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1、微生物学微生物学Microbiology张张 韧韧微生物与寄生虫教研室微生物与寄生虫教研室 绪绪 论论微生物（microorganism）v概概念念：自自然然界界中中的的一一群群个个体体微微小小、结结构构简简单单、分分布布广广泛泛、增增殖殖迅迅速速、肉肉眼眼看看不不见见，须须借借助助显显微微镜镜放放大大，才才能能观观察察到到的的微微小生物。小生物。n 微生物的特点：微生物的特点：1. 1. 个体微小，结构简单个体微小，结构简单2. 2. 种类繁多，数量极大种类繁多，数量极大3. 3. 繁殖迅速，易于变异繁殖迅速，易于变异4. 4. 分布广泛分布广泛, , 包括极端环境包括极端环境 v杆菌的平均
2、长度：杆菌的平均长度：2 微米；微米；v 1500个杆菌首尾相连个杆菌首尾相连= 一粒芝麻的长度；一粒芝麻的长度；v 10-100亿个细菌加起来重量亿个细菌加起来重量 = 1毫克毫克1.个体微小、结构简单个体微小、结构简单1.个体微小、结构简单个体微小、结构简单v测量单位：微米或钠米测量单位：微米或钠米火火星星陨陨石石中中发发现现的的细细菌菌化化石石（直直径径 20 nm ）2. 种类繁多，数量极大种类繁多，数量极大v在自然界中（土壤、水体、空气，动植物体内和体在自然界中（土壤、水体、空气，动植物体内和体表）都生存有大量的微生物表）都生存有大量的微生物v分析表明，微生物占地球生物总量的分析表明
3、，微生物占地球生物总量的60%3.繁殖迅速、易于变异繁殖迅速、易于变异v突变率：突变率：10-5 10-10，短时间内产生大量的变异，短时间内产生大量的变异后代后代t数十公里的高空（最高为离地数十公里的高空（最高为离地85公里，须用火箭采样）公里，须用火箭采样）v几千米的地下几千米的地下v强酸、强碱、高热的极端环境强酸、强碱、高热的极端环境v常年封冻的冰川常年封冻的冰川4.分布广泛分布广泛4.分布广泛分布广泛南极南极Vostok湖冰芯样品中的微生物湖冰芯样品中的微生物微生物的种类微生物的种类 非细胞型非细胞型微生物微生物原核细胞型原核细胞型微生物微生物真核细胞型微生真核细胞型微生物物区区别别无
4、细胞结构，无产生无细胞结构，无产生能量酶，一种核酸能量酶，一种核酸拟核，无核仁、核膜拟核，无核仁、核膜只有核糖体只有核糖体细胞核，有核仁、核细胞核，有核仁、核膜，细胞器完整膜，细胞器完整种种类类病毒病毒细菌细菌 支原体支原体 衣原体衣原体 螺旋体螺旋体 立克次体立克次体 放线放线菌菌真菌真菌原核生物型原核生物型病毒病毒真核生物型真核生物型v据与人类的关系分为据与人类的关系分为1.正常菌群（正常菌群（nomal flora）：正常人体表和与外界相通的正常人体表和与外界相通的腔道中，存在不同种类、数量对人体无害而有益的微生物腔道中，存在不同种类、数量对人体无害而有益的微生物称为正常微生物群，其中细
5、菌为主，故亦称正常菌群。称为正常微生物群，其中细菌为主，故亦称正常菌群。 医学意义医学意义：生物拮抗、营养、免疫、抗衰老：生物拮抗、营养、免疫、抗衰老 2. 条件致病菌（条件致病菌（conditional pathogen）：正常菌群的寄正常菌群的寄居部位改变、菌群失调或机体免疫力下降时，也可引起疾居部位改变、菌群失调或机体免疫力下降时，也可引起疾病，此时即形成条件致病菌。（大肠埃希菌）病，此时即形成条件致病菌。（大肠埃希菌） 3. 病原微生物（病原微生物（pathogenic organisn）/病原体病原体（pathogen） ： 能引起人类和动、植物发生疾病的微生物。能引起人类和动、植物
