病原生物學細菌總論

病原生物學細菌總論第1頁/共85頁

課程的組成

免疫學和病原生物學（64學時）免疫學部分（18學時）微生物學部分（20學時）寄生蟲部分（10學時）原核型－細菌病毒、朊粒真核型－真菌細胞型非細胞型實驗部分（16學時）第2頁/共85頁

第一章緒論及細菌總論

一.微生物（microorganism）（一）定義：微生物是存在于自然界中的一群肉眼看不見，必須借助光學顯微鏡或電子顯微鏡放大數(shù)百倍、數(shù)千倍，甚至數(shù)萬倍才能觀察到的微小生物。

特點：體形微小，結構簡單，繁殖迅速，種類繁多，易于變異，適應環(huán)境能力強。第3頁/共85頁（二）種類和分布

1.種類

★非細胞型微生物：病毒

★原核細胞型微生物：細菌、放線菌、衣原體、

支原體、立克次體、螺旋體

★真核細胞型微生物：真菌

歸納：一毒三菌四體

第4頁/共85頁2.分布

自然界的分布：（無處不有）。

正常人體的分布：（正常菌群、條件致病菌、菌群失調(diào)和菌群失調(diào)癥）。

3.微生物與自然界及人類的關系

農(nóng)業(yè)工業(yè)食品工業(yè)醫(yī)藥衛(wèi)生

第5頁/共85頁

4.醫(yī)學微生物學(medicalmicrobiology)

定義：是微生物學的一個分支，是研究病原微生物的生物學性狀、致病性、免疫性、微生物學檢查和防治原則的一門基礎醫(yī)學學科。

目的：掌握病原微生物的基本理論、基本知識、基本技能，以便于控制和消滅傳染病，達到保障人類健康。

第6頁/共85頁第一節(jié)細菌的形態(tài)與結構一.細菌（bacterium）的大小與形態(tài)（一）測量細菌的單位—微米（μm）（二）基本形態(tài)

1.球菌（coccus）

2.桿菌（bacillus）

3.螺形菌（spiralbacterium）第7頁/共85頁細菌的基本形態(tài)球菌桿菌弧菌螺菌第8頁/共85頁球菌的形態(tài)類型雙球菌鏈球菌四疊球菌八疊球菌葡萄球菌第9頁/共85頁球菌鏈球菌葡萄球菌雙球菌第10頁/共85頁桿菌第11頁/共85頁螺形菌弧菌螺菌霍亂弧菌第12頁/共85頁二.細菌的結構(一)細菌的基本結構：細胞壁、細胞膜、細胞質、核質。細菌結構示意圖第13頁/共85頁1.細胞壁

★位于細菌細胞的最外層，包繞在細胞膜的周圍。組成較復雜，并隨不同細菌而異。

★用革蘭染色法可將細菌分為兩大類，即革蘭陽性菌和革蘭陰性菌

G+G-第14頁/共85頁(1).細胞壁的共有成分－肽聚糖革蘭陽性菌聚糖骨架、四肽側鏈、

五肽交聯(lián)橋，三維立體結構，堅固

15～50層革蘭陰性菌聚糖骨架、四肽側鏈，二維平面結構，疏松1～2層青霉素作用位點溶菌酶作用位點β－1，4糖苷鍵N-乙酰胞壁酸N-乙酰葡糖胺第15頁/共85頁(2).特殊成分革蘭陽性菌細胞壁特殊成分－－磷壁酸分類：壁磷壁酸、膜磷壁酸作用：

1.革蘭陽性菌的表面抗原

2.參與調(diào)節(jié)細胞內(nèi)外離子進出

3.與染色有關

4.與致病有關第16頁/共85頁革蘭陽性菌細胞壁的結構膜磷壁酸壁磷壁酸細胞壁細胞膜細胞壁細胞膜第17頁/共85頁革蘭陰性菌細胞壁特殊成分－－外膜

組成：脂蛋白、脂質雙層、脂多糖

脂多糖（脂質A、核心多糖、特異多糖）（1）脂質A（lipidA）內(nèi)毒素毒性與生物學活性成分，無種屬特異性（2）核心多糖（corepolysaccharide）位于脂質A的外層，有屬特異性，同一屬細菌相同（3）特異多糖（specificpolysaccharide）最外層，是革蘭陰性菌的菌體抗原（O抗原），具有種特異性；缺失，細菌變?yōu)榇植谛偷?8頁/共85頁革蘭陰性菌細胞壁的結構脂多糖脂質雙層脂蛋白肽聚糖細胞膜外膜第19頁/共85頁革蘭陽性和陰性菌細胞壁比較Gram+Gram-第20頁/共85頁

