第二節(jié)細(xì)菌生理

第二節(jié)細(xì)菌的生理一 細(xì)菌細(xì)胞的理化性狀一 細(xì)菌細(xì)胞的化學(xué)組成1 化學(xué)元素主要元素 六種 97 微量元素 3 2 化學(xué)組分1 水分2 有機(jī)物蛋白質(zhì) 核酸 糖類 脂類 維生素3 無機(jī)物無機(jī)鹽類 二 細(xì)菌的物理性質(zhì)1 細(xì)菌的帶電現(xiàn)象2 細(xì)菌的比面積3 細(xì)菌的布朗運(yùn)動(dòng)4 細(xì)菌的光學(xué)性質(zhì)5 細(xì)胞膜的半滲透性 二 細(xì)菌的營養(yǎng)與繁殖一 細(xì)菌的營養(yǎng)物質(zhì)及其生理功能水碳源氮源無機(jī)鹽生長因子 營養(yǎng)物質(zhì) 1 水 生理功能主要有 作為細(xì)胞的組成成分 起到溶劑與運(yùn)輸介質(zhì)的作用 參與細(xì)胞內(nèi)一系列化學(xué)反應(yīng) 維持蛋白質(zhì) 核酸等生物大分子穩(wěn)定的天然構(gòu)象 熱的良好導(dǎo)體 2 碳源 在微生物生長過程中能為微生物提供碳素來源的物質(zhì) 碳源譜 有機(jī)碳 無機(jī)碳 異養(yǎng)微生物 自養(yǎng)微生物 目前在微生物工業(yè)發(fā)酵中所利用的碳源物質(zhì)主要是單糖 淀粉 麩皮 米糠等 對(duì)于為數(shù)眾多的化能異養(yǎng)微生物來說 有些碳源 雙功能營養(yǎng)物質(zhì) 是兼有能源功能營養(yǎng)物 微生物利用的碳源物質(zhì)主要有糖類 有機(jī)酸 醇 脂類 烴 CO2及碳酸鹽等 凡是能被用來構(gòu)成菌體物質(zhì)中或代謝產(chǎn)物中氮素來源的營養(yǎng)物質(zhì)稱為氮源 3 氮源 氮源譜 有機(jī)氮 無機(jī)氮 NH3銨鹽硝酸鹽N2 蛋白質(zhì)核酸氨基酸尿素 4 無機(jī)鹽 作用 參與微生物中氨基酸和酶的組成 如P S等 調(diào)節(jié)微生物的原生質(zhì)膠體狀態(tài) 維持細(xì)胞的滲透與平衡 如Na 酶的激活劑 如Mg2 微量元素是指那些在微生物生長過程中起重要作用 而機(jī)體對(duì)這些元素的需要量極其微小的元素 通常需要量在10 6 10 8mol L 鋅 錳 鈉 氯 鉬 硒 鈷 銅 鎢 鎳 硼等 根據(jù)微生物對(duì)礦質(zhì)元素需要量大小可以把它分成 大量元素 Na K Mg Ca S P等 5 生長因子 生長因子 那些微生物生長所必需而且需要量很小 但微生物自身不能合成的或合成量不足以滿足機(jī)體生長需要的有機(jī)化合物 包括維生素 嘌呤 某些氨基酸 嘧啶等 二 細(xì)菌吸收營養(yǎng)物質(zhì)的方式細(xì)胞膜由于有高度選擇透性而在營養(yǎng)物質(zhì)的進(jìn)入與代謝產(chǎn)物的排出上起著極其重要的作用 物質(zhì)主要通過簡單擴(kuò)散 促進(jìn)擴(kuò)散 主動(dòng)運(yùn)輸和基團(tuán)轉(zhuǎn)位進(jìn)出微生物細(xì)胞 簡單擴(kuò)散促進(jìn)擴(kuò)散主動(dòng)運(yùn)輸基團(tuán)移位 1 簡單擴(kuò)散 simplediffusion 簡單擴(kuò)散是物質(zhì)非特異性地從濃度較高一側(cè)被動(dòng)或自由地透過膜向濃度較低一側(cè)擴(kuò)散的過程 特點(diǎn) 1 簡單擴(kuò)散驅(qū)動(dòng)力是細(xì)胞膜兩側(cè)物質(zhì)的濃度差 即濃度梯度 不需要代謝能 物質(zhì)不能進(jìn)行逆濃度運(yùn)輸 2 物質(zhì)在運(yùn)輸過程中 既不與膜上的分子發(fā)生反應(yīng) 本身的分子結(jié)構(gòu)也不發(fā)生變化 3 