2023最新整理微生物總論

1、第一篇 醫(yī)學微生物學基礎 第1章 細菌的形態(tài)與結構細菌的大小 微米細菌的形態(tài) 球菌 桿菌 螺形菌（ 弧菌 螺菌 螺桿菌 ）細菌的結構細菌的基本結構: 細胞壁、細胞膜、細胞質、核質 細菌的特殊結構: 莢膜、鞭毛、菌毛、芽胞一、細菌的基本結構細胞壁l 位于菌細胞的最外層，包繞在細胞膜的周圍。組成較復雜， 并隨不同細菌而異。 l 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 兩類細菌共有組分 肽聚糖l 革蘭陽性菌l 聚糖骨架、四肽側鏈、五肽交聯(lián)橋 三維立體結構，堅固 1550層l 革蘭陰性菌l 聚糖骨架、四肽側鏈 二維平面結構，疏松 12層特殊組分l 革蘭陽性菌 大量磷壁酸 磷壁醛酸 特

2、殊蛋白：金葡菌的A蛋白、A群鏈球菌的M蛋白l 革蘭陰性菌 外膜： 脂蛋白 脂質雙層 脂多糖LPS脂多糖（LPS） G-的內(nèi)毒素（1）脂質A（lipid A） l 為糖磷脂，由D-氨基葡萄糖雙糖組成的基本骨架，雙糖骨架的游離羥基和氨基攜帶多種長鏈脂肪酸和磷酸基團。不同細菌骨架一致。l 是內(nèi)毒素毒性與生物學活性的主要成分l 無種屬特異性（故不同細菌產(chǎn)生的內(nèi)毒素的毒性作用均相似）（2）核心多糖（core polysaccharide）l 位于脂質A的外層l 有屬特異性，同一屬細菌相同 （3）特異多糖（specific polysaccharide）l 最外層，由數(shù)個至數(shù)十個低聚糖（35個單糖）重復單

3、位所構成的多糖鏈。l 是革蘭陰性菌的菌體抗原（O抗原），具有種特異性l 缺失，細菌變?yōu)榇植谛蚻 少數(shù)G-菌的LPS不典型，外膜糖脂含短鏈分支狀聚糖，稱為寡聚糖（lipooligosaccharide ,LOS),與哺乳動物細胞膜的鞘糖脂成分相似，可引起免疫逃逸。脂質雙層 結構類似于細胞膜，雙層內(nèi)鑲嵌多種蛋白質稱為外膜蛋白,包括孔蛋白、去阻遏蛋白等。有的為性菌毛、噬菌體、細菌素的受體。周漿間隙 細胞膜與外膜間隙，含多種酶及特殊蛋白，與細菌獲得營養(yǎng)和解毒作用有關。G+ 菌與G- 菌細胞壁的比較細胞壁 革蘭陽性菌 革蘭陰性菌強度 較堅韌 較疏松厚度 2080nm 1015nm肽聚糖層數(shù) 可多達50層

4、 12層肽聚糖含量 50%80% 5%20%磷壁酸 有 無外膜 無 有G+ 菌與G- 菌的差別及與細胞壁的關系項目 革蘭陽性菌 革蘭陰性菌 細胞壁的關系染色性 紫色 紅色 細胞壁對酒精的通透性抗原性 主要為磷壁酸 主要為外膜 細胞壁的化學組成不同毒性 無內(nèi)毒素 有內(nèi)毒素 內(nèi)毒素為陰性菌細胞壁成分對青霉素的作用 有效 無效 作用部位為肽聚糖 五肽交聯(lián)橋對溶菌酶的作用 有效 無效 作用部位為肽聚糖 聚糖骨架功能l 維持菌體固有的形態(tài)，并保護細菌抵抗低滲環(huán)境 （陽性菌2025大氣壓，陰性菌56大氣壓）l 參與菌體內(nèi)外的物質交換 l 菌體表面帶有多種抗原表位，可以誘發(fā)機體的免疫應答 l 磷壁酸：重要表

5、面抗原，與血清型分類有關l 外膜：屏障結構，與致病性相關l LPS 細菌細胞壁缺陷型（細菌L型） l 概念：某些理化或生物因素作用于細菌，可抑制的肽聚糖的合成或破壞細胞壁的結構，在高滲環(huán)境下，細菌仍可存活，成為細胞壁缺陷型。l G+ 原生質體、 G- 原生質球（還有外膜）l 形成條件：溶菌酶、青霉素、膽汁、溶葡萄球菌素、抗體、補體等 生物學特性：多形態(tài)性，革蘭陰性，高滲培養(yǎng)且生長緩慢，荷包蛋樣、顆粒樣或絲狀菌落、細胞壁可/不可回復 與醫(yī)學的關系： 常引起慢性和反復發(fā)作的感染，作用于細胞壁的抗生素無效細胞膜l 或稱胞質膜，細胞壁內(nèi)側，包繞細胞質l 結構：磷脂、蛋白質，不含膽固醇l 功能：含有多種

6、酶，參與營養(yǎng)的攝取，細菌結構的合成，細菌呼吸、能量代謝和生物合成，細胞的分裂等。l 特殊蛋白質：青霉素結合蛋白（轉肽酶），蛋白分泌系統(tǒng)。細胞質l 細胞膜包裹的溶膠狀物質，或稱原生質（protoplasm），由水、蛋白質、脂類、核酸及少量糖和無機鹽組成，其中含有許多重要結構。(1)核糖體（ribosome）RNA和蛋白質l 沉降系數(shù) 70s 50s+30s（真核80s 60s+40s）(2)質粒l 染色體外的遺傳物質l 閉合環(huán)狀 的雙鏈DNAl 控制某些特定的遺傳性狀l 能獨立復制，隨細菌分裂轉移到子代l 從一個菌傳遞到另一個菌(3)胞質顆粒 異染顆粒: RNA、多偏磷酸鹽 嗜堿，著色深 診斷價

