医学微生物学课件

细菌学概论细菌(Bacterium)是一类具有独特细胞壁的单细胞原核细胞型微生物。有无性二分裂法繁殖。第一节细菌的形态、结构与分类一、细菌的大小和基本形态（一）细菌的大小观察细菌常用光学显微镜,通常以微米(Micrometer,um;1um=1/1000mm)作为测量它们大小的单位。（二）细菌的形态1.基本形态细菌按其外形主要有三类，球菌、杆菌、螺形菌（1）双球菌（Diplococcus）:在一个平面上分裂成双排列，如肺炎双球菌、脑膜炎双球菌。1.球菌（Coccus）呈圆球形或近似圆球形，直径约在1.0um左右。（2）链球菌（Streptococcus）：在一个平面上分裂，成链状排列，如溶血性链球菌。（3）四联球菌（Micrococcustetragenus）:在两个相互垂直的平面上分裂，以四个球菌排呈方形，如四联微球菌。（4）八迭球菌（Sarcina）:在三个互相垂直的平面上分裂，八个菌体重叠呈立方体状，如藤黄八叠球菌。（5）葡萄球菌（Staphylococcus）:在多个不规则的平面上分裂，菌体堆积在一起呈葡萄状排列，如金黄色葡萄球菌。2.杆菌（Bacillus）:杆状或球杆状。各种杆菌的大小、长短、弯度、粗细差异较大。菌体的形态多数呈直杆状，也有的菌体微弯。菌体两端多呈钝圆形，少数两端平齐，两端尖细或未端膨大呈棒状。排列一般分散存在，无一定排列形式.杆菌棒状杆菌3.螺形菌（Spirillarbacterium）菌体弯曲（1）弧菌（Vibrio）菌体只有一个弯曲，呈弧状或逗点状。如霍乱弧菌。（2）螺菌（Spirillum）菌体有数个弯曲。如鼠咬热螺菌2.特殊形态3.不规则性形态细菌在条件改变时，常出现不规则的形态，称多形性（Pleomorphism）,呈梨形、气球状、丝状等，；条件适宜，可以恢复二、细菌的细胞结构（一）细菌的基本结构细菌基本结构包括细胞壁、细胞膜、细胞浆及核质。是所有细菌共有的结构1.细胞壁（Cellwall）：为细菌最外层的坚韧而有弹性结构。主要作用是保护细菌，支持细胞膜使其可承受细胞内强大的渗透压，避免细菌破裂或变型。细胞壁的化学组份：主要成分是肽聚糖（Peptidoglycan）。还含有磷壁酸、脂多糖等特殊成分。

(1)革兰氏阳性菌细胞壁

细胞壁较厚，含丰富肽聚糖，有少量磷壁酸(Teichoicacid)。

肽聚糖是由N-乙酰葡萄糖胺（G)和N-乙酰胞酸(M)两种氨基糖经β-1.4糖苷键连接间隔排列形成的多糖支架。在N-乙酰胞壁酸分子上连接四肽侧链，肽链之间再由肽桥或肽链联系起来，组成一个机械性很强的网状结构。各种细菌细胞壁的肽聚糖支架均相同，在四肽侧链的组成及其连接方式随菌种而异。Peptideandglycanunitsareconnectedinformationofthepeptidoglycansheet2）磷壁酸是结合在革兰氏阳性菌细胞壁上的一种酸性多糖，由核糖醇或甘油残基经磷酸二脂键互相连接而成的链状聚合物。分壁磷壁酸基本为甘油型。和膜磷壁酸基本为核糖醇型。磷壁酸是革兰氏阳性菌细胞壁特有成分，具重要生理功能：1）P－结合阳离子，Mg2+提高细胞表面酶活性2）细胞壁表面抗原成分3）噬菌体吸附的特异受体4）调节自溶素活力5）增加细菌面府性，与致病性有关(3)革兰氏阴性菌细胞壁

