临床班病原生物学总论

临床班病原生物学总论第一页，共九十三页，编辑于2023年，星期五绪论

一、微生物的概念、特点与种类

（一）概念：微生物（microorganism）是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。第二页，共九十三页，编辑于2023年，星期五（二）特点：1、个体微小，结构简单；2、种类繁多，分布广泛；3、繁殖迅速，易于变异。（三）分类：

A.

按生物学特点分：八大类微生物

B.按细胞结构分：三大类1、非细胞型（acellular）：病毒2、原核细胞型（prokaryote）：

细菌、放线菌、螺旋体、支原体、衣原体、立克次体3、真核细胞型（eukaryote）：真菌第三页，共九十三页，编辑于2023年，星期五

二、微生物与人类的关系：

（一）有利方面1、植物方面：2、生产上

（1）工业上：食品、皮革、纺织、化工等。（2）农业上：制造菌肥、植物生长素、灭虫等。

第四页，共九十三页，编辑于2023年，星期五（3）医药工业上：1）抗生素的生产；2）生物制品的制备；3）基因工程。（4）环境卫生：利用微生物分解污水中的酚、有机磷、氰化物还原水中汞、砷等有毒物质、变废为宝保护环境。（二）不利方面：

1、机会（条件）致病菌（conditionedpathogen）:2、病原微生物（pahtogenicmicrobes）:第五页，共九十三页，编辑于2023年，星期五

三、医学微生物学发展过程

1.经验时期特点：人类对微生物视而不见，触而不觉，嗅而不闻，食而不查，得其益、不感其恩，受其害、不知其误。2.实验时期特点：人们将微生物与生产、生活密切联系起来，发现了许多病的病原体，找到了医治和预防方法，并能利用它。第六页，共九十三页，编辑于2023年，星期五荷兰，Leeuwenhoek法国，Pasteur德国，Koch1905年获诺贝尔奖第七页，共九十三页，编辑于2023年，星期五AlexanderFleming

，英国细菌学家，1945年获得诺贝尔生理学和医学奖。JosephListerFloryandChainWaksman第八页，共九十三页，编辑于2023年，星期五3.现代时期具有以下特点：

a.新病原微生物的发现（新现p.4表1-1，再现）

b.致病机制c.诊断技术

d.防治措施e.生物安全我国科学家对微生物学发展的成就：目前病原微生物对人类的威胁：第九页，共九十三页，编辑于2023年，星期五近年公共卫生突发事件的大事记：

2003年春，SARS病毒爆发流行；2004年春，禽流感爆发（H5N1）；2005年春，流脑局部流行；2005年6-7月，人-猪链球菌感染；2005年冬，全球性禽流感爆发

2006年夏，登革病毒目前，狂犬病毒第十页，共九十三页，编辑于2023年，星期五2005年8月11日第十一页，共九十三页，编辑于2023年，星期五四、微生物学与医学微生物学微生物学（Microbiology)医学微生物学（MedicalMicrobiology）1.课程结构与安排：分基本知识、细菌学、病毒学和真菌学四篇

2.学习目的：掌握感染性疾病的发病机制和诊断、防治原则。3.展望：微生物将永远伴随人类而存在，人类与病原微生物的斗争永远不会结束！第十二页，共九十三页，编辑于2023年，星期五重点内容：1.微生物的概念2.微生物的分类：生物学特性分8大类细胞结构分3类3.现代微生物学的主要标志第十三页，共九十三页，编辑于2023年，星期五

第一篇细菌第一章细菌的形态与结构第一节、细菌的大小和形态一、细菌的大小：以m作为测量单位。二、细菌的形态：球菌（coccus）杆菌（bacillus）螺形菌（spiralabacterium）三、细菌的排列：1、球菌：双、链、四联、八叠、葡萄样。2、杆菌和螺菌：多分散排列，偶呈链状。第十四页，共九十三页，编辑于2023年，星期五

coccusbacillusSpiralbacterium第十五页，共九十三页，编辑于2023年，星期五第十六页，共九十三页，编辑于2023年，星期五第十七页，共九十三页，编辑于2023年，星期五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、芽胞第十八页，共九十三页，编辑于2023年，星期五第十九页，共九十三页，编辑于2023年，星期五一、细菌的基本结构（一）细胞壁（cellwall）：是细菌细胞的外层结构，可通过膜分离法、特殊染