6、发生疾病的微生物。 微生物学微生物学 (microbiology)v概概念念：是是研研究究微微生生物物的的形形态态、结结构构、生生理理、遗遗传传变变异异、进进化、分类以及与人、动植物、自然界相互关系的一门学科。化、分类以及与人、动植物、自然界相互关系的一门学科。v与药学关系密切：与药学关系密切： 1. 很多抗生素是微生物的代谢产物 2. 维生素、辅酶、酵母等由微生物制造 3. 药品需要进行微生物检验 4. 可用工程菌来生产药品和生物制剂微生物学的经验时期v北宋末年刘真人提出肺痨病是由小虫引起v明隆庆年间（15671572），用人痘来预防天花v1675年 列文虎克（Antony Van Leeu
7、wenhoek）用自制显微镜观察微生物v19世纪60年代，巴斯德（Louis Pasteur）解决葡萄酒危机、巴氏消毒法v李斯德（Lister）创立外科无菌手术v郭霍（Robert koch）创立固体培养基，“郭霍法则”对鉴定病原体起重要作用,是研究微生物致病性的基础v青霉素 弗莱明、弗洛瑞实验微生物学时期现代微生物学的时期v各项技术迅猛发展（新仪器、微生物诊断技术）v多种微生物相继被发现v微生物基因组、疫苗研究迅速发展微生物学微生物学Microbiology 细菌学概论细菌学概论一、细菌的大小和形态v细菌的大小(Size of Bacteria)微米 (m)v细菌的形态(Shape of B
8、acteria)球菌 cocus杆菌 bacillus螺形菌spiral bacterium球菌（coccus）杆菌（bacillus）球杆菌链杆菌棒状杆菌双歧杆菌螺形菌 （spiral bacterium）弧菌螺菌细菌的基本结构细菌的基本结构: : 细胞壁、细胞膜、细胞质、核质细胞壁、细胞膜、细胞质、核质 细菌的特殊结构细菌的特殊结构: :荚膜、鞭毛、菌毛、芽胞荚膜、鞭毛、菌毛、芽胞二、细菌的结构细胞壁( Cell Wall)v位于菌细胞的最外层，包绕在细胞膜的周围。组成较复杂，位于菌细胞的最外层，包绕在细胞膜的周围。组成较复杂， 并随不同细菌而异。并随不同细菌而异。 v用革兰染色法可将细菌
9、分为两大类，即革兰阳性菌和革兰阴用革兰染色法可将细菌分为两大类，即革兰阳性菌和革兰阴性菌性菌 共有组份肽聚糖（peptidoglycan）v肽聚糖（肽聚糖（peptidoglycan） 1.革兰阳性菌革兰阳性菌 聚糖骨架、四肽侧链、五肽交联聚糖骨架、四肽侧链、五肽交联桥桥 三维立体结构，坚固三维立体结构，坚固 1550层层N-乙酰葡糖胺N-乙酰胞壁酸1，4糖苷键共有组份2. 革兰阴性菌革兰阴性菌 聚糖骨架、四肽侧链聚糖骨架、四肽侧链 二维平面结构，疏松二维平面结构，疏松 12层层侧肽链侧肽链五肽交联桥五肽交联桥聚糖骨架聚糖骨架青霉素作用点青霉素作用点溶菌酶作用点溶菌酶作用点金黄色葡萄球菌肽聚糖
10、金黄色葡萄球菌肽聚糖革兰氏染色的原理v革兰氏染色的原理 play革兰阳性菌v磷壁酸(teichoic acid) 酸性多糖特殊组份LIPID BILAYER革兰阴性菌v外膜（outer membrane）脂蛋白脂质双层脂多糖LPS 内毒素特殊组份肽聚糖肽聚糖脂蛋白脂蛋白脂质双层脂质双层脂多糖脂多糖脂多糖脂多糖脂多糖脂多糖（lipopolysaccharidelipopolysaccharide，LPSLPS）（1 1）脂质脂质A A（lipid Alipid A） 为一种糖磷脂，由为一种糖磷脂，由D-D-氨基葡萄糖双糖组氨基葡萄糖双糖组成的基本成的基本 骨架，不同细菌骨架一致。骨架，不同细菌骨
11、架一致。内毒素毒性成分内毒素毒性成分内毒素毒性成分内毒素毒性成分 无种属特异性无种属特异性（2 2）核心多糖（核心多糖（core core polysaccharidepolysaccharide）位于脂质位于脂质A A的外层的外层有属特异性，同一属细菌相同有属特异性，同一属细菌相同 （3 3）特异多糖（特异多糖（specific specific polysaccharidepolysaccharide）最外层，由数个至数十个低聚糖（最外层，由数个至数十个低聚糖（3535个个单糖）重复单位所构成的多糖链。单糖）重复单位所构成的多糖链。是革兰阴性菌的菌体抗原（是革兰阴性菌的菌体抗原（OO抗原）
