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1、微生物学Microbiology,张 韧 微生物与寄生虫教研室,绪 论,微生物（microorganism）,概念：自然界中的一群个体微小、结构简单、分布广泛、增殖迅速、肉眼看不见，须借助显微镜放大，才能观察到的微小生物。,微生物的特点： 1. 个体微小，结构简单 2. 种类繁多，数量极大 3. 繁殖迅速，易于变异 4. 分布广泛, 包括极端环境,杆菌的平均长度：2 微米； 1500个杆菌首尾相连= 一粒芝麻的长度； 10-100亿个细菌加起来重量 = 1毫克,1.个体微小、结构简单,1.个体微小、结构简单,测量单位：微米或钠米,火星陨石中发现的细菌化石（直径 20 nm）,2. 种类繁多，数
2、量极大,在自然界中（土壤、水体、空气，动植物体内和体表）都生存有大量的微生物 分析表明，微生物占地球生物总量的60%,3.繁殖迅速、易于变异,突变率：10-5 10-10，短时间内产生大量的变异后代,数十公里的高空（最高为离地85公里，须用火箭采样） 几千米的地下 强酸、强碱、高热的极端环境 常年封冻的冰川,4.分布广泛,4.分布广泛,南极Vostok湖冰芯样品中的微生物,微生物的种类,原核生物型,病毒,真核生物型,据与人类的关系分为 正常菌群（nomal flora）：正常人体表和与外界相通的腔道中，存在不同种类、数量对人体无害而有益的微生物称为正常微生物群，其中细菌为主，故亦称正常菌群。
3、医学意义：生物拮抗、营养、免疫、抗衰老 2. 条件致病菌（conditional pathogen）：正常菌群的寄居部位改变、菌群失调或机体免疫力下降时，也可引起疾病，此时即形成条件致病菌。（大肠埃希菌）,3. 病原微生物（pathogenic organisn）/病原体（pathogen） ： 能引起人类和动、植物发生疾病的微生物。,微生物学 (microbiology),概念：是研究微生物的形态、结构、生理、遗传变异、进化、分类以及与人、动植物、自然界相互关系的一门学科。 与药学关系密切： 1. 很多抗生素是微生物的代谢产物 2. 维生素、辅酶、酵母等由微生物制造 3. 药品需要进行微生物
4、检验 4. 可用工程菌来生产药品和生物制剂,微生物学的经验时期,北宋末年刘真人提出肺痨病是由小虫引起 明隆庆年间（15671572），用人痘来预防天花,1675年 列文虎克（Antony Van Leeuwenhoek）用自制显微镜观察微生物 19世纪60年代，巴斯德（Louis Pasteur）解决葡萄酒危机、巴氏消毒法 李斯德（Lister）创立外科无菌手术 郭霍（Robert koch）创立固体培养基，“郭霍法则”对鉴定病原体起重要作用,是研究微生物致病性的基础 青霉素 弗莱明、弗洛瑞,实验微生物学时期,现代微生物学的时期,各项技术迅猛发展（新仪器、微生物诊断技术） 多种微生物相继被发现
5、 微生物基因组、疫苗研究迅速发展,微生物学Microbiology,细菌学概论,一、细菌的大小和形态,细菌的大小(Size of Bacteria),微米 (m),细菌的形态(Shape of Bacteria),球菌 cocus 杆菌 bacillus 螺形菌spiral bacterium,球菌（coccus）,杆菌（bacillus）,球杆菌 链杆菌 棒状杆菌 双歧杆菌,螺形菌 （spiral bacterium）,弧菌 螺菌,细菌的基本结构: 细胞壁、细胞膜、细胞质、核质 细菌的特殊结构: 荚膜、鞭毛、菌毛、芽胞,二、细菌的结构,细胞壁( Cell Wall),位于菌细胞的最外层，包绕