7、值（白喉棒狀桿菌） 中介體: 是部分細胞膜內(nèi)陷、折疊、卷曲形成的囊狀物，多見于革蘭陽性細菌。核質l 原核細胞，不具成形的核。遺傳物質稱為核質或擬核l 無核膜、核仁和有絲分裂器；因其功能與真核細胞的染色體相似，決定細菌的遺傳變異，亦稱細菌的染色體l 一般為單倍體，是一個共價閉合環(huán)狀雙鏈DNA 分子l 大腸埃希菌核質分子量約3×10 9Dal ，長度1.1mm，4.7×10 6 堿基，約30005000個基因 2、 細菌的特殊結構莢膜l 概念：某些細菌在其細胞壁外包繞一層粘液性物質，為多糖或蛋白質的多聚體，用理化方法去除后并不影響菌細胞的生命活動 l 厚度0.2m莢膜； 0.2

8、m 微莢膜；l 黏液層 黏液性物質疏松地附著于菌細胞表面l 化學組成：多糖/多肽l 形成條件：營養(yǎng)豐富 l 染色：不易著色，負染（墨汁）莢膜的功能l 抗吞噬作用 保護細菌抵抗宿主吞噬細胞的吞噬和消化作用，增強細菌的侵襲力。l 粘附作用 與組織、細胞、導管黏附，形成生物被膜。是醫(yī)院內(nèi)感染的重要因素。l 抗有害物質的損傷作用 鞭毛（flagellum） l 概念：許多細菌菌體上附有細長并呈波狀彎曲的絲狀物。包括所有的弧菌和螺菌、約半數(shù)的桿菌和個別球菌。l 鞭毛長520m，直徑1230nm l 數(shù)量與部位： 單毛菌 雙毛菌 叢毛菌 周毛菌l 化學組成：鞭毛蛋白 鞭毛的結構 自細胞膜長出 游離于胞外（

9、基礎小體 鉤狀體 絲狀體）； 鞭毛蛋白 高度抗原性鞭毛的功能l 細菌的運動器官l 有些細菌的鞭毛與致病性有關 l 根據(jù)鞭毛菌的動力和鞭毛的抗原性（H抗原），可用以鑒定細菌和進行細菌分類 菌毛l 概念：許多革蘭陰性菌和少數(shù)革蘭陽性菌菌體表面存在著一種比鞭毛更細、更短而直硬的絲狀物，與細菌的運動無關。（電鏡觀察）l 種類及功能 普通菌毛 數(shù)量多、短且細，光鏡不可見 是細菌的粘附結構，能與細胞表面的特異受體結合，與致病密切相關； 有些細菌的菌毛可與不同動物的紅細胞結合，形成血凝，籍此鑒定菌毛；性菌毛 數(shù)量少、中空呈管狀，由致育因子(fertility factor）編碼，參與F質粒的傳遞；為某些噬菌

10、體的受體。接合，毒力、耐藥性等性狀的遺傳物質傳遞。芽胞(spore）l 某些細菌在一定的環(huán)境條件下，在菌體內(nèi)部形成一個圓形或卵圓形小體，是細菌的休眠形式l 形成芽胞的細菌均為革蘭陽性菌，如芽胞桿菌屬、梭菌屬 l 形成條件：體外，不同細菌形成條件不同l 保存全部生命必需物質：核酸、酶、合成菌體成分的結構l 休眠狀態(tài)，無新陳代謝 l 可發(fā)芽l 1個細菌1個芽胞1個細菌l 細菌繁殖體 芽胞休眠體l 每種細菌形成一種類型芽胞功 能l 抵抗力強。耐干燥、熱、輻射、化學消毒劑l 100數(shù)小時l 消毒滅菌是否徹底的標準l 最可靠方法為高壓蒸氣滅菌l 致病性 不直接引起疾病，發(fā)芽后形成繁殖體后致病l 鑒別意義

11、 根據(jù)芽胞位置、大小等*格蘭染色法第2章 細菌的生理第一節(jié) 細菌的理化性狀化學組成 與其它生物細胞的成分類似；含有原核細胞微生物的特殊成分：肽聚糖、胞壁酸、磷壁酸、二氨基庚二酸、吡啶二羧酸等物理性狀 半透明 、表面積大、帶電現(xiàn)象 半透性、滲透壓高第2節(jié) 細菌的營養(yǎng)一、細菌的營養(yǎng)類型 l 根據(jù)細菌所利用的能源和碳源的不同，將細菌分為兩大營養(yǎng)類型。l 自養(yǎng)菌 以簡單無機物為原料合成菌體成分。l 異養(yǎng)菌 以多種有機物為原料合成菌體成分并獲得能量。 腐生菌 寄生菌 寄生在活體內(nèi)，從宿主的有機物獲得營養(yǎng)。所有的病原菌都是異養(yǎng)菌，大部分屬寄生菌。二、細菌的營養(yǎng)物質水 碳源 氮源 無機鹽 生長因子：細菌生長

12、必需，而自身不能合成的化合物 如維生素、某些氨基酸、嘌呤、嘧啶等 流感嗜血桿菌 X因子（高鐵血紅素） V因子（輔酶或）三、細菌攝取營養(yǎng)物質的機制被動擴散 主動轉運系統(tǒng) 1 周漿間隙結合蛋白轉運系統(tǒng) 周漿間隙的受體蛋白與 營養(yǎng)物質結合后將營養(yǎng)物質轉送給 細胞膜上的ATP結合型載體，由ATP提供能量使營養(yǎng)物質進入細胞質內(nèi)。 2 化學滲透趨使轉運系統(tǒng) 細胞膜的電化學離子梯度透性酶在氧化狀態(tài)時與營養(yǎng)物質結合，在還原狀態(tài)時構象改變，營養(yǎng)物質進入細胞。 3 基團轉移 細胞膜的載體蛋白從細胞質獲得磷酸基團后，在細胞膜外表面與葡萄糖結合，將其送入細胞質后釋放6-磷酸葡萄糖。第四節(jié) 細菌的生長繁殖的條件一、細菌

