微生物生物性狀課件

第一篇

微生物學(xué)的基本原理

第一篇

微生物學(xué)的基本原理1第二章

微生物的生物學(xué)性狀細菌病毒真菌

第二章

微生物的生物學(xué)性狀細菌病毒真菌第一節(jié)細菌細菌（bacterium）：是原核細胞型微生物中的一類單細胞微生物。（包括細菌、衣原體、支原體、立克次體、螺旋體和放線菌）特點：1.有細胞壁2.有原始核質(zhì)3.二分裂繁殖4.抗生素敏感第一節(jié)細菌細菌（bacterium）：是原核細胞型微生物中的3一.細菌的大小與形態(tài)

（一）大小光鏡放大幾百倍至一千倍以μm作為測量大小單位一.細菌的大小與形態(tài)（4微生物生物性狀課件5（二）形態(tài)1．球菌(coccus)——球形（二）形態(tài)6StaphylococcusStaphylococcus7StreptococcusStreptococcus82．桿菌(bacillus)——桿形2．桿菌(bacillus)——桿形93．螺形菌(spiralbacteria)——螺旋形3．螺形菌(spiralbacteria)——螺旋形10二.細菌的結(jié)構(gòu)

（一）細菌的基本結(jié)構(gòu)細胞壁細胞膜細胞質(zhì)原始核質(zhì)

二.細菌的結(jié)構(gòu)111．細胞壁（cellwall）：細菌細胞最外層的膜狀結(jié)構(gòu)，具有一定的韌性和彈性。（1）細胞壁的功能：維持細菌外形，保護細菌不受滲透壓破壞；參與菌細胞內(nèi)外物質(zhì)交換；菌體抗原性的表達；特殊組分有重要的生物學(xué)活性（如LPS）。1．細胞壁（cellwall）：細菌細胞最外層的膜狀結(jié)構(gòu)，12（2）細胞壁的化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)革蘭染色可將細菌分為：

革蘭陽性菌（G+）革蘭陰性菌(G-)（2）細胞壁的化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)13革蘭染色法(gramstain)：標本涂片，固定

結(jié)晶紫初染→

碘液媒染→

95%乙醇脫色→

沙黃復(fù)染→革蘭陽性菌（G+）——藍紫色革蘭陰性菌(G-)——淡紅色革蘭染色法(gramstain)：標本涂片，固定14革蘭陽性菌（G+）細胞壁結(jié)構(gòu)：金黃色葡萄球菌主要成分：①肽聚糖（15-50層）②磷壁酸革蘭陽性菌（G+）細胞壁結(jié)構(gòu)：金黃色葡萄球菌15L-alanine（丙）

D-glutamine（谷）

L-lysine（賴）

D-alanine（丙）肽聚糖(peptidoglycan)結(jié)構(gòu)：由聚糖骨架、四肽側(cè)鏈和五肽橋三部分組成。L-alanine（丙）

D-glutamine（谷）

L-16青霉素作用位點

抑制四肽側(cè)鏈與五肽橋的連接溶菌酶作用位點

作用于肽聚糖中NAG和NAM之間的β-1,4糖苷鍵青霉素作用位點17磷壁酸(teichoicacids)分為

壁磷壁酸（與肽聚糖的N-乙酰胞壁酸共價連接）膜磷壁酸（與細胞膜外層糖脂共價連接）磷壁酸(teichoicacids)分為18革蘭陰性菌(G-)細胞壁結(jié)構(gòu)大腸埃希菌主要成分：①肽聚糖（1-3層）②外膜革蘭陰性菌(G-)細胞壁結(jié)構(gòu)大腸埃希菌19肽聚糖結(jié)構(gòu)：由聚糖骨架、四肽側(cè)鏈分組成。L-丙氨酸D-谷氨酸二氨基庚二酸（DAP）D-丙氨酸肽聚糖結(jié)構(gòu)：由聚糖骨架、四肽側(cè)鏈分組成。20外膜結(jié)構(gòu)：由脂蛋白、脂質(zhì)雙層、脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）構(gòu)成外膜結(jié)構(gòu)：由脂蛋白、脂質(zhì)雙層、脂多糖（lipopolysac21脂多糖結(jié)構(gòu)：由脂質(zhì)A、核心多糖、特異性多糖三部分組成。脂多糖結(jié)構(gòu)：由脂質(zhì)A、核心多糖、特異性多糖三部分組成。22Cellwall肽聚糖細胞膜外膜細胞膜肽聚糖G+bacteriaG-bacteria磷壁酸Cellwall肽聚糖細胞膜外膜細胞膜肽聚糖G+bact23

