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1、6第一篇第一篇 细菌学细菌学第 1 章 细菌的基本性状学学习习要点要点一、细菌的形态与结构1.细菌的大小与形态细菌的大小-测量单位：微米(m)细菌的形态-球菌、杆菌、螺形菌2.细菌的结构基本结构：细胞壁、细胞膜、细胞质和核质特殊结构：荚膜、鞭毛、菌毛和芽胞细胞壁(1)共同组分：肽聚糖聚糖骨架：由 N-乙酰葡糖胺和 N-乙酰胞壁酸交替排列，经 -1.4 糖苷键联结而成的长链。四肽侧链：由四种氨基酸组成的短肽，连接在聚糖骨架的 N-乙酰胞壁酸分子上。五肽交联桥：由五个甘氨酸组成的短肽，位于相邻聚糖骨架上的四肽侧链之间，起联结作用。革兰阴性菌的肽聚糖缺乏五肽交联桥。青霉素能干扰五肽交联桥与四肽侧链之
2、间的联结,溶菌酶能打断 -1.4 糖苷键。(2)特殊组分：革兰阳性菌：壁磷壁酸和脂（膜）磷壁酸 ；革兰阴性菌：外膜脂蛋白，脂质双层，脂多糖（脂质 A、核心多糖、特异多糖）(3)细胞壁的功能 ：维持菌体固有的形态。保护细菌能承受菌体内的高渗透压（约 525 个大气压） 。参与菌体内外物质交换。带有许多抗原表位，决定了菌体抗原的特异性。胞壁上的某些成分与细菌的致病性有关。(4)细菌 L 型：细胞壁缺陷，但在高渗环境中仍可存活的细菌称为细菌 L 型。形态多样，革兰染色阴性，生长缓慢，需要高渗、低琼脂、含血清的培养基。形成荷包蛋样细小菌落。有些可回复为原菌。某些细菌 L 型仍有一定的致病力，通常引起慢
3、性感染。细菌膜7不含胆固醇中介体是细胞膜内陷、折叠、卷曲而形成的细菌特有的囊状结构。它与细菌细胞的分裂、呼吸及生物合成功能有关。 细胞质(1)质粒：是细菌染色体外的遗传物质，为闭合环状双股 DNA，携带有遗传信息，能自行复制，并随细菌的分裂而转移到子代细菌中。(2)核糖体：沉降系数是 70S，由 50S 大亚基和 30S 小亚基组成。链霉素能与30S 小亚基结合，红霉素能与 50S 大亚基结合，从而干扰细菌蛋白质合成，导致细菌死亡。(3)异染颗粒：其内容物是 RNA 和多偏磷酸盐，用特殊染色方法可染成和菌体不同的颜色，有助于鉴别细菌。异染颗粒多见于白喉棒状杆菌等。核质即细菌染色体。为单一密闭环
4、状 DNA 分子，呈松散网状团块结构存在于胞质中，无核膜包绕，又称原核或核质。荚膜某些细菌在胞壁外形成的光镜下可见（厚度0.2m） 、边界清晰的粘液性物质。荚膜不易着色，大多数为多糖 。功能：抗吞噬作用；粘附作用；抗有害物质的损伤作用。鞭毛细菌菌体上附着的细长弯曲的丝状物，是细菌的运动器官。由鞭毛蛋白组成，具有抗原性。功能：运动器官；有些与致病性相关；鉴定细菌的 H 抗原。菌毛比鞭毛更细、短、直，数目较多的丝状物。菌毛由菌毛蛋白组成，具有抗原性。(1) 普通菌毛：具有粘附易感细胞的能力(2) 性菌毛：为中空管状，由致育因子 F 质粒编码，通过接合能将遗传物质传递。芽胞8革兰阳性菌某些细菌在一定
5、环境条件下，胞浆脱水浓缩形成的一个圆形或卵圆形小体。芽胞保存有全部生命物质，但处于休眠状态。芽胞抵抗力强大，在自然环境中生命力可保持数年甚至数十年。一个细菌只形成一个芽胞，一个芽胞发芽也只能生成一个菌体，也称之为繁殖体。与医学的关系：杀死芽胞最可靠的方法是高压蒸气灭菌法；医学上手术器械、敷料等的灭菌，应以杀死芽胞为准；致病菌形成的芽胞侵入机体后可引起疾病。细菌的特殊结构均有助于鉴别细菌。二、细菌的生长繁殖与代谢1.细菌的营养与生长繁殖(1)营养物质：细菌生长繁殖必需各种营养成分，包括水、无机盐、碳源、氮源和生长因子等。(2)细菌的生长繁殖的条件营养物质：营养物质充足。酸碱度：多数细菌和放线菌生