12、抗原）类脂类脂A核心多糖核心多糖特异多糖特异多糖外膜外膜特异多糖特异多糖核心多糖核心多糖类脂类脂AG+ 菌与G- 菌细胞壁的比较细胞壁细胞壁细胞壁细胞壁革兰阳性菌革兰阳性菌革兰阳性菌革兰阳性菌革兰阴性菌革兰阴性菌革兰阴性菌革兰阴性菌 强度强度 较坚韧较坚韧较疏松较疏松 厚度（厚度（nmnm）厚（厚（20208080）薄（薄（10101515）肽聚糖层数肽聚糖层数可多达可多达5050层层1-21-2层层 肽聚糖含量肽聚糖含量50%-80%50%-80%5%-20% 5%-20% 类脂质类脂质一般无一般无含量较高含量较高磷壁酸磷壁酸有有无无 外膜外膜无无有有 v维持菌体固有的形态，并保护细菌抵抗低
13、渗环境 （阳性菌2025大气压，阴性菌56大气压）v参与菌体内外的物质交换 v菌体表面带有多种抗原表位，可以诱发机体的免疫应答v磷壁酸：重要表面抗原，与血清型分类有关v外膜：屏障结构，与致病性相关 细胞壁的功能细胞壁缺陷细菌v概念：细菌细胞壁的肽聚糖结构受理化或生物因素的直接破坏或合成被抑制的细菌。v支原体v原生质体v球状体（原生质球）v细菌L型 细胞膜（cell membrane） v或称胞质膜（cytoplasmic membrane）v细胞壁内侧，包绕细胞质v结构：磷脂、蛋白质 不含胆固醇v中介体（mesosome）是部分细胞膜内陷、折叠、卷曲形成的囊状物，多见于革兰阳性细菌 拟线粒体之
14、称细胞膜的功能v营养物质和代谢产物的选择性运输v维持细胞正常渗透压v参与细胞产能代谢v合成细胞壁及附属结构的场所细胞质（cytoplasm）v细胞膜包裹的，除核区以外的全部物质。或称原生质（protoplasm），由水、蛋白质、脂类、核酸及少量糖和无机盐组成，其中含有许多重要结构。v核糖体（ribosome）RNA和蛋白质 沉降系数 70s 50s+30s（真核80s 60s+40s） 30s50s40s60smRNA链霉素四环素氯霉素、红霉素细胞质（cytoplasm）v质粒：质粒：染色体外的遗传物质，存在于细胞质中。染色体外的遗传物质，存在于细胞质中。为闭合环状的双链为闭合环状的双链DNA
15、DNA，控制细菌某些特定的遗控制细菌某些特定的遗传特性。传特性。v胞质颗粒 异染粒 诊断价值诊断价值（白喉棒状杆菌）（白喉棒状杆菌）核质（nuclear material）v原核细胞，不具成形的核。遗传物质称为核质或拟核（nucleoid）v无核膜、核仁和有丝分裂器；因其功能与真核细胞的染色体相似，决定细菌的遗传变异，亦称细菌的染色体（chromosome）v一般为单倍体，是一个共价闭合环状双链DNA 分子细菌的特殊结构v荚膜v鞭毛v菌毛v芽胞荚膜（capsule） v概念：某些细菌在其细胞壁外包绕一层粘液性物质，为疏水性多糖或蛋白质的多聚体，用理化方法去除后并不影响菌细胞的生命活动 v0.2
16、m荚膜， 0.2m 微荚膜v化学组成：多糖/多肽v染色：不易着色，负染（墨汁）荚膜的功能v抗吞噬与消化作用：抗吞噬与消化作用：荚膜具有抵抗宿主吞噬细胞荚膜具有抵抗宿主吞噬细胞的作用，是病原菌的重要毒力因子。的作用，是病原菌的重要毒力因子。v粘附作用：粘附作用：荚膜多糖可使细菌彼此之间粘连，是荚膜多糖可使细菌彼此之间粘连，是引起感染的重要因素。引起感染的重要因素。v抗有害物质的损伤作用：抗有害物质的损伤作用：荚膜处于细胞的最外层，荚膜处于细胞的最外层，可保护菌体避免和减少受有害物质的损伤。可保护菌体避免和减少受有害物质的损伤。v抗干燥、防止噬菌体吸附细菌等。抗干燥、防止噬菌体吸附细菌等。v贮藏营
