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,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,2019/11/13,#,医学微生物学,佳木斯大学微生物教研室,二零一零年三月,绪论,一、微生物与医学微生物学,微生物（,microorganism or microbe,）：是一类体积微小、结构简单、肉眼直接看不见的微小生物的总称。,微生物学：是生物学的一个分支，主要研究微生物的结构、遗传、代谢等生物学特性、生命规律及其与宿主之间关系的科学。,医学微生物学：,是研究与医学有关的病原微生物的一门科学。,主要研究内容是病原微生物的生物学性状、致病性和免疫性、微生物学检查法以及特异性预防和治疗原则。,二、微生物的种类,根据微生物的结构特点、遗传特性及分化组成可分为三种类型：,原核细胞型微生物,（,prokaryote microbe,）：细胞核的分化程度较低，仅有原始的核，无核仁和核膜，胞浆内无完整的细胞器。如,细菌、衣原体、支原体、立克次体、螺旋体和放线菌。,真核细胞型微生物,(eukaryote microbe),：细胞核的分化程度较高，有核膜、核仁和染色体，胞浆内有完整的细胞器，行有丝分裂。如,真菌,。,非细胞型微生物,(acelluar microbe),：无细胞结构，仅由一种核酸和蛋白质组成,如,病毒,。,因此微生物包括病毒、衣原体、立克次体、支原体、细菌、放线体、螺旋体和真菌等八大类。,球菌分枝杆菌,螺旋体芽胞梭菌,原核细胞型微生物,单细胞真菌 多细胞真菌,真核细胞微生物,肝炎病毒 轮状病毒 狂犬病毒,非细胞型微生物,三、微生物与人类的关系,有益：,参与自然界中许多物质循环,正常菌群：对机体具有生理作用、免疫作用和生物屏障作用。,在工业方面：废物的处理，制革，石油勘探，酿造以及食品。,在农业方面：可用微生物来制造细菌肥料，植物生长激素以及植物虫害的防治，近几年微生物还在遗传工程或基因工程中广为利用。,人类日常生活：,有害：存在于自然界微生物,也有少数能使人类和动植物发生病害，被称为病原微生物。,人：,可引起结核病、病毒性肝炎、流感等。,家畜、家禽：牛瘟、鸡瘟、猪霍乱。,农作物：稻瘟病、玉米黑穗病。,小结：,八大微生物是：三菌四体一病毒,三菌：细菌、真菌、放线菌,四体：衣原体、支原体、立克次体、螺旋体,一：病毒,医学微生物学发展简史,一、经验微生物学时期：,传染性生物学说,二、实验微生物学时期,1676,年荷兰人,吕文虎克,（,Antony van Leeuwenhoek,1632,1723,年,）用自制的显微镜第一次观察到各种形态的微生物。,吕文虎克以及他发明的显微镜,巴斯德,（,Louis Pasteur,1822,1885,年）是法国化学家，也是微生物和免疫学的奠基人。他在解决葡萄酒变质原因的研究工作中证实了有机物的发酵与腐败是由微生物引起的。此外，巴斯德还首次研制成了炭疽菌苗、狂犬病疫苗。,法国化学家巴斯德,德国医生,郭霍,（,Robert Koch,1843,1910,年）他创建了固体培养基和细菌染色技术。先后发现了炭疽芽胞杆菌、结核分枝杆菌和霍乱弧菌，并提出了科霍法则。,德国医生,郭,霍,1892,年俄国学者,伊凡诺夫斯基,发现了病毒。,英国医生,琴纳,（,Edward Jenner,1749,1823,年）于,18,世纪末应用研制的牛痘苗预防天花是人类运用人工自动免疫方法预防疾病的开始。,1929,年英国人,弗莱明,（,Alexander Fleming,1881,1955,年）发现了青霉菌产物青霉素能抑制金黄色葡萄球菌的生长，,1940,年,Florey,等提取出青霉素的结晶纯品，并证实了其临床应用价值，给感染疾病的临床治疗带来了一次大的革命。,现代微生物学时期,进入,20,世纪中期，随着生物化学、遗传学、细胞生物学和分子生物学等学科的发展，以及电子显微镜、气相色谱和液相色谱技术、免疫技术的进步，促进了微生物学的发展。,1978,年确认了嗜肺军团菌（,L.pneumophila,）；,1981,年首例获得性免疫缺陷综合征在美国报告；,1982,年分离出伯氏疏螺旋体（,B.burgdorferi,，莱姆病螺旋体）。,20,世纪,80,年代开展起来的单克隆抗体（,McAb,）技术、酶联免疫吸附试验（,ELISA,）、聚合酶链反应（,PCR,）以及其他新标记技术的应用使微生物学诊断技术更特异、更简便和更敏感。