6、长的最适宜的 pH 为 7.27.6。温度：多数病原菌生长的最适宜温度为 37。 气体环境：需要氧气和二氧化碳，对氧气的需求不同细菌可分为专性需氧菌，微需氧菌，兼性厌氧菌，专性厌氧菌。(3)细菌的生长方式与速度繁殖方式：二分裂繁殖，无性繁殖。繁殖速度：细菌繁殖一代所需要的时间大多数为 2030min。生长曲线： 迟缓期：最初的 14 小时，细菌的适应阶段。该期菌体增大，代谢活跃。对数期：818 小时，繁殖迅速，菌数急剧上升，细菌的形态、染色性、生理活性等都较典型，是研究细菌的最佳时期。稳定期：细菌繁殖速度减慢，死菌数逐渐增加，活菌数相对保持稳定，细菌的形态、染色性、生理性状有所改变。生成芽胞、
7、外毒素、抗生素等代谢产物。衰退期：死菌数活菌数 ，细菌形态显著改变，生理代谢活动趋于停滞。2.细菌的新陈代谢9(1)细菌的能量代谢：一般细菌可进行发酵或需氧呼吸,可产生能量为 38ATP。专性厌氧菌只能进行发酵，可产生能量为 2ATP(2)细菌的生化反应 ：有助于鉴定细菌。 糖发酵试验检测细菌分解某种糖，产生酸和气体能力的试验。如大肠埃希菌能分解葡萄糖和乳糖，产生酸类物质和气体；伤寒沙门菌能分解葡萄糖产酸但是不产气。VP 试验 检测细菌分解糖，产生乙酰甲基甲醇能力的试验。产气杆菌分解葡萄糖、乳糖能产生乙酰甲基甲醇，VP 试验阳性，而大肠埃希菌不能，故 VP 试验阴性。甲基红试验 细菌分解糖类后
8、的培养基最终 pH 将会在 5.4 以上，加入指标剂甲基红后呈桔黄色，为甲基红试验阴性；培养基 pH 则低于 4.5，加入甲基红试剂呈红色，为甲基红试验阳性。产气杆菌甲基红试验阴性，大肠埃希菌甲基红试验阳性。枸橼酸盐利用试验 检测细菌利用枸橼酸盐作为唯一碳源的利用试验。产气杆菌显示阳性反应，大肠埃希菌则为阴性。吲哚试验 检测细菌分解色氨酸产生吲哚能力的试验。大肠埃希菌、变形杆菌、霍乱弧菌为吲哚试验阳性。硫化氢试验 检测细菌分解含硫氨基酸产生硫化氢能力的试验。伤寒沙门菌，变形杆菌为阳性反应，大肠埃希菌为阴性反应。尿素酶试验 检测细菌分解尿素产生氨的试验。变形杆菌尿素酶试验阳性。鉴别大肠埃希菌和产
9、气杆菌-IMViC 试验IMViC 试验生化反应细 菌吲哚（I）甲基红(M)VP(Vi)枸橼酸(C) 大肠杆菌+ + +- - -产气杆菌- - -+ + +10(3)细菌合成代谢产物及其医学意义毒素和侵袭性酶 毒素可分为内毒素和外毒素两类。内毒素是革兰阴性菌细胞壁的脂多糖外毒素是革兰阳性菌及少数革兰阴性菌合成并分泌到菌体外发挥作用的蛋白质物质。侵袭性酶是细菌合成的能损伤机体组织，促使细菌在机体内生存和扩散的一类酶，与细菌致病性有重要关系。热原质细菌合成的一种注入人体或动物体内能引起发热反应的物质，也称致热原。产生热原质的细菌大多是革兰阴性菌。色 素 水溶性色素：菌落带有颜色，同时弥散到培养基
10、或周围组织，如铜绿假单胞菌产生的绿色色素。脂溶性色素：由于色素不溶于水，故仅菌落显色，如金黄色葡萄球菌产生的金黄色素。抗生素某些微生物代谢过程中产生的一类能杀死其它微生物或肿瘤细胞的物质。大多数抗生素由放线菌和真菌产生，少数抗生素由细菌产生。细菌素 某些细菌产生的一类抗菌蛋白，但抗菌范围狭窄，仅对近缘关系密切的细菌有杀伤作用。主要用于细菌分型和流行病学调查。维生素 有些细菌自身能合成维生素。如人肠道的大肠埃希菌，合成维生素 B 和维生素 K，能供人体吸收利用。 4.细菌的人工培养(1)培养基按营养组成和用途不同可分为基础培养基、营养培养基、鉴别培养基、选择培养基和厌氧培养基等。按其性状可分为液
11、体培养基、固体培养基、半固体培养基。11(2)细菌在培养基中的生长情况液体培养基：大多数为均匀混浊生长，少数出现沉淀和菌膜。主要用于增菌固体培养基：细菌生长繁殖后可形成菌落或菌苔。主要用于鉴定细菌半固体培养基：有鞭毛的细菌生长后出现羽毛状或云雾状，无鞭毛的细菌生长后沿穿刺线生长。主要用于检测细菌的动力和保存细菌。三、细菌与噬菌体1.噬菌体的生物学性状噬菌体：一类感染细菌、真菌、放线菌或螺旋体等微生物的病毒。基本性状：噬菌体能通过滤菌器，无细胞结构，只含一种类型核酸，专性活细胞内寄生。大多数为蝌蚪形头部、尾部（尾板、尾刺、尾丝），少数为微球形和丝形。结构组成：噬菌体主要由核酸和蛋白质组成。核酸为
