细菌学总论课件

噬菌体一.概述 噬菌体是吃细菌的东西，其实它是侵染细菌、真菌、放线菌、螺放体等微生物的病毒。是专性细胞内寄生，噬菌体颗粒可以在细菌细胞外存在，但只能在细胞内繁殖（即遗传物质一定要进入细胞才能复制）。 噬菌体在自然界广泛存在。噬菌体的生物学性状形态结构、大小1.大小以nm计，需电镜观察。2.形态：蝌蚪形（复合体），微球形（20面体），丝形。 蝌蚪形由20面体头部和连接螺旋状尾部复合而成，尾部能收缩，有尾鞘或没有尾鞘，可有尾板或尾丝相连。尾部作用是帮助遗传物质注入细胞。噬菌体的生物学性状形态结构、大小3.

结构： 由核酸Pr组成。头部内含核酸，Pr构成衣壳，包括尾部。核酸：DNA或RNA单链或双链，线性或环状（多数线性双链）衣壳：保护遗传物质和帮助侵染新的宿主的作用Head/CapsidBasePlateTailFibersContractileSheathTailInfectionofhostcellbyT2phage噬菌体的生物学性状抗原性

抵抗力 噬菌体具有抗原性，能刺激机体产生抗体，抑制相应噬菌体感染细菌。但对已吸附或进入宿主菌的噬菌体不起作用。大于一般细菌抵抗乙醚、氯仿和乙醇75℃30min或更久才能被灭活耐受低温和冰冻但对紫外和X射线敏感，一般经紫外照射10~15min即失去活性。噬菌体与细菌的关系严格的寄生性（宿主特异性） 只寄生在易感宿主体内，即一种噬菌体只能在相对应的细菌内增殖，如伤寒沙门菌噬菌体只能感染伤寒沙门菌，而不能感染其它种的沙门菌（变形杆菌）。 这种特异性的根据是细菌表面所存在的噬菌体受体。噬菌体与细菌的关系裂解作用 噬菌体感染宿主局后可出现两种结果，其一是裂解细菌，完成溶菌周期（裂解周期），这种噬菌体称毒性噬菌体。

毒性噬菌体：就是能在宿主菌细胞内复制增殖，产生子代噬菌体，达到一定数量后，使细菌裂解的噬菌体。噬菌体与细菌的关系裂解作用增殖方式：复制增殖过程： 吸附 穿入 生物合成 成熟和释放吸附和穿入 有尾噬菌体通过尾刺或尾丝特异地吸附在敏感细菌表面的相应受体上（是Pr或多糖），两者接触后，噬菌体尾板上的少量水解酶溶解宿主细胞壁肽聚糖形成小孔，然后尾鞘收缩，将头部中核酸经尾鞘小孔注入细菌细胞内，Pr外壳留在菌体外。生物合成 细菌不再复制自身DNA，而受噬菌体DNA携带的遗传信息所控制。利用细胞的合成机构，如核糖体、tRNA、酶、ATP等，以噬菌体DNA为模板，复制子代噬菌体DNA，同时在不断合成子代噬菌体的外壳Pr。生物合成

RNA多聚酶的转录胞浆内核Pr体转译

亲代DNA mRNA早期Pr（功能Pr）

复制

转录转译子代DNA晚期mRNA 晚期Pr（噬菌体 衣壳与其它结构Pr）成熟和释放 子代DNA与子代外壳Pr在细菌细胞质内装配成完整的子代噬菌体。 当子代噬菌体增殖到一定数量（20-1000个）时（噬菌体晚期基因可编码合成一种溶菌酶），使细菌裂解，噬菌体释放游离，又可去感染另外的细菌。称溶菌周期，约25min。毒性噬菌体的溶菌现象 毒性噬菌体感染敏感菌后可出现溶菌现象，如果细菌在液体培养基中生长繁殖成半透明的菌悬液，感染后，便澄清。在固体培养基中，若用适量噬菌体和宿主菌液混合后接种培养，培养基表面可有透亮的溶菌空斑出现。一个空斑系由一个噬菌体复制增殖并裂解细菌后形成的，称为噬斑.噬斑噬菌体与细菌的关系溶源作用 噬菌体基因与宿主菌染色体整合，不产生子代噬菌体，但噬菌体DNA能随细菌DNA复制，并随细菌分裂而传代。这种随细菌分裂而传代的状态称为溶源状态。能形成溶源状态的噬菌体称温和性噬菌体。整合在DNA上的噬菌体基因称前噬菌体。带有前噬菌体的细菌称溶源性细菌。prophage:整合在细菌基因组中的噬菌体基因组溶原性细菌EventsLeadingtoLysogenySite-specificrecombinationPhagecodedenzyme

Repressionofthephagegenome

RepressorproteinSpecificImmunitytosuperinfectiongalbiogalbiogalbioTerminationofLysogenyInductionAdverseconditionsRoleofproteasesrecAproteinDestructionofrepressor

Excision

Lyticgrowthgalbiogalbiogalbiogalbio

Geneexpression噬菌体与细菌的关系溶源性细菌特征：照样能正常分裂，并将前噬菌体传至子代细菌溶源菌携带的前噬菌体编码的阻遏蛋白能抑制后进入菌体的毒性（同种或有亲缘关系）。噬菌体的生物合成，既产生了“免疫力”。

噬菌体与细菌的关系溶源性细菌特征：细菌染色体中整合的前噬菌体给细菌带来新的性状，如白喉杆菌感染β‐棒状杆菌，产生白喉毒素。溶源性细菌中有个别细菌可中指溶源状态（发生率10-5），即少数前噬菌体可从细菌染色体上脱落，并在菌体内复制子代噬菌体，最后导致细菌裂解，释放出成熟噬菌体噬菌体与细菌的关系溶源作用

可见温和噬菌体既有溶源周期，又有溶菌周期，在一定条件诱导下，如紫外线、X线，可转变为毒性噬菌体，而毒性噬菌体只有溶菌周期。

噬菌体与细菌的关系温和噬菌体可有三种存在状态：游离的具有感染性的噬菌体颗粒（溶菌周期）

前噬菌体（溶源周期）宿主菌细胞质内类似质粒的噬菌体核酸（游离）噬菌体效价的测定效价指噬菌体悬液的浓度。即噬菌体数/ml样品。斑点试验法液体稀释管法双层平板法单层平板法快速玻片法45C培养涂布菌液液····点样··噬菌斑斑点试验法液体稀释管法试样（未知效价的噬菌体液）培养液和宿主细胞计数管中完整宿主细胞数（定时取样对活细胞计数）噬菌体数=原细胞数—活细胞数双层平板法琼脂平板菌液+噬菌体试样+琼脂培养基培养10天计数噬菌斑噬菌斑数=试样中噬菌体数快速玻片法试样+宿主细胞+琼脂培养基低倍镜下计数噬菌斑充分混匀短期培养布在灭菌玻片上噬菌体增殖规律的描述方法离心术抗病毒血清培养定时取样测噬菌斑数以培养时间为横坐标，以噬菌斑数为纵坐标，绘出的曲线为一步生长曲线。噬菌体的应用细菌的鉴定与分型分子生物学研究的工具 依据：结构简单，基因数目少，培养方便，生长迅速，遗传和变异易于控制和辨认。细菌感染的诊断与治疗 若在某一标本中检出某种噬菌体数量较多，表明有相应的细菌存在。微生物的特点

分布广泛----处处都有。土壤中最多，人体的体表以及与外界相通的腔道中都有种类不同的大量微生物存在。一个成年人有1013个细胞，其体内所携带的正常微生物达1014之多。