,1980,年,5,月,WHO,宣布人类已彻底消灭了天花病毒,。,第一章细菌的形态与结构,第一节细菌的大小与形态,细菌的大小：,细菌通常以微米（,m,）作为测量单位,细菌的基本形态：,存在形式：浮游、生物膜,有球形、杆形和螺形，故细菌分球菌、杆菌和螺形菌三大类,球菌：菌体呈球形或近似球形，主要有双球菌、链球菌和葡萄球菌,杆菌：菌体呈杆状或近似杆状,（直杆菌、分枝杆菌、棒状杆菌、梭杆菌）,螺形菌：,菌体弯曲。,弧菌：菌体有一个弯曲（霍乱弧菌）,螺菌：菌体有数个弯曲（鼠咬热螺菌）,螺杆菌：菌体细长弯曲呈螺状、,S,型或海鸥状（幽门螺杆菌）,弧菌螺菌,一、细菌的基本结构,细菌的细胞结构，包括细胞壁，细胞膜，细胞质和核质,第二节细菌的结构,（一）细胞壁,(cell wall),细胞壁位于细菌细胞膜外的一层坚韧而有弹性的膜状结构。,、细胞壁的功能：,（,1,）维持细菌固有形态；,（,2,）保护细菌抵抗外界低渗环境，起到屏障作用；,（,3,）参与物质交换；,（,4,）决定细菌的抗原性；,（,5,）与细菌的致病性有关。,、细胞壁的化学组成：,（）革兰阳性菌：由肽聚糖和磷壁酸组成，磷壁酸是细菌重要的表面抗原。,（）革兰阴性菌：由肽聚糖和外膜组成。,革兰阳性菌,细胞壁的肽聚糖：,由多糖骨架、四肽侧链、交联肽桥三部分构成：有,5,层，很致密,革兰阳性菌的肽聚糖结构,革兰阴性菌的肽聚糖结构,革兰阴性菌,细胞壁的肽聚糖：,由多糖骨架、四肽侧链两部分构成：,2,层，结构疏松,革兰阴性菌细胞壁的肽聚糖虽含量少，但其外还有由三层结构组成的,外膜,。,革兰阴性菌细胞壁的外膜由脂蛋白、脂质双层和脂多糖组成，脂多糖又由脂质、核心多糖和特异多糖组成。,革兰阴性菌细胞壁的结构,1.,脂蛋白：类脂质、蛋白质,2.,脂质双层：外膜蛋白（,OMP,）,:,物质交换、屏障作用、可作为噬菌体和性菌毛的受体。,3.,脂多糖（内毒素、,LPS,）组成,（）脂质：是内毒素的毒性部分和主要成分，与细菌的致病性有关。,（）核心多糖：位于,脂质,的外层，具有属或组特异性。,（）特异多糖：特异性,O,抗原，种特异性。,周浆间隙：,革兰阴性菌的细胞膜和外膜的脂质双层之间的空隙，约占细胞体积的,20%,40%,。,革兰阴性菌和革兰阳性菌细胞壁结构比较,溶菌酶能切断,M-G,之间的,-1,，,4,键的分子连接，破坏多糖骨架，引起细菌裂解。青霉素能干扰甘氨酸交联桥与,4,肽侧链上的,D-,丙氨酸之间的联结。,L,型细菌：,细菌细胞壁受损后，细菌并不一定死亡而成为细胞壁缺陷的细菌。,G,+,菌：原生质体；,G,-,菌：圆球体。,可引起尿路感染、骨髓炎、心内膜炎等。用,20%,人或马血清与低琼脂的高渗培养基，形成,“,油煎蛋,”,状细小菌落。用抗生素治疗后易复发。,二、细胞膜,(cell membrane),功能：,.,参与物质交换,.,呼吸功能,.,生物合成作用,4.,分泌功能,细胞膜结构模式图,三、细胞质,(cytoplasm),1.,核糖体：为细菌蛋白质合成的场所（,70S,）,2.,质粒：,为双股环状的，为染色体之外的遗传物质，,可携带某些遗传信息，控制细菌某些特定的遗传性状。,按其编码产物特性，可分为致育性质粒（,F,质粒）、耐药性质粒（,R,质粒）以及毒力质粒（,Vi,质粒）等,3.,胞质颗粒：为细菌暂时存储的营养物质。,4.,中介体：是部分细胞膜内陷、,折叠、卷曲形成的囊状物。,四、核质,(nuclear material),为细菌的遗传物质，,控制细菌的各种遗传,性状、生长、繁殖、遗传和变异。,二、细菌的特殊结构,（一）荚膜,(capsule),：,分为荚膜和微荚膜（,200nm,为界）,某些细菌细胞壁围绕一层较厚的粘液性物质，称荚膜。,染色特点：不易着色，需用荚膜染色法可将菌体与荚膜染成不同的颜色。,形成条件：在人或动物体内或营养丰富的培养基上。,化学成分：多数为多糖，少数为多肽。,作用：与细菌致病有关。,1.,抗吞噬,2.,抗有害物质的破坏,3.,抗干燥作用,4.,黏附作用,细菌荚膜图,（二）鞭毛,(flagellum),某些菌体上具有的细长呈波状弯曲的丝状物，称鞭毛。,1.,分类：单毛菌、双毛菌、丛毛菌、周毛菌,2.,结构：基础小体、钩状体、丝状体,3.,功能：为细菌的运动器官。,4.,化学成分：蛋白质具有抗原性,细菌鞭毛类型模式图,（三）菌毛,(pilus),许多革兰阴性菌所有的较鞭毛短、细而直的丝状物，称菌毛。