1微生物学基本原理.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第一篇 微生物学的基本原理,第二章 微生物的生物学性状,第一节 细菌(bacterium),广义,包括细菌、支原体、衣原体、,立克次体、螺旋体和放线菌等,狭义,细菌,（数量最大，种类繁多，致病种类多）,一、细菌的大小与形态,（一）,大小,体积微小，以,微米(,m),作为测量单位,无色半透明,革兰染色法,G,+,菌,紫色菌,G,-,菌,红色菌,革兰染色法,G,+,菌,G,-,菌,（二）,形态,1.,球菌,球形或近似球形，直径0.8,1.2,m,（可分为,双球菌、链球菌和葡萄球菌,等）,2.,杆菌,杆状，各种杆菌大小、长短与粗细差异较大,3.,螺形菌,菌体弯曲（分,弧菌和螺菌,）,back,弧菌,螺 菌,二、,细菌的基本结构（细菌都具有的结构）,BACK,霉,凡能破坏肽聚糖结构或抑制其合成的物质，均能损伤细胞壁而使细菌变形或裂解。,如 溶菌酶,青霉素,G,-,菌细胞壁的肽聚糖由聚糖骨架和四肽侧链组成，所以只能构成二维平面结构。,back,（2）,磷壁酸,G,+,菌细胞壁的,特殊组分,组成 核糖醇和甘油残基连接而成，穿插,于肽聚糖层中,分类,壁磷壁酸,膜磷壁酸,（脂磷壁酸）,作用 在调节离子通过粘肽层中起作用,与某些细菌的酶活性有关,与细菌的致病性和抗原性有关,（3）,外膜,G,-,菌细胞壁的,特殊组分,脂蛋白,肽聚糖层与脂质双层之间,脂质双层,结构类似细胞膜（有通透屏障作 用）,镶嵌一些特殊的蛋白质（外膜蛋白）,脂多糖,G,-,菌的,内毒素,脂类A,内毒素的,毒性部分和主要成分,，与,细菌的致病性有关。无种属特异性,核心多糖,具有,属特异性,。,寡糖重复单位,菌体抗原,。,决定细菌种或型的特异性。,GO,（4）细菌的L型,细菌细胞壁缺陷型,概念：,在高渗环境下仍可存活的细胞壁受损的细菌，即为,细菌的L型,。,L型细菌可被诱发，,去除诱发因素后,有的可,回复,为原菌。,特点：,多形性,，大小不一，绝大多数细菌的L型染色,呈G,-,性,。,在高渗、低琼脂含血清的培养基中,能缓慢生长，形成“,油煎蛋”样细小菌落,。有的成颗粒状或丝状菌落。,某些细菌的L型仍,有致病能力,，在临床上可引起慢性感染。对于,症状明显而标本常规培养为阴性,时要考虑作,L型检验,。,G,+,菌的L型又称原生质体，G,-,菌的L型又称原生质球。,（二）,细胞膜,又称胞质膜。位于细胞壁的内侧，紧密包绕在细胞质的外面。是一层,半透性薄膜,。,结构与功能与真核细胞的细胞膜基本相同，只是,不含有胆固醇,。,主要功能,：渗透与运输作用；细胞呼吸作用；生物合成作用，参与细菌分裂。,中介体（mesosome）,细菌细胞膜向细胞质内陷，并折叠形成,囊状物,。,多见于G,+,菌,，常,位于菌体侧面或靠近中部,。,在细菌分裂时，中介体起着,类似真核细胞,有丝分裂时,纺锤丝,的作用。,功能,类似真核细胞的线粒体,，故有拟线粒体之称。,（三）细胞质（细胞浆）,基本成分为水、无机盐、核酸、蛋白质和脂类,是,细菌新陈代谢的重要场所,。,1.,核糖体,细菌,蛋白质合成,的场所,沉降系数为70S，由50S和30S两个亚基组成。,有些药物如,链霉素,结合核糖体上的30S小亚基,红霉素,结合核糖体上的50S大亚基,干扰蛋白质的合成，从而杀死细菌。,细菌核糖体 真核细胞核糖体,2.质粒（plasmid）,染色体外的遗传物质，为,双股闭合环状DNA,。,可携带遗传信息，控制细菌某些遗传性状。,能独立自行复制。