微生物：存在于自然界体积微小、结构简单、分布广泛、肉眼不见，必须借助于光学显微镜或电子显微镜才能观察到的一群低等生物体。类型特点原核细胞型没有成形的细胞核，无核膜与核仁，只有原始核质，缺乏完整的细胞器，只有核糖体。微生物的类型真核细胞型细胞核分化程度高，有核膜和核仁，细胞器完整。（真菌）非细胞型非细胞结构，无产生能量的酶系统，在活细胞内生长繁殖。（病毒）微生物与人类的关系相互利用，相互对抗。为疾病的预防、诊断、治疗提供依据。必须树立两个观念：⑴到处都有微生物存在并不可怕，绝大多数对人类是有益无害的。⑵应当树立无菌观念，即我们所从事的各项活动必须符合卫生要求，甚至要采用无菌操作。

生物工程商品生产改造物种常规菌(或常规细胞株)①遗传工程

②细胞工程“工程菌”（或“工程细胞株”）

③微生物工程

④酶工程

⑤生物反应器工程经济效益大量产品社会效益生态效益微生物工程的内容微生物菌体生产和应用微生物代谢产物的应用微生物机能的利用用高效液相色谱进行微生物来源的物质分析细胞高密度培养生产生物降解塑料PHA生物工程产品柠檬酸生物工程产品乳酸蛋白酶淀粉酶生物工程产品酶制剂国家“八.五”重点项目基因工程产品色氨酸医学微生物学是微生物学的一个分支，是一门基础医学主干学科之一，它与生化、生物学、免疫学、临床医学、预防医学等课程关系密切，是一门桥梁课程。医学微生物学的研究内容病原微生物的生物学性状、致病作用、检测方法。人体对病原微生物的免疫机制、对疾病的预防，诊断和治疗。 课程分为细菌学、真菌学和病毒学三篇，每篇分总论与个论两部分，分别叙述原核微生物、真核微生物和非细胞型微生物的生物学性状、致病作用、检测方法和防治原则。医学微生物学的发展许多新的病原微生物被发现。致病机理研究不断深入。检测方法的改进和创新。疫苗、抗生素、细胞因子的研究应用。免疫学独立于微生物学并获得快速发展。国内免疫学科1986年独立，国外1957年医学微生物图片医学微生物学的历史医学微生物学的历史 1676年荷兰人列文虎克用自磨镜片，创造了一架能放大226倍的原始显微镜检查了污水、齿垢、粪便等，发现了许多肉眼看不见的微小生物，正确描述了微生物的形态有球形、杆状和螺旋样，为微生物的存在提供了科学依据。

(EdwardJenner,1749~1823)首创用牛痘预防天花，是免疫学的发展，开创了预防医学的先河。1805年（嘉庆10年），牛痘法由澳门的葡人传入我国。医学微生物学的历史(LouisPasteur,1822~1895)证实发酵由微生物引起免疫学—预防接种发明巴氏消毒法彻底否定了自然发生说巴斯德的功绩无菌营养液出现微生物无菌营养液无生命出现加热无菌营养液无生命出现巴斯德的雁颈瓶实验巴斯德发现免疫现象↑动物实验↓人体实验几星期后42-43oC下培养的老龄炭疽菌获免疫力37oC下培养的新鲜炭疽菌病犬延髓（几代减毒）被疯狗严重咬伤的9岁男童医学微生物学的历史证实炭疽病因—炭疽杆菌发现结核病原菌—结核杆菌科赫法则发明培养基并用其纯化微生物等一系列研究方法的创立(RobertKoch,1843~1910)科赫法则：1.特殊的病原菌应在同一疾病中查见，在健康人中不存在；2.该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该病原菌纯培养。医学微生物学的历史产黄青霉菌落细菌生长抑制区域正常细菌生长区域---抗生素的发现霉菌菌落周围出现抑制萄葡球菌生长的抑制现象细菌的形态和结构概念

具有细胞壁的原核单细胞生物。（无成形的细胞核，只有核质，无核膜，核仁，除核糖体外无其他细胞器）生活中有许多疾病由细菌引起，如结核、伤寒、化脓、痢疾等。细菌的大小、形态大小：体积微小，肉眼不可见。以微米（μm）计，用光学显微镜放大几百倍至一千倍才可见。形态：球形、杆形、螺形细菌的大小、形态（1）球菌 呈圆形或近似球形，按繁殖时分裂平面不同，菌体排列不同可分为双球菌、链球菌、葡萄球菌、四联球菌、八叠球菌。对一些球菌的鉴别有意义。（2）杆菌 呈杆形，长短粗细不一。可分为长杆菌、分枝杆菌、棒状杆菌等（3）螺形菌弧菌：菌体只有一个弯曲，呈逗点状，如霍乱弧菌。螺菌：菌体有几个弯曲，较坚硬，如鼠咬热螺菌。.................................................单球菌（显微镜下示意图）单球菌(singlecoccus)......................................................................双球菌（显微镜下示意图）双球菌(doublecoccus)

上：显微镜效果下：电镜照片四联球菌(Micrococcuslactis)八叠球菌(Sarcinaureae)八叠球菌（显微镜下示意图）葡萄球菌左：电镜照片右：显微镜下的金黄色葡萄球菌葡萄球菌(Staphylococcusaureus)葡萄球菌链球菌链球菌（显微镜下示意图）链球菌显微镜下的杆菌杆菌(bacillus)

电子显微镜下的结核菌（绿色的就是结核杆菌）杆菌动物宿主细胞感染杆菌濒临死亡电镜照片螺旋菌（Spirlla)弧菌(vibrio)螺菌（spirllum）螺旋体(spirochaeta)显微镜下的螺旋菌螺旋菌幽门螺旋菌左：显微数码摄像右：结构示意图细菌染色法死菌正染色负染色：简单染色法鉴别染色法

革兰氏染色法

抗酸性染色法芽孢染色法荚膜染色法等

活菌:用美蓝或TTC（氯化三苯基四唑）等作活菌染色

姬姆萨染色法细菌的染色性细菌是无色半透明，直接观察形态不清楚，一般需染色后观察甲菌乙菌初染结晶紫媒染碘液脱色乙醇95%复染复红紫色（G＋）红色（G-）革兰氏染色步骤示意图革兰氏染色细菌的染色性细菌的染色性革兰染色临床意义可将细菌分为G+和G-两大类，对细菌的鉴定有重要意义。临床治疗中可指导选择药物大多G+（除结核杆菌）对青霉素，头孢菌素敏感。大多G-（除脑膜炎球菌，淋球菌）对青霉素，头孢菌素不敏感，而对链霉素敏感与细菌的致病性有关大多G+致病物质为外毒素，而大多G-致病物质为内毒素。细菌的染色性

抗酸染色

复红加温初染（红色）→HCL酒精脱色→美蓝复染→抗酸菌红色↓非抗酸菌兰色 在显微镜下通过观察细菌的大小、形态和染色性，可鉴别不同细菌，为诊断、治疗提供依据。细菌的结构 细菌是原核单细胞生物，但具有细胞结构。