13、的生長繁殖環(huán)境因素營養(yǎng)物質 溫度 pH 氣體環(huán)境: 氧氣、二氧化碳 滲透壓l 專性需氧菌 結核分枝桿菌、霍亂弧菌l 微需氧菌 氧濃度56%，空腸彎曲菌、幽門螺桿菌l 兼性厭氧菌 大多數(shù)病原菌 l 專性厭氧菌 破傷風梭菌、肉毒梭菌 缺乏氧化還原電勢高的呼吸酶：細胞色素、細胞色素氧化酶 缺乏分解有毒氧基團的酶：SOD、觸酶、過氧化物酶二、細菌的生長繁殖個體繁殖：二分裂方式 代時：多數(shù)為2030 min 細菌群體的生長繁殖1遲緩期 2對數(shù)期 3穩(wěn)定期 4衰亡期細菌的生長曲線（人工）第三節(jié) 細菌的新陳代謝一、細菌的能量代謝l 發(fā)酵 以有機物為受氫體 呼吸 以無機物為受氫體l 有氧呼吸 以分子氧為受氫體

14、 厭氧呼吸 以其他無機物為受氫體二、細菌的分解代謝產(chǎn)物與生化反應 細菌的酶不一樣，對營養(yǎng)物質的分解能力不一樣l 糖發(fā)酵試驗 葡萄糖+HCOOH CO2+H2 大腸桿菌 發(fā)酵葡糖和乳酸 產(chǎn)酸并產(chǎn)氣傷寒沙門菌 發(fā)酵葡糖 產(chǎn)酸不產(chǎn)氣l IMViC試驗 I - 吲哚試驗 M - 甲基紅試驗 V - VP試驗 C - 枸櫞酸鹽利用試驗*I-吲哚試驗色氨酸吲哚玫瑰吲哚 吲哚試劑*M - 甲基紅實驗葡萄糖丙酮酸乙酰甲基甲醇 甲基紅 -葡萄糖丙酮酸 甲基紅 +*V - VP試驗葡萄糖丙酮酸乙酰甲基甲醇 二乙酰紅色化合物 + 胍基化合物葡萄糖丙酮酸 × × 乙酰甲基甲醇 I M Vi C試驗

15、 大腸埃希菌 + + - - 產(chǎn)氣桿菌 - - + + 合成代謝產(chǎn)物1、熱原質（致熱源）細菌合成的一種注入人體或動物體內(nèi)能引起發(fā)熱反應的物質。大多是G- 是其細胞壁的LPS耐高溫去除方法：250干烤、蒸餾、吸附劑等 制備和使用注射藥品過程無菌操作2、毒素與侵襲性酶 3、色素 水溶性 脂溶性4、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5、細菌素6、維生素第五節(jié) 細菌的人工培養(yǎng) l 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 。l 菌落 單個細菌分裂繁殖成一堆肉眼可見的細菌集團。l 培養(yǎng)基的分類：基礎培養(yǎng)基 液體培養(yǎng)基 增菌培養(yǎng)基 固體

16、培養(yǎng)基 選擇培養(yǎng)基 半固體培養(yǎng)基 鑒別培養(yǎng)基 厭氧培養(yǎng)基細菌在培養(yǎng)基中的生長情況l 液體培養(yǎng)基： 表面生長 均勻混濁生長 沉淀生長 l 固體培養(yǎng)基： 菌落，菌苔l 半固體培養(yǎng)基： 無動力 有動力培養(yǎng)基的用途l 液體培養(yǎng)基： 增菌l 固體培養(yǎng)基： 純化，增菌l 半固體培養(yǎng)基：動力檢測，保種第六節(jié) 細菌的分類 l 古細菌、真細菌、真核生物l 細菌的分類層次 界、門、綱、目、科、屬、種 l 種 是細菌分類的基本單位。生物學性狀基本相同的細菌群體構成一個菌種；l 性狀相近關系密切的若干菌種組成一個菌屬l 同一菌種的各個細菌，雖性狀基本相同，但在某些方面仍有一定差異，差異較明顯的稱亞種，差異小的則為型。

17、l 血清型 噬菌體型 細菌素型 生物型菌株l 對不同來源的同一菌種的細菌稱為該菌的不同菌株。l 標準菌株(standard strain)或模式菌株(type strain）：具有某種細菌典型特征的菌株細菌的命名l 拉丁雙名法 Escherichia coli （E. coli） 屬名 種名l 中文： 大腸埃希菌 種名 屬名 第三章 細菌的遺傳與變異 第一節(jié) 與細菌遺傳相關的物質染色體 質粒 噬菌體 轉位因子一、細菌染色體 1、由一條雙鏈環(huán)狀DNA分子組成，聚集在一起形成“類核” ，分子量4.6×106bp，4000個左右基因。2、功能相關的幾個基因組成一個操縱子結構，分別轉錄、合成

18、各自蛋白。3、絕大多數(shù)細菌不含內(nèi)含子，結構基因呈單拷貝，rRNA 基因呈多拷貝。4、耐藥基因與致病島二、質粒 細菌染色體以外的遺傳物質，存在于細胞質中，是環(huán)狀閉合的雙鏈DNA。 質粒DNA的分類l 接合性質粒：R質粒、F質粒，借助性菌毛傳遞；非接合性質粒，經(jīng)誘動或轉導傳遞。l 質?？煞譃橄嗳菪耘c不相容性兩種。 重要的質粒：1)致育質粒（F質粒）編碼性菌毛，與有性生殖功能關聯(lián)；2)耐藥性質粒 （R質粒）攜帶耐藥性基因，編碼細菌對抗菌藥物或重金屬鹽類的耐藥性；3)毒力質粒（Vi質粒） 編碼與該菌致病性有關的毒力因子；4)細菌素質粒 編碼細菌產(chǎn)生細菌素；5)代謝質粒 編碼產(chǎn)生相關的代謝酶。 三、噬菌