主要吸收的物質(zhì)是水 一些氣體 CO2 O2 一些水溶性小分子 乙醇 甘油 和某些離子 Na 等 2 促進(jìn)擴(kuò)散 facilitateddiffusion 促進(jìn)擴(kuò)散是有些物質(zhì)借助細(xì)胞膜的一種載體蛋白從濃度較高的一側(cè)透過膜向濃度較低的一側(cè)擴(kuò)散 特點(diǎn) 1 需要膜上的載體蛋白與物質(zhì)結(jié)合并轉(zhuǎn)運(yùn) 載體蛋白有特異性 2 驅(qū)動(dòng)力是濃度梯度 因此不需要代謝能量 不能逆濃度運(yùn)輸 3 物質(zhì)本身在分子結(jié)構(gòu)上也不會(huì)發(fā)生變化 4 多見于真核微生物 3 主動(dòng)運(yùn)輸 activetransport 主動(dòng)運(yùn)輸是微生物吸收營養(yǎng)物質(zhì)的一種主要方式 物質(zhì)在運(yùn)輸過程要消耗代謝能 由載體蛋白參與的逆濃度梯度的物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn) 特點(diǎn)1 載體蛋白與被轉(zhuǎn)運(yùn)物質(zhì)有專一性 2 物質(zhì)在膜外表面與載體蛋白親和力大 在膜內(nèi)表面親和力小 這種親和力大小的改變是由于載體蛋白構(gòu)型變化 這需要消耗能量 3 主動(dòng)運(yùn)輸?shù)奈镔|(zhì)有許多無機(jī)離子 K SO42 PO43 一些糖類 乳糖 葡萄糖 氨基酸和有機(jī)酸等 4 基團(tuán)轉(zhuǎn)位 grouptranslocation 基團(tuán)轉(zhuǎn)位是在運(yùn)輸過程中 除了物質(zhì)分子發(fā)生化學(xué)變化這一特點(diǎn)外 其他特點(diǎn)都與主動(dòng)運(yùn)輸相同 這種運(yùn)輸方式主要存在于厭氧微生物中 用于許多單 或雙 糖與糖的衍生物以及核苷與脂肪酸的運(yùn)輸 目前在好氧微生物中還未發(fā)現(xiàn)有這種運(yùn)輸方式 也未發(fā)現(xiàn)用這種運(yùn)輸方式運(yùn)輸氨基酸 異養(yǎng)型生物 自養(yǎng)型生物 生長利用的營養(yǎng)物質(zhì)的方式 生物生長過程中能量的來源 光能營養(yǎng)型 化能營養(yǎng)型 三 細(xì)菌的營養(yǎng)類型 三 微生物的營養(yǎng)類型 四 細(xì)菌的生長繁殖一 細(xì)菌生長繁殖的條件 1 充足的營養(yǎng)物質(zhì) 2 合適的酸堿度大多數(shù)細(xì)菌的最適pH6 8 7 4嗜中性細(xì)菌6 0 8 0嗜堿性細(xì)菌10 5嗜酸性細(xì)菌3 0 3 適宜的溫度嗜溫菌37 嗜熱菌50 60 嗜低溫0 30 4 必要的氣體環(huán)境 1 專性需氧菌如 結(jié)核分枝桿菌 枯草芽孢桿菌 2 微需氧菌如 空腸彎曲菌 幽門螺桿菌 3 耐氧菌乳酸菌 4 兼性厭氧菌大多數(shù)病原菌 5 專性厭氧菌如 破傷風(fēng)梭菌 脆弱類桿菌 細(xì)菌主要是通過無性繁殖產(chǎn)生后代 其繁殖方式是二分裂 簡稱裂殖 細(xì)菌的繁殖過程分為三個(gè)連續(xù)步驟 核的分裂和隔膜的形成 橫隔壁形成 子細(xì)胞分裂 另外有的細(xì)菌還存在 三分裂和復(fù)分裂 二 細(xì)菌生長繁殖的方式和速度 三 細(xì)菌的繁殖 1 裂殖 fission 1 二分裂 binaryfission 細(xì)菌生長繁殖的速度多數(shù)細(xì)菌繁殖速度極快 每20 30min分裂一次少數(shù)細(xì)菌生長速度緩慢 五 細(xì)菌的人工培養(yǎng) 一 培養(yǎng)基培養(yǎng)基是人工配制的 適合微生物生長繁殖或產(chǎn)生代謝產(chǎn)物的營養(yǎng)基質(zhì) 