,可通过,接合或转导,等方式在细菌间传递。,医学上重要质粒：,F质粒，R质粒，Vi质粒,3.胞质颗粒,大多数为,营养储藏物,，包括多糖、脂类、多磷酸盐等。这些颗粒常随菌种、菌龄及环境而异。,白喉杆菌（阿勃特染色）,（四）核质（拟核）细菌染色体,细菌的遗传物质,。,一条双股环状的,DNA,分子反复回旋盘绕成超螺旋状。,具有染色体的功能，控制细菌的各种遗传性状,。,在光镜下呈球形、棒状或哑铃形。,三、细菌的特殊结构,（某些细菌特有的结构）,（,一）荚膜,（二）鞭毛,（三）菌毛,（四）芽胞,（一）荚膜,（capsule）,包绕在细胞壁外的一层较厚的,粘液性物质,(厚度约200nm)。(若厚度200nm 为微荚膜。),1.大多为多糖。,2.用,特殊染色法染色,。,3.荚膜一般,在动物体内和营养丰富的培养基中才能形成。,4.荚膜,具有抗原性,，可有助鉴别细菌及作为分型的依据。,5.功能：,增强细菌的致病性,（抗吞噬、抗有害物质的损伤、粘附作用）。,（二）鞭毛（flagellum）,附着在菌体上的细长并呈波状弯曲的,丝状物,1.是细菌的,运动器官,（鞭毛蛋白是一种弹性纤维蛋白）。,2.用,特殊染色法染色,。,3.具有特殊的,抗原性,（H抗原）。,4.鞭毛菌可分为4类：,周毛菌、丛毛菌、双毛菌和单毛菌,（,三）菌毛（pilus or fimbria）,菌体表面的比鞭毛更细、更短而直的,丝状物,1.,电镜,下可见。,2.化学成分为,蛋白质,，称菌毛蛋白。菌毛蛋白有抗原性。,3.,分类,（1）,普通菌毛,数百根，细菌的粘附结构，与致病性有关,（2）,性菌毛,14根，比普通菌毛长而粗，中空呈管状。与细菌的,接合,传递有关（是由一种致育因子F质粒编码）。,（,四）芽胞（spore）,某些细菌在一定的条件下，胞质脱水浓缩，在菌体内部形成一个,圆形或卵圆形的小体,。该小体,具多层致密的膜结构,。,1.,要用,特殊染色法染色,。,2.芽胞形成受遗传因素的控制和环境因素的影响，,形成条件,因菌种而异。,3.芽胞是细菌的,休眠状态,。能保存细菌全部生命活动的物质。,go,4.芽胞的大小、形状和在菌体内的位置随菌种而异，对,鉴别细菌,有重要意义。,5.芽胞对热、干燥、辐射及消毒剂有,很强的抵抗力,（有,多层致密的膜结构,，通透性低、含水量少、含大量吡啶二羧酸）,6.,高压蒸气灭菌是杀灭芽胞的最有效的方法。,（临床上将,杀死芽胞作为消毒灭菌效果的判定指标,。）,back,back,四、细菌的理化性状与新陈代谢,自养菌 以简单的无机物为原料,异养菌,细菌,寄生菌,腐生菌,大部分病原菌均属于,寄生菌,（从宿主体内的有机物中获得营养和能量的细菌）。,（一）细菌的理化性状,1.,物理性状,（1）,半透明体,，细菌悬液呈浑浊状态,（2）体积微小，,表面积大,，有利于物质交换。,（3）细菌有,带电现象,，在中性或弱碱性环境中带负电荷。,（4）,半透性,（5）细菌含有,高浓度营养物质和无机盐,。,2.,化学组成,多种化学成分包括,水,、无机盐类、蛋白质、糖类、脂质和核酸等。,有碳、氢、氮、氧和少数的,无机离子,还含有原核细胞,特有的化学物质,。,（二）细菌的新陈代谢和能量转换,1.细菌的能量代谢,发酵（有机物为受氢体）,呼吸,需氧呼吸,（无机物为受氢体）,厌氧呼吸,2.细菌的分解代谢产物（略）,检测细菌对各种基质的代谢作用及代谢产物，借以区别和鉴别细菌种类的生化试验，称为细菌的生化反应。