,1,、种类：普通菌毛和性菌毛。,2,、普通菌毛：遍布与菌体表面，可粘附于宿主粘膜上皮细胞，协助细菌侵入细胞。,3,、性菌毛：每个菌体只有,1-4,根，可与无性菌毛的细菌接合，而使其获得,某些特殊的性状。,也是某些噬菌体,吸附的受体,细菌的菌毛扫描电镜图,（四）芽胞,(spore),概念：某,些细菌在一定环境条件下，细胞质脱水浓缩而在菌体内形成一个圆形或椭圆形的小体称芽胞。,芽胞的多层结构由内向外依次是核心、内膜、芽胞壁、皮质、外膜、芽胞壳、芽胞外衣。,1,、染色特点,：,不易着色；,2,、不同细菌的芽胞的形态、大小、及位置有所不同，故可借此鉴别；,3,、细菌在不良环境中形成芽胞，是细菌的休眠状态。,4,、细菌形成芽胞后，对高温、干燥化学消毒剂、辐射等的抵抗力增强。,耐热：（,1,）含水少；（,2,）含有大量吡啶二羧酸（,DPA,），与稳定芽胞的酶类有关。,（,3,）芽胞具有多层致密的厚膜，理化因素不易透入。,显微镜放大法,光学显微镜检查,分辨率：,0.25m,电子显微镜检查,电子显微镜的光源是波长极短的电子波，在高度真空条件下，电子波长可短到,0.005nm,左右，故其放大倍数极高，可达数十万倍，能分辨,1nm,的物质。,染色法,第三节 细菌形态学检查法,小结：,一、细菌个体微小，根据其形态特征可分为球菌、杆菌和螺形菌三大类；,二、细菌是一类具有细胞壁的原核单细胞微生物，由外向内具有细胞壁、细胞膜、细胞质和核质等基本结构；,三、某些细菌还具有一些特殊的结构，如荚膜、鞭毛、菌毛、芽胞等。,1.,属于真核细胞型的微生物是,A,螺旋体,B,放线菌,C,真菌,D,细菌,E,立克次体,2,微生物与人类的关系是,A,有益,B,有害,C,益多害少,D,益少害多,E,益害均等,3,原核细胞型微生物包括细菌、支原体、立克次体、衣原体、,_,和,_,，共,6,类微生物。,4.,与动物细胞结构相比较，细菌所特有的一种重要结构是,A.,核蛋白体（核糖体）,B.,线粒体,C.,高尔基体,D.,细胞膜,E.,细胞壁,5.,青霉素的抗菌作用机理是,A.,干扰细菌蛋白质的合成,B.,干扰细菌的核酸代谢,C.,抑制细菌的酶活性,D.,破坏细胞壁中的肽聚糖,E.,破坏细胞膜,6,细菌,L,型是指,A.,细菌的休眠状态,B.,细胞壁缺陷型细胞,C.,非致病菌,D.,不可逆性变异的细菌,E.,光滑型,-,粗糙型菌落（,S-R,）变异,7.,溶菌酶杀灭细菌的作用机理是,A.,裂解肽聚糖骨架的,-1,，,4,糖苷键,B.,竞争肽聚糖合成中所需的转胺酶,C.,与核蛋白体的小亚基结合,D.,竞争性抑制叶酸的合成代谢,E.,破坏细胞膜,8,细菌的特殊结构主要有,_,，,_,，菌毛和芽胞。,9,革兰阴性（,G,-,）菌细胞壁的脂多糖即内毒素包括类脂,A,，,_,和,_3,种成分。,10,按细菌鞭毛的数目和排列方式，将鞭毛菌分为单毛菌，,_,，,_,和周毛菌,4,种。,第一节 细菌的物理性状,一、细菌的化学组成,水、无机盐、蛋白质、糖类、脂质和核酸,有机物：,C,、,H,、,N,、,O,、,S,、,P,无机离子：,K,、,Na,、,Fe,、,Mg,、,Ca,、,CI,特有成分：肽聚糖、胞壁酸、磷壁酸、,D,型氨基酸、,DAP,、,DPA,二、细菌的物理性状,光学性质,:,浊度计和分光光度计,估计细菌数量,表面积,:,物体单位体积所具有的表面积称作比面积,带电现象,:,G,+,菌的,pI,为,2,3,，,G,-,菌的,pI,为,4,5,半透性,:,允许水及小分子物质通过,渗透压,:G,+,:2025,个大气压,G,-,:56,个大气压,第二章 细菌生理学,一、细菌的营养类型,自养菌：此类细菌能以,无机物,(CO,2,、,CO3,2-,、,N,2,、,NH,3,、,NH,2,-,、,NH,3,-,),作为原料及能量来源，合成菌体成分。,异养菌：需要利用,有机物,作为营养和能源；其中以动植物尸体和腐败变质食物作为营养物的称为,腐生菌,；寄生在活的动植物或人体的，以宿主体内有机物作为营养来源的称为,寄生菌,。,第二节 细菌的营养,二、细菌的营养物质,三、细菌摄取营养物质的机制,被动扩散,主动转运系统,依赖于周浆间隙结合蛋白的转运系统,化学渗透转运系统,基团转移,一、影响细菌生长的环境因素,（一）营养物质：,（二）氢离子浓度（,pH,）：绝大多数最适宜,pH7.27.6,（三）温度：,37,摄氏度。