培養(yǎng)基幾乎是一切對(duì)微生物進(jìn)行研究和利用工作的基礎(chǔ) 任何培養(yǎng)基都應(yīng)該具備微生物生長所需要六大營養(yǎng)要素 碳源 氮源 無機(jī)鹽 能源 生長因子 水 任何培養(yǎng)基一旦配成 必須立即進(jìn)行滅菌處理 常規(guī)高壓蒸汽滅菌 1 05kg cm2 121 3 15 30分鐘 培養(yǎng)基的類型及應(yīng)用 培養(yǎng)基種類繁多 根據(jù)其成分 物理狀態(tài)和用途可將培養(yǎng)分成多種類型 按成分不同劃分 天然培養(yǎng)基 合成培養(yǎng)基 含用化學(xué)成分還不清楚或化學(xué)成分不恒定的天然有機(jī)物 牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基 麥芽汁培養(yǎng)基 化學(xué)成分完全了解的物質(zhì)配制而成的培養(yǎng)基 高氏1號(hào)培養(yǎng)基 查氏培養(yǎng)基 可溶性淀粉2gKNO30 1gK2HPO40 05gMgSO4 7H2O0 05gNaCl0 05gFeSO4 7H2O0 001g瓊脂2g自來水100mLpH7 2 7 4 硝酸鈉3g磷酸氫二鉀1g硫酸鎂 MgSO4 7H2O 0 5g氯化鉀0 5g硫酸亞鐵0 01g蔗糖30g瓊脂20g蒸餾水1000mL 高氏一號(hào)培養(yǎng)基 查氏培養(yǎng)基 按物理狀態(tài)不同劃分 固體培養(yǎng)基 液體培養(yǎng)基 在液體培養(yǎng)基中加入一定量凝固劑 使其成為固體狀態(tài) 瓊脂含量一般為1 5 2 0 瓊脂含量一般為0 2 0 7 不加任何凝固劑 半固體培養(yǎng)基 固體培養(yǎng)基常用來進(jìn)行微生物的分離 鑒定 活菌計(jì)數(shù)及菌種保藏 觀察微生物的運(yùn)動(dòng)特征 分類鑒定及噬菌體效價(jià)測(cè)定 大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)及在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行微生物的基礎(chǔ)理論和應(yīng)用方面的研究 按用途不同劃分 基礎(chǔ)培養(yǎng)基 鑒別培養(yǎng)基 含有一般微生物生長繁殖所需的基本營養(yǎng)物質(zhì)的培基 用來將某種或某類微生物從混雜的微生物群體中分離出來的培養(yǎng)基 用于鑒別不同類型微生物的培基 選擇培養(yǎng)基 在基礎(chǔ)培養(yǎng)基中加入某些特殊營養(yǎng)物質(zhì)制成的一類營養(yǎng)豐富的培基 微生物產(chǎn)生某種代謝產(chǎn)物 與培養(yǎng)基中的特殊化學(xué)物質(zhì)發(fā)生特定的化學(xué)反應(yīng) 產(chǎn)生明顯的特征變化 加富培養(yǎng)基 在培養(yǎng)基中加入相應(yīng)的特殊營養(yǎng)物質(zhì)或化學(xué)物質(zhì) 抑制不需要的微生物的生長 有利于所需微生物的生長 常用培養(yǎng)基種類 厭氧培養(yǎng)基 基礎(chǔ)培養(yǎng)基 營養(yǎng)培養(yǎng)基 選擇培養(yǎng)基 鑒別培養(yǎng)基 依用途不同 液體培養(yǎng)基 固體培養(yǎng)基 半固體培養(yǎng)基 2 細(xì)菌在培養(yǎng)基中的生長現(xiàn)象 1 細(xì)菌在液體培養(yǎng)基中的生長現(xiàn)象 均勻渾濁生長 菌膜生長 沉淀生長 混濁沉淀菌膜 液體培養(yǎng)基中 沉淀生長 混濁生長 菌膜生長 2 細(xì)菌在半固體培養(yǎng)基中的生長現(xiàn)象3 細(xì)菌在固體培養(yǎng)基上的生長現(xiàn)象菌落菌苔 