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1、病原生物学基础p271黄慧聪黄慧聪86689860;7A227E-mail: 基础医学概论二基础医学概论二第四章 微生物 世卫组织总干事世卫组织总干事陈冯富珍陈冯富珍新型传染病出现的速度是历史空前的，以新型传染病出现的速度是历史空前的，以每每年年1 1到到2 2种的种的“惊人速度惊人速度”出现。出现。而治愈难度而治愈难度也越来越大，病毒对现有药物的抗药性越来也越来越大，病毒对现有药物的抗药性越来越强，这让科学家头痛不已。越强，这让科学家头痛不已。不会再出现像艾滋病、埃博拉或者不会再出现像艾滋病、埃博拉或者非典非典这样的疾病的想法是极其天真和自负的，出这样的疾病的想法是极其天真和自负的，出现这样
2、的传染病灾难只是迟早的事现这样的传染病灾难只是迟早的事-20072007年世界卫生报告年世界卫生报告构建安全未构建安全未来来:21:21世纪全球公共卫生安全世纪全球公共卫生安全BrucellosisE Coli O157Multidrug resistant SalmonellaPlagueEmerging and re-emerging infections(Approx. 70 % are zoonotic diseases)Viruses/PrionsEbola and CCHFH7N9 H5N1Lassa feverMonkey poxBSERift Valley Fever SARS
3、 CoVVEEWest NileHendra/NipahRabiesMERS“全球的威胁”Parasites and BacteriaCryptosporidiosisLetopsirosisLyme BorreliosisMERSEbola Virus2014年的3月，世卫证实了西非国家几内亚爆发埃博拉疫症；截止8月26日，已经有3,069宗怀疑个案、共1,552名死亡人数被上报，本次流行是有记录以来最严重的一次。 微生物微生物 是存在于自然界的一群体形微是存在于自然界的一群体形微小、结构简单、肉眼看不见，必须借助于光小、结构简单、肉眼看不见，必须借助于光镜镜/电镜放大后才可观察到的微小生物
4、。电镜放大后才可观察到的微小生物。特特点点体积微小体积微小 结构简单结构简单繁殖迅速繁殖迅速 分布广泛分布广泛容易变异容易变异 种类繁多种类繁多与人类关系密切与人类关系密切 微生物的种类非细胞型：非细胞型：非细胞型：非细胞型： 病病毒毒原核细胞型：原核细胞型：原核细胞型：原核细胞型： 细菌、支原体、衣原细菌、支原体、衣原体、螺旋体、立克次体、螺旋体、立克次体、放线菌体、放线菌真核细胞型：真核细胞型：真核细胞型：真核细胞型： 真菌真菌非细胞型微生物包括病毒和朊粒包括病毒和朊粒原核细胞型微生物细菌细菌真核细胞型微生物真菌真菌微生物与人类的关系 自然界自然界农业农业 工业工业 日常生活日常生活 医学
5、医学 分子生物学分子生物学正常菌群生正常菌群生理作用理作用 石油食品肠道益生菌生物酶类鼠疫AIDS流感 11世纪初世纪初 肺痨虫引起肺痨虫引起 微生物学的经验时期微生物学的经验时期 14世纪世纪 人痘人痘 16世纪世纪 传染生物学传染生物学实验微生物学时期实验微生物学时期 1676年年 列文虎克发现细菌列文虎克发现细菌 19世世纪纪60年年代代 巴巴斯斯德德开开创创微微生生物物生生理学理学 李斯特李斯特 创立外科无菌术创立外科无菌术 郭霍郭霍 细菌的分离培养技术细菌的分离培养技术 1892年年俄国伊凡诺夫斯基发现病毒俄国伊凡诺夫斯基发现病毒微生物学发展简史及展望 微生物学奠基人1676年，荷兰
