总论（第四版）

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1、制作：蒋文灿 四川农业大学动物免疫研究室,动物微生物学与免疫学,教学安排,实验地点：老校区二教学楼1楼 教 材：1.兽医微生物学，陆承平主编，第四版 2.兽医免疫学，崔治中主编，中国农业出版社 第一版 参 考 书： 1）郭万柱主编：动物微生物学，四川科技出版社 2）刘玉斌等：动物免疫学实验技术，吉林科学技术出版社。,课堂教学内容,绪 论 1 第一篇 总 论 9 第二篇 免疫学知识 16 第三篇 细菌学各论 10 第四篇 病毒学 10 第五篇 真菌学 2 实 验 27 自 修 5 合 计 48+27+5=80,绪论,一、微生物概念 个体微小、结构简单、多细胞或单细胞甚至无细胞结构、繁殖快、分布广

2、。 9大类：细菌、真菌（霉菌和酵母菌）、放线菌、螺旋体、支原体(霉形体)、立克次氏体、衣原体、病毒、朊病毒。,二、微生物学发展历史,（一）形态学时期（17世纪后叶19世纪中叶） 荷兰吕文虎克（ 1676 ）：显微镜。 巴斯德的曲颈瓶实验（1861）：否定生物自然发生论。,开山鼻祖:吕文虎克,巴斯德的著名曲颈瓶实验,（二）生理学及免疫学时期： （18701920） 巴氏消毒法。 厌氧菌发现（厌氧生命活动过程）。 疫苗研制（炭疽杆菌苗、狂犬病疫苗）,（三）现代微生物学时期： （1920至今） 电镜:亚细胞结构，发现病毒。 微生物分离、培养、鉴定方法； 酶标技术、细胞培养技术、单克隆技术； 微生物核

3、酸序列测定、核酸探针技术，PCR技术、基因工程研究，,第一篇 总 论,第一章 细菌形态结构 第二章 细菌生长繁殖 第三章 细菌生态学 第四章 消毒、灭菌与动物微生物实 验室生物安全 第五章 细菌感染和致病机理 第六章 细菌分类,第一章 细菌形态结构,第一节 细菌形态 第二节 细菌基本结构 第三节 细菌特殊结构,第一节 细菌形态,一、细菌大小 最适温度、最适培养基、幼龄细菌。 单位：微米（um）。 球菌：直径。 杆菌和螺旋菌：长宽。,二、细菌基本形态及变化,（一）球菌 1、双球菌 2、四联球菌 3、八叠球菌,4、链球菌,鸡血中兽 疫链球菌,5、葡萄球菌,（二）杆菌,1、单杆菌（大肠杆菌） 2、链

4、杆菌（炭疽杆菌） 3、芽胞杆菌（破伤风梭菌） 4、梭菌（魏氏梭菌）,5、球杆菌（布氏杆菌） 6、分枝杆菌（结核分枝杆菌） 7、棒状杆菌（化脓棒状杆菌） 8、弯杆菌（空肠弯曲菌）,（三）螺形菌,1、螺菌：几个弯曲 2、弧菌（霍乱弧菌）：一个弯曲,三、细菌群体形态-菌落,无性分裂繁殖：同形分裂和异形分裂。 1、菌落：一个细菌在固体培养基上生长繁殖，形成肉眼可见的细菌群体堆积物。又称“克隆”，根据菌落数量，进行细菌计数，用菌落形成单位（CFU:colony forming unit)表示。 2、菌落特征：菌落大小、 菌落形状、边缘形状、表面形状、隆起度、颜色、透明度、粘稠度、血平板上溶血情况,细菌繁

5、殖,大肠杆菌粉红色菌落,细菌菌落特征,第三节 细菌基本结构,细胞壁 细胞膜 细菌基本结构 细胞质 核体 细胞内含物,细菌细胞结构示意图,一、细胞壁,（一）结构 1、革兰氏阳性菌 （1）无分层结构。 （2） 4060%为肽聚糖(peptidoglycan)，磷壁酸(teichoic acid:TA;包括壁磷壁酸wall teichoic acid和脂磷壁酸lipoteichoic acid)、外膜蛋白（outer membrance protein:OMP)等充满于网状结构之中。 N乙酰葡萄糖胺，N乙酰胞壁酸形成网状结构。 TA是特异的表面抗原。,革蓝氏阳性菌细胞壁,2、革兰氏阴性菌 （1）有分