在固體培養(yǎng)基上 內(nèi) 的群體形態(tài) 各種細(xì)菌的菌落 3 細(xì)菌生長繁殖的規(guī)律 生長曲線 一 細(xì)菌群體生長規(guī)律 在不補(bǔ)充營養(yǎng)物質(zhì) 保持整個(gè)培養(yǎng)液體積不變條件下 以時(shí)間為橫坐標(biāo) 以菌數(shù)為縱坐標(biāo) 根據(jù)不同培養(yǎng)時(shí)間時(shí)細(xì)菌數(shù)量的變化 可以作出一條反映細(xì)菌在整個(gè)培養(yǎng)期間菌數(shù)變化規(guī)律的曲線 生長曲線 生長曲線可分 延緩期 對(duì)數(shù)期 衰亡期 穩(wěn)定期 1 延緩期 將少量菌種接入新鮮培養(yǎng)基后 在開始一段時(shí)間內(nèi)菌數(shù)不立即增加 或增加很少 生長速度接近于零 也稱延遲期 適應(yīng)期 遲緩期的特點(diǎn) 分裂遲緩 代謝旺盛 2 對(duì)數(shù)期 對(duì)數(shù)生長期的細(xì)菌個(gè)體形態(tài) 化學(xué)組成和生理特性等均較一致 代謝旺盛 生長迅速 代時(shí)穩(wěn)定 所以是研究微生物基本代謝的良好材料 以最大的速率生長和分裂 細(xì)菌數(shù)量呈對(duì)數(shù)增加 細(xì)菌內(nèi)各成分按比例有規(guī)律地增加 表現(xiàn)為平衡生長 3 穩(wěn)定期 由于營養(yǎng)物質(zhì)消耗 代謝產(chǎn)物積累和pH等環(huán)境變化 逐步不適宜于微生物生長 導(dǎo)致生長速率降低直至零 即細(xì)菌分裂增加的數(shù)量等于細(xì)菌死亡數(shù)量 從而結(jié)束對(duì)數(shù)生長期 進(jìn)入穩(wěn)定生長期 原因 獲得更多的菌體物質(zhì)或代謝產(chǎn)物采取措施 補(bǔ)充營養(yǎng)物質(zhì)或取走代謝產(chǎn)物或改善培養(yǎng)條件 如對(duì)好氧菌進(jìn)行通氣 攪拌或振蕩等 4 衰亡期 細(xì)菌代謝活性降低 細(xì)菌衰老并出現(xiàn)自溶 產(chǎn)生或釋放出一些產(chǎn)物 如氨基酸 轉(zhuǎn)化酶 外肽酶或抗生素等 細(xì)胞呈現(xiàn)多種形態(tài) 有時(shí)產(chǎn)生畸形 大小懸殊 有些革蘭氏染色反應(yīng)陽性菌變成陰性反應(yīng)等 該時(shí)期死亡的細(xì)菌以對(duì)數(shù)方式增加 但在衰亡期的后期 由于部分細(xì)菌產(chǎn)生抗性也會(huì)使細(xì)菌死亡的速率降低 現(xiàn)象 特點(diǎn) 三 細(xì)菌的新陳代謝細(xì)菌代謝產(chǎn)物及其應(yīng)用一 細(xì)菌分解產(chǎn)物及生化反應(yīng)1 吲哚試驗(yàn)色氨酸酶 對(duì)二甲基苯甲醛色氨酸吲哚玫瑰吲哚大腸埃希菌叫吲哚試驗(yàn)為陽性 產(chǎn)氣腸桿菌為陰性 2 甲基紅試驗(yàn)分解甲基紅葡萄糖產(chǎn)酸紅色 PH4 5以下 如大腸埃希菌陽性分解甲基紅葡萄糖乙酰甲基甲醇橙黃色如產(chǎn)氣腸桿菌陰性 3 Y P試驗(yàn)葡萄糖丙酮酸乙酰甲基甲醇二乙酰 含胍基化合物紅色如產(chǎn)氣腸桿菌為陽性大腸埃希菌為陰性 4 檸檬酸鹽利用試驗(yàn)檸檬酸鹽碳酸鹽 溴麝香草酚藍(lán) 綠色 藍(lán)色如產(chǎn)氣腸桿菌為陽性大腸埃希菌為陰性上述四種試驗(yàn)合稱為IMvic試驗(yàn) 二 合成代謝產(chǎn)物及其應(yīng)用1 熱原質(zhì) 熱原質(zhì)又稱為致熱原 是細(xì)菌合成的一種注入人體或動(dòng)物體內(nèi)能引起發(fā)熱反應(yīng)的物質(zhì) 產(chǎn)生熱原質(zhì)的細(xì)菌大多數(shù)是G 