12、 DNA 或 RNA，是噬菌体的遗传物质。蛋白质构成噬菌体头部的衣壳和尾部。2.噬菌体与宿主菌的相互关系噬菌体分类-毒性噬菌体和温和噬菌体。毒性噬菌体该噬菌体能在宿主菌体内复制增殖，产生许多子代噬菌体，并最终裂解细菌。毒性噬菌体在宿主菌体内增殖使细菌裂解，称为溶菌或噬菌。在液体培养基中，噬菌现象可使混浊的菌液变为澄清。在固体培养基上，噬菌现象可导致菌苔有透亮的溶菌空斑出现。温和噬菌体该噬菌体侵入细菌后，将其基因组与宿主菌的基因组整合，随宿主菌的核酸复制而复制，并能随宿主菌的分裂而传代至子代细菌，亦称溶原性噬菌体。整合在宿主菌基因组中的噬菌体基因组，称为前噬菌体。带有前噬体基因组的细菌称为溶原性
13、细菌。温和噬菌体既有溶原性周期，也有溶菌性周期，而毒性噬菌体只有一个溶菌性周期。四、细菌的遗传与变异12细菌的变异现象有两种类型：遗传性变异(基因型变异)和非遗传性变异(表型变异)。1.细菌的变异现象形态结构变异 细菌在生长过程中，受某些环境因素影响，可使细菌失去原来典型特征，发生形态结构变异。如细菌 L 型，H-O 变异。毒力变异 细菌的毒力变异表现为毒力的增强或减弱。白喉棒状杆菌由无毒菌株变异成有毒菌株并能引起白喉。卡-介二氏将有毒力的牛型分枝杆菌接种在含有甘油、胆汁、马铃薯的培养基上，连续传 230 代，经过 13 年，获得了一株毒力减弱但仍保持抗原性的变异株，即卡介苗（BCG） 。耐药
14、性变异 细菌对某种抗生素由敏感变成不敏感或具有耐受性的变异，称为耐药性变异。菌落变异 菌落由光滑型（S 型）变为粗糙（R 型） ，称为 S-R 变异。常见于肠道杆菌。2.细菌遗传变异的物质基础细菌的遗传物质是 DNA，包括核质（细菌染色体） ，质粒和转位因子等。基因组：一个物种的单倍体的所有染色体及其所包含的遗传信息的总称。细菌染色体 细菌染色体为单一环状双股 DNA 长链，缺乏组蛋白，高度卷曲盘绕成丝团状。致病岛：致病菌染色体上编码与毒力相关基因的 DNA 片段（通常20100kbp）的基因群，可在细菌的种内和种间发生遗传物质的交换，使其他细菌获得新的致病性。质粒 重要的质粒有：致育质粒或
15、F 质粒、耐药质粒或 R 质粒、毒力质粒或 Vi 质粒、细菌素质粒、代谢质粒。质粒的重要特征有：质粒能自我复；质粒能自行丢失与消除；质粒能13在细菌间转移；质粒相容性与不相容性；质粒控制细菌特定性状。 转位因子 存在于细菌染色体或质粒 DNA 上的一段特异性核苷酸序列片段，能在 DNA 分子中移动，不断改变它们在基因组中的位置。转位因子主要有三类：插入序列、转座子、转座噬菌体或前噬菌体。3.细菌变异的机制细菌遗传性变异机制：基因突变、基因的转移和重组。突变根据突变范围可分：小突变或点突变、大突变或染色体畸变。根据突变诱因分：自然突变或自发突变、诱发突变。根据突变的方式分：碱基置换、移码突变。基
16、因的转移与重组 基因转移：遗传物质由一个细菌（供体菌）转入另一细菌（受体菌）体内的过程。重组：转移的基因与受体菌基因组整合在一起，并使受体菌获得新的性状。基因转移与重组其方式有：（1）转化：供体菌裂解后游离出的 DNA 片段被受体菌直接摄取，并获得新的性状。（2）接合：是细菌通过性菌毛相互连接沟通，将遗传物质（主要是质粒）从供体菌转移给受体菌，从而使受体菌获得新的性状。1）F 质粒的的接合：带有 F 质粒的细菌（F+）有性菌毛，为雄性菌，能提供质粒，为供体菌。无 F 质粒的细菌（F-）无性菌毛，为雌性菌，能接受质粒，为受体菌。两菌之间通过性菌毛完成接合， F 质粒进入受体菌，则受体菌长出性菌毛，成为 F+菌。2）R 质粒的接合：R 质粒由耐药传递因子（RTF）和耐药（r）决定因子两部分组成，RTF 的功能与 F 质粒相似，可编码性菌毛，r 决定因子能编码针对抗菌药物的耐药性。R 质粒决定耐药的机制是：使细菌产生能灭活抗生素的酶类。使细菌改变药物作用
