微生物总论09药学.ppt

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1、绪论 一、微生物（microorganism） 个体微小，结构简单，肉眼看不见， 必须用光学或电子显微镜放大后才 能看见的微小生物,二、微生物的分类 非细胞型微生物 无细胞结构，只有核酸和蛋白质 病毒 2. 原核细胞型微生物 仅有原始的核，细胞器不完整 细菌、放线菌、支原体、衣原体、立克次体、螺旋体,3. 真核细胞型微生物 有核、核膜和核仁，细胞器完整 真菌,三、微生物学（microbiology) 研究微生物的形态、结构、生理、 遗传变异、与人类的关系的科学,第二篇 微生物学概论与 常见的病原性微生物 第十章 细菌学概论 细菌（bacteria) 具有细胞壁的单细胞原核细胞型微生物,第一节

2、细菌的形态、结构 一、大小和形态 （一）大小 球菌： 直径：1m 杆菌： 长 x 宽 = 25 x 0.51m 螺形菌： 与杆菌相似 测量单位： m,（二）形态 球菌 双球菌：一个平面分裂，成双排列,链球菌: 一个平面分裂，成链排列,四联球菌: 二个平面分裂，成正方形排列,八叠球菌: 三个平面分裂，成立方体排列,葡萄球菌: 多个平面分裂，葡萄串状排列,肺炎双球菌,脑膜炎双球菌,淋球菌,链球菌,葡萄球菌,2. 杆菌 杆状，两端钝圆或平切,杆菌,炭疽杆菌,分枝杆菌,双歧杆菌,白喉棒状杆菌,布鲁菌,3. 螺形菌 弧菌：一个弯曲 螺菌：几个弯曲,弧菌,螺菌,二、细菌的细胞结构 （一）基本结构 细胞壁

3、(1)主要成分: 肽聚糖(黏肽) 聚糖骨架：N-乙酰葡糖胺N-乙酰胞壁酸 四肽侧链：连接于N-乙酰胞壁酸上 交联桥： 四肽侧链间有五肽交联桥,M,G,M,G,M,G,M,G,L-丙,D-谷,L-赖,D-丙,L-丙,D-谷,L-赖,D-丙,-甘-甘-甘-甘-甘-,L-丙,D-谷,L-赖,L-丙,D-谷,L-赖,D-丙,-甘-甘-甘-甘-甘-,溶菌酶作用点,青霉素作用点,葡萄球菌（革兰阳性菌）,(2)革兰阳性菌（G+菌）结构 金黄色葡萄球菌为例 内层：肽聚糖（聚糖骨架、丙谷赖丙氨基 酸四肽侧链、甘氨酸五肽交联桥） 特点: 含量多: 50% 90% 层次多: 达50层 厚: 20 80 nm 致密:

4、 三维立体结构,外层: 磷壁酸,蛋白质,磷脂,肽聚糖,膜磷壁酸,壁磷壁酸,细胞膜,细胞壁,G+菌细胞壁结构,G菌细胞壁结构,(3)革兰阴性菌（G-菌）结构 大肠杆菌为例 内层：肽聚糖（聚糖骨架、丙谷DAP丙 氨基酸四肽侧链、无五肽交联桥） 特点: 含量少: 10% 层次少: 1 3层 薄: 10 15 nm 疏松: 二维平面结构,丙谷丙,丙谷丙,丙谷丙,丙谷丙,大肠杆菌（革兰阴性菌）,外层：由内向外 脂蛋白 脂质双层 脂多糖 ( LPS ) A. 类脂A： 内毒素毒性部分 B. 核心多糖 C. 特异性多糖：G-菌菌体()抗原,G,G,M,M,M,M,BP,肽聚糖,脂蛋白,脂质双层,类脂A,核心

5、多糖,特异性多糖,LPS,G-菌细胞壁结构,G菌细胞壁结构,(4)功能 维持细菌外形 维持细菌渗透压 G+菌: 20 25大气压 G-菌: 5 6 大气压 物质交换 决定菌体的抗原性：磷壁酸、LPS,2. 细胞膜 （1）结构：镶嵌有蛋白质的脂质双层 （2）功能 物质交换作用 呼吸作用 生物合成作用 （3）中介体 细胞膜内陷、折叠形成的囊状结构 拟线粒体,3. 细胞质 （1）核糖体 完整 大亚基 小亚基 细菌 70S 50S 30S 人 80S 60S 40S （2）质粒 细菌染色体以外的遗传物质,4. 核质 一条染色体，双股环状DNA,细菌核质与质粒,（二）特殊结构 荚膜 某些细菌在细胞壁外包

