致细菌性状的遗传性变异。 2.基因突变的规律: 突变率:自发突变低;诱发突变高。 &
55、#160; 突变与选择:随机性 ;选择性。 回复突变: 野生型:细菌在自然环境下具有的表现型 。
56、 突变型:发生突变后的菌株。 野生型突变型野生型3.突变的分子机制小范围突变-点突变(碱基置换,包括转换和颠换)移码突变大范围突变-缺失或插入突变紫外线诱变DNA的损伤修复:光修复:经紫外线照射后,细胞DNA上形成T-T二聚体,导致突变。
57、160; 如在紫外线照射后立即将细菌暴露于可见光下,则受损的DNA可修复, 细菌的存活率大大提高。 暗修复:切除修复-由核酸内切酶将损伤的片段切除,再由DNA聚合酶、连接酶等将缺少的部分补齐。(二)基因的转移与重组 基因转移(gene transfer):外源性遗传物质由供体菌(donor)转入某受体菌(recipient)内的过程。 基因重组(g
58、ene recombination):转移的基因与受体菌DNA整合在一起的过程。 1.转化(transformation): 供体菌游离的DNA片段被受体菌直接摄取,使受体菌获得新的性状。 转化因子:游离的双链DNA片段。分子量106108。 感受
59、态:受体菌能摄取外源DNA片段的生理状态。 感受态一般出现在细菌对数生长期的后期,持续时间约34小时。 2.接合(conjugation):细菌通过性菌毛,将遗传物质从供体菌转移给受体菌的过程。
60、0;F质粒、高频重组菌(Hfr)、 R质粒3.转导(transduction):以温和噬菌体为载体,将供体菌的一段DNA转移到受体菌内,使受体菌获得新的性状。 普遍性转导(generalized transduction)局限性转导(restricted transduction) 4.溶原性转换(lysogenic conversion):当噬菌体感染细菌时,其DNA片段整合到宿主菌染色体中,使其成为溶原状态时而使细菌获得新的性状。5.原生质体融合(protoplast f
61、usion):将两种不同的细菌经溶菌酶或青霉素等处理,失去细胞壁成为原生质体后进行相互融合。四、变异的实际意义(应用)1.医药工业生产方面的应用: 2.疾病诊断、预防、治疗方面的应用 3.基因工程方面的应用:基因工程是遗传工程的一种,即DNA体外重组技术,在分子水平上用人工方法:-获得目的基因,-在体外重组于载体DNA,-再通过载体将目的基因转移入受体细胞,使之复制、表达。小结(重点内容):§遗传和变异的概念§遗传和变异的物质基础(染色体、质粒等)§噬菌体-烈性噬菌体、温和噬菌体(前噬菌体、溶
62、原性细菌)§变异的机理-基因突变(与修复)§ -基因转移(与重组)§转化、接合、转导、溶原转变(换)、细胞(原生质体)融合等的概念、机理。§变异的实际意义:医药工业、疾病诊断、预防、治疗方面、基因工程方面的应用。 一、细菌的分布-在自然界的分布 &
63、#160; -在人体的分布 二、细菌的感染与致病 (一)细菌的致病性
64、160; -1.细菌的毒力(侵袭力、毒素) -2.细菌的侵入途径 -3.细菌的侵入数量
65、 (二)细菌的感染 三、遗传和变异的概念、物质基础一、细菌的分布(一)在自然界的分布-土壤中的细菌-水中的细菌-空气中的细菌(二)在人体的分布-正常微生物群(或正常菌群)的概念:是指存在于正常人的体表以及与外界相通的腔道粘膜、正常情况下对人无害的微生物。正常微生物群中以细菌为主,故也通称为正常菌群(normal flora)。正常菌群的生理作用:1
66、; 生物拮抗(antagonism):拮抗作用的机制主要是:竞争黏附作用使外来致病菌不能定植。产生有害代谢产物,有些菌可产生H2O2而杀伤其他细菌营养竞争作用2 营养作用:如大肠埃希菌产生维生素K和维生素B族。3 免疫作用:正常菌群作为抗原既能促进机体免疫器官的发育,也可刺激其免疫系统发生免疫应答,
67、产生免疫效应物质,如双歧杆菌能诱导产生SIgA4 抗衰老作用:与其产生过氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)有关5 抗肿瘤作用:其作用机制尚未完全阐明,双歧杆菌和乳酸杆菌均有抑制肿瘤作用。
68、 -条件(机会)致病菌是指在一定条件下可引起疾病的细菌。 条件-免疫力低下 -寄生部位改变 -用药不当(导致菌群失调)-