,（四）气体环境：细菌根据对氧气的需要不同可分为四类：,1.,专性需氧菌：结核杆菌,2.,微需氧菌：在低氧压（,5%,）下生长最好，空肠弯曲菌,3.,兼性厌氧菌：大多数病原菌,4.,专性厌氧菌：破伤风梭菌,缺乏氧化还原电势较高的呼吸酶：细胞色素、细胞色素氧化酶,缺乏分解有毒氧基团的酶：,O,2,-,、,H,2,O,2,，超氧化物歧化酶、触酶,（五）渗透压：嗜盐菌,第三节 细菌的生长与繁殖,二、细菌的生长与繁殖,（一）细菌个体的生长繁殖：,细菌以简单的,二分裂法,繁殖。,代时：,细菌分裂数量倍增所需的时间。,多数细菌的代时为,2030,分钟。,（二）细菌群体的生长繁殖：,生长曲线可以人为地分,4,个期：,迟缓期,(A),：细菌数量不增，体积增大。,14,小时。,对数期,(B),：也称指数期，是细菌生长最迅速的阶段。细菌以恒定的速度分裂，菌数呈几何级数增长。,8,18,小时。,稳定期,(C),：细菌繁殖数与死亡数几乎相等，活菌数保持稳定。,衰亡期,(D),：细菌死亡数超过繁殖数，活菌数下降。,一、细菌的能量代谢,发酵：,以有机物（,NAD,）,作为最终受氢体的生物氧化作用，,厌氧菌。,1.,糖发酵,2.,磷酸戊糖途径,呼吸：,以无机物为受氢体,1.,需氧呼吸：以分子氧（,O,2,）作为最终受氢体的生物氧化作用。需氧菌、兼性厌氧菌。,2.,厌氧呼吸：以,NO,3,-,、,NO,2,-,、,SO,4,2-,、,CO,2,等无机物作为最终受氢体的生物氧化作用。厌氧菌。,第四节 细菌的新陈代谢,二、细菌的代谢产物,（一）分解性代谢产物和细菌的生化反应：,1,、糖发酵试验：,-,、,+,、,(+),2,、吲哚试验（,I,）,:,细菌含有色氨酸酶，能分解蛋白质中的色氨酸产生吲哚（靛基质），,吲哚,与试剂,对二甲基氨基苯甲醛,作用后，形成玫瑰吲哚，呈红色反应。,3,、甲基红试验（,M,）,:,细菌分解葡萄糖产生丙酮酸。,4,、,V-P,试验：乙酰甲基甲醇在碱性环境下可被氧化生成二乙酰，再与胍基反应生成红色化合物。,5,、枸橼酸盐利用试验（,C,）：以枸橼酸盐为碳源，生成碳酸盐，培养基,pH,升高，加入溴麝香草酚蓝由淡绿色变成 深蓝色。,6,、霍乱红试验：还原硝酸盐成亚硝酸盐,+,浓硫酸生成亚硝酸吲哚。,7,、硫化氢试验：变形杆菌、沙门菌为阳性。,8,尿素酶试验：尿素酶分解尿素产氨，使,pH,值变为碱性。酚红变为红色。,IMViC,主要用于肠道杆菌的鉴别。大肠埃希菌为,+-,，产气肠杆菌为,-+,。,（二）合成性代谢产物及其医学上的意义：,热原质：,是由细菌产生的注入人或动物体内能引起发热反应的物质。,毒素及侵袭性酶：,色素：分脂溶性和水溶性。,抗生素：,有些微生物在代谢过程中可产生一些能抑制或杀死某些其他微生物或癌细胞的物质。,主要由放线菌和真菌产生。,细菌素：是某些细菌菌株产生的具有抗菌作用的蛋白质，抗菌范围窄，只对与产生菌株亲缘关系较近的细菌有作用。,维生素：大肠埃希菌合成维生素,B,、,K,。,一、培养细菌的方法：分离培养、纯培养,二、培养基,培养基是将细菌所需要的各种营养物质合理的配置成为细菌生长繁殖的基质,第五节细菌的人工培养,按营养组分和用途,1.,基础培养基,basic medium,：营养肉汤、营养琼脂、蛋白胨水,2.,增菌培养基,enrichment medium,：普通、选择性,3.,选择培养基,selective medium,：,SS,4.,鉴别培养基,differential medium,：,EMB,5.,厌氧培养基,anaerobic medium,：庖肉培养基,按物理性状,1.,固体培养基,2.,半固体培养基,3.,液体培养基,庖肉培养基,三、细菌在培养基中的生长情况,1,、固体培养基,菌落：,一个细菌在固体培养基上经过一定时间培养后，形成的肉眼可见的单个细菌集团。,光滑型（,S,）、粗糙型（,R,）、黏液型（,M,）,菌苔：几个菌落融合,在一起。,细菌菌落,2,、液体培养基,细菌在液体培养基中生长，多数出现,均匀混浊,状态，少数出现,沉淀,及生成,菌膜,现象。,3,、半固体培养基,细菌穿刺接种后，,有鞭毛菌可沿穿刺线,向周围扩散生长，无,鞭毛菌仅沿穿刺线生长。,四、人工培养细菌的用途,（一）在医学中的应用,1.,感染性疾病的病原学诊断：细菌分离培养、鉴定、药敏实验,2.,细菌学研究,3.,生物制品的制备,（二）在工农业生产中的应用,（三）在基因工程中的应用,小结：,1.,细菌分解代谢和合成代谢的代谢产物在鉴别细菌、引起疾病和治疗疾病中的意义；,2.,细菌生长曲线的分期及各期的特点；,3.,细菌人工培养的条件；,4.,培养基的分类、制备及细菌在培养基上的生长现象。