19、體l 是感染細菌、真菌、放線菌和螺旋體等微生物的病毒。l 噬菌體具有病毒的一些特性：個體微小，可以通過濾菌器；沒有細胞結構，主要由蛋白質構成的衣殼和包含于其中的核酸組成；只能在活的微生物細胞內(nèi)復制增殖。l 噬菌體分布極廣，凡是有細菌的場所，就可能有相應的噬菌體的存在。 噬菌體的生物學性狀1、形態(tài)與結構 噬菌體很小，在光鏡下看不見，需用電鏡觀察。不同的噬菌體在電鏡下有三種形態(tài)：蝌蚪形、微球形和絲形。大多數(shù)噬菌體呈蝌蚪形，由頭部和尾部兩部分組成。2、蝌蚪形噬菌體結構模式圖（圖）l 毒性噬菌體：在宿主細胞內(nèi)復制增殖，終裂解細菌，建立溶菌周期。l 溫和噬菌體：噬菌體基因與宿主染色體整合，噬菌體DNA能

20、隨細菌DNA復制，并隨細菌的分裂而傳代。 毒性噬菌體在敏感菌內(nèi)以復制方式進行增殖，增殖過程包括：吸附、穿入、生物合成、成熟和釋放。 吸附 吸附是噬菌體與菌體表面受體發(fā)生特異性結合的過程，其特異性取決于噬菌體蛋白與宿主菌表面受體分子結構的互補性。毒性噬菌體的復制周期溶菌周期l 在液體培養(yǎng)基中，噬菌現(xiàn)象可使渾濁菌液變得澄清。l 在固體培養(yǎng)基上，若用適量的噬菌體和宿主菌液混合后接種培養(yǎng)，培養(yǎng)基表面可有透亮的溶菌空斑出現(xiàn)。一個空斑系由一個噬菌體復制增殖并裂解細菌后形成，稱為噬斑,不同噬菌體噬斑的形態(tài)與大小不盡相同溫和噬菌體l 前噬菌體: 整合在細菌基因組中的噬菌體基因組。l 溶原性細菌：帶有前噬菌體基

21、因組的細菌。l 前噬菌體偶爾可自發(fā)地或在某些理化和生物因素的誘導下脫離宿主菌基因組，而進入溶菌周期，產(chǎn)生成熟噬菌體，導致細菌裂解。l 溶原性轉換 某些前噬菌體可導致細菌基因型和性狀發(fā)生改變，這稱為溶原性轉換。噬菌體基因組 噬菌體經(jīng)轉導和溶原性轉換 參與細菌遺傳變異四、轉座子l 轉座子是一類不依賴于同源性重組可以在染色體、質粒和噬菌體中一個位置轉移到另一個位置的獨特的DNA 片段。亦稱跳躍基因或移動基因。l 轉座子有二類：插入序列；復合轉座子1、插入序列 1 ）大小約750-2000bp，末端具有反向重復序列。 2 ）只有轉位酶基因，轉位酶可識別IR并將基因解離，插入到染色體、噬菌體或質粒其他部

22、位。2、 復合轉座子 是一類除了攜帶與轉座作用有關的基因外，還攜帶有其他基因，如耐藥性基因、糖發(fā)酵基因、腸毒素基因等。*轉位因子的轉位方式l 保留型轉位：轉位因子從原來的位點上刪除下來后，再轉移插入到另一位點中去。l 復制型轉位 轉位因子的一個拷貝插到靶位點，另一拷貝仍然保留在供體原來的位置上。3、轉座噬菌體第二節(jié) 細菌的變異現(xiàn)象l 形態(tài)結構的變異 毒力變異 耐藥性變異 菌落變異一、形態(tài)結構的變異l 細菌的大小和形態(tài)在不同的生長時期可不同，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)物上細菌的多形態(tài)性、細菌L型。l 細菌的特殊結構如：莢膜（肺炎鏈球菌）、芽胞（炭疽芽胞桿菌）

23、、鞭毛也可發(fā)生變異（變形桿菌H-O變異）。二、 菌落變異l 細菌的菌落主要有光滑(smooth,S)型和粗糙(rough,R)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變?yōu)榇植?、干燥、邊緣不整齊，稱SR變異。l SR變異常見于腸道桿菌，是由于失去LPS的特異性寡糖重復單位而引起的。l 變異時不僅菌落的特征發(fā)生改變，且細菌的其它性狀也發(fā)生了變化。l S型菌的致病性強，但有少數(shù)R型菌的致病性強，如結核分枝桿菌。三、抗原變異l 菌體抗原變異：S-R變異l 鞭毛抗原變異 ：H-O變異；相變異l 菌毛抗原變異l 莢膜抗原變異四. 毒力變異l 毒力增強：無毒力的白喉棒狀桿菌常寄

24、居在咽喉部，不致??；當感染了-棒狀桿菌噬菌體后變成溶原性細菌，則獲得產(chǎn)生白喉毒素的能力，引起白喉。l 毒力減弱：有毒菌株長期在人工培養(yǎng)基上傳代培養(yǎng)，可使細菌的毒力減弱或消失?？ń槊?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。五. 耐藥性變異l 耐藥性變異：細菌對某種抗菌藥物由敏感變?yōu)槟退幍淖儺?。有些細菌還表現(xiàn)為同時耐受多種抗菌藥物，即多重耐藥性。l 從抗生素廣泛應用以來，細菌對抗生素耐藥的不斷增長是世界范圍內(nèi)的普遍趨勢，給臨床治療帶來很大的困難，并成為當今醫(yī)學上的重要問題。第三節(jié) 細菌變異的機制l 遺傳性

