医学微生物学课件：1、绪论、微生物的生物学性状

1、医学微生物学 绪 论 微生物（microorganism） 一. 概念 自然界中一些肉眼不 能直接看见的微小 生物的 总称。 视而不见臭而不闻触而不觉食而不察得其益而不感其好受其害而不知其恶 小、快、多、广、变 特点针尖上的微生物9122.76412.5480455细菌的繁殖真菌有真正的核有完整的细胞器3、真核细胞型微生物（真菌界） 细菌（放线菌、支原体、衣原体螺旋体、立克次体）仅有原始的核、缺乏完整细胞器2、原核细胞型微生物（原核生物界）病毒无典型细胞结构在活细胞内增殖1、非细胞型微生物（病毒界）种类特点（细胞结构）细胞类型 二、 微生物的分类空气中的微生物 手指中的微生物一些数字全世界海洋

2、中微生物的总重量约280亿吨新鲜叶子表面微生物数量达100多万个g人体体表及腔道内菌体总数达100万亿个左右（人体细胞数量10万亿个）我们生活在一个被大量微生物包围着的环境中空气水体食品 微生物无处不在Microorganisms are ubiquitous 三、微生物与人类的关系： 关系密切 大多数对人类有利 - 正常菌群(条件致病菌) 少数对人类有害 -病原微生物 建立无菌观念 传染性疾病对人类生命的威胁 4000多年前 大规模传染病（公元前224年 中国鼠疫 ）（ 考证）1918- 1919年 西班牙流感 (2000-40000人死亡)2400多年前 瘟疫 (详尽描述)1566年 狂犬

3、病1817-1923年 六次世界性霍乱大流行20世纪80年代 AIDS、疯牛病、埃博拉（Ebola） -2003年 西尼罗河病毒、SARS 近30年来新发现的病原体 年份 病原 疾病 1972 萼状病毒 腹泻（爆发） 1972 弯曲菌 腹泻（爆发） 1973 轮状病毒 婴儿腹泻 1975 星状病毒 腹泻（爆发） 1975 细小病毒 慢性溶血性贫血再生障碍危象 1976 微小隐孢子虫 急性肠炎 1977 埃波拉病毒 埃波拉出血热 1977 嗜肺军团菌 军团病 1977 汗坦病毒 肾综合症出血热 1980 人类嗜T淋巴细胞病毒 成人T淋巴细胞白血病/淋巴瘤 （HTLV- ） 1982 人类嗜T淋巴

4、细胞病毒 毛状 T淋巴细胞白血病 （HTLV- ） 1982 伯氏包柔螺旋体 莱姆病 1983 人类免疫缺陷病病毒 爱滋病（AIDS） （HIV- , HIV- ） 1983 大肠杆菌O157:H7 出血性肠炎：溶血尿毒综合症1983 幽门螺杆菌 胃炎、胃出血、胃癌1988 人类疱疹病毒-6（HHV-6） 幼儿急诊（婴儿玫瑰症）1988 埃利希体 人类埃利希病1989 丙型肝炎病毒 肠道外传播非甲非乙型肝炎1990 人类疱疹病毒-7（HHV-7） 幼儿急诊1989 戊型肝炎病毒 肠道外传播非甲非乙型肝炎1992 霍乱弧菌O139:H7 新类型霍乱1992 巴尔通体 猫抓病、细菌性血管瘤1993

5、 庚型肝炎病毒 非A-C 肝炎1993 Sin nombre病毒 汗坦病毒肺综合症1994 人类疱疹病毒-8（HHV-8） 卡波肉瘤、体腔淋巴瘤1995 Nendravirus 脑膜炎、脑炎1996 朊粒 新型变异克鲁兹非德得-雅柯病1997 A型流感病毒（H5N1） 流感1997 输血传播病毒TTV ？1997 肠道病毒71（EV71） 流行脑炎1999 A型流感病毒（H9N2） 流感1999 西尼罗河样病毒 脑炎2003 SARS病毒 SARS 二、 医学微生物学 （medical microbiology） 是阐述与医学有关的致病性微生物的生物学性状、致病性、免疫性、微生物学检查及特异防

6、治原则的一门学科。 范畴：细菌学 真菌学 病毒学一、 细菌的形态与结构第一篇 细菌学1.大小： 测量单位；微米 mm ( 1 mm=1/1000 mm )一.细菌的大小与形态Bacteria on a Human Epithelial Cell from the MouthBacteria on a Human Epithelial Cell from the Mouth(1) 球菌(2) 杆菌(3) 螺形菌（弧菌和螺菌）2. 基本形态：（1）球菌（2）杆菌（3）螺形菌弧菌螺菌(1)球菌（Coccus）单球双球四球链球八叠葡萄球脑膜炎双球菌Streptococcus pyogenes链球菌葡萄