细胞壁较薄，肽聚糖含量低。外膜层位于细胞壁肽聚糖层的外侧，包括脂多糖、脂质双层、脂蛋白三部分1）肽聚糖1.脂蛋白（Lipoprotein）：一端以蛋白质部分共价键连接于肽聚糖的四肽侧链上另一端以脂质部分经共价键连接于外膜的磷酸上。其功能是稳定外膜并将之固定于肽聚糖层。2.脂质双层：脂蛋白外侧，脂质双层结构。含有外膜蛋白2）外膜3.脂多糖（Lipopolysacchride,LPS）由脂质双层向细胞外伸出，包括类脂A、核心多糖、特异性多糖三个组成部分，习惯上将脂多糖称为细菌内毒素。①类脂A：为一种糖磷脂，是由焦磷酸键联结的氨基葡萄糖聚二糖链，其上结合有各种长链脂肪酸。它是脂多糖的毒性部分及主要成份。为革兰氏阴性菌的致病物质。无种属特异性。②核心多糖：位于类脂A的外层，由已糖、瘐糖、2-酮基—3—脱氧辛酸（KDO）、磷酸乙醇胺等组成。经KDO与类质A共价联结。核心多糖具有属特异性。③特异性多糖：在脂多糖的最外层，是由数个至数十个低聚糖（3～5单糖）重复单位所构成的多糖链。革兰氏阴性菌的菌体抗原（O抗原）就是特异多糖。有种特异性。ChemicalStructureofLipopolysaccharideLPS的功能：1）吸附Mg2+等阳离子，与磷壁酸作用类似2）类脂A，细菌内毒素主要成分3）特异性多糖：O－侧链（O抗原），鉴定细菌4）噬菌体吸附的位点3）周质空间革兰氏阴性菌外膜与细胞膜间的空间，含周质蛋白。（3）作用于细胞壁的抗生素及酶

1）青霉素和头孢菌素能与细菌竞争合成胞壁过程所需的转肽酶，抑制四肽侧链上D-丙氨酸与五肽桥之间的联结，使细菌不能合成完整的细胞壁，可导致细菌死亡。

2）溶菌酶（Lysozyme）能切断肽聚糖中N-乙酰葡萄糖胺和N-乙酰胞壁酸之间的β-1.4糖苷键之间的联苷键之间的联结，破坏肽聚糖支架，引起细菌裂解。（4）细胞壁缺陷型细菌1）支原体：长期进化中形成2）L型细菌：

实验室培养过程中，L型是指细菌发生细胞壁缺陷的变型。3）原生质体（protoplast）：人工条件，溶菌酶完全水解或青霉素完全抑制新生细胞壁的合成，G+，生存于高渗环境中。4）球状体（spheroplast）：人工条件，溶菌酶部分水解或青霉素不完全抑制新生细胞壁的合成，G－,高渗环境中2.细胞膜（Cellmembrane）位于细胞壁内侧，包绕细胞质的半渗透性脂质双层生物膜。主要由磷脂及蛋白质构成。

Membrane细胞膜功能1）细胞膜有选择性通透作用，菌体内外的物质交换。2）维持渗透压2）膜上有多种呼吸酶，参与产能过程。3）合成细胞壁及附属结构的场所间体（Mesosome）：中介体。细胞膜向胞浆凹陷折叠成囊状物。与细胞的呼吸有关，可为细菌提供大量能量，有拟线粒体之称，多见于革兰氏阳性菌。3细胞质（Cytoplasm）：基本成份是水、蛋白质、脂类、核酸及少量无机盐。

（1）核糖体（Ribosome）其化学组成70%为RNA，30%为蛋白质。细菌的70S核糖体由50S和30S两个亚基组成。链霉素能与细菌核糖体的30S基结合，红霉素能与50S亚基结合，从而干扰细菌蛋白质的合成而导致细菌的死亡；真核细胞的核糖体为80S，因此对人体细胞则无影响。

（2）胞质颗粒（Cytoplasmagranula）：细菌细胞内颗粒状内含物，大多数为营养贮藏物，可以鉴别细菌。聚beta-羟丁酸(PHB)1.聚beta-羟丁酸：类脂性质C源贮藏物磷酸颗粒2）异染颗粒：贮藏高能磷酸盐（Metachrometicgranula），嗜碱性较强，用特殊染色法可以看得更清晰。3）糖原粒与淀粉粒硫细菌的含硫颗粒

气泡(blue)

储存颗粒(red)（3）其他内含物4．核质体（Nuclearbody）：细菌的遗传物质。5.质粒：染色体外的遗传物质。（二）细菌的特殊结构细菌的特殊结构包括荚膜、鞭毛、菌毛和芽胞。

1.荚膜（Capsule）许多细菌胞壁外围绕一层较厚的粘性、胶冻样物质，与四周有明显界限，称为荚膜。厚度在0.2um以下者，在光学显微镜下才不能直接看到，必须电镜看到，称为微荚膜（Microcapsule)。

荚膜由多糖或多肽组成。细菌一般在机体内和营养丰富的培养基中才能形成荚膜。有荚膜的细菌在固体培养基上形成光滑型（S型）或粘液型（M）菌落，失去荚膜后菌落变为粗糙型（R）。