69、菌群失调(症)由于正常菌群的种类、数量、比例发生大的改变导致微生态失去平衡称为菌群失调,出现临床症状者称为菌群失调症-二重感染。二、细菌的感染与致病(一)细菌的致病性(细菌的毒力)1.侵袭力(invasiveness):致病菌能突破宿主皮肤、粘膜生理屏障,进入机体并在体内定植、繁殖和扩散的能力。 (1)黏附与定植-表面结构荚膜
70、60; 粘附素(菌毛、脂磷壁酸等)(2)繁殖与扩散 侵袭性酶:利于细菌在组织中扩散;协助细菌抗吞噬。 如血浆凝固酶;透明质酸酶;链激酶;链道酶;胶原酶等。 局部扩散:表层扩散;深层扩散 全身扩散:细菌入血。(3)抵抗宿
71、主的防御能力:如荚膜、K抗原、SPA、M蛋白等。2.毒素(toxin) (1)外毒素(exotoxin):细菌在细胞内合成后分泌至细胞外。 毒性强 细胞毒 &
72、#160; 对机体的组织器官有选择作用 神经毒 蛋白质;不耐热 肠 毒 抗原性;刺
73、激机体产生抗毒素。 外毒素经甲醛处理可制成类毒素。 分子结构为A-B模式 (2)内毒素(endotoxin) 菌体破裂后才释放出来。 毒性弱。 脂多糖,耐热,100 1h不被破坏。 抗原性弱
74、,抗体无中和作用;不能用甲醛脱毒为类毒素。 对组织无选择性,引起的毒性作用大致相同。 u 发热反应;v 白细胞反应;w 内毒素血症与内毒素休克; x 酸中毒与DIC (二)细菌的感染与传播(一)、细菌感染的来源 外源性感染(exogenous infection):病人;带菌者
75、;病畜和带菌动物。 内源性感染(endogenous infection) 条件致病菌; 隐伏状态存在于体内的致病菌。(二)、传播方式与途径
76、160; v呼吸道传播:肺结核;百日咳;军团病 v消化道传播:菌痢;伤寒;霍乱;食物中毒。 v皮肤传播:气性坏疽;化脓性感染。 v性传播:淋病;梅毒;钩体病。 v人畜共患病的传播:鼠疫;恙虫病
77、。 v 血液传播:梅毒;伤寒。 v多途径感染:有些致病菌的传播可有呼吸道、消化道、皮肤创伤等多种途径。 结核分支杆菌;炭疽芽孢杆菌。 (三)细菌的侵入数量可多(致病力弱者需数亿个)
78、 -如毒力弱的沙门菌引起急性胃肠炎可少(致病力强者需数个)-如鼠疫耶尔森菌 (四)细菌性感染的类型(一)、隐性感染(inapparent infection) 当宿主的抗感染免疫力较强,或入侵的病菌数量不多、毒力较弱,感染后对机体损害较轻,不出现或出现不明显的临床症状。又称亚临床感染。 隐性感染后,机体常可获得足够的特异性免疫力,能够抗御相同致病菌的再次感染。(二)、显性感染(apparent infection)
79、 当宿主体抗感染的免疫力较弱,或侵入的致病菌数量较多、毒力较强,以致机体的组织细胞受到不同程度的损害,生理功能也发生改变,出现一系列的临床症状和体征。 1. 按病情缓急不同分为:急性感染;慢性感染。 1).急性感染(acute infection):发作突然,病程较短,一般是数日至数周。病愈后,致病菌从宿主消失。
80、; 如:脑膜炎球菌;霍乱球菌;肠产毒性大肠杆菌等。 2).慢性感染(chronic infection):病程缓慢,常持续数月至数年。
81、 如:结核分支杆菌;麻风杆菌。2. 按感染部位不同分为:局部感染;全身感染。1)局部感染(local infection ): 致病菌侵入宿主体后,局限在一定部位生长繁殖引起病变。如疖 、痈等。2)全身感染(systemic infection ):感染发生后,致病菌或其毒性代谢产物向全身播散引起全身性症状。全身性细菌感染:j毒血症 (toxemia):细菌产生的外毒素进入血流,经血液到达易感的组织和细胞引起特殊的毒性症状。如白喉、破伤风等。 k内毒素血症(endotoxemia
82、):革兰氏阴性菌侵入血流,并在其中大量繁殖、崩解后释放出大量内毒素;或病灶内大量革兰氏阴性菌死亡、释放出的内毒素入血所致。l菌血症(bacteremia):致病菌由局部进入血流,但未在血流中生长繁殖,只是短暂的一过性通过血循环到达体内适宜部位后再进行繁殖而致病。m败血症(septicemia):致病菌侵入血流后,在其中大量繁殖并产生毒性产物,引起全身性中毒症状。脓毒血症(pyemia):化脓性细菌侵入血流后,在其中大量繁殖,并通过血流扩散至宿主体的其他组织或器官,产生新的化脓性病灶。微生物的遗传和变异遗传和变异的概念遗传:子代与亲代性状的相似性。变异:子代与亲代性状的差异性。基因型变异:基因结