7、球菌(2)杆菌（Bacillus）Bacillus短杆、球杆、棒杆、梭状、分枝状、螺杆状、竹节状（两端平截）、弯月状杆菌细胞的排列方式链杆、栅状、八字状等 大肠杆菌(3)螺形菌（Spirilla）螺旋状细菌：根据螺旋环的数目 (a)弧菌（Vibrio） (b)螺菌（Spirillum）26环的小型坚硬的螺旋状细菌A vibrio appears as a curved bacillus (arrows).霍乱弧菌 螺 菌二、细菌的结构细胞壁细胞膜细胞质核质（一）细菌的基本结构 1. 细胞壁 cell wallA.位于细菌的最外层 B、组成（构造）： 紫色 革兰阳性（G+）菌 细菌 红色 革兰阴

8、性（G）菌 革兰染色 Gram-Positive Cell WallGram-Negative Cell Wall革兰染色步骤G-G+Gram stain of Staphylococcus aureusGram stain of Escherichia coli革兰染色结果G菌-红色G菌-紫色 粘肽 聚糖骨架 （50层） 四肽侧链 形成 三维立体 50%-80% 五肽交联桥 网状结构 G+菌 壁磷壁酸 G+菌重要表面Ag 磷壁酸 毒力因子 细胞壁 膜磷壁酸 粘附作用（致病性有关） 其他成分 特殊的表面蛋白质 坚韧牢固1、G+菌肽聚糖(粘肽 )(聚糖骨架 四肽侧链 五肽交联桥)N 乙酰葡糖胺N

9、 乙酰胞壁酸-1,4 糖苷键 聚糖骨架40 四肽侧链41 五肽交联桥形态与结构聚糖骨架： G: N-乙酰葡糖胺 M：N-乙酰胞壁酸四肽侧链：L-丙 、D-谷、L-赖、D-丙五肽交联桥：五个甘氨酸 例：金黄色葡萄球菌细胞壁壁磷壁酸膜磷壁酸2、磷壁酸 革兰阳性菌细胞壁结构模式图 内层 (粘肽) 聚糖骨架 单层平面 （1-2层） 二维结构 5-10% 四肽侧链 G菌 脂蛋白：稳定外膜，牢固连结粘肽层与外膜细胞壁 脂质双层：G菌胞壁特有，结构与胞膜相似， 外膜 内镶嵌外膜蛋白。 （80%) 脂多糖 类脂A：主要毒性成分，无种属特异性 （Lps 、 核心多糖：具细菌属特异性 内毒素） 特异多糖：具种或型

10、特异性 （O Ag） 疏松薄弱1、G-菌肽聚糖聚糖骨架 四肽侧链 聚糖骨架：同G+ 菌 四肽侧链：例：G-大肠杆菌粘肽 L-丙 D-谷 DAP D-丙 革兰阴性菌细胞壁结构模式图2、外膜 脂多糖 + 脂质双层 + 脂蛋白脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）LPS内毒素的毒性和生物学活性的主要成分无种属特异性属特异性G菌的O抗原，种特异性脂质A（lipid）核心多糖（core polysacchride）特异多糖（specific polysacchride ）脂质A核心多糖特异多糖G+菌G-菌 种类 项目 G+菌 G菌 组成 聚糖骨架 四肽侧链 五肽交联桥 同左 同左 无 特

11、点 三维立体框架结构，强度高 二维单层平面网络，强度差 粘肽 含量 占细胞壁干重50-80% 5-10% 特有成分 磷壁酸 脂蛋白 外膜 脂多糖 细菌细胞壁比较D、意义 染色性：G染色 紫色（G+） 红色（G-） 抗原性： G+磷壁酸 G-特异性多糖（O抗原） 致病性： G+外毒素、磷壁酸 G-脂多糖（内霉素） 治疗： G+青霉素、溶菌酶有效 G-青霉素、溶菌酶无效C.功能维持菌体的外形抵抗低渗，起保护及屏障作用参与菌体内外物质交换构成细菌抗原结构与细菌致病性有关成为细菌耐药的机制之一 细菌细胞壁缺陷型菌（细菌L型） 无细胞壁的细菌 死亡 （G+）原生质体 原生质球（G-） 少数存活具有一定生

12、存力（能生长和分裂） L型菌少数 高渗 普通环境 多数 高度多形性，不易着色，革兰阴性。 27天 高渗低琼脂培养基 油煎蛋、颗粒、丝状菌落。 具致病性，常在应用某些抗生素（青霉素、头孢）治 疗中发生，且易复发。 L型菌特点： 临床分离葡萄球菌L型 葡萄球菌L型回复后细菌L型菌落类型电镜照片形态与结构 2.细胞膜 cell membrame a、部位： 胞壁内侧 B、功能：、细胞膜电镜照片分泌呼吸 细胞膜模式结构图物质转运生物合成参与细菌分裂中介体（mesosome）（1）参与细胞分裂（2）拟线粒体功能中介体a、部位：细胞膜内侧 b、作用：细菌新陈代谢的重要场所 核糖体c、内含重要结构： 质粒