光滑型菌落粗糙型菌落粘液型菌落荚膜功能：1）保护细菌抗干燥，抗吞噬细胞的吞噬和消化。2）储存营养3）堆积代谢废物4）一定的屏障作用，并对其他因子（如溶菌酶、补体、抗体、抗菌药物等）的侵害有一定抵抗力。荚膜与人类1.医疗：提取葡聚糖2.细菌分型鉴定3.危害：2.芽胞（Spore）在一定条件下，芽胞杆菌属（如炭疽杆菌）及梭状芽胞杆菌属（如破伤风杆菌、气性坏疽病原菌）能在菌体内形成一个折光性很强的不易着色小体，称为内芽胞（Endospore），简称芽胞。

正常细胞形成芽孢芽胞染色芽胞含水量少（约40%），蛋白质受热不易变性。芽胞具有多层厚而致密的胞膜，由内向外依次为核心、内膜、芽胞壁、皮质、外膜、芽胞壳和芽胞外衣。芽胞壳，无通透性，有保护作用，能阻止化学品渗入。

核心CortexSporecoat/membraneexosporiumMicrographofaendospore

芽胞核心和皮质层中含有大量吡啶二羧酸（Dipicolinicacid,DPA）,是芽胞所特有的成分，。DPA能以一种现尚不明的方式，使芽胞的酶类具有很高的稳定性。芽胞形成过程中很快合成DPA，同时也获得耐热性。

在合适的营养和温度条件下，芽胞的核心向外生长成繁殖体，开始发育和分裂繁殖。芽胞并非细菌的繁殖体，而是处于代谢相对静止的休眠休态，以维持细菌生存的持久体。梭状芽孢杆菌（腐肉中毒）梭状杆菌（破伤风）

芽胞的抵抗力强，当进行消毒灭菌时往往以芽胞是否被杀死作为判断灭菌效果的指标。一般当营养缺乏，容易形成芽胞。芽胞呈圆形或椭圆形，其直径和在菌体内的位置随菌种而不同B.thuringiensis.的伴孢晶体Toxiccrystals伴孢晶体3.鞭毛（Flagllum）在某些细菌菌体上具有细长而弯曲的丝状物，称为鞭毛。鞭毛的长度常超过菌体若干倍。鞭毛的化学组成为鞭毛蛋白。为运动工具flagellum鞭毛自细胞膜长出，游离于细胞外。用电子显微镜研究鞭毛的超微结构，发现鞭毛的结构分为：基础小体、钩状体和丝状体三个部分组成1．基础小体（Basalbody）革兰氏阴性菌鞭毛的基础小体由一根圆柱和两对同心环所组成，一对是M环与S环，附着在细胞膜上；另一对是P环与L环，连在胞壁的肽聚糖和外膜上（M、S、P、L分别代表细胞膜、膜上、肽聚糖、外膜中的脂多糖）。革兰氏阳性菌的细胞壁无外膜，其鞭毛只有M与S环而无P环和L环。鞭毛运动需要能量，细胞膜中的呼吸链可供其所需。

2．钩状体（Hook）

3．丝状体（Filament）与鞭毛的运动性有关。

不同细菌的鞭毛数目、位置和排列不同，可分为单毛菌、双毛菌、丝毛菌、周毛菌。鞭毛的数量、分布可用以鉴别细菌。鞭毛是细菌的运动器官，，还与细菌的致病性有关如：霍乱弧菌4.菌毛（Pilus）菌毛是许多革兰氏阴性菌菌体表面遍布的比鞭毛更为细、短、直、硬、多的丝状蛋白附属器，也叫做纤毛（Fimbriae)。其化学组成是菌毛蛋白（Pilin），菌毛与运动无关，在光镜下看不见，使用电镜才能观察到。

（1）普通菌毛：与细菌黏附性有关。具有粘着细胞（红细胞、上皮细胞）和定居各种细胞表面的能力，它与某些细菌的的致病性有关。无菌毛的细菌则易被粘膜细胞的纤毛运动、肠蠕动或尿液冲洗而被排除，失去菌毛，致病力亦随之丧失大肠杆菌及其纤毛双球菌及其纤毛（2）性菌毛有的细菌还有1～4根较长的性菌毛，比普通菌毛而粗，中空呈管状。性菌毛由质粒携带的一种致育因子（Ferilityfactor）的基因编码，故性菌毛又称F菌毛。带有性菌毛的细菌称为F+菌或雄性菌，无菌毛的细菌称为F-菌或雌性菌。性菌毛能在细菌之间传递DNA。Fpilus三、细菌的分类（一）分类单位与命名1.分类单位种：基本单位亚种、变种：一个种内不同细菌存在稳定的变异或遗传特征，不足以归为新种菌株：不同来源的标本种所得到的同属一种的纯培养标准株：具有典型特征的菌株，由菌种中心给统一编号群：型：亚种下的细分。2.命名双名法MycobacteriumtuberculosisStaphylococcusaureusRosenbachBacilluscereussubsp.Mycoides菌株：