核质

细胞质

细胞膜

细胞壁核质结构：不具有成形的核，细菌的遗传物质集中于细胞质中某一区域。无核膜与核仁，由双股环状DNA、RNA、蛋白质组成。功能：①控制细菌的生命活动②控制细菌的遗传与变异。细胞质无色透明的胶状物。由水、蛋白质、脂类、核酸、糖类和无机盐组成，胞质内RNA含量较高，决定了菌体的嗜碱性，易被碱性染料着色。细胞质是细菌新陈代谢的场所。（含多种酶）细胞质中的几种重要结构核糖体质粒胞质颗粒核糖体 由RNA和蛋白质构成，游离于细胞质中，是细菌合成蛋白质的场所。分为30S和50S两个亚基，抗生素链霉素能与细菌核糖体30S亚基结合，红霉素能与50S亚基结合，干扰细菌蛋白质的合成，从而杀死细菌。人体细胞的核糖体由60S和40S两个亚基组成，且多存在于内质网上，因此上述药物对人体的核糖体无作用质粒染色体(Chromosomes)质粒质粒染色体外的遗传物质，为双股环状DNA。能够自我复制。能通过一定方式在细菌间转移，将性状传递给另一细菌。质粒基因编码的产物赋予细菌某些性状特征不是细菌生命活动所必需的遗传物质，可自行丢失。分为相容性和不相容性两种。常见质粒

R质粒（与细菌耐药性有关）

F质粒(产生菌毛)Col质粒（大肠菌素）胞质颗粒

（肝糖，淀粉粒，脂肪粒）

储存营养物质，其中有种颗粒嗜碱性强，用甲基兰染色呈紫色（主要RNA，多偏磷酸盐）与菌体其他部分颜色不同，称为异染颗粒，主要见于白喉杆菌。可用于细菌鉴别。构成磷脂双分子层，中间镶嵌多种蛋白质（载体蛋白、酶蛋白），半透膜，不含胆固醇（与真核细胞区别）细胞膜位于细胞壁内侧，紧包着细胞质，致密有弹性。abcdef

膜蛋白在生物膜中的分布和种类

a:内嵌蛋白；b、c:内嵌蛋白或整合蛋白；d:外周蛋白；e:多酶复合体；f:脂双分子层细胞膜组成f细胞膜功能参与物质转运细胞呼吸（酶和电子传递链组分的所在部位）生物合成（细胞壁各种组分和荚膜等）形成中介体趋化和感觉传导作用（具有趋化性及其他感觉传导系统的接受器）鞭毛着生点和提供其运动所需的能量等。细胞膜细胞膜的面积比包绕细胞所需要的面积大许多倍，使大量细胞膜内陷。组成：细胞膜向细胞质内凹陷，折叠成的管状或囊状结构。电镜下才见，有一个或数个。位置：位于细胞中央横膈处，一端连在细胞膜上，另一端与核质相连，当细菌分裂时中介体亦一分为二，各自带着复制好的一套核质移向横膈两侧，进入子代细胞，从而起着类似纺锤丝的作用。中介体细胞膜功能：①扩大细胞膜表面积，有利于细胞呼吸（拟线粒体作用）。②与细菌分裂繁殖有关（拟纺锤丝作用）③拟内质网作用中介体细胞壁 位于细菌最外层，细胞壁有其特殊结构，革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌都含有肽聚糖（粘肽）但其组成和结构略有区别。G+细胞壁结构

β‐1,4糖苷键

聚糖骨架M-----------G

肽聚糖四肽侧链肽键G+

五肽交联桥 壁磷壁酸与M共价连接磷壁酸膜磷壁酸与细胞膜外层糖脂连接菌体抗原G+细胞壁结构肽聚糖磷壁酸G－细胞壁结构

β‐1，4糖苷键聚糖骨架M-------------------G

肽聚糖四肽侧链青霉素无作用G-脂多糖（内毒素）脂质A、核心多糖、特异性多糖 （致病性，抗原性）外膜脂质双层保护菌体免于宿主的胆汁及水解酶攻击 （肠道杆菌）蛋白质孔洞让小分子物质通过，抗生素 通过速度较慢。脂蛋白脂质部分与脂质双层相连，蛋白质部分 与DAP相连，使外膜与肽聚糖层形成一 个整体G－细胞壁结构肽聚糖外膜G＋`G－肽聚糖的组成不同肽尾第三氨基酸不同G＋赖氨酸G－二氨基庚二酸G，M都是ß－1，4－糖苷键连接肽桥G＋：5个赖氨酸G－：肽键G＋`G－细胞壁成分的区别成分肽聚糖磷壁酸类脂质蛋白质占细胞壁干重的%含量很高（30-95）含量较高（<50）一般无（<2）0含量很低（5-20）0含量较高（-20）含量较高

G＋

G－G+和G－细胞壁结构的差异细胞壁的功能①维持细菌固有形态，保护细菌抵抗低渗环境。②进行物质交换。③决定细菌的抗原性和致病性抗原性致病性

G+

磷壁酸磷壁酸

G-

特异多糖脂多糖细胞壁的功能④与某些药物作用有关

溶菌酶作用于肽聚糖中β–1，4糖苷键，破坏聚糖骨架，引起细菌裂解。

青霉素作用于肽聚糖中四肽侧链与五肽交联桥间的肽键，使细菌不能合成肽聚糖，引起死亡。L型细菌概念: 在某些不利体内外环境或抗生素作用下，某些细菌可部分或全部失去细胞壁，但仍保持生物活性。即细胞壁受损的细菌。L型细菌生物学性状：①形态与染色性改变。②需在高渗环境下才能培养，且繁殖缓慢在固体培养基上生长呈特有的荷包蛋样菌落。③存在于细胞壁的抗原性减弱或消失。④对作用于细胞壁的抗生素产生耐药性，而对作用于核酸或蛋白质合成的抗生素敏感。L型细菌 细菌L-型的致病性较原菌减弱，但由于失去细胞壁而对某些抗生素耐药及由于抗原性减弱而容易逃避宿主的免疫攻击，因此容易长期留于体内，通常引起慢性感染，常在使用青霉素、头孢菌素等抗生素后发生。而在条件适宜时又回复成原菌株。细菌的特殊结构

糖被鞭毛菌毛芽孢糖被(glycocalyx)包被于某些细菌细胞壁外的一层厚度不定的胶状物质，称为糖被。糖被的有无、厚薄与菌种遗传性有关，还与环境条件（特别是营养）密切相关。糖被按其有无固定层次、层次薄厚又可分为荚膜、微荚膜,粘液层,和菌胶团。细菌负染后相差显微镜图片（示荚膜）荚膜成分多糖纯多糖杂多糖多肽和多糖蛋白质葡聚糖纤维素果聚糖……多肽海藻酸透明质酸……聚-D-谷氨酸……荚膜的组成荚膜特点（1）产生需要能量，在营养丰富的条件下产生。如人体内，营养丰富的培养基（2）不易着色，普通革兰氏染色镜下可见菌体周围一圈透明圈。荚膜荚膜功能保护作用贮藏养料堆积代谢废物附着作用保护细菌免受干旱损坏防止噬菌体的吸附和裂解使致病菌免受突破主白细胞吞噬作为透性屏障或离子交换系介质细菌间的信息识别作用鞭毛（所有弧菌，螺菌，半数杆菌，极少数球菌）概念：一端附着在菌体细胞质内，一端游离于菌体外的细长的弯曲的丝状物。电子显微镜观察。成分：蛋白质（类似肌蛋白，可收缩）特点：（1）鞭毛长，可超过细菌自身长度几倍。（2）根据鞭毛数量和部位可分为单毛菌、双毛菌、丛毛菌、周毛菌。（3）除去鞭毛后，鞭毛可再生。细菌鞭毛的类型两端单生单端丛生单端单生周生两端丛生细菌线毛与鞭毛的电子显微镜图片电镜下的大肠杆菌（示鞭毛）鞭毛丝S-M环L环P环鞭毛杆钩形鞘外壁层肽聚糖层周质空间G－细菌鞭毛基体和钩形鞘结构细胞膜Fli蛋白Mot蛋白鞭毛功能：（1）运动性是运动器官，在液体中自由游动，有化学趋向性，可鉴别细菌。图（伤寒杆菌和痢疾杆菌）（2）抗原性蛋白质结构不同，抗原性不同，称鞭毛抗原（H抗原），可鉴别细菌。（3）致病性有些细菌的鞭毛与细菌的黏附作用有关。如霍乱弧菌通过鞭毛的运动，穿透小肠黏膜的黏液层，使菌体附着于肠黏膜上皮细胞，产生毒性物质引起病变。鞭毛菌毛许多G-和少数G+所有，与运动无关，电镜下才可见成分：菌毛蛋白特点：（1）比鞭毛更细、短、硬、直（2）分为普通菌毛（数目多，100-500根）和性菌毛（数目少，仅1-4根）功能：（1）致病性：普通菌毛可吸附相应的易感细胞上（消化道、呼吸道、泌尿生殖道的黏膜上皮细胞），是细菌致病的第一步。（2）传递性：性菌毛由F质粒编码，F+与F-通过接合的方式将遗传物质进行传递。芽孢概念：菌体内部形成的一种多层次膜，呈圆形或椭圆形小体。G+产生，位于菌体内不同部位，形态也不同，可用于鉴别细菌。是细菌在不利的环境中的休眠状态。芽孢产芽孢细菌的种类