（3）細菌細胞壁缺陷型/細菌L型（L-form）：概念：高滲環(huán)境下能存活的細胞壁缺損的細菌。形成原因：肽聚糖結(jié)構(gòu)被破壞/合成抑制。革蘭陽性菌形成：原生質(zhì)體革蘭陰性菌形成：原生質(zhì)球/圓球體荷包蛋樣菌落

（3）細菌細胞壁缺陷型/細菌L型（L-form）：242．細胞膜(cellmembrane)

功能：物質(zhì)轉(zhuǎn)運、分泌作用呼吸作用與能量產(chǎn)生生物合成參與細菌分裂中介體：細菌細胞膜向內(nèi)折疊而形成的囊狀物。

作用：有真核細胞紡錘絲和線粒體的作用。2．細胞膜(cellmembrane)

功能：253．細胞質(zhì)(cytoplasm)

（1）核糖體(ribosome)：70S(50S+30S)（2）質(zhì)粒(plasmid):是存在于細胞質(zhì)中，細菌染色體外的遺傳物質(zhì)，為雙股環(huán)狀DNA，可自我復(fù)制，控制細菌某些性狀。（3）胞質(zhì)顆粒/異染顆粒：多為營養(yǎng)儲藏物

4．核質(zhì)(nuclearmaterial)/擬核：

細菌的遺傳物質(zhì)3．細胞質(zhì)(cytoplasm)26（二）細菌的特殊結(jié)構(gòu)

1．莢膜(capsule)：某些細菌在細胞壁外包圍的一層粘液性物質(zhì)。莢膜微莢膜粘液層（二）細菌的特殊結(jié)構(gòu)1．莢膜(capsule)：某些細菌在27化學(xué)組成：多糖/多肽/其他物質(zhì)功能：抗吞噬抗有害物質(zhì)的損傷粘附作用某些細菌莢膜提取物有毒性作用應(yīng)用：抗原性不同而分不同血清型鑒別細菌制備疫苗化學(xué)組成：多糖/多肽/其他物質(zhì)282．鞭毛（flagellum）：是菌體上生長的細長成波狀彎曲的絲狀物?；瘜W(xué)成分：蛋白質(zhì)功能：細菌運動器官

與致病性有關(guān)抗原性(H抗原)應(yīng)用：鑒別細菌分型血清2．鞭毛（flagellum）：293．菌毛(pilus):某些細菌菌體上有比鞭毛細、短而直的絲狀物。化學(xué)成分：蛋白質(zhì)功能：（1）普通菌毛：粘附，細菌感染第一步（2）性菌毛：參與細菌間的遺傳物質(zhì)交換3．菌毛(pilus):某些細菌菌體上有比鞭毛細、短而直的絲304.芽胞(spore):是某些細菌在一定條件下，胞漿脫水濃縮，在菌體內(nèi)形成一個圓形/橢圓形小體。是細菌的休眠體。功能：增加細菌對不良環(huán)境的抵抗力。應(yīng)用：滅菌的指標細菌鑒別4.芽胞(spore):是某些細菌在一定條件下，胞漿脫水31三.細菌的理化性狀（一）細菌的化學(xué)組成1.水分：75—80%2.固形成分：蛋白、核酸、糖、脂、無機鹽（二）細菌的物理性狀1.半透明體：折射部分光線，可用比濁法計數(shù)細菌2.表面積大：利于物質(zhì)交換，致代謝旺、繁殖快3.帶電現(xiàn)象：在中性/堿性環(huán)境帶負電4.半通透性：利于吸收和排泄

三.細菌的理化性狀（一）細菌的化學(xué)組成32四.細菌的生長繁殖1．細菌生長繁殖的條件（1）營養(yǎng)：水碳源氮源無機鹽生長因子培養(yǎng)基——人工配制的適合細菌生長的營養(yǎng)基質(zhì)。（2）酸堿度：最適pH7-7.6（3）溫度:攝氏37度（4）氣體根據(jù)對氧氣的需要不同分為：專性需氧菌（obligateaerobe）

微需氧菌（microaerophilicbacterium）

兼性厭氧菌（facultativeanaerobe）

專性厭氧菌（obligateanaerobe）四.細菌的生長繁殖1．細菌生長繁殖的條件332.細菌的繁殖方式與速度細菌個體的生長繁殖繁殖方式：無性二分裂法

繁殖速度代時：細菌繁殖一代所需時間。細菌的代時：約為20-30分鐘結(jié)核分枝桿菌約18-20小時2.細菌的繁殖方式與速度34細菌群體的生長規(guī)律：生長曲線(growthcurve)：一定量細菌接種在適宜的液體培養(yǎng)基中，經(jīng)適宜的溫度培養(yǎng)，細菌生長形成規(guī)律。以活菌數(shù)的對數(shù)為縱坐標，生長時間為橫坐標，繪出的曲線，稱之。分四期遲緩期對數(shù)生長期穩(wěn)定期衰退期細菌群體的生長規(guī)律：35四.細菌的代謝產(chǎn)物