,1.“,菌落”是指,A.,不同种细菌在培养基上生长繁殖而形成肉眼可见的细胞集团,B.,细菌在培养基上生长繁殖而形成肉眼可见的细胞集团,C.,一个细菌在培养基上生长繁殖而形成肉眼可见的细胞集团,D.,一个细菌细胞,E.,从培养基上脱落的细菌,2,何种培养基可检查细菌的动力,固体培养基,B.,半固体培养基,C.,液体培养基,D.,选择培养基,E.,营养培养基,3.,对数期的细菌,A.,代谢活跃，体积增大，但不分裂增殖,B.,细菌分裂繁殖较快，菌数以几何数增大,C.,细菌的繁殖数与死亡数几乎相等,D.,死菌数超过活菌数,E.,4,一些抗菌药物在细菌生长的哪一时期杀菌效果好,A,迟缓期,B,对数生长期,C,稳定期,D,衰退期,E,以上均不是,5,下列物质中不是细菌合成代谢产物的一种是,A,色素,B,细菌素,C,热原质,D,抗毒素,E,抗生素,6.,根据细菌对营养物质的需求，可将细菌分为,_,和,_,。,7,半固体培养基多用于检测细菌,_,，液体培养基多用于细菌,_,。,8.,根据菌落的特点，可将菌落分为光滑型菌落、,_,和,_,。,9.,细菌色素分为,_,和,_,两种。,10.,细菌生长繁殖的条件包括充足的,_,、适宜的,_,、适合的酸碱度和必须的气体环境。,第三章 细菌遗传与变异,基因型变异、表型变异,第一节 与细菌遗传相关的物质,（一）染色体：双股环状,DNA,分子。,特点：绝大多数基因单拷贝形式，无内含子，转录后的,RNA,分子不必加工剪切。,全基因组序列分析：细菌种内和种间存在着广泛的遗传交换。耐药性基因和致病岛的获得,细菌致病岛（,PAI,）：病原菌染色体上编码许多毒力相关基因的分子量较大的外源,DNA,片段，其两侧往往含有重复序列或插入序列。,肠致病性大肠埃希菌：,82min,处有,LEE,致病岛，引起,AE,损伤。,（二）质粒：是存在于细菌细胞浆中的,DNA,，又称细菌染色体外基因。,分类：,根据质粒能否通过细菌的接合作用进行传递：,接合性质粒：含有与接合传递有关的基因（,tra,），分子量较大,（,F,质粒、,R,质粒,）,非接合性质粒：分子量小,根据质粒的不相容性：相容性和不相容质粒,根据质粒基因编码的生物学性状：,F,质粒、,R,质粒、,Col,质粒、,Vi,质粒。,（三）噬菌体（,bacteriophage or phage,）：,是侵袭细菌或螺旋体、真菌的病毒。,噬菌体是分子生物学的重要研究工具。,其形态多为蝌蚪形（头部、尾部），,也有呈微球形和细杆状。,噬菌体感染细菌有两种后果：,一,、溶菌周期：噬菌体增殖，细菌裂解，,毒性噬菌体。,1,、吸附穿入,2,、生物合成,3,、成熟释放,二,、溶原性周期：其核酸整合到细胞染色体,DNA,上，成为染色体的一部分，并能与其一起复制，当细菌分裂时能传至子代细菌。,温和噬菌体。,前噬菌体：,整合在细菌染色体上的噬菌体核酸。,溶原性细菌：,染色体上带有前噬菌体的细菌。,（四）,转座子：,概念,：是一类在细菌的染色体、质粒或噬菌体之间自行移动的遗传成分。,插入序列（,IS,）：编码转座酶,复合转座子（,Tn,）：带有转座基因和耐药基因,第二节 细菌的变异现象,形态结构变异：,L,型细菌、,H-O,变异,抗原性变异：沙门菌属,H,抗原,-,菌落变异：,S-R,变异,毒力变异：,卡介苗（,BCG,）：,卡、介二氏把有毒的牛型结核分枝杆菌在含胆汁、甘油和马铃薯的培养基上经,13,年传,230,代，得到毒力减弱而抗原性稳定的菌株。,耐药性变异：青霉素、链霉素,一、突变：由于遗传物质的结构突然改变而引起的变异。,（一）突变的类型,点突变：,是染色体上某一点核苷酸序列的改变所致，也叫基因突变。,多点突变：,涉及较大范围的,DNA,结构变化，包括缺失、异位、重复和倒位。,发生突变的菌株称为突变株，未发生突变的菌株称为野生株。,（二）回复,突变和抑制,突变,第三节 细菌变异的机理,二、基因转移和重组,基因转移（基因交换）：供体菌,DNA,转移给受体菌的过程。,遗传重组：进入受体菌的外源,DNA,能够复制，导致其基因型发生改变成为重组体或重组菌。,（一）转化：,受体菌直接摄取供体菌的游离,DNA,片段并整合到自己基因组中，获得新的遗传性状。