菌体（营养细胞）细菌芽孢构造的模式图孢外壁芽孢衣

皮层芽孢质芽孢核区芽孢膜芽孢壁核心芽孢的形成过程质膜内陷前芽孢双层膜形成合成DPA皮层合成芽孢裂解DNA浓缩形成束状孢衣合成芽孢形成与发芽： 形成：动物体外，营养条件缺乏，胞浆内水分丢失，胞浆浓缩形成休眠体（保存生命活动必需的物质，对外界抵抗力强） 发芽：营养丰富，有热、酸等刺激，芽孢吸水膨胀，酶活性恢复休眠体繁殖体繁殖产生毒素萌发过程中的芽孢含有吡啶－2，6二羧酸（DPA-Ca）含有芽孢特有的芽孢肽聚糖芽孢含水量少，酶与蛋白质受热不易变性芽孢中酶的分子量较营养细胞小芽孢的耐热机制具有多层膜结构，通透性低，不易透入芽孢功能：对外界的抵抗力强。（沸水中可存活数小时） 意义：（1）防止芽孢污染伤口，医疗器械（2）消毒灭菌 以是否彻底杀灭芽孢为标准www.微生物学相关网站正常菌群的生理作用生物拮抗-------------作屏障营养作用-------------产营养免疫作用-------------有免疫生长和衰老----------除废物有一定的抗肿瘤作用（1）产生酶类物质作用于致癌物质（2）增强机体免疫功能（3）抑制硝胺合成和降解硝胺条件致病菌概念：在正常条件下不致病，在特殊条件下能引起疾病的细菌称为条件致病菌。菌群失调

正常菌群

免疫功能低下

条件致病菌寄居部位改变

菌群失调宿主某部位正常菌群中各菌种的数量和比例发生较大幅度的变化超出正常范围的状态，由此产生一系列临床表现。称为菌群失调症。

原因：长期使用广谱抗生素机体免疫功能低下或内分泌严重失调一、细菌的致病性致病性:细菌能引起感染的能力。毒力：致病菌的致病性强弱程度。半数致死量(medianlethaldose,LD50)： 在一定时间内，通过一定的接种途径，能使一定体重或年龄的某重动物半数死亡或感染的最小的细菌数或毒素量。

细菌引起疾病的条件细菌毒力细菌侵入宿主体细菌入侵的强弱内的数量的部位一、细菌的致病性（一）毒力侵袭力：

指突破机体防御功能，能在体内定居，繁殖，扩散的能力。（1）黏附力：黏附因子 革兰阴性菌的菌毛、革兰阳性菌的磷壁酸（2）扩散力：扩散因子 主要指酶（透明质酸酶，链激酶，链道酶）（3）抗吞噬能力：荚膜，微荚膜（肺炎球菌）血浆凝固酶（致病性葡萄球菌） 含脂质的细胞壁成分（结核杆菌） 杀白细胞素，溶血素Virulenceofdifferentbacteria毒素（toxin）外毒素（exotoxin）多数革兰阳性菌和少数革兰阴性菌在生长繁殖过程中释放到菌体外的蛋白质内毒素（endotoxin）革兰阴性菌细胞壁的脂多糖,菌体死亡崩解时游离出来内毒素与外毒素的比较种类外毒素内毒素来源革兰阳性菌及部分革兰阴性菌革兰阴性菌存在部位活菌分泌或细菌溶解后散出细胞壁成分、细菌裂解后释出化学成分蛋白质脂多糖稳定性差、60-80℃30分钟破坏好、160℃2-4小时破坏毒性作用强、对机体组织器官有选择性，引起特殊临床表现较弱、各种内毒素作用大致相同，引起休克，发热，DIC等抗原性强，能刺激机体形成抗毒素，经甲醛脱毒后能形成类毒素弱，能刺激机体形成抗体，但无中和作用，甲醛处理后不能形成类毒素外毒素类毒素毒素马血清抗毒素抗体抗原超敏反应ETEC不耐热肠毒素霍乱肠毒素破伤风痉挛毒素肉毒毒素A：毒性亚单位：决定作用方式和致病特点。B：结合亚单位：对宿主易感组织的细胞膜受体有选择性亲和作用。可提纯制疫苗外毒素分子结构：A-B模式外毒素的分类细胞毒素：白喉毒素、葡萄球菌表皮剥脱毒素、葡萄球菌毒性休克综合征毒素、A群链球菌致热外毒素神经毒素：破伤风痉挛毒素、肉毒毒素肠毒素：霍乱肠毒素、ETEC肠毒素、产气荚膜梭菌肠毒素、葡萄球菌肠毒素内毒素的结构脂多糖功能是革兰氏阴性细菌致病物质－内毒素的物质基础与磷酸相似，也有吸附Mg+、Ca2+等阳离子以提高这些离子在细胞表面的浓度的用；由于LPS结构的变化，决定了革兰氏阴性细胞表面抗原决定簇的多样性；是许多噬菌体在细胞表面的吸附受体。内毒素的致病性①发热反应：内毒素作为外源性致热原(即热原质)作用于粒细胞和单核细胞等，使之释放内源性致热原，引起发热。②白细胞反应：③血管舒缩机能紊乱：内毒素激活了血管活性物质(5-羟色胺、激肽释放酶与激肽)的释放。末梢血管扩张，通透性增高，静脉回流减少，心脏输出量减低，导致低血压并可发生休克。因重要器官(肾、心、肝、肺与脑)供血不足而缺氧，有机酸积聚而导致代谢性酸中毒。内毒素的致病性④弥漫性血管内凝血(Disseminatedintravascularcoagulation,DIC)：内毒素能活化凝血系统的Ⅻ因子，当凝血作用开始后，使纤维蛋白原转变为纤维蛋白，造成DIC；由于血小板与纤维蛋白原大量消耗，以及内毒素活化胞浆素原为胞浆素，分解纤维蛋白，进而产生出血倾向。（二）数量与侵入门户1.数量：病原菌除了必须有一定的毒力外，还需足够的数量，细菌毒力与致病数量成反比。2.侵入门户：病原菌还要经过适当门户到达特定的器官和组织才能致病，侵入的部位不适宜，不能引起感染。（伤寒杆菌，脑膜炎球菌，破伤风杆菌）