BacillussubtilisBF7658标准菌株：

StaphylococcusaureusATCC25923一、病毒的大小与形态病毒体（Virion）：完整、成熟、细胞外、典型、感染性比细菌小，以nm计电子显微镜各种病毒间大小差异大球形、杆状、丝状、弹状、砖形、蝌蚪状病毒的形态二、病毒的结构与化学组成1、病毒的结构核心（core）衣壳（caspid）壳粒（capsomere）（形态亚单位）化学亚单位（结构亚单位）数目及排列方式：螺旋对称20面体对称（立体对称）复合对称包膜（envelope）：包膜子粒（peplomere）/刺突（spike）核衣壳（nucleocaspid）包膜病毒和裸露病毒壳粒的排列方式螺旋对称壳粒壳粒的20面体对称复合对称与复杂对称电镜下的壳粒包膜病毒的刺突包膜的功能用于病毒的鉴定、分型维护病毒体的结构完整性磷脂、胆固醇、中性脂肪加固病毒体与致病和免疫有关2、病毒的化学组成与功能（1）核酸：基因组，多样性DNA/RNA；单链/双链；正链/负链；是否分节段功能：病毒复制决定病毒的特性具有感染性：感染性核酸（2）蛋白质衣壳、包膜、基质的组分非结构蛋白（酶类等）功能保护病毒核酸参与感染过程具有抗原性（3）脂类和糖三、病毒的增殖自我复制（selfreplication）隐蔽期（eclipseperiod）复制周期（replicationcycle）吸附（absorption）穿入（penetration）脱壳（uncoating）生物合成（biosynthesis）组装、成熟、释放（assemblymaturationandrelease）1、吸附非特异性吸附静电结合与温度关系不大与Na+、Mg2+、Ca2+等阳离子有关可逆特异性吸附不可逆病毒组织亲嗜性细胞受体病毒结合位点（配体）吸附2、穿入吞饮（endocytosis）融合（fusion）核酸直接进入3、脱壳细胞内溶酶体溶解蛋白衣壳痘病毒两层衣壳溶酶体酶脱壳酶螺旋对称病毒不脱衣壳可转录4、生物合成隐蔽期6大类双链DNA病毒单链DNA病毒单正链RNA病毒单负链RNA病毒双链RNA病毒反转录病毒双链DNA病毒（半保留复制）病毒DNA→

转录早期mRNA→

早期蛋白（酶类）→子代DNA→晚期mRNA→

晚期蛋白（衣壳蛋白）单链DNA病毒ssDNA↓dsDNA（RI）↓子代ssDNA、转录翻译

单正链RNA病毒（+）ssRNA↓早期蛋白（DRRP）↓（-）ssRNA↓子代（+）ssRNA晚期蛋白RNARI单负链RNA病毒双链RNA病毒dsRNAmRNA蛋白↓（-）ssRNA↓子代（+）ssRNA↓子代（-）ssRNA、翻译蛋白反转录病毒RNA↓RNA：DNA中间体↓dsDNA→前病毒↓子代RNA、mRNA↓翻译5、组装、成熟、释放异常增殖●顿挫感染abortiveinfection容纳细胞非容纳细胞●缺陷病毒defectivevirus基因组缺陷辅助病毒干扰现象（interference）缺陷干扰病毒异种间同种间同型间同株间灭活病毒四、理化因素对病毒的影响物理因素灭活（inactivation）耐冷不耐热化学因素脂溶剂：乙醚灭活试验酚类氧化剂、卤素等中草药亚病毒（subvirus）类病毒（viroid）250-400bp卫星病毒/拟病毒（virosid）500-2000bp朊粒（prion）真菌的生物学性状与医学有关的真菌接合菌亚门：无隔菌丝（毛霉）子囊菌亚门：毛癣菌担子菌亚门：新隐菌半知菌亚门：白假丝酵母菌鞭毛菌亚门一、形态与结构单细胞真菌酵母型类酵母型多细胞真菌菌丝（hypha）孢子（spore）真菌的细胞结构有隔菌丝隔膜中央有孔细胞壁结构难以总结出固定的模式细胞壁主要成分多糖链、蛋白质、脂几丁质纤维素葡聚糖甘露聚糖半乳聚糖质膜几丁质蛋白质层糖蛋白网葡聚糖粗糙卖孢菌细胞壁结构假菌丝叶状孢子芽生孢子厚膜孢子小孢子癣菌