,糖发酵试验,、,吲哚试验,、甲基红试验、,VP试验,、,枸橼酸盐利用试验、,尿素酶试验,硫化氢试验,糖发酵试验,（+）（-）（,+,）（,-,）,back,吲哚试验,（+）,（）,back,VP试验,（-）（+）,back,硫化氢试验,（-）（+）,（+）,（-）,（2）毒素和侵袭性酶,毒素,内毒素（脂类A）G,-,菌,裂解后释放出,外毒素 G,+,菌和少数G-菌,在代谢过程,中分泌出,有毒性作用的蛋白,质。,侵袭性酶 细菌产生的,与致病性有关,，对人体有损伤的酶。,3.,细菌的合成代谢产物及其在医学上的意义,（1）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。,热原质,耐高温,，,250,高温干烤,可破坏；吸附剂、特殊石棉滤板可除去，,蒸馏法,效果最好。,（3）色素 有助于鉴别细菌,水溶性色素,溶于水，,培养基着色,脂溶性色素,不溶于水，培养基不着,色，,菌落着色,（4）抗生素,某些微生物代谢过程中产生的一类能抑制或杀死某些其它微生物的物质。,go,back,back,（5）维生素,（6）细菌素,某些菌株产生的一类具有抗菌作用的蛋白质，只对,有近缘关系的细菌,有杀伤作用,。,可用于细菌分型和流行病学追踪调查。,五、细菌的生长繁殖与培养,（一）生长繁殖的条件,必要条件是营养物质、能量和适宜的环境。,1.,营养物质,水分、无机盐类、蛋白胨,（或氨基酸）和糖等。对营养要求高的细菌还需要某些,生长因子,。,2.酸碱度,pH7.07.6,3.温度 最适温度随细菌的种类而不同。,大多数病原菌生长的最适宜温度,与人体的体温相同,。,4.气体环境,O,2,和CO,2,根据细菌代谢时对氧气的需要与否分为,（1）专性需氧菌 结核杆菌,（2）微需氧菌 空肠弯曲菌,（3）兼性厌氧菌 大多数病原菌,（4）专性厌氧菌 破伤风杆菌,5.渗透压,一般培养基的盐浓度和渗透压对大多数细菌是安全的。,（二）生长方式与速度,1.生长方式 简单的,二分裂法,繁殖,大多数细菌的代时约2030min，但结核杆菌代时18h。,2.生长曲线,迟缓期、对数期、稳定期和衰退期。,GO,back,（三）培养 （简略）,人工培养要用培养基。,培养基是由适合细菌生长需要的各种营养物质配制，经灭菌后制成的。,（培养基的分类、细菌在培养基中的生长现象、培养方法及应用由实验课讲）,复习思考题：,1.简述G+菌与G-菌细胞壁的化学组成中的共同点和不同点。,2.试述细胞壁的功能。,3.简述细菌的特殊结构的种类、概念、特点或功能及临床意义。,4.细菌的合成代谢产物有哪些？在医学上的意义？,5.试述细菌的生长繁殖的条件和人工培养细菌的生长曲线的分期。,6.何谓L型细菌，其特点如何？,7.试解释中介体、热原质、质粒、细菌素、培养基、代时、菌落。,第二节,病 毒(virus),体积微小，可以,通过细菌滤器,;,结构简单，只含,一种类型的核酸,;,专性细胞内寄生,，以,复制,方式增殖的一类非细胞型微生物。,对抗生素不敏感,，,对干扰素敏感,。,一、,病毒的大小与形态,完整的成熟的病毒颗粒称为,病毒体,，是细胞外的结构形式，具有典型的形态结构，并有感染性。,（一）病毒的大小,1.以,纳米或毫微米,（nm）作为测量单位。,2.测量方法：最可靠的是,电子显微镜,测量法。,（二）病毒的形态,多数为球状或近似球状、少数为杆状、丝状或子弹形。,二、病毒的结构和化学组成,（一）,病毒的结构,基本结构：,核心,+,衣壳,=,核衣壳,(necleocapsid),有的病毒其外有,包膜,。其上有包膜,子粒或刺突,（,包膜病毒,）。,无包膜的病毒体称,裸露病毒,。,核心+衣壳 =核衣壳,1.核心(core)位于病毒中心。