结核杆菌有多种途径侵入（三）抗菌免疫 人体内存在着较完善的免疫系统。致病菌侵入人体后，首先遇到的是天然免疫功能的抵御。一般经7~10天后，产生了获得性免疫；然后两者配合，共同杀灭致病菌。天生就有，能遗传，有种的差异性无特异性具有相对稳定性无记忆性后天获得，不遗传有特异性有记忆性非特异性免疫特异性免疫（三）抗菌免疫ComponentsoftheImmuneSystemcomplement,interferon,TNFetc.macrophages,neutrophilsantibodiesTcells;othereffectorscells细菌病毒获得性免疫粘膜物质屏障纤毛巨噬细胞递呈抗原细胞免疫TcellsCytotoxicTcells先天性免疫分泌的杀菌物质巨噬细胞体液免疫BcellsMemoryBcellsPlasmacellsAntibodiesBalancebetweenInfectionandImmunityinfectionimmunityResponsetoInfectioninfectionInnateimmunitynodiseasediseaserecoveryxre-infectionnodiseasexadaptiveimmunity非特异性免疫的组成（1）三个屏障（皮肤黏膜，血脑，血胎）

（2）两个系统（补体系统，单核吞噬细胞系统）（3）一组体液免疫物质（溶菌酶，补体等）

1．皮肤和粘膜屏障（1）机械阻挡皮肤由多层扁平细胞组成，完整的皮肤能阻挡病原菌的侵入。粘膜由单层柱状上皮细胞构成，屏障作用较弱，但其表面的附属结构和分泌液具有防御感染的作用。（2）分泌杀菌物质皮肤粘膜可分泌许多种具有抗菌作用的化学物质（3）正常菌群的拮抗正常菌群与机体之间保持动态性平衡，对病原菌有抑制作用。

2．血脑屏障由软脑膜、脉络丛的脑毛细血管壁及包裹在壁外的星状胶质细胞形成的胶质膜组成。其结构致密，能阻挡病原微生物及其毒性产物进入脑组织或脑脊液，从而保护中枢神经系统。3．血胎屏障由母体子宫内膜的基蜕膜和胎儿的绒毛膜滋养层细胞组成。可防止母体的病原微生物进入胎儿体内。单核吞噬细胞系统大吞噬细胞小吞噬细胞吞噬细胞中性粒细胞血中的单核细胞 组织中的巨噬细胞小吞噬细胞：中性粒细胞吞噬作用,细胞内杀伤,炎症和组织损伤典型的细胞核CD67膜标记.中性粒细胞、红细胞、血小板当病原菌突破皮肤或粘膜屏障侵入组织中后，首先被聚集到病原菌所在部位的中性粒细胞吞噬消灭。一般只有数量多、毒力强的病原菌才有可能进一步侵入血流或其他器官，再由血液、肝、脾等处的吞噬细胞继续进行吞噬杀灭。小吞噬细胞：中性粒细胞大吞噬细胞：巨噬细胞吞噬作用,细胞内和细胞外杀伤,组织修复,抗原递呈特异性免疫应答典型的细胞核CD14膜标记.N123消化N识别N

吞噬与溶酶体结合为吞噬溶酶体，其中的细菌随后被消化。细胞表面隆起的胞膜将细菌包裹，形成吞噬体，调理素受体特征（模式pattern）受体吞噬过程分泌

IL-1

IL-6

IL-12

TNF-a

IL-8

细胞因子酶其它因子

杀伤肿瘤细胞

抗原呈递作用前列腺素白三烯补体成分纤维蛋白结合蛋白凝血因子溶菌酶酸性水解酶赖氨酸酶酯酶胶原蛋白酶弹性纤维蛋白酶伤口修复吞噬并杀伤病原微生物吞噬作用完全吞噬（化脓菌）不完全吞噬（胞内菌）组织损伤：吞噬细胞在吞噬过程中，溶酶体释放的多种水解酶也破坏邻近的正常组织细胞，造成组织损伤。吞噬细胞能释放细胞因子，刺激机体炎症反应防止细菌繁殖和扩散，有助于它们的最终消灭吞噬作用结果吞噬细胞杀伤细菌及细菌逃逸的机制吞噬细胞进入胞浆抑制吞噬溶酶体形成吞噬溶酶体形成降低pH中和酸性pH抑制活性氧产生抑制活性氮产生产生活性氧产生活性氮NADPH氧化酶精氨酸消化杀伤存活细菌发炎:一种先天性防御系统中性粒细胞的渗出过程毛细血管内皮细胞粘着附壁侵入细菌游出最终从内皮细胞间隙中游出血管内皮细胞被活化之后表达P和E选择素，通过与中性粒细胞表面的多糖侧链结合使其附壁。随之中性粒细胞所表达的整合素与活化内皮细胞的ICAM结合，使之与毛细管内皮细胞表面粘着

ECEC中性粒细胞的渗出扫描电镜照片显示炎症部位的白细胞附着于血管内皮细胞表面。透射电镜照片显示中性粒细胞正在从两个血管内皮细胞之间穿出。体液免疫物质溶菌酶（lysozyme）：

为一种碱性蛋白，主要来源于吞噬细胞，广泛分布于血清、唾液、泪液、乳汁和粘膜分泌液中。防御素

(defensin)

为一类富含精氨酸的小分子多肽，主要存在与中性粒细胞的嗜天青颗粒中。防御菌主要作用于胞外菌，其杀菌机制主要是破坏细菌细胞膜的完整性，使细菌溶解死亡。正常体液和组织中的抗菌物质体液免疫：由特异抗体起主要作用的免疫应答

IgG、IgM、IgA、IgD、IgE抗菌抗体（调理素）抗外毒素抗体细胞免疫：是以T细胞为主的免疫应答

CD4Th1细胞

CTL特异性免疫的组成胞外菌的特异性免疫

致病机制：产生毒性物质、引起炎症反应 主要靠抗体，同时中性粒细胞，单核吞噬细胞也是杀灭胞外菌的主要力量IgGFc介导的调理作用 中性粒细胞，单核吞噬细胞膜上有IgGFc受体。而IgGFab段与相应细菌表面结合，形成桥梁，促进吞噬细胞对细菌的摄取和杀灭。（对化脓菌特别有效）寄居在宿主细胞外的组织间隙和血液、淋巴液、组织液等体液中葡萄球菌、链球菌、志贺菌、霍乱弧菌、破伤风梭菌等胞外菌的特异性免疫补体（C3b）介导的调理作用

IgG或IgM类抗体与细菌结合形成的免疫复合物可激活补体,其活化产物C3b可通过N端非稳定结合部位与菌体结合，其C端稳定结合部位与具有C3b受体的吞噬细胞结合，这样通过补体C3b将细菌与吞噬细胞连接在一起，发挥吞噬细胞的杀菌作用。胞外菌的特异性免疫SIgA 许多病菌从机体的呼吸，消化，泌尿生殖道等黏膜侵入机体，SIgA无调理作用，不能激活补体，但能与细菌结合，使之不能进入黏膜。Greenantibodybattlesaredantigen!细菌代谢产物或其它大分子抗原细菌抗原抗体复合物调理吞噬作用肥大细胞脱颗粒炎症反应补体介导杀伤专性胞内菌 立克次体、衣原体兼性胞内菌 结核分枝杆菌、麻风分枝杆菌、伤寒沙门菌、胞内菌的特异性免疫抗胞内菌感染的主要目的是杀灭细胞内细菌，因而特异性细胞免疫是主要的防御机制。在致病过程中，胞外菌也有存在于细胞外的阶段，故特异性抗体也有辅助抗菌作用。胞内菌的特异性免疫胞内菌的特异性免疫致病机制：慢性病理性免疫损伤1.吞噬细胞： 胞内菌主要被单核－巨噬细胞吞噬。活化的单核－巨噬细胞产生活性氧中介物（ROI）、活性氮中介物（RNI）的能力增强，尤其是大量一氧化氮（NO）的产生，使之能有效杀伤多种胞内菌2．细胞免疫：