菌如傷寒沙門菌 大腸埃希菌及少數(shù)G 菌如枯草桿菌等 熱原質(zhì)是細(xì)菌細(xì)胞壁的脂多糖 制備注射藥物時(shí)應(yīng)嚴(yán)格無菌操作 2 毒素和侵襲性酶毒素 內(nèi)毒素 外毒素 侵襲性酶 如鏈球菌的透明質(zhì)酸酶 鏈激酶 3 細(xì)菌素 某些細(xì)菌產(chǎn)生對(duì)有親緣關(guān)系的細(xì)菌具有抗菌作用的蛋白質(zhì)稱細(xì)菌素 4 抗生素 是某些微生物在代謝過程中產(chǎn)生的能選擇性抑制或殺滅其他生物細(xì)胞的物質(zhì) 5 色素6 維生素 第三節(jié)微生物的分布與消毒滅菌 一 微生物的分布一 微生物在自然界的分布細(xì)菌在土壤 水和空氣中廣泛存在 是感染人體的重要來源 常見的病原菌有金黃色葡萄球菌 鏈球菌 結(jié)核分枝桿菌 白喉棒狀桿菌及腦膜炎奈瑟菌 白假絲酵母菌等 常引起傷口或呼吸道感染 二 微生物在正常人體的分布 1 人體正常菌群在正常人的體表和與外界相通的腔道中 存在著不同種類和數(shù)量的微生物 這些微生物通常對(duì)人體無害 為人體正常微生物群 通稱正常菌群 2 正常菌群及其生理作用 1 正常菌群的生理作用A 生物拮抗作用 競(jìng)爭(zhēng)黏附 占位性保護(hù) 作用 產(chǎn)生有害代謝產(chǎn)物 營養(yǎng)競(jìng)爭(zhēng)作用 B 營養(yǎng)作用正常微生物群參與了機(jī)體的物質(zhì)代謝 營養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)化及合成 C 免疫作用正常菌群作為抗原既能促進(jìn)機(jī)體免疫器官的發(fā)育 也可刺激其免疫系統(tǒng)發(fā)生免疫應(yīng)答D 延緩衰老作用E 抗腫瘤作用 3 菌群失調(diào)及菌群失調(diào)癥 菌群失調(diào)是指由于某種原因使正常菌群的種類 數(shù)量和比例發(fā)生較大的改變 導(dǎo)致機(jī)體微生態(tài)失去平衡 因嚴(yán)重菌群失調(diào)而使宿主發(fā)生的一系列臨床癥狀 則稱為菌群失調(diào)癥 條件致病菌 在正常情況下 正常菌群具有相對(duì)穩(wěn)定性 但在特定條件下 正常菌群與機(jī)體之間的這種生態(tài)平衡可被破壞而引起疾病 這些能引起疾病的細(xì)菌稱條件致病菌 寄居部位改變 機(jī)體免疫功能低下 抗菌藥物 二 消毒 滅菌 一 有關(guān)概念 1 消毒 殺死物體上病原微生物的方法 2 滅菌 殺滅物體上所有微生物 包括病原微生物 非病原微生物以及細(xì)菌芽胞 的方法 3 防腐 防止或抑制微生物生長繁殖的方法 4 無菌 指不存在活的微生物的意思 5 無菌操作 防止細(xì)菌進(jìn)入機(jī)體或物品的操作技術(shù) 消毒 滅菌的方法一般可分為 熱力滅菌法輻射殺菌法物理學(xué)方法濾過除菌法超聲波殺菌法干燥和低溫抑菌法等化學(xué)方法 一 物理消毒滅菌法 1 熱力滅菌法 1 焚燒法2 燒灼法3 干烤法4 紅外線 干熱滅菌法 濕熱滅菌法 9 間歇滅菌法 1 干熱滅菌法 焚燒 燒灼 干烤 1 煮沸消毒法 100 5min 10min2 巴氏消毒法 61 1 62 8 30min71 7 15 30sec3 流通蒸氣消毒法 100 15 30min4 間歇蒸汽滅菌法 100 15 30min37 過夜 3次 5 高壓蒸氣滅菌法 15磅 121 3 15 30min 2 濕熱滅菌法 巴氏消毒法62 30秒 煮沸法100 5分鐘 流通蒸氣消毒法100 15 30分鐘 高壓蒸氣滅菌法103 4kPa 121 3 15 20分鐘 2 輻射殺菌法 1 紫外線紫外線波長在265 266nm殺菌能力最強(qiáng) 它能干擾DNA復(fù)制 導(dǎo)致細(xì)菌變異死亡 但穿透力弱 