6、绕的一层黏液性物质,细菌的荚膜,(1)形成条件 - 大机体内 - 营养丰富的培养基 (2)意义 与细菌的致病性有关 (抗吞噬、抗杀菌),2. 芽胞 某些细菌在一定条件下胞浆浓缩后形 成的圆形或椭圆形小体,细菌的芽胞,(1)形成条件 - 体外 - 营养缺乏时 (2)特点 - 休眠状态 - 环境适宜可发芽成为繁殖体 - 本身不致病,(3)意义 - 抵抗力强 （热、干燥、辐射、消毒剂） - 鉴别细菌（ 大小、形状、 位置）,3. 鞭毛 某些细菌在菌体外长有的细长、波状 弯曲的丝状物,细菌的鞭毛,细菌的鞭毛,（1）组成 鞭毛蛋白 （2）意义 - 与细菌的运动有关 - 鉴别细菌,4. 菌毛 某些细菌在菌

7、体外长有的短、直、细 的丝状物 分类及意义： （1）普通菌毛： 数百根 黏附作用 （2）性菌毛： 1-4根，仅见于G-菌 传递遗传物质,细菌的菌毛,性菌毛,普通菌毛,细菌的菌毛,第二节 细菌的营养与生长繁殖 一、细菌生长繁殖的条件 （一）营养物质 水、无机盐、碳源、氮源、生长因子 （二）酸碱度（pH） 最适pH： 6.8 7.4,（三）温度 最适： 37 （四）气体环境 O2和CO2,根据细菌对氧气的需要，可将细菌分为： 1. 需氧菌 无氧不能生长，如结核杆菌 2. 厌氧菌 有氧不能生长，如破伤风杆菌 3. 兼性厌氧菌 有氧或无氧均能生长，如多数细菌,二、细菌的繁殖方式 （一）个体生长繁殖 1

8、. 分裂方式：二分裂法,2. 速度 多数细菌：1520 min分裂一次 结核杆菌：1518 h 分裂一次,大肠杆菌的分裂,（二）群体的生长繁殖 生长曲线： 将一定量的细菌接种于液体培养基中 培养，以菌数的对数为纵坐标，时间 为横坐标，画得的曲线,培养时间,细菌数的对数,细菌生长曲线,活菌数,总菌数,1. 迟缓期 细菌总数不增加,培养时间,细菌数的对数,活菌数,总菌数,2. 对数期 菌数以几何级数增加，形态、染色性、生理活性典型,培养时间,细菌数的对数,活菌数,总菌数,3. 稳定期 活菌数不增加, 可出现变异,培养时间,细菌数的对数,活菌数,总菌数,4. 衰退期 活菌数下降,培养时间,细菌数的对

9、数,活菌数,总菌数,第三节 细菌的代谢 一、分解代谢 糖发酵试验 不分解： 产酸： + 产酸产气： 葡萄糖 乳糖 麦芽糖 甘露醇 蔗糖 大肠杆菌 /-,2. 甲基红试验,葡萄糖,丙酮酸,甲基红试剂,红色,（阳性）,大肠杆菌: +,3. VP试验（Voges-Proskauer test）,葡萄糖,2个丙酮酸,OH-,乙酰甲基甲醇,二乙酰,胍基,红色化合物,（阳性）,大肠杆菌: ,O2,酶,4. 枸橼酸盐利用试验 枸橼酸盐作为唯一的碳源的培养基中生长 大肠杆菌: ,5. 吲哚试验,色氨酸,色氨酸酶,对2甲基氨基苯甲醛,玫瑰吲哚,大肠杆菌: +,（阳性）,吲哚,吲哚试验,VP试验,甲基红试验,IM

10、ViC试验： I: 吲哚试验 M: 甲基红试验 V: VP试验 C: 枸橼酸盐利用试验,大肠杆菌 产气杆菌,I M V C,+ + - - - - + +,大肠杆菌IMViC结果（ + + - -）,产气杆菌IMViC结果（ - - + +）,二、合成代谢 1. 热原质 某些细菌产生的注入人或动物体内能 引起发热反应的多糖物质 特点： 耐热，高压蒸气灭菌不被破坏 意义： 污染药品引起发热反应,2. 毒素与侵袭性酶 致病物质 3. 细菌素 某些细菌产生的具有抗菌作用的蛋白质 特点： （1）作用不强 （2）作用范围窄,4. 色素 鉴别细菌 5. 抗生素 少数几种 6. 维生素 VB、VK,第五节