色和EM进行观察1、性质与功能：性质：坚韧而有弹性的膜状结构，占干重的10%~25%功能：（1）维持细菌固有的形态；（2）保护细菌抗低渗，起到屏障作用；（3）参与物质交换；（4）与细菌的抗原性、致病性有关。第二十页，共九十三页，编辑于2023年，星期五

2、细胞壁的主要成分—肽聚糖(1)、肽聚糖（peptidoglycan）：原核生物细胞特有

G+菌：丰富的肽聚糖，大量的磷壁酸，表面蛋白。聚糖骨架(backbone)

肽聚糖四肽侧链(sidechains)五肽桥(cross-bridge)形成牢固的三维立体框架结构，层数多。

第二十一页，共九十三页，编辑于2023年，星期五GM第二十二页，共九十三页，编辑于2023年，星期五五肽交联桥五个甘氨酸四肽侧链L-丙、D-谷、L-赖、D-丙第二十三页，共九十三页，编辑于2023年，星期五第二十四页，共九十三页，编辑于2023年，星期五

G-菌：含有少量的肽聚糖、很厚的外膜。

聚糖骨架：与G+菌同肽聚糖：四肽侧链（3rd氨基酸为DAP）

缺乏五肽桥，只能形成疏松的二维平面结构，层数少第二十五页，共九十三页，编辑于2023年，星期五（2）G+菌的特殊组分——磷壁酸(teichoicacid)：是核糖醇及甘油醇残基连接而成的多聚物。分为：a.壁磷壁酸

b.膜磷壁酸（LTA）：为甘油醇型具有粘附功能是G+菌的主要抗原。

表面蛋白（surfaceprotein）：

如链球菌的M蛋白，葡萄球菌的SPA第二十六页，共九十三页，编辑于2023年，星期五第二十七页，共九十三页，编辑于2023年，星期五（3）G-菌的特殊组分——外膜

（outmembrane）

占细胞壁干重的80%脂蛋白：蛋白质部分与DAP连脂质部分与脂质双层连脂质双层：类似细胞膜，允许小分子通过，可阻止多种大分子脂多糖(LPS)：脂类A---是糖磷脂，为内毒素的毒性所在，

无特异性（lipidA）

核心多糖---己糖、庚糖、KDO等组成，属特异性特异性多糖---重复寡糖，具种型特异性

脂多糖第二十八页，共九十三页，编辑于2023年，星期五第二十九页，共九十三页，编辑于2023年，星期五3、革兰阴性、阳性细菌的细胞壁比较见下表研究细菌细胞壁的意义：鉴别细菌致病机制药物作用靶点与指导用药第三十页，共九十三页，编辑于2023年，星期五有无外膜无有磷壁酸占细胞壁干重5%-20%占细胞壁干重50%-80%肽聚糖含量1-2层可多达50层肽聚糖层数10-15nm20-80nm厚度较疏松较坚韧强度革兰阴性菌革兰阳性菌细胞壁细胞壁G+菌与G-菌细胞壁的比较第三十一页，共九十三页，编辑于2023年，星期五溶菌酶作用部位为肽聚糖

聚糖骨架青霉素作用部位为肽聚糖五肽交联桥内毒素为阴性菌细胞壁成分

脂多糖细胞壁的化学组成不同细胞壁对酒精的通透性细胞壁的关系无效有效对溶菌酶的作用无效有效对青霉素的作用有内毒素无内毒素毒性主要为外膜主要为磷壁酸抗原性红色紫色染色性革兰阴性菌革兰阳性菌项目G+菌与G-菌的差别及与细胞壁的关系第三十二页，共九十三页，编辑于2023年，星期五4、细菌的L型（Lformedbacteria）：即肽聚糖结构被破坏或合成受抑制后所形成的细胞壁缺陷型细菌。