6、在细胞膜的周围。组成较复杂， 并随不同细菌而异。 用革兰染色法可将细菌分为两大类，即革兰阳性菌和革兰阴性菌,共有组份,肽聚糖（peptidoglycan）,肽聚糖（peptidoglycan） 1.革兰阳性菌 聚糖骨架、四肽侧链、五肽交联桥 三维立体结构，坚固 1550层,N-乙酰葡糖胺,N-乙酰胞壁酸,1，4糖苷键,共有组份,2. 革兰阴性菌 聚糖骨架、四肽侧链 二维平面结构，疏松 12层,侧肽链,五肽交联桥,聚糖骨架,青霉素作用点,溶菌酶作用点,金黄色葡萄球菌肽聚糖,革兰氏染色的原理,革兰氏染色的原理 play,革兰阳性菌 磷壁酸(teichoic acid) 酸性多糖,特殊组份,LIPI
7、D BILAYER,革兰阴性菌 外膜（outer membrane） 脂蛋白 脂质双层 脂多糖LPS 内毒素,特殊组份,肽聚糖,脂蛋白,脂质双层,脂多糖,脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）,（1）脂质A（lipid A） 为一种糖磷脂，由D-氨基葡萄糖双糖组成的基本 骨架，不同细菌骨架一致。 内毒素毒性成分 无种属特异性 （2）核心多糖（core polysaccharide） 位于脂质A的外层 有属特异性，同一属细菌相同 （3）特异多糖（specific polysaccharide） 最外层，由数个至数十个低聚糖（35个单糖）重复单位所构成的多糖链。 是革兰阴性菌的菌体
8、抗原（O抗原）,类脂A,核心多糖,特异多糖,外膜,特异多糖,核心多糖,类脂A,G+ 菌与G- 菌细胞壁的比较,维持菌体固有的形态，并保护细菌抵抗低渗环境 （阳性菌2025大气压，阴性菌56大气压） 参与菌体内外的物质交换 菌体表面带有多种抗原表位，可以诱发机体的免疫应答 磷壁酸：重要表面抗原，与血清型分类有关 外膜：屏障结构，与致病性相关,细胞壁的功能,细胞壁缺陷细菌,概念：细菌细胞壁的肽聚糖结构受理化或生物因素的直接破坏或合成被抑制的细菌。 支原体 原生质体 球状体（原生质球） 细菌L型,细胞膜（cell membrane）,或称胞质膜（cytoplasmic membrane） 细胞壁内侧
9、，包绕细胞质,结构：磷脂、蛋白质 不含胆固醇 中介体（mesosome）是部分细胞膜内陷、折叠、卷曲形成的囊状物，多见于革兰阳性细菌 拟线粒体之称,细胞膜的功能,营养物质和代谢产物的选择性运输 维持细胞正常渗透压 参与细胞产能代谢 合成细胞壁及附属结构的场所,细胞质（cytoplasm）,细胞膜包裹的，除核区以外的全部物质。或称原生质（protoplasm），由水、蛋白质、脂类、核酸及少量糖和无机盐组成，其中含有许多重要结构。 核糖体（ribosome）RNA和蛋白质 沉降系数 70s 50s+30s（真核80s 60s+40s）,30s,50s,40s,60s,mRNA,链霉素 四环素,氯霉
10、素、红霉素,细胞质（cytoplasm）,质粒：染色体外的遗传物质，存在于细胞质中。为闭合环状的双链DNA，控制细菌某些特定的遗传特性。 胞质颗粒,异染粒 诊断价值 （白喉棒状杆菌）,核质（nuclear material）,原核细胞，不具成形的核。遗传物质称为核质或拟核（nucleoid） 无核膜、核仁和有丝分裂器；因其功能与真核细胞的染色体相似，决定细菌的遗传变异，亦称细菌的染色体（chromosome） 一般为单倍体，是一个共价闭合环状双链DNA 分子,细菌的特殊结构,荚膜 鞭毛 菌毛 芽胞,荚膜（capsule）,概念：某些细菌在其细胞壁外包绕一层粘液性物质，为疏水性多糖或蛋白质的多聚