11、细菌的感染与免疫 正常菌群 正常人体的体表和与外界相通的腔道中寄生的微生物 菌群失调症 长期、大量、滥用广谱抗生素后导致的正常菌群比例失调而引起的临床症状,二、细菌的致病性 （一）毒力 1. 侵袭力 (1)荚膜: 抗吞噬、抗杀菌 (2)菌毛: 黏附作用 (3)侵袭性酶: 透明质酸酶分解透明质酸 链激酶分解纤维蛋白,2. 毒素 (1)外毒素(exotoxin) 某些细菌在新陈代谢过程中分泌到菌 体外的毒性物质 特点: 产生菌： 多数G+菌，少数G-菌 化学组成：蛋白质 理化性质：不耐热,毒性强 1 mg肉毒毒素能杀死2亿只小鼠 抗原性强 能刺激机体产生抗毒素 能形成类毒素 类毒素：外毒素经甲醛处

12、理后失去 毒性，保留抗原性 作用 有选择性,作用: 神经毒素 肉毒毒素、破伤风痉挛毒素 细胞毒素 白喉毒素 肠毒素 霍乱弧菌肠毒素,(2)内毒素（endotoxin） 某些细菌死后菌体裂解释放出来的毒 性物质,特点: 产生菌： 多数G-菌，少数G+菌 化学组成：LPS 理化性质：耐热 毒性弱 抗原性弱：不能制成类毒素 作用： 无选择性,作用: 发热反应 白细胞反应 休克,（二）侵入数量 强毒菌：少量致病 弱毒菌：多量致病 （三）侵入途径 破伤风梭菌 伤口 致病 口 不致病,三、感染的类型 （一）隐性感染 无明显的体征及病变 （二）显性感染 有明显的体征及病变,(1)毒血症 细菌不入血，外毒素入

13、血 (2)菌血症 细菌入血，未大量繁殖 (3)败血症 细菌入血，大量繁殖 (4)脓毒血症 化脓性细菌引起的败血症,第十二章 微生物的遗传和变异 第一节 细菌遗传的物质基础 一、染色体 二、质粒：细菌染色体外的遗传物质 （一）基本特征 分子小 1.5 300 kb,2. 能自主复制 (1)严紧型质粒 染色体 : 质粒 = 1 : 1 2 (2)松弛型质粒 染色体 : 质粒 = 1 : 10 30 3. 非细菌必须，但编码某些性状 4. 能自发丢失或人工消除 5. 能在细菌之间转移,(二) F质粒 致育因子 1. F+ 雄性菌, 有F质粒, 有性菌毛, 供体 2. F- 雌性菌, 无F质粒, 无性

14、菌毛, 受体,(三) R质粒 抗药质粒 危害： (1)携带单个或多重抗药基因 (2)可在不同种、属细菌之间转移 (3)可经繁殖传给子代,第二节 噬菌体 噬菌体 (phage)： 侵袭细菌、放线菌、真菌等的病毒 一、形态 蝌蚪形、微球形、细杆形,核酸,尾领,尾鞘,尾板,噬菌体的结构,尾髓,尾丝,尾刺,噬菌体,二、与宿主细菌的关系 (一)溶菌周期 吸附 穿入 生物合成 成熟与释放 毒性噬菌体: 能在敏感菌中增殖并使之裂解的噬菌体,溶菌周期,A,A, 噬菌体的增殖周期； B, C, 细菌细胞壁上的噬菌体； D, 噬菌斑,(二)溶原周期 温和噬菌体 感染细菌后不增殖，将核酸整合在细菌染色体上，随着染色

15、体基因的复制而复制，并可传到子代细菌中去的噬菌体,温和噬菌体,2. 前噬菌体 整合在细菌染色体上的噬菌体核酸 3. 溶原性细菌 染色体上带有前噬菌体的细菌,前噬菌体和溶原性细菌,第五节 基因转移与重组 一、转化 受体菌直接摄取了游离的DNA片段，并与之整合,从而获得新的遗传性状的过程,小鼠体内肺炎链球菌的转化试验,2R,注射,小鼠,不死亡,3S,小鼠,死亡,分离培养,3S（死）,小鼠,不死亡,+,小鼠,死亡,+,3S DNA,小鼠,死亡,分离培养,Oswald Avery,Frederick Griffith,二、接合 两个细菌互相接触，一个供体菌通过性菌毛直接将DNA转入到受体菌，使受体菌获得新的遗传性状的过程 F+ + F- F+ + F+,F+,F-,F+,F+,三、转导 以温和噬菌体为媒介，将供体菌DNA片段转移到受体菌，使受体菌获得新的遗传性状的过程,噬菌体DNA,细菌DNA,整合,未整合,流产转导,完全转导,普遍性转导,gal,bio,gal,bio,gal,bio,正常脱离,断裂再接,gal,bio,gal,bio,gal,bio,断裂再接,局限性转导,偏差脱离,四、噬菌体转变 前噬菌体本身作为基因与染色体整合,