分类：G+原生质体(protoplast)

G-原生质球（spheroplast,圆球体）例：PNC—妨碍肽链与肽桥的交联

溶菌酶—裂解ß-1、4糖苷键以及胆汁、抗体和补体等因素

第三十三页，共九十三页，编辑于2023年，星期五特点：呈高度的多形性；多染为革兰阴性；在高渗、低琼脂、含人或马血清的平板上经2-7天形成油煎蛋样的细小菌落；

仍有一定的致病力。分颗粒状、丝状（如结核杆菌）第三十四页，共九十三页，编辑于2023年，星期五临床分离葡萄球菌L型葡萄球菌L型回复后细菌L型菌落类型电镜照片第三十五页，共九十三页，编辑于2023年，星期五

（二）细胞膜（cellmembrane）：1、结构：液态脂质双层内镶嵌多种蛋白质，但不含胆固醇。2、功能：物质交换，呼吸作用，生物合成，分泌作用。3、中介体（mesosome):细胞膜内折形成的囊管状物，多见于G+菌。分类：横膈中介体、侧中介体。功能：与细菌的分裂、能量代谢、以及生物合成有关。所以又被称为“拟线粒体，chondroid”第三十六页，共九十三页，编辑于2023年，星期五第三十七页，共九十三页，编辑于2023年，星期五（三）细胞质（cytoplasm）1、核糖体(ribosome)：RNA:90%、蛋白质

与真核细胞的不同，可作为抗菌药物靶点。

链霉素及红霉素均通过与亚基的结合而干扰细菌蛋白质的合成来杀菌。2、质粒（plasmid）：

概念：染色体外的遗传物质，存在于细胞质中。为环状闭合的双链DNA，控制部分特定的遗传信息。能在胞浆中自我复制，维持许多世代。医学上重要的质粒有F质粒、R质粒、Col质粒。第三十八页，共九十三页，编辑于2023年，星期五核糖体（ribosome)第三十九页，共九十三页，编辑于2023年，星期五质粒异染颗粒第四十页，共九十三页，编辑于2023年，星期五

特点：独立自行复制；编码重要的生物学信息；非细菌生命活动所必须；可在细菌之间相互转移；一种质粒可同时决定几种功能；3、胞浆颗粒：多为营养储存物，其中的异染颗粒(metachromaticgranules)有鉴别意义。白喉棒状杆菌（四）核质（nuclearmaterial）

裸露的双股DNA链卷曲盘绕而成的松散网状物，是细菌遗传变异的物质基础。无内含子

微生物基因组学（microbialgenomics）第四十一页，共九十三页，编辑于2023年，星期五细菌DNA：长度：一般为：1—3mm例：大肠杆菌的DNA长约1mm，在细胞内只有2-3μm。

功能：负载遗传信息。ElectronmicrographofanisolatednucleoidreleasedfromE.coli.第四十二页，共九十三页，编辑于2023年，星期五三、细菌的特殊结构：

（一）荚膜（capsule）:

1、概念(1)荚膜（2）微荚膜

2、化学组成：多糖或多肽。

3、形成条件：营养丰富

4、功能：抗吞噬、抗有害物质的损伤作用、粘附作用。荚膜是构成细菌致病力的重要因素之一。5、观察法：荚膜染色或墨汁负性染色。第四十三页，共九十三页，编辑于2023年，星期五第四十四页，共九十三页，编辑于2023年，星期五

（二）鞭毛（flagellum）1、概念:所有的弧菌和螺菌、约半数杆菌、个别球菌，在菌体上附着的细长、弯曲的丝状物。分单、双、丛、周毛菌。

2、化学组成：由鞭毛蛋白构成。

3、超微结构：基础小体、钩状体、丝状体

4、功能：（1）细菌的运动器官；（2）具有特定的H抗原；（3）有些与致病性有关(粘附作用)。5、检查方法：第四十五页，共九十三页，编辑于2023年，星期五第四十六页，共九十三页，编辑于2023年，星期五第四十七页，共九十三页，编辑于2023年，星期五