(一)分解代謝產(chǎn)物1.分解代謝:細菌將復(fù)雜的營養(yǎng)物質(zhì)分解為簡單化合物，為細菌提供菌體原料和能源。2.醫(yī)學(xué)意義：鑒別細菌3.常見的鑒別試驗

糖發(fā)酵靛基質(zhì)產(chǎn)生硫化氫生成尿素分解枸櫞酸鹽利用四.細菌的代謝產(chǎn)物(一)分解代謝產(chǎn)物36（二）細菌合成代謝產(chǎn)物

1.合成代謝:將簡單的化合物合成復(fù)雜的菌體成分、酶類及特殊產(chǎn)物。

2.與醫(yī)學(xué)有關(guān)的代謝產(chǎn)物①毒素（Toxin）和侵襲性酶(Invasiveenzymes)

毒素：病原菌合成的對人和動物有毒性的物質(zhì)。含：內(nèi)毒素（endotoxin）、外毒素（exotoxi）侵襲性酶：增加細菌侵襲力的酶(透明質(zhì)酸酶等）。②熱原質(zhì)(Pyrogen)：細菌合成的耐熱多糖物質(zhì)，極微量注入體內(nèi)即引起發(fā)熱反應(yīng)。

（二）細菌合成代謝產(chǎn)物1.合成代謝:將簡單的化合物合成復(fù)雜37

③色素(Pigment)水溶性、脂溶性，用于細菌鑒別

④抗生素(Antibiotic):微生物代謝過程中產(chǎn)生的能抑制或殺死其他微生物的物質(zhì)。如青霉素，用于治療⑤細菌素(Bacteriocin):某些菌株產(chǎn)生的具有抗菌作用的蛋白質(zhì)，只殺傷近緣菌。如大腸菌素，用于細菌分型和流行學(xué)病調(diào)查⑥維生素(Vitamins)

如大腸埃希菌合成維生素B、K，被機體利用③色素(Pigment)38毒素和侵襲性酶熱原質(zhì)色素：細菌鑒別細菌素：細菌分型、流行病學(xué)調(diào)查抗生素維生素致病性治療

致病性治療39五.細菌的分類與命名分類：原核生物界屬（genus）：性狀相近關(guān)系密切的種構(gòu)成屬。種（species）：生物性狀基本相同的細菌群構(gòu)成種。亞種/變種：細菌基本性狀相同，某方面差異明顯。型（type）：細菌基本性狀相同，某方面差異微小。株（strain）：共同來源的同種細菌。標準菌株/模式菌株：具某種細菌典型特征的菌株。五.細菌的分類與命名分類：原核生物界40命名：拉丁文雙名法大腸埃希菌Escherichiacoli

↑↑

屬名

種名命名：拉丁文雙名法41第二節(jié).病毒(Virus)第二節(jié).病毒(Virus)一.概述什麼是病毒？主要特點非細胞型微生物體積微?。╪m），能通過除菌濾器遺傳物質(zhì)只含一種核酸活細胞內(nèi)寄生以復(fù)制方式進行繁殖—稱增殖一.概述什麼是病毒？43病毒的概念：是一類體積微小，結(jié)構(gòu)簡單，只含一種核酸（DNA或RNA），在活細胞內(nèi)以復(fù)制方式進行增殖的非細胞型微生物。在自然界中存在方式：病毒基因形式:細胞內(nèi),以分子狀態(tài)存在。病毒體(virion）:完整、成熟的病毒顆粒。（存在于細胞外）病毒的概念：是一類體積微小，結(jié)構(gòu)簡單，只含一種核酸（DNA或44病毒的宿主范圍感染所有的生物細胞具有宿主特異性據(jù)感染宿主將病毒分為-人類病毒動物病毒植物病毒噬菌體病毒的宿主范圍感染所有的生物細胞45二.病毒的大小與形態(tài)大小：直徑:20--300nm電鏡下觀察

Fig.Comparativesizesofvirionsandbacteria

1.Staphylococcusaureus2.Rickettsia3.Chlamydia4.Vaccinia5.BacteriophageofE.coli6.Influenzavirus7.Adenovirus8.EncephalitisBvirus9.Poliovirus二.病毒的大小與形態(tài)大?。?6形態(tài)：球形桿狀子彈狀磚塊狀蝌蚪狀