,核酸,，构成病毒的基因组。,为病毒的复制、遗传和变异提供遗传信息。,2.衣壳(capsid),包围在核酸外面的,蛋白质,外壳。,（1）组成：,壳粒,（形态亚单位）组成。,每个壳粒又由一个或多个,多肽分子,（化学亚单位）组成。,（2）作用：,具有抗原性,，是病毒体的主要抗原成分。,保护病毒核酸,免受环境中核酸酶或其他因素的破坏。,介导病毒进入宿主细胞,壳粒数目和排列方式,有助于病毒鉴别和分类,。（螺旋对称型、20面体对称或立体对称型、复合对称型。,3.,包膜(envelope),含有宿主细胞膜或核膜的化学成分，位于核衣壳外。,有些包膜表面有蛋白质的钉状突起，称为,包膜子粒或刺突,。,功能,：,维护病毒体结构的完整性，,辅助病毒感染的作用，,具有病毒种、型特异性，,与致病性和免疫性有关。,对干、热、酸和脂溶剂敏感。,（二）病毒的化学组成与功能,1.核酸,化学成分为DNA或RNA（病毒分为,两类）,功能,：控制病毒复制、决定病毒的特性、具有感染性。,2.蛋白质 病毒的,主要组成部分,（1）病毒,结构蛋白,即病毒的主要成分(病毒衣壳、包膜和基质的主体成分)。,功能：保护病毒核酸、参与感染过程、具有抗原性。,（2）病毒,非结构蛋白,即不参与病毒体构成部分的病毒蛋白多肽（病毒编码的酶类和特殊功能的蛋白）。,3.脂类和糖,三、病毒的增殖,以病毒核酸分子为模板进行复制的方式称为自我复制。,方式：以,基因组为模板,，在DNA聚合酶或RNA聚合酶以及其他必要因素作用下，经过,复杂的生化合成过程,，,复制,出病毒的基因组。,病毒基因组则经过,转录、翻译过程,，合成大量的病毒结构蛋白，再经过,装配,，最终释放出子代病毒。,（一）,正常复制周期,1.,吸附,分,两个阶段,（1）,非特异性吸附 可逆的，静电结合,与Na,+,、Mg,+,、Ca,+,等阳离子浓度有关。,（2）特异性吸附 不可逆的,病毒表面,结构位点,与,细胞表面,受体,特异性结合,受体是病毒组织亲嗜性的主要决定因素。,2.,穿入,吞饮 无包膜病毒（裸露病毒）,融合 有包膜病毒（核衣壳入内）,3.,脱壳,4.,生物合成,（隐蔽期）,病毒利用宿主细胞提供的低分子物质，大量合成病毒核酸和结构蛋白。,（1）,双链DNA病毒,特点：,多在细胞核内合成DNA，在细胞质内合成病毒蛋白。,亲代DNA解旋 合成子代DNA 子代 病毒蛋白,（2）单链DNA病毒,特点：,ssDNA 互补DNA 子代ssDNA 子代病毒蛋白,（3）单正链RNA病毒,特点：,ssRNA 互补-ssRNA,RNA,子代病毒ssRNA,和蛋白质,半保留复制形式,合成互补链为模板 复制并转录翻译,本身作为mRNA，合成负链为模板,go,back,（4）单负链RNA病毒,特点：,-ssRNA 互补+RNA,RNA,子代病毒核酸和蛋白,（5）双链RNA病毒,特点：,dsRNA 复制出+RNA 新-RNA 子代病毒蛋白,合成互补链为模板 复制并转录翻译,具有依赖RNA的RNA聚合酶,具有依赖RNA的RNA聚合酶,仅由负链RNA复制出的正链为模板并转录,（,6）反转录病毒,特点：,RNA -DNA RNA,:,DNA中间体 dsDNA,整合至宿主DNA上 子代RNA和mRNA,子代病毒蛋白,具有反转录酶,5.组装、成熟和释放,（1）组装,DNA病毒在,细胞核内,（除痘病毒）,RNA病毒和痘病毒在,细胞质内,（2）成熟和释放,细胞破裂,病毒释放（裸露病毒）,出芽方式,释放（有包膜的病毒）,（二）异常增殖与干扰现象,1.