6、人列文虎克年，荷兰人列文虎克（Antony van leeuwenhoek）首次观察到了细菌。他没有首次观察到了细菌。他没有上过大学，是一个只会荷兰上过大学，是一个只会荷兰语的小商人，但却在语的小商人，但却在1680年被选为英国皇家学会的年被选为英国皇家学会的会员。会员。微生物学的奠基人微生物学的奠基人法国人巴斯德（法国人巴斯德（Louis Pasteur） （18221895）德国人柯赫（德国人柯赫（Robert Koch）（ 18431910）“进入科学王国的最完美无缺的人” o巴氏消毒法（加热灭菌）巴氏消毒法（加热灭菌） o发现乳酸杆菌o救治蚕病o治疗鸡霍乱o发现并证实发酵是由微生物引起
7、 o免疫学预防接种 o其他贡献：巴斯德消毒法等 o(1)微生物学基本操作技术方面的贡献 o细菌纯培养方法的建立 o配制培养基 o流动蒸汽灭菌 o染色观察和显微摄影 o(2)对病原细菌的研究作出了突出的贡献： o具体证实了炭疽病菌是炭疽病的病原菌。 o发现了肺结核病的病原菌 o证明某种微生物是否为某种疾病病原体的基本原则柯赫原则 柯赫的工作柯赫的工作 第一节 细菌的形态和结构2.细菌特殊结构种类及意义细菌特殊结构种类及意义教学目的与要求：教学目的与要求：1.细菌的形态和结构特点细菌的形态和结构特点一、细菌的大小与测量单位 m （ 1 m=1/1000mm ） 球菌球菌d 1 m 杆菌杆菌 d 0
8、.30.9 m 长长0.610 m 是应用最广泛的染是应用最广泛的染色方法色方法 ，可将细菌，可将细菌分为分为G+和和G-两大类。两大类。革兰染色球菌螺形菌杆菌 细菌的基本形态弧菌螺菌双c链c葡萄c二、细菌的结构基本结构：细胞壁、细胞膜、细胞质、核质特殊结构：荚膜、鞭毛、菌毛、芽胞细胞壁主要成分是肽聚糖，是主要成分是肽聚糖，是G+菌和菌和G-菌的共有组分。菌的共有组分。 (一一)细菌的基本结构细菌的基本结构l聚糖骨架 N-乙酰胞壁酸、 N-乙酰葡糖胺交替排列，以-1，4糖苷键连接 l四肽侧链 ( L-丙氨酸、D- 谷氨酸、L-赖氨酸和D- 丙氨酸)l五肽交联桥 由五个甘氨酸组成G+ 菌肽聚糖结
9、构:G菌肽聚糖结构聚糖骨架聚糖骨架四肽侧链四肽侧链 二氨基庚二酸二氨基庚二酸（DAP）抑制了四肽侧链上丙氨酸与抑制了四肽侧链上丙氨酸与五肽交联桥之间的联结。五肽交联桥之间的联结。裂解肽聚糖中G - M之间-1，4糖苷键G+菌细胞壁的特殊组分重要的表面抗原与血重要的表面抗原与血清分型、分类有关清分型、分类有关有助维持菌体内离子有助维持菌体内离子平衡及酶活性平衡及酶活性与致病性有关与致病性有关磷壁酸某些G+菌特殊蛋白：例如金黄色葡萄球菌的A蛋白（SPA）、A族链球菌的M蛋白等，均与致病性和抗原性有关。外外膜膜G-菌菌细细胞胞壁壁结结构构模模式式图图细胞壁细胞壁 革兰阳性菌革兰阳性菌 革兰阴性菌革兰
10、阴性菌强度强度 较坚韧较坚韧 较疏松较疏松厚度厚度 厚厚 薄薄肽聚糖层数肽聚糖层数 可达可达50层层 1-2层层磷壁酸磷壁酸 有有 特殊蛋白特殊蛋白 有有 外膜外膜 有有G菌与G菌细胞壁结构比较 P272 细胞壁功能赋形作用赋形作用保护作用保护作用纳泄作用纳泄作用抗原作用抗原作用细胞壁缺陷型细菌（细菌的L型） 概念：细胞壁中的肽聚糖结构受到理化或生物概念：细胞壁中的肽聚糖结构受到理化或生物因素的直接破坏或合成被抑制，成为无细胞壁因素的直接破坏或合成被抑制，成为无细胞壁或仅少量细胞壁成分的细菌，它仍能够生长或或仅少量细胞壁成分的细菌，它仍能够生长或分裂称之为细胞壁缺陷细菌（细菌的分裂称之为细胞壁
11、缺陷细菌（细菌的L型）。型）。特点大小形态不一，呈高度多形性。大小形态不一，呈高度多形性。易着色不均，呈易着色不均，呈G-。 培养必须要培养必须要高渗高渗低琼脂含血清培养基，生长缓慢。低琼脂含血清培养基，生长缓慢。固体培养基中形成固体培养基中形成“油煎荷包蛋油煎荷包蛋”样小菌落。样小菌落。L型细菌除去抑制物可返回原有形态。型细菌除去抑制物可返回原有形态。L型型细细菌菌在在体体内内或或体体外外，人人工工诱诱导导或或自自然然情情况况下下均均可可产产生生，子子代代细细菌菌仍仍保保留留亲亲代代的的遗遗传传特特性性（产产毒毒素素），仍有致病力。，仍有致病力。临床分离葡萄球菌L型葡萄球菌L型回复后细菌L型