,（二）接合：,细菌通过性菌毛相互沟通，将遗传物质从供体菌转移给受体菌。,1,、,F,质粒：雄性菌（,F,+,）、雌性菌（,F,-,）,2,、,R,质粒：分接合性和非接合性,R,质粒,接合性,R,质粒：耐药性传递因子（编码性菌毛、接合）和耐药性决定因子,非接合性,R,质粒：耐药性决定因子（转化、转导）,（三）转导：,是以温和噬菌体为媒介，将供体菌,DNA,片段转移到受体菌内，使受体菌获得新的遗传性状。,1,、普遍性转导,:,完全转导，流产转导,2,、局限性转导,:gal,、,bio,接合,（四）溶原性转换：,溶原性细菌因染色体上整合有前噬菌体而获得遗传性状。白喉棒状杆菌,（五）原生质体融合,:,第四节 细菌遗传变异在医学上的应用,在诊断、治疗和预防方面的应用,在检测致癌物质方面的应用：,Ames(,his,-,),在流行病学方面的应用：质粒指纹图谱（,PFP,）,在分子生物学方面的应用：工具酶、载体、转座子、,DNA,重组的方法,在基因工程方面的应用：胰岛素,小结：,1,、,细菌遗传物质基础质粒、染色体及转座子的结构与特性；,2,、,基因转移与重组,(,转化、转导、接合、融原性转换和原生质体融合,),的概念、过程与结果。,1.,下列细菌中，产生毒素与噬菌体有关的是,A.,破伤风梭菌,B.,白喉棒状杆菌,C.,霍乱弧菌,D.,产气荚膜梭菌,E.,大肠杆菌,2.,白喉杆菌产生外毒素是因为其基因发生了,A.,转化,B.,转导,C.,接合,D.,突变,E.,溶原性转换,3.,当噬菌体基因整合到宿主菌染色体上时，该噬菌体称为,_,该细菌称为,_.,4.,根据噬菌体和宿主菌作用的相互关系，可将噬菌体分为,_,和,_,。,5.,与细菌耐药性有关的遗传物质是,A,性菌毛,B.,细菌染色体,C.,质粒,D.,毒性噬菌体,E.,异染颗粒,6.,细菌耐药性形成的主要方式是,A.,转换,B.,转化,C.,转导,D.,溶原性状态,E.,接合,7.,细菌的遗传物质包括,A.,核质和质粒,B.,核质、质粒和附加体,C.,核质、质粒和前噬菌体,D.,核质和前噬菌体,E.,核质、附加体和前噬菌体,8.,细菌,HO,变异是指细菌从,_,到,_,的突变。,9,细菌,SR,变异是指细菌从,_,到,_,的突变,。,病毒,（,virus,）：是一群体积微小、结构简单、严格寄生在易感细胞内，以复制方式增殖的非细胞型微生物。,有动物病毒、植物病毒和细菌病毒。,医学病毒学,：是研究病毒与人类疾病关系的一门科学,。,第四章 病毒的基本性状,第一节 病毒的形态、结构与化学组成,病毒体,：是具有感染性的完整的病毒颗粒。,一、病毒的大小与形态,：,（一）病毒的大小：,病毒测量单位：纳米,(nm),，,1,、较大病毒：为,300nm,，如痘,病毒；,2,、中等病毒：介于,50250 nm,之间，,绝大多数病毒在,100nm,左右；,3,、微小病毒：,为,20nm,，如口蹄疫病毒。,各种病毒的不同大小和形态的比较图,（二）病毒的形态,球 形,杆状或丝状,蝌蚪形,子弹形,砖 形,脊髓灰质炎病毒,狂犬病病毒,痘病毒,烟草花叶病毒,肝炎病毒,轮状病毒,狂犬病毒,病毒的电镜图,二、病毒的结构与化学组成,（一）核衣壳：核心和衣壳（基本结构）,1,、病毒的核心：,核酸，为,RNA,或,DNA,，还有少量的非结构蛋白,核酸有线型和环,型,之分,DNA,病毒大都是双链,RNA,病毒大都是单链。单链,RNA,有正链（,+ssRNA,）与负链（,-ssRNA,）之分。,功能：,（,1,）病毒复制：病毒生命组织者,（,2,）决定病毒的特性：,病毒特征主宰者,（,3,）具有感染性：病毒感染的启动者,2,病毒的衣壳,(capsid),：蛋白质,由一定数量壳粒,(capsomere),组成,壳粒由多肽分子组成。,病毒结构对称类型：,（,1,）螺旋对称型：壳粒沿着螺旋形的病毒核酸链对称排列，大多数杆状病毒、弹状病毒、正粘病毒和副粘病毒,（,2,）,20,面体立体对称：构成有,20,个等边三角形的面、,12,个顶角、,30,个棱边的立体结构。,五邻体,，,六邻体,。,（,3,）复合对称型：痘病毒、噬菌体。,功能：,（,1,）保护病毒核酸,（,2,）参与感染过程,（,3,）具有抗原性,核衣壳,(nucleocapsid),：核心,+,衣壳，为最简单的病毒体,（二）病毒的包膜,(virai envelope),：,是包绕在核衣壳外的双层膜。有刺突,(spike),或包膜子粒，如流感病毒的血凝素、神经氨酸酶。