故只能用于房間空氣和物品表面的消毒 2 電離輻射 射線細(xì)胞分子產(chǎn)生誘發(fā)輻射 干擾DNA合成 破壞細(xì)胞膜 引起酶系統(tǒng)紊亂 水分子經(jīng)輻射產(chǎn)生游離基和新分子 大量一次性醫(yī)用塑料制品的消毒和中草藥 中成藥的防霉變 3 濾過除菌法0 22um 不耐熱血清抗毒素 抗生素 藥液和空氣等的除菌 薄膜濾菌器 玻璃濾菌器 石棉濾菌器 陶瓷濾菌器 4 超聲波消毒法用于粉碎細(xì)胞 撮細(xì)胞組分 5 干燥與低溫抑菌法干燥法常用于保存食物 中藥材等 低溫可使細(xì)菌的新陳代謝減慢 故常用于保存細(xì)菌菌種 二 化學(xué)消毒滅菌法 常用消毒劑的殺菌機(jī)制1 使菌體蛋白質(zhì)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(xì)胞壁或細(xì)胞膜 常用消毒劑的種類 濃度 用途及作用機(jī)制 一 常用消毒劑的種類 濃度 用途及作用機(jī)制 二 第四節(jié)微生物的遺傳與變異 一 生物的變異現(xiàn)象 形態(tài)與結(jié)構(gòu)的變異菌落變異毒力變異耐藥性變異 細(xì)菌的大小和形態(tài)在不同的生長時(shí)期可不同 生長過程中受外界環(huán)境的影響也可發(fā)生變異 如 鼠疫耶氏菌在陳舊培養(yǎng)物上細(xì)菌的多形態(tài)性 細(xì)菌L型 細(xì)菌的特殊結(jié)構(gòu)如 莢膜 肺炎鏈球菌 芽胞 炭疽芽孢桿菌 鞭毛 變形桿菌H O變異 也可發(fā)生變異 1 形態(tài)與結(jié)構(gòu)的變異 毒力增強(qiáng) 無毒力的白喉棒狀桿菌常寄居在咽喉部 不致病 當(dāng)感染了 棒狀噬菌體后變成溶原性細(xì)菌 則獲得產(chǎn)生白喉毒素的能力 引起白喉 毒力減弱 有毒菌株長期在人工培養(yǎng)基上傳代培養(yǎng) 可是細(xì)菌的毒力減弱或消失 卡介苗 BCG 是有毒的牛分枝桿菌在含有膽汁的甘油 馬鈴薯培養(yǎng)基上 經(jīng)過13年 連續(xù)傳230代 獲得的一株毒力減弱但仍保持免疫原性的變異株 2 毒力變異 耐藥性變異 細(xì)菌對(duì)某種抗菌藥物由敏感變?yōu)槟退幍淖儺?有些細(xì)菌還表現(xiàn)為同時(shí)耐受多種抗菌藥物 即多重耐藥性 從抗生素廣泛應(yīng)用以來 細(xì)菌對(duì)抗生素耐藥的不斷增長是世界范圍內(nèi)的普遍趨勢(shì) 給臨床治療帶來很大的困難 并成為當(dāng)今醫(yī)學(xué)上的重要問題 3 耐藥性變異 細(xì)菌的菌落主要有光滑型和粗糙型兩種 S型菌落表面光滑 濕潤 邊緣整齊 經(jīng)人工培養(yǎng)多次傳代后菌落表面邊為粗糙 干燥 邊緣不整齊 稱S R變異 S R變異常見于腸道桿菌 是由于失去LPS的特異性寡糖重復(fù)單位而引起的 變異時(shí)不僅菌落的特征發(fā)生改變 且細(xì)菌的其它性狀也發(fā)生了變化 S型菌的致病性強(qiáng) 但有少數(shù)R型菌的致病性強(qiáng) 如結(jié)核分枝桿菌 4 菌落變異 S型菌落 R型菌落 二 細(xì)菌遺傳變異的物質(zhì)基礎(chǔ) 染色體質(zhì)粒轉(zhuǎn)位因子噬菌體 質(zhì)粒 plasmid 是細(xì)菌染色體以外的遺傳物質(zhì) 是環(huán)狀閉合的雙鏈DNA 質(zhì)粒基因可編碼多種重要的生物學(xué)性狀 1 致育質(zhì)粒 F質(zhì)粒 與有性生殖功能關(guān)聯(lián) 2 耐藥性質(zhì)粒編碼細(xì)菌對(duì)抗菌藥物或重金屬鹽類的耐藥性 分兩類 一是接合性耐藥質(zhì)粒 R質(zhì)粒 另一是非接合耐藥性質(zhì)粒 3 毒力質(zhì)粒 Vi質(zhì)粒 編碼與該菌致病性有關(guān)的毒力因子 