25、變異：是由基因結構發(fā)生改變所致，主要通過基因突變、基因損傷后的修復、基因的轉移與重組來實現(xiàn)。l 非遺傳性變異：是細菌在環(huán)境因素等影響下出現(xiàn)的表型變異，這種變異不是因基因結構的變化而產(chǎn)生的。一. 基因的突變l 突變(mutation)：是細菌遺傳物質的結構發(fā)生改變，并且可以穩(wěn)定遺傳。 突變的類型 點突變：堿基置換、堿基插入或缺失；多點突變：染色體重排l 自然突變：自然發(fā)生，突變是隨機的，不定向的。突變率10-10 10-6 l 誘變劑 可使突變率提高101000倍。常用的物理因素有紫外線、高溫、輻射等；化學因素包括所用的致突變藥物。l 回復突變：細菌由野生型變?yōu)橥蛔冃蜑檎蛲蛔?；突變株?jīng)過第二次

26、突變可恢復野生型的性狀，這種第二次突變?yōu)榛貜屯蛔儭 回復突變主要是表型回復。二. 基因的轉移與重組l 外源性的遺傳物質由供體菌進入某受體菌細胞內(nèi)的過程。使受體菌獲得供體菌某些特性。l 外源性遺傳物質：供體菌染色體DNA，質粒DNA及噬菌體基因等。l 細菌的基因轉移和重組方式：轉化、接合、轉導、溶原性轉換、細胞融合。1. 轉化: 受體菌直接獲取供體菌裂解游離的DNA片段而獲得新的遺傳性狀。轉化條件和過程。 細菌處于感受態(tài)(competence)時才能捕獲外源的DNA ，此時的細胞膜有DNA結合蛋白、細胞壁溶素和核酸酶。G+菌將一條DNA鏈攝入，另一條鏈被降解。進入的DNA與DNA結合蛋白一起到

27、達染色體， DNA結合蛋白由RecA蛋白接替，將單鏈DNA整合。G-菌直接攝取雙鏈DNA。l 在生物工程研究中，常將帶有目的基因的質粒轉化感受態(tài)大腸桿菌等。l 感受態(tài)E.Coli的制備：對數(shù)期細菌中加入0.1M CaCl2冰浴1h。l 轉化：質粒+感受態(tài)菌冰浴30min4290sec冰浴2min37 液體培養(yǎng)45min含抗生素培養(yǎng)基培養(yǎng)。l 可用電穿孔方法制備感受態(tài)菌。2. 接合 是細菌通過性菌毛相互連接溝通，將遺傳物質（質?；蛉旧wDNA）從供體菌轉移給受體菌。能通過結合方式轉移的質粒稱為接合性質粒，不能通過性菌毛在細菌間轉移的質粒為非接合性質粒。R質粒的接合l 細菌的耐藥性與耐藥性的基因突

28、變及R質粒的接合轉移等有關。l R質粒有耐藥傳遞因子(RTF)和耐藥決定子(r)兩部分組成。RTF的功能與F質粒相似，可編碼性菌毛的產(chǎn)生和通過接合轉移；R決定子能編碼對抗菌藥物的耐藥性。 非接合質粒分子量較小，不能編碼性菌毛，因此不能通過接合傳遞。如果在宿主細胞內(nèi)存在接合性質粒，則可以被誘動傳遞。如大腸桿菌素ColE1質粒。3. 轉導 是以溫和噬菌體為載體，將供體菌的一段DNA轉移到受體菌內(nèi)，是受體菌獲得新的性狀。l 根據(jù)轉導基因片段的范圍，可將轉導分為兩類：普遍性轉導（轉導的DNA可是供菌染色體上的任何部分）、局限性轉導（轉導的DNA只限供菌染色體上的特定基因）。4. 溶原性轉換 當噬菌體感

29、染細菌時，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，而使細菌獲得新的性狀。5. 原生質體融合第四節(jié) 細菌遺傳變異在醫(yī)學上的應用l 在疾病的診斷、治療與預防中的作用l 在測定致癌物質中的應用l 在流行病中的應用l 在分子生物學方面的應用l 在基因工程中的應用第四章 病毒的基本性狀Virus：體積微小，結構簡單，只有一種類型的核酸，只能在活的、敏感細胞內(nèi)以復制方式增殖的非細胞型微生物。l 微小，可通過除菌濾器;l 結構簡單，無完整的細胞結構;一種類型核酸；l 活細胞內(nèi)寄生；復制方式增殖；l 對抗生素不敏感；對干擾素敏感。病毒引起疾病的特點傳播性 病死率 持續(xù)感染 腫瘤的形成關系第

30、一節(jié) 病毒的形態(tài)、結構與化學組成病毒體完整的成熟病毒顆粒，具有典型的形態(tài)結構，并有感染性。一、病毒的大小和形態(tài) <50 nm 小型病毒 (HAV) 50 nm -150 nm 中等病毒（influenza virus） > 150nm 大型病毒（最大300 nm）二、病毒的結構和化學組成（病毒體結構模式圖）基本結構（病毒核心+衣殼） 輔助結構病毒核心+衣殼=核衣殼 無包膜病毒的核衣殼就是病毒體病毒的核酸 1 只有一種類型核酸DNA/RNA。2 病毒基因組的基因可互相重疊。3 基因結構有真核基因的特點，可以有內(nèi)含子 存在 核酸類型l 雙鏈DNA病毒l 單鏈DNA病毒l 單正鏈RNA病

31、毒l 單負鏈RNA病毒l 雙鏈RNA病毒l 逆轉錄病毒 核衣殼的對稱形式 螺旋對稱型 二十面體立體對稱型 復合對稱型核心：核酸基因組決定病毒遺傳、變異和復制殼粒衣殼保護、介導、抗原性包膜，包膜子粒（刺突）保護、介導、抗原性病毒的蛋白質l 結構蛋白（structure protein)：構成病毒的有形成分，包括衣殼、包膜和基質蛋白，具有保護核酸、吸附細胞、構成病毒抗原等功能。l 非結構蛋白(non- structure protein)：由病毒基因編碼，但不構成病毒的構成組分。包括酶、特殊功能蛋白等。第二節(jié) 病毒增殖病毒的培養(yǎng)：活細胞l 動物接種 雞胚接種 組織培養(yǎng)：原代細胞 傳代細胞 二倍體細