,核衣壳,功能：,（,1,）维护病毒体结构的完整性,（,2,）参与感染性,（,3,）具有抗原性,腺病毒：触须样纤维,病毒的结构,第二节 病毒的增殖,一、病毒的复制周期,（一）吸附：,1,、静电结合：非特异性的，可逆的,2,、真正的吸附：病毒吸附蛋白（,VAP,）、受体，特异的,（二）穿入：,1,、胞饮：腺病毒,2,、融合,:,流感病毒,3,、直接进入：噬菌体,（三）脱壳：,在细胞溶酶体酶的作用下使衣壳蛋白水解,（四）生物合成：,合成核酸和结构蛋白,部位：,DNA,病毒（除了痘病毒）在,细胞核,内复制；,RNA,病毒（除了正粘病毒和逆转录病毒）在,细胞浆,内。,早期蛋白合成阶段：酶类、非结构蛋白,晚期蛋白合成阶段：核酸、结构蛋白,类型：,1,、双链,DNA,病毒：,2,、单链,DNA,病毒：,3,、单正链,RNA,病毒：,4,、单负正链,RNA,病毒：,5,、双链,RNA,病毒：,6,、逆转录病毒：,7,、嗜肝,DNA,病毒：,（五）装配与释放：,部位：,1,、,DNA,病毒（除了痘病毒）在细胞核内,2,、,RNA,病毒和痘病毒在细胞浆内。,释放方式：,1,、破胞释放,:,脊髓灰质炎病毒,2,、出芽,:,流感病毒,病毒复制周期的长短与病毒种类有关，如腺病毒：,25h,；小,RNA,病毒：,6,8h,。,装配、成熟与释放,病毒增殖过程,二、与病毒增殖有关的异常现象,（一）顿挫感染：,病毒进入细胞后，由于细胞缺乏病毒复制所必需的某些条件，而使病毒最终不能增殖产生子代病毒体的感染方式。如：人腺病毒,（二）缺陷病毒：,是指病毒基因组不完整或基因位点改变不能进行正常增殖的病毒。,缺陷病毒,+,辅助病毒,1,腺病毒伴随病毒：腺病毒,2,丁型肝炎病毒：乙型肝炎病毒,缺陷干扰颗粒（,DPI,），伪病毒。,（三）干扰现象,干扰现象,：,当两种病毒感染同一细胞时，常出现一种病毒抑制另一种病毒复制的现象。,机制：,1,宿主细胞产生干扰素：异种病毒,2,争夺或破坏细胞表面的共同受体：同种病毒,3,缺陷干扰颗粒（,DIP,）：,第三节 病毒遗传学,一、病毒变异的类型,遗传物质变异：,1.,基因突变：,病毒基因组中的碱基序列由于置换、缺失或插入而发生改变,条件致死突变株：温度敏感性突变株（,ts,），,2835,增殖,37,40,不能增殖,。脊髓灰质炎疫苗。,宿主范围突变株：狂犬病病毒疫苗。,耐药突变株：,2.,基因重组与重配,（,1,）,重组：,不分段基因组病毒的重组,（,2,）重配：,分节段,RNA,病毒基因组的重组,（,3,）交叉复活：活病毒与灭活病毒间的基因重组,（,4,）多重复活：灭活病毒之间基因重组,3.,病毒基因组与宿主细胞基因组的整合,:,肿瘤病毒、逆转录病毒,基因重组,1,、不分段的基因重组,甲病毒 乙病毒 甲病毒 乙病毒 丙病毒 丁病毒,A C A C A D,B D B D C B,2,、分段类的基因重组,甲病毒 乙病毒,C,段,M,段,S,段,C,段,M,段,S,段,血凝素,断 裂,核酸内切 酶作用后,在连接酶作用下,丙病毒,C,段,M,段,S,段,神经氨酸酶,(,二,),非遗传物质变异,1,、互补作用,2,、表型混合、表型交换：,二、病毒遗传变异的,生物学意义,1,、从分子水平来理解和解决病毒的生物学性状、遗传变异、致病机制及有效的防治。,2,、利用病毒遗传变异的特性，制备特异性疫苗，预防病毒性疾病。,第四节 理化因素对病毒的影响,灭活：,病毒受理化因素作用后，失去感染性称为灭活。,灭活机制：破坏病毒的包膜，使蛋白质变性，损伤病毒的核酸等。,一、物理因素的影响,（一）温度,大多数病毒耐冷不耐热。,(,二,)PH,：,PH59,。肠道病毒在,PH35,时稳定；鼻病毒在,PH35,时迅速被灭活。,(,三,),射线,X,射线、,射线：使核苷酸链发生致死性断裂；紫外线：形成双聚体，光复活,二、化学因素对病毒的影响,脂溶剂：乙醚、氯仿、去氧胆酸盐、阴离子去污剂,消毒剂：强酸、强碱、酚类、醛类、卤素及化合物、氧化剂,其它：中草药、抗生素,小结,病毒的形态：球形、杆状或丝形,病毒的基本结构：核衣壳；辅助结构：包膜,病毒的增殖周期：吸附、穿入、脱壳、生物合成、装配与释放,病毒变异的类型：遗传物质变异、非遗传物质变异,影响病毒的理化因素,第五章 细菌与病毒的感染及致病机制,病原微生物（,pathogennic icroorgansm,）：能使宿主致病的微生物。