6、层结构 。 （2）外膜由外膜蛋白（OMP）（包括微孔蛋白、脂蛋白）、脂多糖（LPS) 构成；周质间隙（外膜与细胞膜之间的间隙）中有1-2层肽聚糖及多种蛋白酶、核酸酶。 （3）肽聚糖占细胞壁干重的1020%。 LPS由类脂A、核心多糖、侧链多糖组成。类脂A是内毒素的主要毒性成份，侧链多糖为菌体O抗原。,革蓝氏阴性菌细胞壁,肽聚糖结构,（二）革兰氏染色原理,1、染色步骤 结晶紫（紫色） 12分钟，冲洗 革兰氏碘液 23分钟，冲洗 95酒精 3060秒，冲洗 稀释石炭酸复红（红色） 1030秒，冲洗 镜检,G+菌染成紫色,结晶紫与G氏碘液形成复合物充斥于肽聚糖网状结构之中。 95%的酒精具有收缩肽聚

7、糖和溶解脂质作用，收缩肽聚糖使网眼缩小，溶解脂质使网眼扩大。 G + 菌因肽聚糖多（4060%） 、脂质少，网眼缩小的力量大于网眼扩大的力量，最终使网眼缩小，将紫色复合物牢固固着，不被洗脱。稀释石炭酸复红不被染上，故呈紫色。,革蓝氏阳性菌,G菌染成红色,G菌肽聚糖少，脂质多； 95%酒精脱色时，收缩肽聚糖使网眼缩小的力量小于溶解脂质使网眼扩大的力量，最终网眼扩大； 结晶紫与G氏碘液的复合物不能固着而被脱去，然后被红色的稀释石炭酸复红染色而呈红色。,革蓝氏阴性菌,（三）功能,1、定形作用 2、保护作用 3、选择性屏障作用 4、对鞭毛支撑作用 5、分裂繁殖上起作用,（四）原生质体与原生质球,G+菌

8、经青霉素或溶菌酶处理，完全失去细胞壁，仅由细胞膜包围细胞质的菌体，称为原生质体（protoplast)。 G-菌经溶菌酶处理，仅能失去细胞壁内层的肽聚糖，形成仍有外膜包围的菌体，称为原生质球（spheroplast)。 将两个不同的原生质体或原生质球融合，生成一个细菌的技术，称为原生质体融合技术。 都是不能再繁殖的。,(五)细菌L型,细胞壁缺陷型菌株。 广义上:包括原生质体和原生质球。 狭义上：细菌自发的、或诱导剂诱导形成的遗传稳定的，能生长繁殖的。,二、细胞膜,1、结构：脂质双层结构。亲水基向外、疏水基向内 。 2、功能：渗透屏障、参与菌体新陈代谢、参与细菌分裂繁殖 。 3、间体：细胞膜向内

9、凹陷形成的囊状或管状物。,细胞膜结构模式图,细胞膜结构,三、细胞质,粘稠、透明胶体。主要成分是水、蛋白质、类脂、多糖、核酸及少量无机盐。,四、核体与质粒,1、核体：无核膜、核仁、无线状染色体，属原核细胞。 细长、共价闭合、环状双链的大型DNA分子。一搬均是单倍体。与真核细胞染色体相似，有将细菌核体称为细菌染色体的。 有的致密，呈球状、卵形或哑铃形； 有的疏松，似网状或海绵状。 2、质粒：细菌核体外的环状双链、小型DNA分子。与细菌的生命无关，但携带一定量的基因，如控制产生菌毛、毒素、抗药性、细菌素等。,核体,五、细胞内含物,1、异染颗粒：多聚偏磷酸盐。贮存磷酸盐。 2、类脂质：-羟基丁酸多聚体

10、或脂肪小滴，贮存碳源和能源。 3、肝糖和淀粉粒：贮存碳源和能源。碘染色肝糖呈红棕色，淀粉呈兰色。,4、空泡和气泡 空泡内含液体，调节细胞渗透压 气泡内含气体，降低菌细胞比重，浮于液体表面生长，形成菌环或菌膜。 5、核糖体：由2/3的核糖核酸rRNA和1/3蛋白质组成小颗粒样物质，蛋白质合成场所。细菌rRNA有5S、16S、23S三种，各细菌种属的16S rRNA高度保守，常用于细菌鉴定。由50S和30S两个亚基组成，有些药物，如红霉素、链霉素，能与亚基结合，干扰蛋白合成，杀死细菌。,第三节 细菌特殊结构,一、荚膜（capsule) 一些细菌在生活过程中在细胞壁外面产生一种黏液样物质包围整个菌体

11、，称荚膜。 多个细菌的荚膜融合成一团胶状物，内含多个细菌称为菌胶团。,1、组成：90%水分，有的含多糖，有的含多肽。 2、形成：荚膜的产生具有种的特征，但也与环境条件有关。动物体内或营养丰富（加血、血清或腹水）的培养基上初代分离易形成荚膜。 3、功能 保护功能；贮存碳源和能源；处理代谢废物；具有抗原性。 4、观察：不易染色，普通染色法，只见菌体周围一圈透明环，特殊荚膜染色法，可染上色。,细菌荚膜,细菌荚膜,二、细菌S层（s-layer),是某些细菌的特殊表层结构，完整包围菌体，由单一蛋白质亚单位组成，规则排列，呈类晶格结构。许多致病菌或菌株有S层。 功能：分子筛、离子通道、类荚膜作用。,三、鞭