32、胞病毒的增殖l 活細胞 不具有能獨立復制的酶系統(tǒng)l 敏感細胞l 增值方式是 復制一、病毒復制周期病毒基因為模板，籍DNA多聚酶或RNA多聚酶等，使細胞轉為復制病毒的基因組，轉錄、轉譯出相應的病毒蛋白，最終釋放出子代病毒。l 吸附 穿入 脫殼 生物合成 裝配、成熟與釋放病毒的復制過程吸附 病毒體表面的吸附蛋白與敏感細胞的受體特異性結合。這種結合決定了病毒的親組織性。穿入 融合-有包膜病毒 胞飲-無包膜病毒 核酸直接進入細胞脫殼 病毒脫去蛋白質衣殼后，核酸才能發(fā)揮作用。大多數(shù)病毒在細胞溶酶體酶的作用下脫去衣殼。痘病毒在溶酶體的作用下脫去部衣殼，在病毒脫殼酶的作用下將核酸暴露出來。生物合成 *隱蔽期

33、 其長短代表病毒合成的速度 病毒核酸復制+基因表達l 7種類型： 雙鏈DNA病毒 單鏈DNA病毒 單正鏈RNA病毒 單負鏈RNA病毒 雙鏈RNA病毒 逆轉錄病毒 嗜肝DNA病毒l 區(qū)域：DNA病毒 核內(nèi)（除痘病毒） RNA病毒 胞質（除流感病毒及部分副粘病毒） *dsDNA的生物合成親代DNA mRNA 早期蛋白（酶） （功能蛋白）子代DNA 子代mRNA 晚期蛋白 （結構蛋白） 子代病毒 *RNA病毒的生物合成l 單正鏈RNA =mRNA 結構和非結構蛋白中間復制體 子代核酸l 單負鏈RNA 正鏈 RNA 蛋白質 中間復制體 子代核酸（依賴RNA的RNA多聚酶） 逆轉錄酶 *逆轉錄病毒病毒R

34、NA RNA:DNA中間體 雙鏈DNA 整合入細胞染色體 子代病毒mRNA和子代核酸 *嗜肝DNA病毒：HBV -DNA RNA -DNA dsDNA 裝配釋放l 裂解l 出芽病毒的復制過程病毒的異常增殖l 缺陷病毒 基因組不完整或嚴重改變，不能復制，不能產(chǎn)生出完整的子代病毒。l 缺陷干擾顆粒 缺陷病毒不能復制，但卻能干擾同種成熟病毒體進入細胞。l 頓挫感染（流產(chǎn)性感染）： 細胞條件不合適，病毒進入細胞但不能復制l 容許性細胞 非容許性細胞l 干擾現(xiàn)象 當兩種病毒同時感染同一細胞時，可發(fā)生一種病毒的增殖抑制了 另一種病毒增殖的現(xiàn)象。 產(chǎn)生原因 干擾素interferon，IFN 第一種病毒改變

35、了細胞表面受體結構或細胞代謝途徑；或抑制第二種病毒mRNA的轉譯。第3節(jié) 、病毒的遺傳與變異病毒遺傳學l 病毒遺傳學名詞1 病毒株 同一種病毒的不同分離株2 準株 在同一宿主體內(nèi)，同一株病毒群體中的個體發(fā)生變異引起差異。3 病毒型 同種病毒的不同血清型病毒遺傳性變異1、基因突變 條件致死突變株 溫度敏感突變株 2835可以復制， 3640不能復制.宿主范圍突變株耐藥突變株2 、基因重組與重配基因重組 有親緣關系的二種或二種以上病毒感染同一細胞，病毒基因組核酸互換，產(chǎn)生具有兩個親代病毒特性的子代病毒?；蛑嘏?分節(jié)段的二種病毒株感染細胞，基因片段交換使子代病毒發(fā)生變異。3 病毒基因組與宿主基因組

36、整合 非遺傳性變異l 基因產(chǎn)物的互補作用l 病毒的表型交換和表型混合病毒遺傳變異的生物學意義l 在研究病毒致病機制中的作用l 在病毒診斷中的應用l 在治療病毒病中的應用l 在預防病毒感染中的應用l 在基因工程中的應用l 在遺傳學理論研究中的應用理化因素對病毒的影響l 物理因素 溫度 PH 射線l 化學因素 脂溶劑 化學消毒劑 抗生素和中藥 其他第5節(jié) 病毒的分類分類原則l 核酸類型和結構（RNA/DNA, ds/ss, linear/circular, fragment /no-fragment)l 病毒體形狀和大小l 病毒體形態(tài)結構l 對脂溶劑敏感性l DNA病毒l RNA病毒l DNA 和

37、RNA 逆轉錄病毒類病毒（ Viroids）l 很小 (200-400nt),桿狀 RNA 分子，有二級結構l 無衣殼或包膜 l 在核內(nèi)增殖，嚴格細胞內(nèi)寄生l 多與植物疾病相關 衛(wèi)星病毒l 特點： 1 是RNA病毒 ，500-2000bp 2 復制需要輔助病毒 3 與輔助病毒基因無同源性 4 所致疾病與輔助病毒無關l 有兩類：一類可編碼自身衣殼蛋白 另一類為衛(wèi)星病毒RNA分子第五章 細菌的感染與致病機制 細菌的感染 細菌侵入機體，在一定部位生長繁殖并產(chǎn)生毒性代謝產(chǎn)物，與機體相互作用而引起病理變化的過程。第一節(jié) 細菌的感染外源性感染 來源于宿主體外病人、帶菌者 攜帶有某些致病菌的健康人，傳染病恢