11、体，用理化方法去除后并不影响菌细胞的生命活动 0.2m荚膜， 0.2m 微荚膜 化学组成：多糖/多肽 染色：不易着色，负染（墨汁）,荚膜的功能,抗吞噬与消化作用：荚膜具有抵抗宿主吞噬细胞的作用，是病原菌的重要毒力因子。 粘附作用：荚膜多糖可使细菌彼此之间粘连，是引起感染的重要因素。 抗有害物质的损伤作用：荚膜处于细胞的最外层，可保护菌体避免和减少受有害物质的损伤。 抗干燥、防止噬菌体吸附细菌等。 贮藏营养、堆积某些代谢产物等。,鞭毛（flagellum）,概念：许多细菌菌体上附有细长并呈波状弯曲的丝状物。鞭毛长520m，直径1230nm 数量与部位： 单毛菌 双毛菌 丛毛菌 周毛菌 化学组成：
12、鞭毛蛋白,结构 从细胞膜长出，游离于胞外,鞭毛的功能,细菌的运动器官 有些细菌的鞭毛与致病性有关 根据鞭毛菌的动力和鞭毛的抗原性，可用以鉴定细菌和进行细菌分类,菌毛（pilus或fimbriae）,概念：许多革兰阴性菌和少数革兰阳性菌菌体表面存在着一种比鞭毛更细、更短而直硬的丝状物，与细菌的运动无关。（电镜观察） 种类及功能 普通菌毛ordinary pilus 性菌毛sex pilus（F菌毛）由F质粒编码 普通菌毛 多，短而细 粘附，致病 性菌毛 少，粗、长、中空 遗传物质传递,普通菌毛：细菌的粘附结构 ，与宿主细胞表面特异性受体结合，与致病性密切相关,性菌毛：接合，毒力、耐药性等性状的遗
13、传物质传递。,芽胞(spore）,某些革兰阳性细菌在一定的环境条件下，在菌体内部形成一个圆形或卵圆形小体，是细菌的休眠形式 芽胞杆菌属、梭菌属,形成条件：营养缺乏 保存全部生命必需物质：核酸、酶、合成菌体成分的结构 休眠状态，无新陈代谢 可发芽 1个细菌1个芽胞1个细菌 细菌繁殖体 芽胞休眠体 每种细菌形成一种类型芽胞,芽胞(spore）,芽胞的形成,不良环境条件,适宜条件,细菌繁殖体,胞质浓缩 菌体裂解,芽胞,芽胞(spore）,抵抗力强。耐干燥、热、辐射、化学消毒剂 100数小时 消毒灭菌是否彻底的标准 最可靠方法为高压蒸气灭菌 致病性 不直接引起疾病，发芽后形成繁殖体后致病 鉴别意义 根
14、据芽胞位置、大小等,芽胞(spore）,本节要求,1、掌握微生物的分类（并举例说明）。 2、掌握革兰阳性菌与革兰阴性菌细胞壁的构成及主要区别。 3、掌握细菌基本结构、特殊结构及其意义 4、掌握革兰染色法原理、步骤及实际意义。 5、名词解释：质粒,小结,病毒属于型微生物。 真菌属于型微生物。 原核细胞型微生物包括、。 细菌基本形态为球菌、杆菌及螺形菌。测量单位为微米（m）。 革兰阳性菌的细胞壁主要由肽聚糖和磷壁酸构成， 是青霉素的作用部位。,小结,革兰阴性菌的细胞壁由肽聚糖、脂蛋白、脂质双分子层和脂多糖构成。脂多糖又分为脂类A、核心多糖、特异性多糖三部分，是革兰阴性菌内毒素的重要组成成分。 细菌的特殊结构为 、 、 、 ，与细菌的致病性有关的特殊结构为、。细菌的运动器官为鞭毛。细菌抵抗力最强的结构为芽胞，消灭芽胞成为临床灭菌的指标。,检测,青霉素的作用机制是 溶菌酶的作用机制是 红霉素的作用机制是 A、损伤细菌的细胞膜 B、破坏革兰阴性菌细胞壁内的聚糖骨架 C、干扰细菌蛋白质的合成 D、抑制四肽侧链与五甘氨酸桥的交联 E、干扰DNA复制,谢谢！,