17、养、堆积某些代谢产物等。贮藏营养、堆积某些代谢产物等。鞭毛（flagellum） v概念：许多细菌菌体上附有细长并呈波状弯曲的丝状物。鞭毛长520m，直径1230nm v数量与部位： 单毛菌 双毛菌 丛毛菌 周毛菌v化学组成：鞭毛蛋白 结构从细胞膜长出，游离于胞外鞭毛的功能v细菌的运动器官v有些细菌的鞭毛与致病性有关 v根据鞭毛菌的动力和鞭毛的抗原性，可用以鉴定细菌和进行细菌分类 菌毛（pilus或fimbriae）v概念：许多革兰阴性菌和少数革兰阳性菌菌体表面存在着一种比鞭毛更细、更短而直硬的丝状物，与细菌的运动无关。（电镜观察）v种类及功能 普通菌毛ordinary pilus性菌毛sex
18、 pilus（F菌毛）由F质粒编码普通菌毛 多，短而细 粘附，致病性菌毛 少，粗、长、中空 遗传物质传递普通菌毛：细菌的粘附结构 ，与宿主细胞表面特异性受体结合，与致病性密切相关性菌毛：接合，毒力、耐药性等性状的遗传物质传递。F+F-F+F-F+F+F+F+芽胞(spore）v某些革兰阳性细菌在一定的环境条件下，在菌体内部形成一个圆形或卵圆形小体，是细菌的休眠形式v芽胞杆菌属、梭菌属 v形成条件：营养缺乏v保存全部生命必需物质：核酸、酶、合成菌体成分的结构v休眠状态，无新陈代谢 v可发芽 1个细菌1个芽胞1个细菌 细菌繁殖体 芽胞休眠体v每种细菌形成一种类型芽胞芽胞(spore）芽胞的形成芽胞
19、的形成不良环境条件适宜条件细菌繁殖体胞质浓缩菌体裂解芽胞芽胞(spore）v抵抗力强。耐干燥、热、辐射、化学消毒剂 100数小时 消毒灭菌是否彻底的标准 最可靠方法为高压蒸气灭菌v致病性 不直接引起疾病，发芽后形成繁殖体后致病v鉴别意义 根据芽胞位置、大小等芽胞(spore）本节要求v1、掌握微生物的分类（并举例说明）。、掌握微生物的分类（并举例说明）。v2、掌握革兰阳性菌与革兰阴性菌细胞壁的构成及、掌握革兰阳性菌与革兰阴性菌细胞壁的构成及主要区别。主要区别。v3、掌握细菌基本结构、特殊结构及其意义、掌握细菌基本结构、特殊结构及其意义v4、掌握革兰染色法原理、步骤及实际意义。、掌握革兰染色法原
20、理、步骤及实际意义。v5、名词解释：质粒、名词解释：质粒小结小结v病毒属于病毒属于型微生物。型微生物。v真菌属于真菌属于型微生物。型微生物。v原核细胞型微生物包括原核细胞型微生物包括、。v细菌基本形态为球菌、杆菌及螺形菌。测量细菌基本形态为球菌、杆菌及螺形菌。测量单位为微米（单位为微米（mm）。）。v革兰阳性菌的细胞壁主要由肽聚糖和磷壁酸革兰阳性菌的细胞壁主要由肽聚糖和磷壁酸构成，构成， 是青霉素的作用部位。是青霉素的作用部位。小结小结v革兰阴性菌的细胞壁由肽聚糖、脂蛋白、脂革兰阴性菌的细胞壁由肽聚糖、脂蛋白、脂质双分子层和脂多糖构成。脂多糖又分为脂质双分子层和脂多糖构成。脂多糖又分为脂类类A
21、 A、核心多糖、特异性多糖三部分，是革兰核心多糖、特异性多糖三部分，是革兰阴性菌内毒素的重要组成成分。阴性菌内毒素的重要组成成分。v细菌的特殊结构为细菌的特殊结构为 、 、 、 ，与细菌的致病性有关的特殊结构为，与细菌的致病性有关的特殊结构为、。细菌的运动器官为鞭毛。细菌抵抗力最强。细菌的运动器官为鞭毛。细菌抵抗力最强的结构为芽胞，消灭芽胞成为临床灭菌的指的结构为芽胞，消灭芽胞成为临床灭菌的指标。标。检测检测v青霉素的作用机制是青霉素的作用机制是v溶菌酶的作用机制是溶菌酶的作用机制是v红霉素的作用机制是红霉素的作用机制是A A、损伤细菌的细胞膜损伤细菌的细胞膜B B、破坏革兰阴性菌细胞壁内的聚糖骨架破坏革兰阴性菌细胞壁内的聚糖骨架C C、干扰细菌蛋白质的合成干扰细菌蛋白质的合成D D、抑制四肽侧链与五甘氨酸桥的交联抑制四肽侧链与五甘氨酸桥的交联E E、干扰干扰DNADNA复制复制谢谢！