13、胞质颗粒3.细胞质 cytoplasm（1）核蛋白体( ribosome)细菌核蛋白体（70S）30S亚基50S亚基链霉素红霉素人核蛋白体（80S）40S亚基60S亚基 1、概念：是染色体外的遗传物质，为双股环状闭合DNA， 控制着细菌的某些特定的遗传性状 2、特点：自我复制 传给子代 自然丢失 接合 细菌的某些性状 另一细菌转导 （2）质粒 plasmid质 粒 医学上重要的质粒：F质粒（致育性质粒）R质粒（耐药性质粒）Vi质粒（毒力质粒） 控制细菌的致育性 控制细菌的耐药性 控制细菌的毒力（3）胞质颗粒 多为营养和能量贮存物并非是细菌生命活动所必须的结构，不恒定。 异染颗粒 用亚甲蓝染色此

14、颗粒着色较深呈紫色， 故名。用于鉴别细菌。 异染颗粒 聚-羟丁酸: 类脂性质的碳源类储存物。 为生产医用塑料和生物降解塑 料的良好原料。 4. 核 质 nuclear material功能：细菌遗传物质基础，决定细菌的生命 活动，遗传与变异。结构：裸露的单一闭合环状DNA盘绕而成的结构， 即细菌的染色体。（二）细菌的特殊结构荚膜、芽胞、鞭毛、菌毛1. 荚膜（capsule） 是某些细菌在生长过程中合成并分泌到细胞壁外周的一层与四周有分明界限的粘液性物质。 化学组成：功能：产气荚膜杆菌肺炎链球菌多糖或多肽保护(抗干燥、吞噬、有害物质)粘附储存营养堆积代谢废物A Bacterial Capsule

15、 Preventing C3b Receptors on Phagocytes from Binding to C3b Attached to a Bacterial Cell Wall粘液（Mucilage）型-M光滑（Smouth）型-S粗糙（Roogh）型-R菌落：2.鞭毛（flagellum） 鞭毛是从细胞膜长出，伸到细胞壁外面的细长呈波状弯曲的丝状物，是细菌的运动器官。化学本质：蛋白质革兰阴性菌的鞭毛结构革兰阴性菌的鞭毛结构 Lophotrichous MonotrichousAmphitrichousPeritrichous（1）鞭毛的种类：Fig.2: Electron Micr

16、ograph of Bacteria with FlagellaFig. 3: Transmission Electron Micrograph of Escherichia coli O157:H7Monotrichous Flagellum of Vibrio choleraeSalmonella with a peritrichous arrangement of flagella（2）鞭毛的功能a.细菌的运动器官，用于鉴别细菌（动力试验）； b.与致病性有关；c.具有抗原性，用于细菌的鉴定和分型。鞭毛染色法后，在光镜下可见鞭毛。1）普通菌毛2）性菌毛3. 菌毛（pilus）菌毛是许多革

17、兰阴性菌和少数革兰阳性菌菌体表面上的一种比鞭毛更细、更短而直硬的丝状物。E coli, strain 0157:H7Fig. 2: Bacterial Pili种类普通菌毛性菌毛 1）普通菌毛: 粘附结构，可与宿主 细胞表面受体结合，与细 菌的致病性密切相关。 Flushing Away of Bacteria Lacking Pili Bacteria Resisting Flushing by way of Pili2）性菌毛: 传递遗传物质，为遗传物质的传递通道及作为噬菌体的受体。F+ Conjugation 4. 芽胞 spore 芽胞是G+菌细胞质脱水浓缩，在菌体内形成的圆形或椭圆形

18、的小体。炭疽杆菌芽胞肉毒杆菌芽胞破伤风梭菌芽胞破伤风杆菌芽胞 X1500X20400核心内膜芽胞壁皮质芽胞壳外膜芽胞外壁内外a. 芽胞的结构 b. 形成和发芽c. 芽胞的特性1个芽胞体1个繁殖体 不利条件 激活基因条件适宜 不易着色，芽胞染色法抵抗力强 (热、干燥、辐射、化学物质) 芽胞抵抗力强的原因含水量少（约40%）繁殖体则占80%含大量的DPA-Ca ( 吡啶二羧酸钙盐 )多层致密膜结构1）灭菌指标2）导致感染3）细菌的鉴别D. 芽胞的医学意义3.鞭毛（flagellum） 鞭毛是从细胞膜长出，伸到细胞壁外面的细长呈波状弯曲的丝状物，是细菌的运动器官。化学本质：蛋白质革兰阴性菌的鞭毛结构

19、革兰阴性菌的鞭毛结构 Lophotrichous MonotrichousAmphitrichousPeritrichous（1）鞭毛的种类：Fig.2: Electron Micrograph of Bacteria with FlagellaFig. 3: Transmission Electron Micrograph of Escherichia coli O157:H7Monotrichous Flagellum of Vibrio choleraeSalmonella with a peritrichous arrangement of flagella（2）鞭毛的功能a.细菌的运动器官，用于鉴别细菌（动力试验）； b.与致病性有关；c.具有抗原性，用于细菌