4 細(xì)菌素質(zhì)粒編碼細(xì)菌產(chǎn)生細(xì)菌素 質(zhì)粒 噬菌體 定義 生物學(xué)性狀 基本形態(tài) 蝌蚪形 微球形 纖線形具有嚴(yán)格的宿主特異性 可用于對(duì)細(xì)菌分型等噬菌體與宿主的相互關(guān)系 1 毒性噬菌體 2 溫和噬菌體 溫和噬菌體 遺傳性變異 是由基因結(jié)構(gòu)發(fā)生改變所致 主要通過基因突變 基因損傷后的修復(fù) 基因的轉(zhuǎn)移與重組來實(shí)現(xiàn) 非遺傳性變異 是細(xì)菌在環(huán)境因素等影響下出現(xiàn)的變化 這種變化不是因基因結(jié)構(gòu)的變化而產(chǎn)生的 三 細(xì)菌變異的機(jī)制 突變 mutation 是細(xì)菌遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)發(fā)生突然而穩(wěn)定的改變 導(dǎo)致細(xì)菌性狀的遺傳性變異 基因突變規(guī)律 突變率突變常自然發(fā)生 但突變率極低 突變與選擇突變是隨機(jī)的 不定向的 回復(fù)突變細(xì)菌由野生型變?yōu)橥蛔冃褪钦蛲蛔?有時(shí)突變株經(jīng)過又一次突變可恢復(fù)野生型的性狀 DNA的損傷修復(fù) 當(dāng)細(xì)菌DNA受到損傷時(shí) 細(xì)胞會(huì)用有效的DNA修復(fù)系統(tǒng)進(jìn)行細(xì)致的修復(fù) 使損傷降為最小 1 突變 基因轉(zhuǎn)移 genetransfer 外源性的遺傳物質(zhì)由供體菌進(jìn)入某受體菌細(xì)胞內(nèi)的過程 基因重組 recombination 轉(zhuǎn)移的基因與受體菌DNA整合在一起 使受體菌獲得供體菌某些特性 外源性遺傳物質(zhì) 供體菌染色體DNA 質(zhì)粒DNA及噬菌體基因等 細(xì)菌的基因轉(zhuǎn)移和重組方式 轉(zhuǎn)化 接合 轉(zhuǎn)導(dǎo) 溶原性轉(zhuǎn)換 細(xì)胞融合 2 基因的轉(zhuǎn)移與重組 1 轉(zhuǎn)化 供體菌裂解 游離的DNA片段轉(zhuǎn)入某受體菌細(xì)胞內(nèi)的過程 2 接合 conjugation 接合 是細(xì)菌通過性菌毛相互連接溝通 將遺傳物質(zhì) 主要是質(zhì)粒DNA 從供體菌轉(zhuǎn)移給受體菌 轉(zhuǎn)導(dǎo) 是以溫和噬菌體為載體 將供體菌的一段DNA轉(zhuǎn)移到受體菌內(nèi) 是受體菌獲得新的性狀 根據(jù)轉(zhuǎn)導(dǎo)基因片段的范圍 可將轉(zhuǎn)導(dǎo)分為兩類 普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo) 轉(zhuǎn)導(dǎo)的DNA可是供菌染色體上的任何部分 局限性轉(zhuǎn)導(dǎo) 轉(zhuǎn)導(dǎo)的DNA只限供菌染色體上的特定基因 3 轉(zhuǎn)導(dǎo) transduction 普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo) 局限性轉(zhuǎn)導(dǎo) 4 溶原性轉(zhuǎn)換 lysogenicconversion 當(dāng)噬菌體感染細(xì)菌時(shí) 宿主菌染色體中獲得了噬菌體的DNA片段 使其成為溶原狀態(tài)時(shí) 而使細(xì)菌獲得新的性狀 四 細(xì)菌變異的實(shí)際應(yīng)用 一 在疾病診斷 治療 預(yù)防中的應(yīng)用 二 在檢測(cè)致癌物質(zhì)方面的應(yīng)用 三 在基因工程方面的應(yīng)用 四 在菌種復(fù)壯和保藏中的應(yīng)用 1 