PoxvirusHBVRotavirusBacteriophage形態(tài)：球形Poxvirus47三.病毒的結(jié)構(gòu)與化學(xué)組成裸病毒（核衣殼Nuleocapsid）核心(Core)—核酸(DNA/RNA)衣殼(Capsid)—蛋白質(zhì)

殼粒(capsomere)包膜病毒-核衣殼(Nuleocapsid)包膜

(envelope):脂質(zhì)雙層（宿主細胞）刺突(spike)

三.病毒的結(jié)構(gòu)與化學(xué)組成裸病毒（核衣殼Nuleocapsi48（一）病毒的核心核酸dsDNAssDNAdsRNAssRNA(+ss\-ss）功能主導(dǎo)病毒復(fù)制決定病毒特性具有感染性（一）病毒的核心核酸49（二）病毒的衣殼—蛋白質(zhì)功能：保護核酸吸附免疫原性殼粒的排列：20面體對稱型螺旋對稱復(fù)合對稱型

（二）病毒的衣殼—蛋白質(zhì)功能：50二十面體對稱型(e.g.adenovirus)二十面體對稱型(e.g.adenovirus)51螺旋對稱型(e.g.tobaccomosaicvirus)螺旋對稱型(e.g.tobaccomosaicv52復(fù)合對稱型

(e.g.bacteriophage)復(fù)合對稱型53（三）病毒的包膜概念：病毒在成熟后穿過宿主細胞，出芽釋放時獲得的一層膜，含有宿主細胞膜/核膜及病毒蛋白。組成：脂質(zhì)和糖類（宿主）、蛋白質(zhì)（病毒）功能：

（四）基質(zhì)蛋白存在：衣殼與包膜之間功能：跨膜和錨定（連接衣殼和包膜蛋白）（三）病毒的包膜概念：病毒在成熟后穿過宿主細胞，出芽釋放時獲54四.病毒的增殖（一）自我復(fù)制

（Self-replication）以病毒核酸分子為模板進行復(fù)制的方式。定義：從病毒接觸宿主細胞開始，經(jīng)過核酸復(fù)制，最后從宿主細胞中釋放出子代病毒的過程。

復(fù)制周期四.病毒的增殖（一）自我復(fù)制（Self-replicati55分5個步驟：吸附(adsorption)

穿入(penetration)

脫殼(uncoating)

生物合成(biosynthesis)

組裝、成熟與釋放(assemblymatrationandrelease)

復(fù)制周期分5個步驟：復(fù)制周期56吸附：病毒的配體位點與細胞表面的特異受 體的結(jié)合,是感染的第一步。兩階段：靜電結(jié)合特異性結(jié)合：吸附步驟一吸附吸附：病毒的配體位點與細胞表面的特異受 體的57

裸病毒：吞飲（endocytosis）步驟二穿入

不同病毒，穿入方式不同

包膜病毒：融合(fusion)

病毒包膜與細胞膜融合，核衣殼直接進入胞漿內(nèi)裸病毒：吞飲（endocytosis）步驟二穿入包膜58

噬菌體：注入式

-病毒核酸直接進入胞漿內(nèi)噬菌體：注入式59步驟三脫殼

釋放核酸宿主細胞溶酶體酶水解病毒衣殼蛋白

步驟四：生物合成病毒核酸合成病毒蛋白質(zhì)合成步驟三脫殼釋放核酸60

dsDNA病毒 早期mRNA

翻譯

半保留復(fù)制

早期蛋白質(zhì)（酶）

（抗病毒藥作用的“靶”）子代病毒DNA

晚期蛋白質(zhì)(結(jié)構(gòu)蛋白)

轉(zhuǎn)錄、翻譯DNA聚合酶等dsDNAV的生物合成宿主RNA聚合酶轉(zhuǎn)錄 轉(zhuǎn)錄、翻譯DNA聚合酶等dsDNAV的生物合成宿主RN61ssRNAV的生物合成

+ssRNA病毒：+ssRNA=mRNA病毒結(jié)構(gòu)蛋白 ←病毒非結(jié)構(gòu)蛋白（RNA聚合酶）

-

ssRNA→子代病毒(+ssRNA)