主要是以T细胞为主的细胞免疫。 CD4Th1细胞：产生细胞因子，活化巨噬细胞、CTL、引起迟发型超敏反应CD8CTL：穿孔素、粒酶破坏感染细胞外毒素的特异性免疫抗毒素（IgG）中和作用 两者结合成免疫复合物，随血流循环最终被吞噬细胞消灭。 保护作用：必须用于外毒素与易感靶细胞表面受体结合之前，因为后一结合不可逆。淋巴细胞的电镜照片抗菌免疫总结二、感染的发生与发展引起原因细菌来源内源性外源性体内正常菌群引起来自体外，主要是病原菌引起大量使用抗生素导致菌群失调；长期应用激素类药物使机体免疫力下降；少数是由处于隐伏状态的病原菌引起病人；带菌者（健康带菌者，恢复期带菌者）；病畜和带菌动物（人畜共患病原菌传播方式与途径呼吸道 肺结核；百日咳；军团病

消化道 菌痢；伤寒；霍乱；食物中毒

泌尿生殖道尿道炎；肾炎；膀胱炎

创伤破伤风；气性坏疽；化脓性感染

接触淋病；梅毒；钩体病

节肢动物叮咬鼠疫；恙虫病

多途径感染如：结核分支杆菌；炭疽杆菌

感染的类型特点类型隐性感染（亚临床感染）显性感染（临床感染）带菌状态①免疫力较强②侵入病菌数量不多，毒力较弱，感染后病菌对机体损伤轻微，不出现或仅出现不明显症状③感染后可获得足够特异性免疫力，能抵抗同样病菌再次感染①免疫力弱②侵入病菌数量多，毒力强，感染后导致机体组织细胞受到不同程度的损害，生理功能发生改变，出现一系列明显症状病原菌在体内继续存在，与机体免疫力处于相对平衡状态，不断排菌，称为带菌者临床上分类按病情缓急不同分为急性感染：发病急，病程短。数日至数周（霍乱，伤寒等）慢性感染：发病缓，病程长。数月至数年（结核，麻风等）胞内菌往往引起慢性感染按感染部位不同分为局部感染：局限在一定部位生长，繁殖引起病变。如：疖，痈全身感染：病原菌及其毒性产物向全身播散，引起全身症状毒血症（toxemia）：

致病菌侵入宿主体后，只在机体局部生长繁殖，病菌不进入血循环，但其产生的外毒素入血。外毒素经血到达易感的组织和细胞，引起特殊的毒性症状。例如白喉、破伤风等。内毒素血症（endotoxemia）:

革兰阴性菌侵入血流，并在其中大量繁殖、崩解后释放出大量内毒素；也可由病灶内大量革兰阴性菌死亡、释放的内毒素入血所致。菌血症（bacteremia）：致病菌由局部侵入血流，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。例如伤寒早期。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。鼠疫耶氏菌、炭疽芽胞杆菌等。脓毒血症（pyemia）：化脓性病菌侵入血流后，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。例如金黄色葡萄球菌的脓毒血症，常导致多发性肝脓肿、皮下脓肿和肾脓肿等。带菌状态

有时致病菌在显性或隐性感染后并未立即消失，在体内继续留存一定时间，与机体免疫力处于相对平衡状态。宿主------带菌者（carrier）,重要的传染源医院获得性感染

指病人在入院时不存在，又不处于潜伏期，而是在住院过程中获得的感染。也包括在医院感染，出院后才出现症状者。

发生率：国外5%-10%，国内8.4%-9.7%

后果：不仅延长了患者的住院时间，增加病人的痛苦和经济负担，而且常常直接或间接导致病人死亡。医院获得性感染

分类：①外源性感染：由医院内病人或医务人员直接或间接传播引起的感染；②内源性感染：或称自身感染，由病人自己体内正常菌群引起的感染；③医源性感染：在治疗、诊断或预防过程中，因所用器械等消毒不严而造成的感染。引起医院获得性感染的可以是致病菌，也可以是条件致病菌。医院获得性感染

发病机制：患者与医院感染报道：ICU发生率19.9%抗生素与医院感染插管与医院感染各种侵袭性治疗措施的使用是医院感染发生率增高的重要原因，并且插入性操作次数与感染关系密切。免疫抑制剂与医院感染医务人员与医院感染医院获得性感染国内临床表现：肺部感染第一位，以细菌感染为主，50%革兰阴性菌，25%革兰阳性菌引起，真菌感染有上升趋势，以白色念珠菌为主。尿路感染（与导尿有关）以大肠杆菌为主，因此必须严格掌握导尿指征，不需要时尽早拔管。术后伤口感染胃肠道感染败血症其他：输血，用血制品物理性状

光学性质：半透明体，细菌悬液呈混浊状态。

表面积：比表面积远大于其它生物，有利于同外界物质交换，因此细菌的代谢旺盛，繁殖迅速。

带电现象：在中性或弱碱性环境中，PH>等电点，羧基电离，细菌带负电G+>G

细菌的物理性状物理性状

半透性：细胞壁和细胞膜都有半透性，允许水及部分小分子物质通过。细菌吸收营养、排出代谢产物均有赖于此。

渗透压：细菌含有丰富营养物质和无机盐，渗透压高。低渗，具有细胞壁，起保护作用。若细菌处于高渗中，菌体内水分逸出，胞质浓缩，细菌不能生长繁殖。细菌的物理性状细菌的生长繁殖条件

营养物质

合适的酸碱度

温度

必要的气体营养物质根据细菌对营养物质需求分：

①自养菌：以无机物为原料，如CO2、N2、NH3、NO2能量来自无机物氧化（化学能），光合作用（光能）。②异养菌：需供给有机物（Pr、AA、糖、维生素），获取能量。营养物质微生物的六种营养要素：碳源、氮源、无机盐、生长因子、能量、水1.碳源：构成细胞及代谢产物的骨架；是大多数微生物代谢所需的能量来源2.氮源：为微生物提供合成细胞物质代谢产物的原料，氮源一般不做能源，只有硝化细菌利用铵盐，亚硝酸盐作氮源,同时也作能源。同时也做能源。营养物质3.无机盐：构成微生物细胞的组成成分调解渗透压，PH值和氧化还原电位构成酶活性基的组成成分，维持E活性。Mg、Ca、K是多种E的激活剂营养物质4.生长因子：维生素：有的微生物自己不能合成维生素，需要外加，主要是B族维生素、叶酸、泛酸、核黄素等。氨基酸：有些微生物自己不能合成某种AA，必须给予补充。如豆饼水解液或毛发水解液等（含环丝氨酸）碱基：嘧啶和嘌呤是核酸和辅E的重要组分，是许多微生物必须的生长因素。有些微生物不仅不能合成嘧啶和嘌呤，而且不能将补充的嘧啶和嘌呤结合在核苷酸上，还必须供给核苷酸。营养物质5.水：是细胞中生化反应的良好介质；营养物质和代谢产物都必须溶解在水里，才能被吸收或排出体（细胞）外。水的比热高，能有效的吸收代谢过程中放出的热量，不致使细胞的温度骤然上升。维持细胞的膨压（控制细胞形态）。合适的酸碱度 大多数致病菌是寄生在人类或动物体内的血液或组织中，其适合生长的PH值即是血液或组织的PH值7.2~7.6，此时酶活性最强。所以培养这些细菌应准备中性或微碱性的培养基。（牛奶PH值为6.8，且营养丰富，亦是适合细菌滋生的好环境） 个别碱性PH8.0~9.0，如霍乱弧菌，酸性PH6.0~6.8，如结核杆菌。合适的酸碱度影响细胞膜透性与稳定性影响物质溶解度影响细胞表面电荷分布因此影响微生物生长、繁殖，发育。各类微生物能够生长的PH值较宽，但细胞内部PH值却接近中性。微生物的活动也能改变环境中的PH值温度 不同的细菌所适合的生长温度变化很大，通常可分为：嗜冷菌 15~20℃，低温下生长良好。嗜温菌 30~37℃嗜冷菌 50~60℃，高温内才能生长良好 病原菌为嗜温菌，以宿主的体温为最适温。对人类有致病作用的细菌最适温为37℃。嗜冷微生物嗜冷机制：Ｅ系在低温下仍能起催化作用。细胞膜含较多的不饱合脂肪酸在低温下仍具有通透性。嗜热微生物嗜热机制：细胞内的Ｅ具强抗热性产生的多胺，热亚胺和高温精胺物质对蛋白质等组织结构具有保护作用。核酸也具有热稳定性的保护结构。细胞膜含有较多的饱和脂肪酸和直链脂肪酸，使膜具有稳定性。