38、復期仍排菌者、病畜和帶菌動物內(nèi)源性感染 來源于宿主體內(nèi)或體表，大多為正常菌群，少數(shù)為致病菌。正常菌群在一定條件下可變?yōu)闄C會致病菌。一、正常菌群與機會致病菌正常菌群 正常人的體表和同外界相通的眼結膜、口腔、鼻咽腔、腸道、泌尿生殖道等腔道中都寄居著不同種類和數(shù)量對人體無害而有益的微生物，稱為正常菌群。 人體攜帶的微生物總重量約為1270g，其中腸道1000g，肺20g，皮膚200g，口腔20g ，陰道20g，鼻腔10g。人體細胞總數(shù)約1013，而細菌總數(shù)為1014。 在人體定植的微生物種類超過400種，其中厭氧菌占99.9%，是需氧菌和兼性厭氧菌的1000倍。表7-1 人體常見的正常菌群部位 主要

39、菌類 皮膚 葡萄球菌、類白喉棒狀桿菌、銅綠假單胞菌、 丙酸桿菌、白假絲酵母菌、非致病性分枝桿菌口腔 葡萄球菌、甲型和丙型鏈球菌、肺炎鏈球菌、 奈瑟菌、乳桿菌、類白喉、棒狀桿菌、放線菌、 螺旋體、白假絲酵母菌、梭菌鼻咽腔 葡萄球菌、甲型和丙型鏈球菌、肺炎鏈球菌、奈瑟菌、類桿菌外耳道 葡萄球菌、類白喉棒狀桿菌、銅綠假單胞菌、非致病性分枝桿菌眼結膜 葡萄球菌、干燥棒狀桿菌、奈瑟菌 胃 一般無菌 腸道 大腸埃希菌、產(chǎn)氣腸桿菌、變形桿菌、銅綠假單胞菌、葡萄球菌、 腸 球菌、類桿菌、產(chǎn)氣莢膜梭菌、破傷風梭菌、雙歧桿菌、 真細菌、乳桿菌、白假絲酵母菌尿道 葡萄球菌、類白喉棒狀桿菌、非致病性分枝桿菌陰道 乳桿

40、菌、大腸埃希菌、類白喉棒狀桿菌、白假絲酵母菌正常菌群的生理作用1生物拮抗 受體競爭（占位性保護）作用 正常菌群通過其配體與黏膜上皮細胞表面受體結合而黏附，在定植處形成一層膜菌群，發(fā)揮屏障和占位性保護作用，使外來病原菌不能定植而通過侵入門戶侵襲機體。產(chǎn)生有害代謝產(chǎn)物 厭氧菌等產(chǎn)生乙酸、丙酸、丁酸、乳酸等有機酸，某些細菌產(chǎn)生H2O2，對其他細菌產(chǎn)生抑制作用。某些放線菌、細菌產(chǎn)生抗生素或細菌素，對細菌產(chǎn)生抑制或殺滅作用。營養(yǎng)競爭作用 正常菌群數(shù)量處于絕對優(yōu)勢，通過營養(yǎng)競爭可限制致病菌的大量繁殖。營養(yǎng)作用 參與機體的物質代謝、營養(yǎng)物質轉化及合成。如腸道脆弱類桿菌和大腸桿菌可以合成維生素K和B，乳桿菌和

41、雙歧桿菌可以合成尼克酸、葉酸、煙酸和維生素B等。此外，腸道正常菌群還可以營養(yǎng)物質吸收、膽汁代謝、膽固醇代謝等。免疫作用l 正常菌群能促進宿主免疫器官的發(fā)育；l 刺激其免疫系統(tǒng)發(fā)生免疫應答，產(chǎn)生的免疫物質有限制正常菌群的危害作用，對具有交叉抗原組分的致病菌有一定程度的抑制或殺滅作用。l 雙歧桿菌能激活CD4+ T細胞，產(chǎn)生IFN-，激活巨噬細胞，使其吞噬殺傷能力增強。l 抗衰老作用雙歧桿菌、乳桿菌等具有抗衰老作用，其機制之一是細菌產(chǎn)生超氧化物歧化酶（SOD）有關。SOD是一種抗氧化損傷的生物酶，能催化自由基O2-以清除其毒性，使組織細胞免受損傷。抑癌作用 正常菌群如雙歧桿菌和乳桿菌產(chǎn)生產(chǎn)生的多種

42、酶可將某些致癌物或前致癌物分解，轉變成無害物質。 激活巨噬細胞等發(fā)揮免疫作用而抑制腫瘤。*條件致病菌 正常菌群與宿主間的生態(tài)平衡失調(diào)，不致病的正常菌群可引起感染而成為條件致病菌。條件致病菌形成的原因主要有： 1. 寄居部位改變 2. 宿主免疫功能低下 3. 菌群失調(diào) 正常菌群中各菌種間的比例發(fā)生較大幅度的變化而引起疾病。包括二重感染或重疊感染。*機會性致病菌1. 來源 人體皮膚和黏膜寄居的正常菌群2. 常見的機會性致病菌 大腸埃希菌、克雷伯菌屬、銅綠假單胞菌、變形桿菌屬、腸桿菌屬、沙雷菌屬、葡萄球菌屬等。3. 主要特點 毒力弱或無明顯毒力 常為耐藥菌或多重耐藥菌 機會性致病菌不斷出現(xiàn)與改變二、