（三）菌毛（pilus）1、概念：多数G-菌及少数G+菌菌体表面存在着一种比鞭毛更细、更短、更直的丝状物。2、组成：由菌毛蛋白构成。3、分类及作用：

普通菌毛：具有粘附能力，与致病性有关。

性菌毛：遗传物质的载体；噬菌体的受体。

4、观察法：EM下可见。第四十八页，共九十三页，编辑于2023年，星期五第四十九页，共九十三页，编辑于2023年，星期五

（四）芽胞（spore）：1、概念：营养缺乏时，某些细菌脱水浓缩在细胞内形成的圆形或椭圆形的小体，多见于G+菌。2、特点：保存了细菌的全部生命活性，是细菌的休眠状态；条件适宜时，芽胞可萌发成繁殖体而致病；抵抗力强。

3、结构：多层厚膜。

4、意义：鉴别细菌；判断灭菌效果。

5、观察法：芽胞染色后LM下可见。第五十页，共九十三页，编辑于2023年，星期五第五十一页，共九十三页，编辑于2023年，星期五芽胞的形成过程一个细菌只形成一个芽胞，一个芽胞发芽也只生成一个菌体，细菌数量并未增加，因而芽胞不是细菌的繁殖方式。与芽胞相比，未形成芽胞而具有繁殖能力的菌体可称为繁殖体(vegetativeform)。第五十二页，共九十三页，编辑于2023年，星期五

四、细菌的理化性状与新陈代谢

（一）、细菌的理化性状1、细菌的物理性状：细菌为半透明体；体积小但表面积大；具有带电现象、半透性；渗透压高。2、细菌的化学组成水、无机盐、蛋白质、糖类、脂类、核酸、维生素第五十三页，共九十三页，编辑于2023年，星期五（二）细菌的新陈代谢与能量转换

1、细菌的能量代谢发酵、需氧呼吸、厌氧呼吸

2、细菌的分解代谢产物（1）糖发酵实验(fermentation)（2）甲基红实验（methylred,M）（3）V-P实验（voges-proskauer,Vi）（4）枸橼酸盐利用实验（citrateutilization,C）第五十四页，共九十三页，编辑于2023年，星期五（5）吲哚试验（indoltest,I）（6）硫化氢实验（7）尿素酶实验其中IMViC常用于鉴定肠道杆菌，大肠杆菌为++--，产气杆菌为--++。

3、细菌的合成代谢产物：（1）热原质(pyrogen)：多由G-菌产生，为一种脂多糖，注入人体或动物体内能引起发热反应，耐高温。第五十五页，共九十三页，编辑于2023年，星期五第五十六页，共九十三页，编辑于2023年，星期五（2）毒素及侵袭性酶：（3）抗生素（antibiotics）：多由放线菌和真菌产生，细菌产生的只有多粘菌素和杆菌肽。（4）细菌素（bacterocin）：也有抗菌作用，但作用谱狭窄，仅对与其有亲缘关系的细菌才有抗菌作用，可用于细菌的分型。（5）维生素：主要有B族和维生素K。（6）色素（pigment）：分为脂溶性和水溶性两种。第五十七页，共九十三页，编辑于2023年，星期五

五、细菌的生长繁殖与培养

（一）生长繁殖的条件1、营养物质：包括水、氮源、碳源、无机盐及生长因子。2、合适的pH值：最适pH7.2~7.6。3、适宜的温度：最适温度37。C。第五十八页，共九十三页，编辑于2023年，星期五4、必要的气体环境：主要包括O2及CO2。

据其对氧气的需求不同，可将细菌分为专性需氧菌(obligateaerobe)专性厌氧菌(obligateanaerobe)微需氧菌(microaerophilicbacterium)兼性厌氧菌(facultativeanaerobe)

厌氧菌缺乏：

1)