必要气体

主要是O2与CO2

根据细菌对氧的需求，可分为4类：

专性需氧菌：超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶微需氧菌兼性厌氧菌专性厌氧菌：缺乏氧化还原电势高的呼吸酶：细胞色 素、细胞色素氧化酶缺乏分解有毒氧基团的酶：SOD、触酶、过氧化物酶

2O2-+

2H+SODH2O2+O2

2H2O2触酶2H2O+O2H2O2+AH2

过氧化物酶2H2O+A细菌繁殖方式与速度繁殖方式：二分裂细菌以几何级数比例持续增加（1-2-4-8--）繁殖速度个体繁殖速度 多数细菌分裂繁殖速度很快，20-30分钟一代，培养18-24小时。肉眼可见菌落（细菌集团）。 少数细菌分裂一代需18-20h，培养2-4周才可见菌落（结核杆菌）细菌繁殖方式与速度群体繁殖速度 分四期 将一定量细菌接种于适宜的培养基中，间隔不同时间取样，检查活菌数，可发现其生长过程具有规律性。 以培养时间为横坐标，培养物中活菌数的对数为纵坐标，可绘出一条生长曲线生长曲线(growthcurve)描述细菌生长规律总菌数活菌数培养时间Ⅱ.指数期Ⅲ.稳定期Ⅳ.衰亡期Ⅰ.迟缓期细菌数目（个/ml）对数ⅡⅢⅣⅠ细菌繁殖方式与速度迟缓期（约1-4小时）

细菌接种到新的培养基后并不立即生长繁殖，原因是细胞的生理状态需要一段时间来适应新的培养环境，在这段时间内，细胞中的酶和中间代谢产物逐渐堆积，直到足够量后才进行分裂繁殖。特点：生长速率常数等于零菌体粗大ＲＮＡ含量增加代谢活力强对不良条件抵抗能力降低此期长短与接种龄、接种量、培养基成分有关。细菌繁殖方式与速度对数生长期（8-18h）

特点：酶系活跃，代谢最强，分裂旺盛，菌数呈几何级增多。活菌数和总菌数接近。此期细胞的化学组成及形态，生理特性比较一致。（研究细菌生理）细菌繁殖方式与速度稳定期细菌繁殖速度减弱，死亡数逐步上升，细菌繁殖数与死亡数大致平衡。原因：营养物质消耗，有毒的代谢产物堆积，PH值EH值等理化条件不适，细菌繁殖受到抑制，生长速率开始下降。特点：活菌数保持相对稳定，总菌数达最高水平；细菌代谢物积累达到最高峰；是生产收获时期。

稳定期细菌形态和生理性状常有改变。例如：G+染色反应可为阴性，一些细菌的芽孢和外毒素、抗生素等代谢产物产于此期。细菌繁殖方式与速度衰亡期细菌繁殖越来越慢，死亡菌数越来越多，死菌数超过活菌数。形态发生改变，代谢活动停滞。

特点：细菌死亡数大于增殖数,活菌数明显减少,群体衰落。细胞出现多形态,大小不等的畸形,变成衰退型细胞死亡,出现自溶现象。细菌生长繁殖曲线的意义在对数生长期，鉴定细菌。利用对数生长期，制作菌苗。不断给予营养物质，去除毒性物质。通气（需氧菌）。为了生产大量有益菌，可人为改变培养条件，控制细菌的生长繁殖阶段。细菌代谢产物及应用

不同细菌具有不同酶，对物质分解能力不一，代谢产物也不一，借此来鉴别细菌，阐明细菌致病机理及利用有益代谢产物治疗疾病。

与细菌鉴别有关的代谢产物（细菌的生化反应）

糖代谢产物

不同细菌分解糖类能力不同，产物不同，用来鉴别。

乳糖葡糖 如大肠杆菌⊕ ⊕甲酸脱H酶含相应酶，分解糖生成甲酸CO2+H2

（产酸产气）伤寒杆菌

+ 只含葡糖酶，缺乏乳糖酶及甲酸脱氢酶 （糖发酵试验）各类肠道杆菌鉴别依据之一。与细菌鉴别有关的代谢产物（细菌的生化反应）

Pr代谢产物（AA）①

生成靛基质试验如大肠杆菌产生色氨酸酶 试剂：二甲基氨基苯甲醛培养基中色氨酸靛基质（吲哚） 玫瑰靛基质 （无色）（红色）（阳性）②

H2S试验如变形杆菌产生胱氨酸酶 培养基中Fe2+Pb2+培养基中胱氨酸H2S 黑色FeSPbS沉淀 与细菌鉴别有关的代谢产物（细菌的生化反应）

产生色素（鉴别细菌）

葡萄球菌产生脂溶性色素（金黄色，白色，柠檬色）

只存在菌体，不扩散至含水培养基，培养基颜色不变，菌落显色。 绿脓杆菌产生水溶性绿色素，脓液及纱布等也为绿色。

能弥散至周围环境与细菌致病有关的代谢产物毒素

外毒素毒性>内毒素毒性

内毒素：G-

脂多糖，死亡后崩解释放

外毒素：Pr，在细菌生长繁殖过程中释，G+多，G-少毒性酶

扩散性酶（能增强病原菌的侵袭力）如链球菌的透明质酸酶。与细菌致病有关的代谢产物热原质（内毒素）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。LPS 输液器具（药液，玻璃器皿） 输液反应（发热） 250℃30min或180℃4h高温处理，可破坏液体中热原质，还可用蒸馏法、吸附剂或石棉滤板除去。高压蒸汽灭菌121℃20min不被破坏，故临床上输液中要高度警惕，防止输液反应，及时处理输液反应。与治疗有关的代谢产物

抗生素（放线菌，真菌） 代谢过程中产生的抗生物质，能抑制或杀死某些病原微生物和肿瘤细胞。产生链，红 青，头孢多粘菌素，杆菌肽

维生素（某些细菌能自行合成V）大肠杆菌利用食物残渣合成B族V和Vk可被人体吸收利用。与治疗有关的代谢产物

细菌素 是某些菌株产生的一类具有抗菌这样的Pr，与抗生素比，作用范围狭窄，仅对与产生菌有近缘关系的细菌有杀伤作用。例如：大肠菌素作用于同种或近种菌株。可用于分型（特异性）。酶