革蘭陽性菌與陰性菌細胞壁結構比較

革蘭陽性菌革蘭陰性菌構型三維立體、堅韌平面網(wǎng)絡、疏松肽聚糖厚、多層，50層薄、層少，1-2層糖脂含量糖多脂少糖少脂多特殊成分磷壁酸外膜意義：導致兩類細菌在染色性、抗原性、致病性及藥物敏感性等方面不同。例如：青霉素，溶菌酶第21頁/共85頁(3)細胞壁的功能

①維持細菌固有形態(tài)

②保護細菌抵抗低滲環(huán)境

③參與營養(yǎng)物質交換

④決定細菌抗原性

⑤與致病性有關

第22頁/共85頁(4)細菌細胞壁缺陷型(細菌L型，bacterialLform)

定義：在某些理化因素或抗菌藥物的作用下，使細菌細胞壁部分失去照樣保持生命力的一種缺陷型細菌。

特點：高度多形性，致病性，抗原性，高滲透壓生長特性，對原菌敏感的抗生素耐受性。第23頁/共85頁2.細胞膜

定義：位于細胞壁內(nèi)側細胞質外面的一層半透性脂質雙層生物膜。

作用：①選擇性滲透和物質轉運；②呼吸作用；③生物合成；④形成中介體（擬線粒體）。

3.細胞質

(1)核糖體：細菌合成蛋白質的場所

(2)質粒(plasmid)：是存在于菌細胞內(nèi)的一種獨立于染色體外的遺傳物質、為雙鏈環(huán)狀DNA。

(3)胞質顆粒：異染顆粒，與細菌鑒別有關。

4.核質

無核膜、核仁和有絲分裂器第24頁/共85頁質粒第25頁/共85頁

(二)細菌的特殊結構

1.莢膜（capsule）

定義：是某些細菌最外面的一層黏液性物質

組成：多糖或多肽

類型：厚莢膜（≧0.2μm)、微莢膜(﹤0.2μm)

功能：①抗吞噬作用

②粘附作用

③抗有害物質的損傷作用

第26頁/共85頁莢膜第27頁/共85頁2.鞭毛（flagellum）

定義：附著于某些細菌表面細長、柔軟、呈波浪狀彎曲的絲狀物。

類型：單鞭毛、雙鞭毛、叢鞭毛、周鞭毛

成分：蛋白質

功能：①運動器官

②與致病性有關

③具有抗原性

第28頁/共85頁鞭毛類型單毛菌雙毛菌叢毛菌周毛菌第29頁/共85頁3.菌毛（pilus）

定義：是附著于某些細菌表面，比鞭毛的數(shù)目眾多，短而直的絲狀物。必須用電鏡觀察。

分類：普通菌毛、性菌毛

功能：①與細菌的致病性有關

②與細菌的變異有關第30頁/共85頁菌毛普通菌毛：細菌的粘附結構，與宿主細胞表面特異性受體結合，與致病性密切相關性菌毛：接合，毒力、耐藥性等性狀的遺傳物質傳遞。1～4根第31頁/共85頁性菌毛傳遞DNA過程第32頁/共85頁4.芽胞（spore）

定義：是某些細菌在一定的條件下，胞漿失水濃縮所形成的圓形或橢圓形小體。

類型：大小、形態(tài)、位置

功能：芽胞對環(huán)境的抵抗力強

消毒滅菌應以殺死芽胞作為滅菌

效果的指標

第33頁/共85頁核心芽胞外衣芽胞殼芽胞結構芽胞形態(tài)示意圖第34頁/共85頁三、細菌的形態(tài)檢查（一）顯微鏡放大法普通光學顯微鏡電子顯微鏡暗視野顯微鏡（二）染色法常用革蘭染色第35頁/共85頁革蘭染色過程結晶紫碘液酒精復紅第36頁/共85頁第二節(jié)細菌的生理一、細菌的化學組成與物理性狀（一）組成