SOD、过氧化氢酶与过氧化物酶、

2)Eh高的呼吸酶5、滲透压第五十九页，共九十三页，编辑于2023年，星期五（二）生长方式与速度1、生长方式：多为无性二分裂2、生长曲线(growthcurve)（1）概念：（2）分期：

a、迟缓期(lag~)：为分裂作准备。

b、对数生长期(logarithmic~)：性状典型，对抗生素敏感。

c、稳定期(stationary~)：收获代谢产物,芽胞形成。

d、衰亡期(decline~)：出现多形态的衰退型。第六十页，共九十三页，编辑于2023年，星期五第六十一页，共九十三页，编辑于2023年，星期五（三）培养

1、培养基(media)2、细菌在培养基中的生长表现

液体培养基(liquid~)

半固体培养基(semisolid~)

斜面（slant）平板（plate）3、培养方法4、应用固体培养基(solid~)：第六十二页，共九十三页，编辑于2023年，星期五A.金黄色葡萄球菌菌落B.表皮葡萄球菌菌落C.斜面培养D.半固体培养第六十三页，共九十三页，编辑于2023年，星期五六、细菌的分类和命名1、种（species):

细菌分类的基本单位菌种(species)：生物学性状基本相同的细菌群体。菌属(genus)：性状相近关系密切的若干菌种组成。菌株（strain)：不同来源的同一菌种的细菌。2、命名法：拉丁双命名法。第六十四页，共九十三页，编辑于2023年，星期五生物安全的菌（毒）种分类：Ⅰ类：感染后症状严重，危及生命，缺乏有效预防措施，易造成实验室污染，包括国内未出现过的。鼠疫、霍乱、炭疽和HIVⅡ类：感染后症状较严重，可危及生命，不易治疗，可造成实验室污染。麻风分枝杆菌、结核分枝杆菌、肝炎病毒、出血热病毒，狂犬病毒等。1，2类为高致病性Ⅲ类：感染后症状较轻，有防治措施，一般不引起实验室污染。脑膜炎球菌、白喉杆菌、流感病毒、麻疹病毒、风疹病毒等Ⅳ类：弱毒和减毒的菌（毒）种，常用于制备疫苗。第六十五页，共九十三页，编辑于2023年，星期五重点内容：1.革兰阴性与阳性细菌细胞壁（或细菌）比较2.细菌特殊结构的概念及医学意义3.如何对细菌或微生物（或新发现的微生物）进行分离和鉴定第六十六页，共九十三页，编辑于2023年，星期五

第二节病毒病毒（virus）为非细胞型微生物，体积小，能通过除菌滤器；无细胞结构，只含有一种类型的核酸；严格细胞内寄生；以复制的方式增殖；耐冷不耐热，对抗生素不敏感。1892年俄国学者首先发现了烟草花叶病病毒，1897年又发现了口蹄疫病毒，1915年英国细菌学家Twort发现了噬菌体。第六十七页，共九十三页，编辑于2023年，星期五

病毒与人类关系密切：1、分布广泛；2、所致疾病约占传染病的75%；3、传播力很强，病死率高；4、与致畸、肿瘤和某些免疫性疾病有关。第六十八页，共九十三页，编辑于2023年，星期五3000BC，埃及孟非思壁画中长老患小儿麻痹症。第六十九页，共九十三页，编辑于2023年，星期五病毒与其他微生物主要特性的鉴别第七十页，共九十三页，编辑于2023年，星期五

一、病毒的大小与形态

病毒体（Virion）：完整、成熟的病毒颗粒（一）大小：病毒的测量单位是nm，大小差别悬殊，20~300nm,EM下可见。多数病毒体<150nm。（二）形态：病毒形态多样，多呈球形或近似球形，少数为杆状、丝状或子弹状。第七十一页，共九十三页，编辑于2023年，星期五第七十二页，共九十三页，编辑于2023年，星期五微生物的大小比较葡萄球菌(1000nm）牛痘病毒300×250nmABCDEFG立克次体450nm衣原体390nmA、大肠杆菌噬菌体