83、构的改变。可遗传的。表型变异:基因结构未改变。不可遗传。细菌遗传变异相关的物质1. 细菌的染色体: 环状、双股、超螺旋DNA长链。2.质粒(plasmid):细菌染色体外的遗传物质,环状闭 合的双股DNA。 可编码许多重要的生物学性状。质粒DNA的特性:1).具有自我复制能力。 紧密型质粒;松弛型质粒。2).编码的基因产物赋予细菌某些性状特征。3).可自行丢失与消除。4).可在细菌间转移。5).分相容性与不相容性两种。3.转位因子 存在于细菌染色体或质粒DNA分子上的一段特异性核苷酸序列片段,能在DNA分子中移动。不断改变
84、它们在基因组中的位置,能从一个基因组转移到另一个基因组中。 转位因子: (1)插入序列(insertion sequence IS) (2)转座子(transposon Tn) (3)转座噬菌体:是一些具有转座功能的溶原性噬菌体。小结(重点内容):细菌的分布-在人体的分布正常菌群-生理意义(促进消化、提供营养、生物拮抗、免疫
85、作用、其他作用) 条件(机会)致病菌-免疫力低下、寄生部位改变、用药不当(导致菌群失调)。细菌的感染与致病细菌的毒力: 侵袭力:黏附和侵入能力、繁殖与扩散能力、抵抗防御能力 毒素:内毒素、外毒素细菌的侵入途径呼吸道、消化道、泌尿生殖道、皮肤伤口遗传和变异的概念遗传和变异的物质基础 第十四章 常见病原性细菌第一节 病原性球菌一、葡萄球菌属 (Staphylococcus)在自然界分布广
86、泛,是最常见的化脓性球菌。代表菌株:金黄色葡萄球菌 (S. aureus)(一)生物学性状1.形态与染色:G+球菌,典型排列方式为葡萄串状,无特殊结构(体外)2.培养特性:温度:28-38(37);pH:4.5-9.8(7.4),耐高盐(10-15)。培养基:普通培养基生长良好,血琼脂平板上生长繁茂并形成全透明溶血环(溶血)菌落:中等大小(1-2mm),圆形,光滑,不透明,各种脂溶性色素。3.生化反应:4.抗原结构:葡萄球菌A蛋白(staphylococcal protein A, SPA)性质:细菌细胞壁的表面蛋白可与人类、豚鼠、小鼠等多种哺乳动物IgG的Fc段非特异性结合。作用:抗吞噬;损
87、伤血小板,引起超敏反应;可用于协同凝集试验。5.抵抗力:抵抗干燥,热(80,30min),对碱性染料敏感(结晶紫,龙胆紫),耐药菌株多。(二)致病性1.致病物质(1) 侵袭力-表面结构:SPA,荚膜等;-酶类:凝固酶 (coagulase):能使含有枸橼酸钠或肝素抗凝剂的人或兔血浆发生凝固的酶类物质。 是鉴别葡萄球菌有无致病性的重要指标。 分类:a.游离凝固酶 (free coagulase):分泌至菌体外的蛋白质,作用类似于凝血酶原物质,使血浆发生凝固(用试管法测定)
88、60; b.结合凝固酶 (clumping factor) :结合于菌体表面,是菌株的表面纤维蛋白原受体(用玻片法测定)使菌体凝集。 作用:a. 抗吞噬,保护病菌不受血清中杀菌物质的破坏b.
89、刺激机体产生抗体,具有一定的保护作用(2) 毒素(外毒素)-葡萄球菌溶素 (staphylolysin):损伤细胞膜的细胞毒素,分为、等。 溶素性质:a.不耐热的蛋白质b.对多种哺乳动物红细胞有溶血作用c.对有吞噬作用的细胞及多种组织细胞有损伤作用d.经甲醛脱毒后可制成类毒素-杀白细胞素(leukocindin):攻击中性粒细胞和巨噬细胞 作用部位:细胞膜-肠毒素 (enterotoxin):引起急性肠胃炎(食物中毒) 性质:a. 热稳定的可溶性蛋白,耐热100 C,30min b. 抵抗胃肠液中蛋白酶的水解作用2.所致疾病-侵袭性疾病:侵入机体导致化脓性感染-局部感染:疖,毛囊炎,伤口化脓,肺炎,中耳炎-全身感染:败血症,脓毒血症-毒素性疾病:外毒素引起-食物中毒(肠毒素)-假膜性肠炎(菌群失调引起)-烫伤样皮肤综合症(SSSS,表皮剥脱毒素)-毒性休克综合症(TSS,由TSST-1引起)(三)防治原则1.预防:-注意个人卫生及饮食卫生;-医疗操作要注意严格消毒和无菌操作。2.治疗: -治疗选用敏感抗生素。二、链球菌属 (streptococcu
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