元素、化合物、無機鹽、水（二）營養(yǎng)物質

水、碳源、氮源、無機鹽、生長因子第37頁/共85頁二、細菌生長繁殖條件

1.營養(yǎng)物質

2.pH多數(shù)在7.2~7.6

3.溫度最適溫度37℃

4.氣體：CO2，O2

根據(jù)細菌對氧的要求不同將細菌分為四類：

（1）專性需氧菌：結核桿菌

（2）微需氧菌：幽門螺桿菌

（3）兼性厭氧菌：大多數(shù)病原菌

（4）專性厭氧菌：破傷風桿菌第38頁/共85頁三、細菌生長繁殖的方式、速度及規(guī)律

1.細菌個體的生長繁殖

二分裂方式繁殖

2.細菌群體的生長繁殖

生長曲線:

（1）遲緩期：

（2）對數(shù)期：研究細菌的生物學性狀在此期

（3）穩(wěn)定期：細菌代謝產(chǎn)物多在此期產(chǎn)生

（4）衰亡期：第39頁/共85頁細菌的生長曲線細菌數(shù)的對數(shù)培養(yǎng)時間遲緩期對數(shù)期穩(wěn)定期衰亡期第40頁/共85頁四、細菌的代謝產(chǎn)物

（一）與致病性有關的代謝產(chǎn)物

1．熱原質（pyrogen）

細菌合成的一種LPS注入人體或動物體內(nèi)能引起發(fā)熱反應的物質。

特點：耐高溫；去除方法：250℃干烤、蒸餾等

制備和使用注射藥品過程無菌操作

2．毒素

3．侵襲性酶第41頁/共85頁（二）與治療有關的代謝產(chǎn)物

1.抗生素某些微生物代謝過程中產(chǎn)生的一類能抑制或殺死某些微生物或腫瘤細胞的物質。

2.維生素

（三）與鑒別細菌有關的代謝產(chǎn)物

1.色素水溶性和脂溶性

2.細菌素

3.糖分解產(chǎn)物

4.蛋白質分解產(chǎn)物第42頁/共85頁細菌代謝及代謝產(chǎn)物（一）細菌的營養(yǎng)類型：1.自營菌；2.異營菌（二）分解代謝產(chǎn)物

1.糖發(fā)酵試驗

1)單糖發(fā)酵試驗第43頁/共85頁

2)甲基紅試驗丙酮酸分解產(chǎn)生其他酸類使培養(yǎng)基PH低于4.5加入甲基紅指示劑數(shù)滴顯紅色為甲基紅試驗陽性顯桔黃色為甲基紅試驗陰性大腸桿菌第44頁/共85頁3)VP試驗葡萄糖某些細菌分解丙酮酸乙酰甲基甲醇堿性環(huán)境中氧化二乙酰培養(yǎng)基中精氨酸所含胍基生成紅色化合物（VP試驗陽性）脫羧縮合第45頁/共85頁4)枸椽酸鹽還原試驗

細菌能利用的碳源只有枸櫞酸鹽，當某種細菌利用枸櫞酸鹽時，可將其分解為碳酸鈉，使培養(yǎng)基變?yōu)閴A性。指示劑溴麝香草酚蘭由淡綠色變成深藍色。第46頁/共85頁1)吲哚試驗培養(yǎng)基內(nèi)蛋白質中的色氨酸某些細菌具有色氨酸酶分解吲哚（靛基質）無色氣體加入吲哚試劑形成玫瑰紅色吲哚2.蛋白質代謝產(chǎn)物第47頁/共85頁5)硫化氫試驗培養(yǎng)基中的含硫氨基酸某些細菌能分解產(chǎn)生硫化氫（H2S）無色氣體，遇鉛或亞鐵離子形成黑色的硫化鉛或硫化鐵第48頁/共85頁五、細菌的人工培養(yǎng)