12、毛(flagellum),细菌细胞外面的毛状的、波浪状的丝状物。比菌体长细，光镜不易见，特殊鞭毛染色法，人为增大其直径方能见到。 1、组成：蛋白质（鞭毛素），少量糖类、脂类 。 2、功能：鞭毛收缩、菌体运动。 具有抗原性（H抗原） 3、类型：单端单鞭毛、单端丛鞭毛、双端单鞭毛、双端丛鞭毛 、周鞭毛 。,各种鞭毛,单端单鞭毛,单端丛鞭毛,单端丛鞭毛,周鞭毛,周鞭毛,微免课件音影总论音影鞭毛类型.swf,四、菌毛(pilus),位于菌体外，比鞭毛短细较硬的毛发状细丝。 1、化学组成：空心的蛋白质管 2、分类：稍长而数量少的（14根）为性菌毛，其余为普通菌毛。,3、功能 吸附功能：吸附于寄主细胞吸取

13、营养，致病菌 失去菌毛就失去致病性。 彼此黏附：利于表面生长，以吸取更多氧气 在表面形成菌膜。 凝集动物红细胞。 性菌毛在细菌接合传递中起通道作用。,菌毛,菌毛,性菌毛,五、芽胞(spore),细菌在生长发育的一定阶段，胞浆浓缩而成的一个内生孢子称芽孢。 1、形成 旺盛生长后，培养基中营养物质耗尽时形成。 2、性质 强大抵抗力； 只需极少营养物质（休眠）； 不易染色。,3、大小、形状、位置 大小：比菌体小（炭疽）或比菌体大（梭菌） 形状：圆形、卵形或椭圆形 位置：菌体中央、偏端、极端 4、出芽：条件适宜，出芽形成新的细菌。一个芽孢只能产生一个菌体，不是细菌繁殖器官。,非染色芽胞,染色芽胞,第二

14、章 细菌生长繁殖,第一节 细菌细胞代谢过程 第二节 细菌生长繁殖 第三节 细菌人工培养 第四节 细菌新陈代谢及其产物 第五节 细菌生化反应,第一节 细菌细胞代谢过程,一、物质摄取 1、单纯扩散：高浓度到低浓度，不需能量。O2、CO2、H2O、甘油等小分子物质。 2、促进扩散：与膜蛋白暂时合，构象变化而促进物质扩散入细胞内，不需能量。 3、主动运输：低浓度到高浓度泵入细胞内，需要能量。 4、基团转位：物质在运输时受到化学修饰而 输入细胞。,二、生物合成,从摄取的物质合成多种氨基酸、核苷酸、糖、脂肪酸及其他大分子所需物质。 磺胺类药物干扰细菌所需的叶酸的合成而抑菌。,三、聚合作用,细菌DNA的聚合

15、作用称为复制，新生霉素可抑制细菌DNA复制过程中所需促旋酶的活性而抑菌。 RNA的转录、蛋白质的翻译。 细菌由同一个RNA聚合酶催化合成细菌的mRNA、tRNA、rRNA。,四、组装,自我组装方式：鞭毛、核糖体以此方式进行。 指导组装方式：表面膜结构以此方式进行。 杆菌肽、万古霉素干扰细菌细胞成份组装所需的载体的功能；多粘菌素影响细胞膜的组装。,第二节 细菌生长繁殖,（一）迟缓期：活菌数不增加，甚至稍减少。 （二）对数期：活菌数以几何级数增加。 （三）稳定期：繁殖的活菌数与衰亡菌数相当。 （四）衰亡期：活菌大量衰亡。,第三节 细菌人工培养,一、培养基 基础培养基与营养培养基。 固体、半固体、液体培养基。 鉴别培养基：加入特定底物及产生显色反应的指示剂，凭肉眼根据颜色识别。 选择培养基：加入某种化学物质，对不同细菌产生抑制或促进作用，从多种混杂细菌中分离出所需细菌。 厌氧培养基：,二、气体：氧气、CO2、厌氧。 三、温度： 嗜冷菌：1020oC 嗜温菌：2040oC 嗜热菌：5060oC 四、酸碱度：多数病原菌适于PH7.2-7.6。,第四节 细菌新陈代谢及其产物,一、细菌呼吸 1、概念 细菌通过呼吸酶的作用，以氧化还原的方式使营养物质还原而获得能量，并形成中间产物的过程。,2、细菌呼吸类型,