12、菌落类型电镜照片“油煎蛋”样菌落细胞膜结构 细胞膜电镜照片载体蛋白细胞膜结构模式图脂质双层细胞膜功能渗透和运输作用渗透和运输作用细胞呼吸作用细胞呼吸作用 参与生物合成参与生物合成参与细菌分裂参与细菌分裂细胞质又称细胞浆，为细胞膜内侧的胶状物质，细胞质是细菌新陈代谢的重要场所，胞质内含有核酸和多种酶系统，参与菌体内物质的合成代谢和分解代谢。这些功能与胞质内的核糖体、质粒、胞质颗粒等重要结构有关。核糖体游离于胞浆中，每个细菌的体内可含数万个。游离于胞浆中，每个细菌的体内可含数万个。 成分：由两个亚基组成。成分：由两个亚基组成。 作用：作用：细菌蛋白质合成场所。细菌蛋白质合成场所。 红霉素、链霉素分
13、别与两个亚基结合，干扰其红霉素、链霉素分别与两个亚基结合，干扰其蛋白质的合成，杀死细菌蛋白质的合成，杀死细菌。质粒 定义：定义：胞浆内染色体外的遗传物质，为双股闭合环胞浆内染色体外的遗传物质，为双股闭合环状状DNA，可携带遗传信息，控制细菌某些特定的遗，可携带遗传信息，控制细菌某些特定的遗传性状。在胞浆内自行复制，随细菌分裂转移到子传性状。在胞浆内自行复制，随细菌分裂转移到子代细菌中。代细菌中。质粒并不是细菌生命活动所必须的成分，它可以丢质粒并不是细菌生命活动所必须的成分，它可以丢失，也可获得，并不影响细菌生存。失，也可获得，并不影响细菌生存。 质粒的作用o决定细菌自身的某些生物学性状如产决定
14、细菌自身的某些生物学性状如产毒素、耐药性等。毒素、耐药性等。o通过接合或转导方式将某种遗传性状通过接合或转导方式将某种遗传性状传递给另一细菌。传递给另一细菌。胞质颗粒是营养储存物质是营养储存物质营养足时，多；营养不足时，减少。营养足时，多；营养不足时，减少。 异染颗粒异染颗粒：嗜碱性强，用亚甲蓝染色呈紫色。嗜碱性强，用亚甲蓝染色呈紫色。鉴定细菌的根据鉴定细菌的根据异染颗粒核质细菌的遗传物质称核质。细菌的遗传物质称核质。组成：单一密闭环状双链组成：单一密闭环状双链DNA 少量的少量的RNA RNA聚合酶聚合酶 蛋白质蛋白质 功能：同真核细胞染色体的功能功能：同真核细胞染色体的功能（二）细菌的特殊
15、结构荚膜荚膜鞭毛鞭毛菌毛菌毛芽胞芽胞荚膜产气荚膜杆菌肺炎链球菌荚膜的化学组成多数细菌荚膜为多数细菌荚膜为多糖多糖（是细菌血清分型的基础）（是细菌血清分型的基础）：脑膜炎球菌：脑膜炎球菌 、肺炎球菌、肺炎球菌少数细菌的荚膜为少数细菌的荚膜为多肽或糖与蛋白复合物多肽或糖与蛋白复合物： 炭疽杆菌炭疽杆菌厚度厚度200nm 厚荚膜厚荚膜 厚度厚度200nm 微荚膜微荚膜荚膜形成条件 一般在动物体内或体外一般在动物体内或体外营养丰富营养丰富（含大量血清或（含大量血清或糖）培养基中才能形成糖）培养基中才能形成 ，在普通培养基上或连续，在普通培养基上或连续传代则易消失传代则易消失有荚膜的细菌在固体培养基上形
16、成是黏液（有荚膜的细菌在固体培养基上形成是黏液（M）型或光滑（型或光滑（S）型）型 失去荚膜后成为粗失去荚膜后成为粗糙（糙（R）型菌落）型菌落 荚膜功能 抗吞噬作用抗吞噬作用抗损伤作用抗损伤作用粘附作用粘附作用抗原作用抗原作用鞭毛概念：附着在某些细概念：附着在某些细菌表面的细长并呈波菌表面的细长并呈波状弯曲的丝状物。状弯曲的丝状物。 化学成分：化学成分：蛋白质蛋白质，具有特殊的抗原性，具有特殊的抗原性，称称H抗原，少量糖类、抗原，少量糖类、脂类，鞭毛是细菌的脂类，鞭毛是细菌的运动器官运动器官鞭毛 单毛菌霍乱弧菌 双毛菌空肠弯曲菌丛毛菌绿脓杆菌周毛菌伤寒杆菌鞭毛作用细菌运动器官细菌运动器官 与致病性有关与致病性有关用于鉴定细菌用于鉴定细菌 （根据鞭毛数量、排（根据鞭毛数量、排列列 ，鞭毛抗原性，血清学鉴定，鞭毛抗原性，血清学鉴定 ） 普通菌毛性菌毛菌毛菌毛概念：多数G-菌和少数G+菌菌体表面存在的一种比鞭毛更细、更 短而直硬的丝状物。成分为蛋白质。芽胞某些细菌在一定的环境条件下，胞质脱水某些细菌在一定的环境条件下，胞质脱水浓缩，在菌体内部形成一个浓缩，在菌体内部形成一个折光性强的圆折光性