（一）培養(yǎng)基由人工方法配制而成的，專供微生物生長繁殖使用的混合營養(yǎng)物制品。

類型：

基礎培養(yǎng)基（basicmedium）

增菌培養(yǎng)基（enrichmentmedium） 選擇培養(yǎng)基（selectivemedium） 鑒別培養(yǎng)基（differentialmedium） 厭氧培養(yǎng)基（anaerobicmedium）

液體培養(yǎng)基

固體培養(yǎng)基

半固體培養(yǎng)基按使用目的按物理性狀第49頁/共85頁（二）細菌在培養(yǎng)基中的生長現(xiàn)象

1.液體培養(yǎng)基：

菌膜生長枯草芽胞菌混濁生長大多數(shù)細菌沉淀生長鏈球菌菌膜生長混濁生長沉淀生長第50頁/共85頁

2.固體培養(yǎng)基：

菌落菌苔菌落菌苔菌株(strain)：對不同來源的同一菌種的細菌稱為該菌的不同菌株(strain)。標準菌株：具有某種細菌典型特征的菌株。第51頁/共85頁3.半固體培養(yǎng)基：無鞭毛有鞭毛第52頁/共85頁培養(yǎng)基的用途液體培養(yǎng)基：增菌固體培養(yǎng)基：純化，增菌半固體培養(yǎng)基：動力檢測，保種第53頁/共85頁（三）細菌人工培養(yǎng)的意義

1.在醫(yī)學中的應用：①診斷和治療；②細菌鑒定和研究；③生物制品。

2.在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應用：發(fā)酵等

3.在基因工程中的應用：外源DNA的重組第54頁/共85頁第三節(jié)細菌與環(huán)境

一、細菌的分布（一）在自然界的分布

無處不在：水、空氣、土壤中（二）正常人體的分布正常菌群：是指存在于機體一定部位，具有一定種類和一定數(shù)量的，在正常條件下對機體有利無害的微生物群或細菌群。

作用：①生物拮抗作用；②營養(yǎng)作用；③免疫促進作用；④抗衰老作用；⑤抑瘤作用。第55頁/共85頁第56頁/共85頁

條件致病菌：指正常菌群在某些非正常條件下（如防御機能下降、使用抗菌藥物、改變寄居部位等）也能導致機體致病。

菌群失調(diào)：指正常菌群的種類和數(shù)量的比例發(fā)生失調(diào)。

菌群失調(diào)癥：指因菌群失調(diào)所導致的臨床癥狀，又稱二重感染或菌群交替癥。

第57頁/共85頁（二）消毒滅菌

（一）消毒滅菌的相關術語

1.消毒:不一定殺死芽胞

2.滅菌:所有微生物

3.抑菌（防腐）:抑制或防止微生物繁殖

4.無菌（無菌操作）：

5.清潔：減少微生物第58頁/共85頁（二）消毒滅菌的方法

1、物理滅菌法物理滅菌法溫度日光、紫外線濾過除菌電輻射超聲波低溫高溫（熱力）第59頁/共85頁（1）熱力滅菌干熱滅菌法焚燒燒灼干烤（160~170℃/2h）紅外線巴氏消毒法煮沸法流動蒸氣消毒法間歇蒸氣滅菌法高壓蒸氣滅菌法

121℃,20分鐘濕熱滅菌法同一溫度下,濕熱比干熱效果好第60頁/共85頁（2）輻射殺菌法

①紫外線265~266nm

②電離輻射β、γ射線

（3）濾過除菌法

0.22um,不耐熱血清等,空氣

（4）超聲波殺菌法

（5）干燥與低溫抑菌法

冷凍真空干燥保存菌種第61頁/共85頁2、化學消毒滅菌法（外用）（1）常用消毒劑的殺菌機制：①使菌體蛋白變性或凝固；②干擾微生物酶系統(tǒng)和影響其代謝；③損傷細胞膜。（2）化學消毒劑的選擇原則：