毛癣菌

表皮癣菌分生孢子二、真菌的繁殖与培养真菌的繁殖方式有性生殖无性繁殖芽生裂殖萌管隔殖真菌的培养沙保弱培养基生长缓慢酵母型菌落类酵母型菌落丝状型菌落概念感染（infection）传染病原微生物/病原体致病性/病原性毒力

细菌性感染

一、细菌的致病机制荚膜、黏附素侵袭力侵袭性物质毒力因子外毒素毒素内毒素（一）侵袭力1．黏附与定植（1）黏附现象单个散在的吸附微菌落生物膜抵抗免疫及药物的攻击抵抗液态流的冲击有利于耐药基因的传递与难治性感染和医源性感染有关（2）黏附性结构物质普通菌毛荚膜微荚膜支原体顶端结构外膜蛋白（OMP）（3）黏附机制静电吸引疏水作用阳离子桥联作用配体-受体作用细菌促载铁蛋白合成产生入侵蛋白促黏附分子表达宿主细胞凋亡CK表达促黏附分子表达（4）组织趋向性受体-配体结合基因控制种属特异性2．侵入侵袭基因侵袭素3、繁殖与扩散局部扩散局部表层扩散局部深层扩散全身扩散（二）毒素1．外毒素（exotoxin）主要由G+菌产生，在菌体内合成后分泌到菌体外。蛋白质，不稳定，不耐热，抗原性强。多由A、B亚单位组成。外毒素0.3～0.4%甲醛类毒素毒性强烈，有选择毒性作用

◆细胞毒白喉毒素、志贺毒素等

◆神经毒破伤风痉挛毒素

◆肠毒性霍乱毒素、金葡菌肠毒素等2．内毒素即脂多糖（LPS），G-菌细胞壁的组分，细菌死亡裂解后释放出来。耐热（160℃，2-4hr），抗原性不强。G-菌内毒素结构毒性作用大致相同发热白细胞增多休克微循环障碍DICShwartzman现象。发热反应：内毒素吞噬细胞内源性致热源（IL-1、TNF-

）体温调节中枢体温升高LPS的作用外毒素与内毒素的主要区别要点外毒素内毒素来源G+菌与部分G-菌G-菌存在部分分泌,少数裂解释放细胞壁的组分化学成分蛋白质脂多糖稳定性不稳定稳定、耐热毒性作用强、临床表现特殊较弱、效应相似抗原性强、刺激机体产生弱抗毒素、可制成类毒素（三）超抗原与疾病激活特异性TCRαβT细胞不需要APC的加工同时诱导T细胞和APC反应二、细菌性感染的传播（一）细菌感染的来源外源性感染病人（潜伏期、发病期、恢复期）带菌者（健康带菌者、恢复期带菌者）带菌动物和病畜（见于人畜共患病）内源性感染正常菌群（二）传播途径呼吸道消化道皮肤血液节肢动物性传播三、细菌感染的类型隐性感染显性感染局部感染全身感染：菌血症败血症毒血症脓毒败血症内毒素血症细菌各种全身感染的比较感染毒素进细菌进细菌症血症入血流入血流血中繁殖状菌血症

-+-+/-毒血症

+--++败血症

++++++脓毒败血症

++++++病毒性感染一、病毒感染的致病机制（一）对宿主细胞的直接作用1、杀细胞效应：CPE2、稳定状态感染：细胞融合、细胞表达病毒抗原3、包涵体形成4、细胞凋亡5、基因整合与细胞转化（二）病毒感染的免疫病理作用抗体介导细胞介导免疫抑制作用二、传播方式水平传播垂直传播传播途径三、病毒感染的类型（一）隐性感染（二）显性感染（三）急性病毒感染（四）持续性病毒感染

1、慢性感染

2、潜伏感染

3、慢发病毒感染

4、急性病毒感染的迟发并发症真菌性感染一、机体的免疫防御机制非特异免疫屏障结构吞噬细胞体液因素皮肤与粘膜血脑屏障胎盘屏障补体溶菌酶防御素特异性免疫吞噬细胞

(1)中性粒细胞依赖O2的杀菌机制：非MPO（髓过氧化物酶）介导的杀菌作用

NADPH氧化酶

SODO2O2-H2O2

OH-

1O2（单态氧）

ROI（