核糖體-ssRNA病毒：自身攜帶病毒RNA聚合酶 -ssRNA→+ssRNA(mRNA)→子代-ssRNA

↘子代病毒蛋白

ssRNAV的生物合成核糖體-ssRNA病毒：自身攜帶病毒R62逆轉(zhuǎn)錄病毒的生物合成

逆轉(zhuǎn)錄酶VRNA+（模板）cDNA-

RNA:DNA雜交體

RNA酶H水解親代RNADNA-

合成 dsDNADNA+

轉(zhuǎn)錄RNA

前V

↙↘拼接成mRNA修飾成子代VRNAV結(jié)構(gòu)蛋白整合酶C染色體逆轉(zhuǎn)錄病毒的生物合成 逆轉(zhuǎn)錄酶整合63步驟五組裝、成熟與釋放

組裝過程：

裸病毒：衣殼＋病毒核酸→核衣殼包膜病毒：核衣殼＋包膜→病毒體

組裝方式：

以核酸為支架，殼粒按對稱方式排列先形成20面體衣殼，核酸進入，形成核衣釋放過程：

出芽釋放、溶細胞性釋放、其他步驟五組裝、成熟與釋放組裝過程：64-出芽釋放：包膜病毒，不直接破壞宿主細胞-出芽釋放：包膜病毒，不直接破壞宿主細胞65流感病毒出芽釋放VZV出芽穿過核膜獲得包膜0.1μm

HIV病毒出芽釋放流感病毒出芽釋放VZV出芽穿過核膜獲得包膜0.1μmHIV66-溶細胞性釋放：

裸病毒宿主細胞損傷、崩解-其他方式

如CMV，通過細胞間橋或細胞融合傳播。

-溶細胞性釋放：67病毒感染細胞后的結(jié)局正常增殖，產(chǎn)生病毒體異常增殖，不能形成病毒體頓挫感染缺陷病毒病毒感染細胞后的結(jié)局68

頓挫感染(Abortiveinfection/)：概念：細胞不能為病毒提供復(fù)制必需的物質(zhì)而病毒不能合成/能合成病毒，但不能組裝、釋放有感染性的病毒顆粒。細胞稱為：非容納細胞

微生物生物性狀課件69

缺陷病毒（defectivevirus）：概念：病毒基因組不完整/某位點改變，不能復(fù)制出病毒體，此病毒稱之。

與輔助病毒共感染/培養(yǎng)正常增殖缺陷性干擾顆粒(Defectiveinterferingparticles,DIP) 發(fā)揮干擾作用的缺陷病毒微生物生物性狀課件70病毒的干擾現(xiàn)象（interference）概念：兩種病毒感染同一細胞，可發(fā)生一種病毒抑制另一種病毒增殖的現(xiàn)象。發(fā)生范圍：異種病毒之間/同種、同型、同株病毒之間；活病毒之間、滅活病毒與活病毒之間。

病毒的干擾現(xiàn)象（interference）71干擾發(fā)生機制：干擾素（interferon，IFN）產(chǎn)生宿主細胞表面受體被破壞宿主細胞代謝途徑被改變DIP存在醫(yī)學(xué)意義：終止感染注意合理投放疫苗干擾發(fā)生機制：72非尋常病毒、朊粒非尋常病毒/亞病毒：比病毒更小的傳染因子包括：

1.衛(wèi)星病毒：單鏈RNA分子，分2類

可自己編碼蛋白衣殼擬病毒：復(fù)制必須依靠輔助病毒的蛋白衣殼

2.類病毒：單鏈桿狀RNA，無包膜和衣殼非尋常病毒、朊粒73又稱傳染性蛋白粒子(PrP)/蛋白侵染顆粒

生物學(xué)特性-不具有病毒體結(jié)構(gòu)，未檢出核酸；-對各種理化作用的抵抗力強；-主要成分為蛋白酶抗性蛋白；3.朊粒（Prion）

致病特點：潛伏期長，致死性中樞神經(jīng)系統(tǒng)的慢性退化性疾患臨床特點：癡呆、共濟失調(diào)、震顫等；

免疫特點：機體不產(chǎn)生免疫應(yīng)答無治療方案

又稱傳染性蛋白粒子(PrP)/蛋白侵染顆粒3.朊粒（Pri74Table.Differentiationofvirusesfrombacteria

VirusBacterium大小0.02～0.3um0.5～3.0um結(jié)構(gòu)非細胞型微生物原核細胞型微生物核酸DNAorRNADNAandRNA細胞內(nèi)寄生可以人工培養(yǎng)基生長增殖方式復(fù)制二分裂抗生素敏感否敏感干擾素敏感敏感否Table.Differentiationofvir75第三節(jié)真菌fungus第三節(jié)真菌fungus概念：真菌(Fungus)是一類有細胞壁和典型細胞核,不含葉綠素，不分根、莖、葉的真核細胞型微生