①低濃度殺菌力強；

②對消毒物品或機體無害；

③不受周圍有機溶劑的影響；

④

價廉物美。第62頁/共85頁（3）化學消毒劑的種類類別作用機制常用種類酚類蛋白變性，細胞膜損傷石炭酸醇類蛋白變性乙醇氧化劑氧化、蛋白沉淀高錳酸鉀、過氧乙酸、碘酒重金屬鹽氧化、蛋白酶變性紅汞、硫柳汞表面活性劑蛋白變性，細胞膜損傷新潔而滅染料干擾氧化、抑制繁殖龍膽紫酸堿類破壞膜、壁，蛋白凝固醋酸、生石灰烷化劑蛋白質、核酸烷基化環(huán)氧乙烷第63頁/共85頁（4）影響消毒滅菌效果的因素

①消毒劑的性質、濃度與作用時間

②微生物的種類與數(shù)量

③溫度

④酸堿度

⑤有機物

第64頁/共85頁第四節(jié)細菌的遺傳與變異一、細菌變異現(xiàn)象（一）形態(tài)結構的變異

1.L型變異2.莢膜的變異

3.芽胞的變異4.H-O變異（二）菌落的變異（S-R變異）（三）毒力的變異（四）耐藥性變異第65頁/共85頁1.染色體

2.質粒

定義：質粒是存在于菌細胞內(nèi)，獨立于染色體外的一種遺傳物質。不受染色體控制，可自我復制，也可隨意丟失。

特性：①具有自我復制的能力;②可編碼細菌某些性狀特征;③可自行丟失與消除;④可轉移性;⑤可分為相容性和不相容性兩種

舉例：F質粒－－決定性菌毛產(chǎn)生

R質粒－－決定細菌耐藥性

Vi質粒－－決定毒力二、細菌遺傳變異的物質基礎第66頁/共85頁3.轉位因子

4.噬菌體

概念：是侵襲在細菌、真菌、螺旋體內(nèi)的一種病毒，具有一定形態(tài)結構嚴格的寄生性和高度的宿主特異性。

(1)形態(tài)結構

以蝌蚪形為例：頭部、尾部

第67頁/共85頁噬菌體結構模式第68頁/共85頁(2)噬菌體在宿主菌體內(nèi)的增殖過程第69頁/共85頁三、細菌變異的機制

1.基因突變

2.基因的轉移與重組

①轉化

②轉導以溫和噬菌體為載體

③接合通過性菌毛

④溶原性轉換前噬菌體，獲得新的遺傳性狀

⑤原生質融合第70頁/共85頁基因的轉移與重組轉化轉導接合第71頁/共85頁

四、細菌變異的意義

1.診斷

2.治療

3.預防

4.基因工程

第72頁/共85頁第五節(jié)細菌的致病性與感染一、細菌的致病性

1.致病性－指病原菌引起疾病的特性，是質的概念。

2.致病力－指病原菌引起疾病的能力，是量的概念，常以毒力表示。

量化標準：

半數(shù)致死量（medianlethaldose,LD50）半數(shù)感染量（medianinfectivedose,ID50）第73頁/共85頁

致病條件：①細菌的毒力強弱；②侵入宿主機體的菌量；③侵入部位是否合適

（一）毒力：由侵襲力和毒素構成

1.侵襲力－－指病原菌突破機體的防御機能，侵入機體，并在機內(nèi)一定部位定居，繁殖、擴散、蔓延的能力。

構成因素：病原菌的某些表面結構(莢膜、表面抗原、菌毛)和侵襲性酶類。第74頁/共85頁細菌的侵襲力第75頁/共85頁（二）毒素－包括內(nèi)毒素和外毒素兩種外毒素與內(nèi)毒素的主要區(qū)別第76頁/共85頁外毒素A：活性亞單位－毒性部分B：結合亞單位－有受體可提純制疫苗－類毒素外毒素的種類神經(jīng)毒素

破傷風痙攣毒素肉毒毒素細胞毒素

白喉毒素葡萄球菌表皮剝脫毒素腸毒素

霍亂腸毒素

ETEC腸毒素第77頁/共85頁內(nèi)毒素1.內(nèi)毒素的毒性作用

①發(fā)熱反應

②白細胞反應

③內(nèi)毒素血癥與內(nèi)毒素休克

④

DIC2.內(nèi)毒素的檢查體內(nèi)法——家兔致熱試驗體外法——鱟（hou)試驗第78頁/共85頁二、感染的發(fā)生、發(fā)展、結局及類型感