菌種的衰退和預(yù)防1 控制傳代次數(shù)2 創(chuàng)造良好的的培養(yǎng)條件3 采取更有效的菌種保藏方法2 菌種的復(fù)壯方法3 菌種保藏 第五節(jié)細(xì)菌的感染與免疫感染 是指病原菌突破機(jī)體的防御屏障 侵入機(jī)體 在一定部位生長繁殖 釋放毒素性物質(zhì)等 導(dǎo)致不同程度的病理過程 一 細(xì)菌的致病性 致病性 細(xì)菌的致病因素 機(jī)體的免疫力 外因環(huán)境因素的影響 細(xì)菌的毒力 細(xì)菌侵入宿主的數(shù)量 細(xì)菌侵入的部位 侵入門戶 致病因素 侵襲力 毒素 侵襲力 病原菌有突破宿主皮膚 黏膜生理屏障等免疫防御機(jī)制 進(jìn)入體內(nèi)定居 繁殖和擴(kuò)散的能力 包括莢膜 粘附素和侵襲性物質(zhì) 毒素 含有損害宿主組織 器官并引起生理功能紊亂的大分子成分 毒力 一 細(xì)菌的毒力 莢膜 微莢膜 黏附素 細(xì)菌表面的蛋白質(zhì) 菌毛分泌物細(xì)菌的表面組分 如磷壁酸 2 侵襲性物質(zhì) 協(xié)助病菌抗吞噬或向四周擴(kuò)散 如致病性葡萄球菌凝固酶 A群鏈球菌透明質(zhì)酸酶 鏈激酶等從而有利于細(xì)菌在組織中擴(kuò)散 1 侵襲力 1 菌體的表面結(jié)構(gòu) 細(xì)菌在生長繁殖中產(chǎn)生和釋放的毒性成分 可直接或間接損傷宿主細(xì)胞 組織和器官 干擾其生理功能 外毒素內(nèi)毒素 2 毒素 外毒素 甲醛 類毒素 馬 抗毒素 1 概念 是革蘭陽性菌和部分革蘭陰性菌產(chǎn)生并釋放到菌體外的毒性蛋白質(zhì) 2 產(chǎn)生菌 革蘭陽性菌 少部分革蘭陰性菌 3 化學(xué)成分 蛋白質(zhì) 4 穩(wěn)定性 不耐熱 5 毒性 強(qiáng) 有組織選擇性 6 抗原性 強(qiáng) next 破傷風(fēng)梭菌白喉棒狀桿菌霍亂弧菌 不同細(xì)菌的外毒素毒素有選擇毒害作用 引起特殊臨床表現(xiàn) 外毒素的種類神經(jīng)毒素破傷風(fēng)痙攣毒素 肉毒毒素細(xì)胞毒素白喉毒素 葡萄球菌表皮剝脫毒素 葡萄球菌毒性休克綜合征毒素 A群鏈球菌致熱外毒素腸毒素霍亂腸毒素 ETEC腸毒素 產(chǎn)氣莢膜梭菌腸毒素 葡萄球菌腸毒素 6 抗原性 弱 1 概念 是革蘭陰性菌細(xì)胞壁中的結(jié)構(gòu)成分 在細(xì)菌裂解后才釋放出的毒性脂多糖 2 產(chǎn)生菌 革蘭陰性菌 3 化學(xué)成分 脂多糖 4 穩(wěn)定性 耐熱 5 毒性 弱 無組織選擇性 致熱反應(yīng) 白細(xì)胞反應(yīng) 彌散性血管內(nèi)凝血 DIC 內(nèi)毒素血癥與休克 內(nèi)毒素毒性作用 A 熱源性 C 內(nèi)毒素血癥和休克 D 彌漫性血管內(nèi)凝血 DIC B 白細(xì)胞數(shù)目改變 外毒素與內(nèi)毒素的主要區(qū)別 二 細(xì)菌的侵入數(shù)量 三 細(xì)菌的侵入門戶 一 感染的來源 外源性感染 內(nèi)源性感染 病人 病原攜帶者 患病及帶菌動(dòng)物 條件致病菌 二 感染的來源與類型 社會(huì)感染 醫(yī)院感染 依感染的場(chǎng)所 二 感染的途徑 呼吸道消化道皮膚血液人畜共患病的傳播性傳播垂直傳播 三 感染類型 不感染 隱性感染 亞臨床感染 顯性感染 毒血癥膿毒血癥內(nèi)毒素血癥敗血癥菌血癥 帶菌狀態(tài) 局部感染全身感染 潛伏感染 三 感染的類型 病原體被機(jī)體排除或消滅 機(jī)體免疫力強(qiáng) 病原體致病力弱或數(shù)量不足或侵入部位不當(dāng) 不感染 三 感染的類型 當(dāng)機(jī)體的免疫力較強(qiáng) 入侵的病原菌數(shù)量不多 毒力較弱時(shí) 感染后對(duì)人體損害較輕 不出現(xiàn)或