(65×95nm)B、腺病毒

(70nm)C、脊髓灰质炎病毒

(30nm)D、乙脑病毒

(40nm)E、蛋白分子

(10nm)F、流感病毒

(100nm)G、烟草花叶病毒第七十三页，共九十三页，编辑于2023年，星期五第七十四页，共九十三页，编辑于2023年，星期五

二、病毒的结构及化学组成（一）病毒的结构：

1、核酸：构成病毒的核心。

2、衣壳（capsid）是核酸外围的蛋白质外壳。核酸+衣壳=核衣壳（nucleocapsid）

衣壳是由一定数量的壳粒(capsomere)组成，每个壳粒又由一个或多个多肽(VP)分子组成。不同的病毒体，衣壳所含的壳粒数目不同，可作为鉴别及分类的依据之一。第七十五页，共九十三页，编辑于2023年，星期五

壳粒的排列方式有以下三种：螺旋对称20面立体对称：12个顶，20个面，30个棱复合对称3、包膜（envelope）

围绕在核衣壳外，含糖类、蛋白质和脂类。包膜表面的突起称包膜子粒(peplomere)或刺突（spike）。第七十六页，共九十三页，编辑于2023年，星期五包膜子粒具有病毒种、型特异性

基质蛋白（Matrixprotein）：位于核衣壳和包膜之间

包膜病毒：核衣壳+包膜

裸露病毒：核衣壳包膜对干燥、热、酸和脂溶剂（如乙醚）敏感第七十七页，共九十三页，编辑于2023年，星期五第七十八页，共九十三页，编辑于2023年，星期五第七十九页，共九十三页，编辑于2023年，星期五（二）病毒的化学组成：

1、核酸：多样性:DNA或RNA,线形和环形，构成上有单链、双链和分节段核酸。

有内含子功能：病毒复制决定病毒特性具有感染性第八十页，共九十三页，编辑于2023年，星期五

2、蛋白质:约占病毒体总重量的70%，少数为30-40%，构成全部衣壳、包膜和基质的主要成分。结构蛋白：构成全部衣壳、包膜和基质的蛋白质。功能：保护病毒核酸，参与感染过程，具有抗原性。非结构蛋白：酶类和特殊功能的蛋白。

3、脂类和糖功能：构成表面抗原,与病毒入侵细胞和感染性相关。包膜对干燥、热、酸和脂溶剂（如乙醚）敏感第八十一页，共九十三页，编辑于2023年，星期五

三、病毒的增殖

病毒以复制的方式进行增殖，这种以病毒核酸分子为模板进行增殖的方式称为自我复制（self-replication）。（一）复制周期（replicationcycle）：

隐蔽期（eclipseperiod）:

1、吸附(adsorption)

病毒体表面的蛋白质与易感细胞表面受体的特异性结合。第八十二页，共九十三页，编辑于2023年，星期五

两个阶段：(1)静电结合：非特异性的、可逆，温度不重要。(2)特异性结合：配体与受体的结合，特异性的、不可逆,37℃最佳。

2、穿入(Penetration)：穿入方式包括:吞饮(endocytosis)、包膜融合(fusion)、直接穿入以及注射等。第八十三页，共九十三页，编辑于2023年，星期五3、脱壳（uncoating）

不同病毒脱壳方式不一，多数病毒穿入时已在宿主细胞溶酶体酶的作用下脱去衣壳。

痘病毒脱壳需病毒特异性的脱壳酶参与；

流感病毒不需要完全脱壳。第八十四页，共九十三页，编辑于2023年，星期五4、生物合成（biosynthesis）：此期又称隐蔽期。（1）DNA病毒：

双链DNA：动物病毒多为双股DNA病毒，其在细胞核内合成DNA，在细胞浆内合成病毒蛋白质。痘类病毒例外。

单链DNA：第八十五页，共九十三页，编辑于2023年，星期五（2）RNA病毒：

正单链：其RNA基因组可作为模板而复制子代病毒RNA，同时具有mRNA的功能。正单链的RNA多聚酶由本身RNA作为mRNA转译所合成。

负单链：其RNA不具有mRNA的功能，负单链病毒的RNA多聚酶是病毒体内所携带的。

双链RNA：2条链全为新合成的第八十六页，共九十三页，编辑于2023年，星期五

(3)反转录病毒：

a.用病毒亲代RNA为模板合成互补的DNA链，构成RNA:DNA中间体。