某些酶如链球菌透明质酸酶，可溶解组织间隙中透明质酸，防止术后粘连。细菌的人工培养实验室中微生物生长在液体或固体培养基中（混合营养物制品，PH7.2-7.6,灭菌处理），细菌生长的培养基应含所有生长的基本需求：碳缘、氮源、无机离子、能量及各种微量元素按物理状态可分为：

液体培养基（肉汤）：用于大量繁殖细菌。

固体培养基：液体培养基加琼脂1.5%-2.5%。用于细菌的分离和纯化。

半固体培养基：液体培养基加0.3%-0.5%琼脂用于观察细菌动力。琼脂固体培养基琼脂是藻类中提取的胶体多糖。熔点96℃，凝固点是40－50℃。琼脂培养基可反复溶化凝固而不改变其性质。绝大多数微生物不水解琼脂。液体培养基中沉淀生长混浊生长表面生长细菌的人工培养细菌的菌落特征细菌菌落细菌细胞的电子显微镜图片固体培养基表面细菌菌落（照片）Colonymorphology半固体培养基：无动力

有动力细菌的人工培养按培养的用途：

基本培养基加富培养基选择培养基鉴的培养基保藏菌种培养基消毒灭菌 细菌为单细胞生物，极易受外界环境的影响。若环境适宜，生长繁殖极为迅速；若环境变化过剧，细菌因代谢障碍而生长受到抑制，甚至死亡。根据这一现象，可以采用多种物理、化学或生物学方法来抑制或杀死外环境中的病原微生物。称消毒灭菌技术。消毒灭菌概念概念消毒：杀灭物体上病原微生物，并不一定能杀死所有细菌芽孢。灭菌：杀灭物体上的所有微生物，包括细菌芽孢。灭菌比消毒要求高。无菌：物体上没有活的微生物存在。无菌操作：防止微生物进入人体或物品的操作法。防腐：防止或抑制微生物生长繁殖的方法。微生物一般不死亡。同一种化学药品在高浓度时称消毒剂，低浓度时为防腐剂。高温灭菌辐射作用高渗作用干燥超声波控制微生物的物理因素高温灭菌多数细菌，酵母菌和霉菌的营养细胞和病毒在50-65ºＣ10min可以致死。F

一般噬菌体65－80ºＣ致死，细菌芽孢，在100ºＣ下５－20min才能致死，嗜热脂肪芽孢杆菌可在80ºＣ条件下生活，在120ºＣ，12min才能杀死，同种微生物老龄菌比幼菌耐热。高温灭菌干热灭菌(dryheatsterilization)湿热灭菌(mosistheatsterilization)

焚烧灭菌法：常用与废弃物动物尸体等处理。烘烤灭菌法；实验室用干燥箱烘烤接种工具。湿热灭菌(mosistheatsterilization)

煮沸灭菌法（煮沸消毒法）高压蒸汽灭菌法间歇灭菌法巴斯德消毒法：（巴氏消毒法）该法比干热灭菌效果好:蛋白质在有水的情况下容易凝固湿热的穿透力比干热大湿热的蒸汽有潜热高压蒸汽灭菌(normalautoclving)是湿热灭中最好方法，通常在1.05kg/cm2,的压力下面（此时温度121ºＣ）处理15－30min。要排冷，否则会形成假压，虽然压力达到要求，温度却达不到相应高度，而影响灭菌效果。巴氏消毒法(pasteurization)是食品（牛奶）酿造（啤酒）工业中常用的方法。具体做法是61.7－62.8ºＣ处理30min或71.6ºＣ度处理15min，这样即可杀死病原微生物。又不致损坏营养，可保留食品饮料原有用味。根据结核杆菌在62ºＣ下15min被致死。辐射可见光紫外线（非电离辐射）X射线与r射线紫外线（非电离辐射）杀菌机制：紫外线穿透力较弱诱导核酸形成胸腺嘧啶二聚体，从而干扰了核酸的复制。特点：应用范围：空气消毒、手术室、传染病房、细菌实 验室、不耐热物品的表面消毒高渗作用等渗溶液对微生物生长有利细菌处于低渗液中会吸水膨胀乃至破裂细胞处于高渗液中会脱水引起质壁分离导致死亡。J

控制微生物的化学物质(因素)表面消毒剂抗代谢物抗生素化学治疗剂溶液状态气体状态生物药物素类别作用机制常用种类酚类蛋白变性，细胞膜损伤石炭酸醇类蛋白变性乙醇氧化剂氧化、蛋白沉淀高锰酸甲重金属盐氧化、蛋白酶变性红汞、硫柳汞氧化剂氧化、蛋白沉淀过氧乙酸、碘酒表面活性剂蛋白变性，细胞膜损伤新洁而灭染料干扰氧化、抑制繁殖龙胆紫常用消毒剂种类各种消毒剂的应用种类使用浓度用途石炭酸3%~5%地面、器具表面、皮肤消毒乙醇3%~5%皮肤、体温计消毒高锰酸甲3%~5%皮肤、尿道、蔬菜、水果消毒红汞3%~5%皮肤、粘膜、小创伤消毒硫柳汞3%~5%皮肤消毒、手术部位消毒过氧乙酸3%~5%塑料、玻璃器材消毒碘酒3%~5%皮肤消毒新洁而灭3%~5%手术洗手、浸泡手术器械龙胆紫3%~5%浅表创伤消毒变异的种类遗传性变异（基因型变异）非遗传性变异（表型变异）遗传性变异非遗传性变异基因改变+-遗传+-可逆性-+外界环境-+变异幅度个别细胞群体一、细菌性状的变异现象

形态的变异变形杆菌0.1%石炭酸迁徙生长（H）点状生长、单个菌 落（O）

可逆细菌性状的变异现象结构的变异

指细菌某些结构的丢失（包括基本结构或特殊结构）。青霉素、溶菌酶正常形态细菌

L型变异抗体或补体(部分或完全失去胞壁)细菌性状的变异现象菌落变异

S—R型变异光滑型菌落经过多次人工培养变异为粗糙型菌落。细菌性状的变异现象毒力变异增强

β棒状噬菌体

白喉棒状杆菌

获得白喉毒素减弱

胆汁、甘油、马铃薯培养基

牛分枝杆菌 卡介苗

13年(230代)牛分支杆菌

Mycobacteriumbovis置于含胆汁的培养基，逐渐增加胆汁的浓度13年在胆汁中适应性生长，充分减毒成为预防肺结核的疫苗。卡介苗BacillusCalmette-Guerin(BCG)耐药性变异 对药物从敏感到耐受称耐药。金黄色葡萄球菌有些细菌还同时耐受多种抗菌药物，即多重耐药性，甚至产生药物依赖性。含链霉素培基

痢疾杆菌依链株

长期培养

细菌性状的变异现象细菌性状的变异现象特点：不仅形态改变，理化性状，毒力，致病力，抗原性等性状也发生变化一般性状变弱，例外：结核杆菌、炭疽杆菌、鼠疫杆菌。二、遗传变异的物质基础染色体和染色体外遗传物质

质粒转位因子染色体和质粒染色体细丝状双股，闭合，环状DNA链，如在DNA复制中碱基发生变化，就使子代发生变异而出现新的性状。质粒是染色体外的遗传物质，存在于细胞质中，起到传递遗传基因的作用。染色体基因Ⅱ基因ⅠDNA基因是一段DNADNA就是脱氧核糖核酸（长链）腺嘌呤（A）鸟嘌呤（G）胸腺嘧啶（T）胞嘧啶（C）ATCGAAATTTTTTAAAGGGGGCCCCCGC基因控制Pr因而控制性状GATCTAGAUDNAmRNA天冬氨酸

质粒核外环状小型DNA独立复制稳定遗传F因子与有性接合有关种类R因子与抗药性有关COL