病毒的异常增殖,（1）,顿挫感染,病毒感染细胞后，细胞,不能为,病毒增殖提供所需的酶、能量及必要的成分等，故,不能,组装和释放出,有感染性,的病毒颗粒。,这种细胞称为,非容纳细胞,。但该细胞对其他病毒则可能是容纳细胞。,（2）缺陷病毒,由于病毒基因组,不完整,或者因某一基因位点,改变,，病毒感染细胞后不能进行正常增殖，此病毒为,缺陷病毒,。,若该病毒与另一病毒共同培养时，后者若能为前者提供所缺乏的物质，前者即能正常复制。这种有辅助作用的病毒被称为,辅助病毒,。,2.干扰现象,两种病毒感染同一细胞时，可发生一种病毒,抑制,另一种病毒增殖的现象。,干扰现象,不仅,发生在异种病毒之间，,也可,发生在同种、同型及同株病毒之间。,干扰现象,不仅,存在活病毒间，灭活病毒,也能,干扰活病毒。,在同一病毒株中混有缺陷病毒，当与完整病毒同时感染同一细胞时，完整病毒的增殖，受到抑制的现象叫,自身干扰现象,。,发挥干扰作用的缺陷病毒称为,缺陷干扰颗粒。,病毒的干扰现象能够阻止、中断发病，也可以使感染终止，导致宿主康复。在疫苗的应用方面有重要意义。,四、理化因素对病毒的影响,（一）物理因素,病毒受理化因素作用后，失去感染性称为灭活（灭活的病毒仍能保留其他特性）。,1.,温度,耐冷不耐热。,2.,pH,pH59,3.,射线和紫外线,线、X线和紫外线都能使病毒灭活。,（二）化学因素,1.脂溶剂 乙醚、氯仿和去氧胆酸盐等可破坏包膜。,2.酚类,3.氧化剂、卤素及其化合物,4.抗生素和中草药,五、病毒的分类（略）,亚病毒,1.,类病毒,植物病毒，仅由核苷酸组成,2.,卫星病毒,引起植物病害的致病因子,（1）可编码自身的衣壳蛋白,（2）需利用辅助病毒的蛋白衣壳,3.,朊粒,（prion）引起羊瘙痒病,归属于寻常病毒的致病因子。,复习思考题,1.试以DNA病毒为例，叙述病毒的增殖过程,2.试述病毒的基本结构及功能,3.试解释病毒体、衣壳、壳粒、刺突、复制、吸附、缺陷病毒、顿挫感染、干扰现象。,第三节 真菌,(fungus),真菌是一大类具有细胞壁和典型细胞核，不含叶绿素，不分根、茎、叶的,真核细胞型微生物,。,少数为,单细胞,，大部分为,多细胞,结构。,一、真菌的形态和结构,真菌的形态,多种多样,，大小比细菌大得多。,（一）单细胞真菌,圆形或椭圆形,，如酵母型真菌和类酵母型真菌。,（二）多细胞真菌,由,菌丝,和,孢子,组成,1.,菌丝,孢子生出嫩芽，称为芽管。芽管逐渐延长呈丝状，称为,菌丝,。有的菌丝形成横隔，称之为隔膜。,绝大部分的病原性丝状真菌为,有隔菌丝,。,菌丝可长出许多分枝。交织成团，称,菌丝体,（,营养,菌丝、,气中,菌丝和,生殖,菌丝）。,2.,孢子 真菌的,生殖结构,孢子是真菌,鉴定和分类,的主要依据。,病原性真菌大多数产生,无性孢子,（叶状孢子、分生孢子和孢子囊孢子）,孢子囊孢子,二、真菌的繁殖和培养,（一）真菌的繁殖方式,芽生、裂殖、萌管和隔殖,（,二）真菌的培养,常用,沙保弱培养基,培养,1.大多数病原性真菌,生长缓慢,（14周才可见菌落）。,2.最适培养温度为,2228C,，某些深部真菌为,37C,、最适,pH4.06.0,。,3.真菌,菌落有3型,(酵母型菌落,类酵母型菌落,丝状型菌落),酵母型菌落,类酵母型菌落,丝,状,型,菌,落,三、变异性与抵抗力,易发生,变异,。,对,热,的抵抗力不强；,对,干燥、阳光、紫外线,和,多种化学药物,的耐受性强；,对,抗生素,不敏感。,复习思考题,1.,简述真菌的形态特征。,2.比较真菌孢子与细菌芽胞的区别。,3.试解释真菌、菌丝体、孢子、分生孢子的概念。,4.试述真菌的培养特点。,