43、細菌的致病機制致病菌的致病機制主要與三方面有關： 細菌的毒力 侵入宿主機體的菌量 合適的侵入部位（一） 毒力指細菌致病能力的強弱程度。測定細菌毒力的方法常用半數(shù)致死量或半數(shù)感染量測定法。構成毒力的物質主要包括侵襲力和毒素侵襲力致病菌能突破宿主皮膚、粘膜生理屏障，進入機體并在體內(nèi)定植、繁殖和擴散的能力1 黏附素菌毛 主要存在于G-菌，如腸道桿菌、淋球菌等多種細菌均有；菌毛與細胞相應受體結合引起黏附，不同菌感染不同部位。非菌毛黏附素 多存在于G+菌，如膜磷壁酸、糖萼、莢膜多糖、纖維粘連素結合蛋白、纖維蛋白原結合蛋白、膠原黏附素等。G-菌的外膜蛋白黏附機制 黏附素作為配體與細胞表面的受體結合是黏附形

44、成的最主要原因。菌毛的黏附具有組織選擇性。細菌與細胞的相互作用 細菌載鐵蛋白基因表達、加速生長繁殖、分泌侵襲物質；宿主細胞形態(tài)改變、細胞凋亡、分泌細胞因子、黏附分子的表達等。2.莢膜與微莢膜具有抗宿主吞噬細胞的吞噬作用和抵抗體液中殺菌物質的作用，使致病菌能在體內(nèi)大量繁殖，如肺炎球菌莢膜、鏈球菌的M蛋白、大腸桿菌的K抗原、傷寒桿菌的vi抗原等3.侵襲性物質1 侵襲素 由侵襲基因編碼產(chǎn)生的蛋白質，介導細菌侵入黏膜上皮細胞內(nèi)及向周圍組織擴散。如侵襲性大腸桿菌、志賀菌產(chǎn)生的侵襲性蛋白。2 侵襲性酶 抗吞噬、利于細菌擴散、分解抗體等。如透明質酸酶、IgA1酶等4 細菌生物被膜 細菌附著在有生命或無生命的

45、材料表面后，由細菌和分泌的胞外多聚物共同組成的呈膜狀的細菌群體。利于黏附、定植在支持物表面；抵抗機體的免疫清除和抗菌藥物的作用；增強毒力基因或耐藥基因傳遞；容易引起慢性感染。（二）毒素 （toxin）外毒素 多數(shù)革蘭陽性菌和少數(shù)革蘭陰性菌在生長繁殖過程中釋放到菌體外的蛋白質 多由A和B兩個亞單位組成，A亞單位是外毒素活性部分，B亞單位是結合亞單位。l 分子結構：A-B模式A：活性亞單位 B：結合亞單位 可提純制疫苗l 外毒素的特征：毒性極強 選擇性強 穩(wěn)定性差 抗原性強，可以脫毒l 外毒素種類神經(jīng)毒素 破傷風痙攣毒素、肉毒毒素細胞毒素 白喉毒素、溶細胞毒素腸毒素 霍亂腸毒素、ETEC腸毒素、產(chǎn)

46、氣莢膜梭菌腸毒素 外毒素經(jīng)0.30.4%甲醛作用后，失去毒性，但保留免疫原性，稱為類毒素。類毒素和外毒素免疫原性強，刺激機體可產(chǎn)生抗毒素。超 抗 原 抗原分子不需抗原提呈細胞加工處理，直接與T細胞和APC的MHC分子的外側結合， 大量激活T細胞釋放大量細胞因子，引起免疫病理損傷。葡萄球菌腸毒素、毒性休克綜合癥毒素、鏈球菌致熱外毒素內(nèi)毒素l 革蘭陰性菌細胞壁的脂多糖（LPS），當細菌死亡裂解后才能釋放出來。 l 脂多糖的分子結構自內(nèi)向外依次為脂質A、核心多糖和特異多糖。l 內(nèi)毒素對理化因素穩(wěn)定，耐熱，不能用甲醛脫毒；抗原性弱，刺激機體產(chǎn)生相應抗體，但中和作用較差。l 脂質A決定內(nèi)毒素的生物活性，

47、無種屬特異性。l 核心多糖具有屬特異性，同一屬細菌的核心多糖相同。l 特異多糖是菌體抗原（O抗原），決定細菌種或型的特異性。 *脂多糖 LPS 菌體裂解釋放 化學穩(wěn)定性 不能成為類毒素 免疫原性弱內(nèi)毒素的生物學作用發(fā)熱反應白細胞反應內(nèi)毒素血癥與休克Shwartzman現(xiàn)象和彌漫性血管內(nèi)凝血內(nèi)毒素毒性作用l 發(fā)熱反應l 白細胞反應 l 內(nèi)毒素血癥與內(nèi)毒素休克 l Shwartzman現(xiàn)象與DIC 外毒素與內(nèi)毒素的主要區(qū)別 細菌入侵的數(shù)量*與細菌的毒力成反比例毒力越強，引起感染所需的菌量越小毒力越弱，引起感染所需的菌量越大細菌入侵的部位*各種致病菌有其特定的侵入部位與致病菌需要特定的生長繁殖微環(huán)境

48、有關三、細菌的感染途徑與傳播機制 感染的來源1、外源性感染：病人 帶菌者 患病及帶菌動物2、內(nèi)源性感染：條件致病菌 潛伏菌的感染3、醫(yī)院感染：交叉感染 自身感染 醫(yī)源性感染感染途徑呼吸道感染 氣溶膠、飛沫吸入消化道感染 糞-口方式泌尿生殖道感染 性接觸、 黏膜損傷創(chuàng)傷感染 皮膚、黏膜損傷經(jīng)血感染 輸血、 注射等媒介昆蟲感染 密切接觸、 叮咬多途徑感染 感染的類型隱性感染 當宿主體的抗感染免疫力較強，或侵入的病菌數(shù)量不多、毒力較弱，感染后對機體損害較輕，不出現(xiàn)或出現(xiàn)不明顯的臨床癥狀，或稱亞臨床感染。 特點：機體獲得足夠的特異免疫力潛伏感染 病原體與機體處于平衡狀態(tài)，病原體在機體的某些組織中不引起疾病，當機體免疫力降低時可大量繁殖而發(fā)病。如結核顯