,感染（,infection,）,:,病原微生物在宿主体内与宿主相互作用并引起一定的病理过程。,第一节 细菌的感染与致病机制,致病菌：能感染宿主并引起疾病的细菌,非致病菌：不能感染宿主、也不引起疾病的细菌,一、正常菌群与条件致病菌,（一）正常菌群,概念：是指定居于人体体表和开放性腔道中的微生物群，在一般情况下，对机体有益无害。,生理作用：,生物拮抗作用,营养作用,免疫作用,抑癌作用,抗衰老作用,（二）细菌生物被膜：,正常菌群与黏膜上皮细胞紧密结合，在定植处形成一层细菌生物被膜或膜菌群。,（三）条件致病菌：,在一定条件下能引起感染的正常菌群或非致病菌，称为条件致病菌。,条件：,定居部位改变,机体免疫力低下,菌群失调：正常菌群中各种细菌之间比例改变,二、细菌的致病机制,致病性：病原微生物导致机体感染或引起疾病的能力。,毒力，半数致死量（,LD,50,）、半数感染量（,ID,50,）。,（一）细菌的毒力物质：,侵袭力、毒素,1.,侵袭力：,是指细菌突破机体防御功能，在体内定居、繁殖和扩散的能力。,（,1,）黏附素：,菌毛,非菌毛黏附物质：膜磷壁酸,机制：炎性反应性损伤、细胞凋亡,（,2,）荚膜和微荚膜：抗吞噬，,M,蛋白、,Vi,抗原、,K,抗原,（,3,）侵袭性物质：,侵袭性酶类：透明质酸酶、链激酶,侵袭素：肠侵袭型大肠杆菌、福氏志贺菌,2.,毒素,（,1,）外毒素,特征：,G,+,细菌、某些,G,-,细菌,化学成分及结构：蛋白质，,A,、,B,亚单位,毒性作用：强,选择性：强,稳定性：差,抗原性：强,种类：多,a.,神经毒素：,b.,细胞毒素：,c.,肠毒素：,d.,其他毒素：,(2),内毒素,来源及理化特性：,G,-,细菌、脂多糖（,LPS,），稳定、耐热。,生物学作用,发热反应：,IL-1,、,TNF-,、,IL-6,白细胞反应：白细胞增加,内毒素血症与内毒素休克：血管活性介质 血流循环障碍,Shwarzman,现象与弥漫性血管内凝血（,DIC,）,对机体的保护性效应：增强机体的非特异性免疫功能,（二）细菌入侵的数量,（三）细菌入侵的部位,（四）其他影响因素,某些细菌的免疫病理作用,毒力的基因调控：染色体、质粒、转座子或前噬菌体。,致病岛（毒力岛）：决定细菌毒力、可移动的,DNA,序列。,环境因素：自然因素、社会因素,三、细菌的感染途径,（一）感染的来源,1.,外源性感染：,传染源：病人、带菌者、患病及带菌动物,2.,内源性感染：自身感染,3.,医院感染：交叉感染、自身感染、医源性感染,（二）感染的途径,1.,病原菌传播方式,直接方式：吸入、食入,间接方式：接触,媒介方式：动物或昆虫叮咬,2.,感染途径：,四、感染类型,不,感染：,隐性感染：,当机体免疫力较强，入侵的细菌数量不大或毒力不强时，虽然细菌能在体内生长繁殖，但宿主不出现明显临床症状，亦称亚临床感染。,潜伏感染：致病菌与机体相互作用过程中暂时处于平衡状态时，病原菌长期潜伏在病灶内或某些特殊组织中，一旦机体免疫力下降，潜伏的病菌大量繁而引起疾病。,显性感染：,1.,急性感染、慢性感染,2.,局部感染、全身感染,全身感染,（,1,）,毒血症：,细菌在局部繁殖、但不侵入血流，仅细菌产生的外毒素进入血流引起全身中毒症状,.,（,2,）,菌血症,：,病原菌由原发部位侵入血流，但未在血中大量繁殖，如伤寒或结核的菌血症。,（,3,）,败血症,：,细菌侵入血流并在血中大量繁殖，造成机体严重损伤和全身中毒症状，如金葡菌。,（,4,）,脓毒血症,：,化脓性细菌在引起败血症的同时又播散至其他许多组织器官，引起转移性化脓性病灶。,（,5,）,内毒素血症,：,由于,G,-,感染使宿主血液中出现内毒素引起的症状。,带菌状态,：经过显性或隐性感染后，致病菌未被及时清除而继续存在于体内，与机体的免疫形成相对的平衡状态。,第二节 病毒的感染与致病机制,病毒感染：,病毒侵入机体并在体内增殖，与机体发生相互作用的过程。,病毒性疾病：,病毒感染后出现具有临床症状的疾病。,一、病毒的传播途径,水平传播：病毒在宿主个体间的传播方式。,垂直传播：病毒通过胎盘或产道直接由亲代传播给子代的传播方式。,局部感染、全身感染,播散方式：,局部直接播散：流感病毒,血液播散：麻疹病毒、,CMV,。,经神经系统播散：,HSV,、,VZV,、狂犬病病毒,。,二、病毒的感染类型,隐性感染：,显性感染：,1.,急性感染：,流感。,2.,持续性感染：,原因：,机体免疫力低下,病毒的抗原性太弱,病毒存在受保