细菌的生理ppt课件.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,二级,三级,四级,五级,*,*,第二节 细菌的生理,一、细菌细胞的理化性状,一）细菌细胞的化学组成,1,、化学元素,主要元素：六种，,97%,微量元素：,3%,2,、化学组分,1,）水分,2,）有机物,蛋白质、核酸、糖类、脂类、维生素,3,）无机物,无机盐类,二）细菌的物理性质,1,、细菌的带电现象,2,、细菌的比面积,3,、细菌的布朗运动,4,、细菌的光学性质,5,、细胞膜的半渗透性,二、细菌的营养与繁殖,一）细菌的营养物质及其生理功能,水,碳源,氮源,无机盐,生长因子,营养物质,1,、水,生理功能主要有,作为细胞的组成成分。,起到溶剂与运输介质的作用；,参与细胞内一系列化学反应；,维持蛋白质、核酸等生物大分子稳定的天然构象；,热的良好导体；,2,、碳源,在微生物生长过程中能为微生物提供碳素来源的物质,碳源谱,有机碳,无机碳,异养微生物,自养微生物,目前在微生物工业发酵中所利用的碳源物质主要是单糖、淀粉、麸皮、米糠等。,对于为数众多的化能异养微生物来说，有些碳源（双功能营养物质）是兼有能源功能营养物。,微生物利用的碳源物质主要有糖类、有机酸、醇、脂类、烃、,CO,2,及碳酸盐等。,凡是能被用来构成菌体物质中或代谢产物中氮素来源的营养物质称为氮源。,3,、氮源,氮源谱,有机氮,无机氮,NH,3,铵盐,硝酸盐,N,2,蛋白质,核酸氨基酸,尿素,4,、无机盐,作用,参与微生物中氨基酸和酶的组成（如,P,、,S,等）,调节微生物的原生质胶体状态，维持细胞的渗透与平衡（如,Na,）,酶的激活剂（如,Mg2,）,微量元素是指那些在微生物生长过程中起重要作用，而机体对这些元素的需要量极其微小的元素，通常需要量在,10,-6,-10,-8,mol/L,：锌、锰、钠、氯、钼、硒、钴、铜、钨、镍、硼等。,根据微生物对矿质元素需要量大小可以把它分成,大量元素：,Na,、,K,、,Mg,、,Ca,、,S,、,P,等。,5,、生长因子,生长因子：那些微生物生长所必需而且需要量很小，但微生物自身不能合成的或合成量不足以满足机体生长需要的有机化合物。,包括维生素、嘌呤、某些氨基酸、嘧啶等。,二）细菌吸收营养物质的方式,细胞膜由于有高度选择透性而在营养物质的进入与代谢产物的排出上起着极其重要的作用。物质主要通过简单扩散、促进扩散、主动运输和基团转位进出微生物细胞。,简单扩散,促进扩散,主动运输,基团移位,1,、简单扩散,(simple diffusion),简单扩散是物质非特异性地从浓度较高一侧被动或自由地透过膜向浓度较低一侧扩散的过程。,特点：,1,）简单扩散驱动力是细胞膜两侧物质的浓度差，即浓度梯度，不需要代谢能，物质不能进行逆浓度运输。,2,）物质在运输过程中，既不与膜上的分子发生反应，本身的分子结构也不发生变化。,3,）主要吸收的物质是水，一些气体（,CO2,，,O2,）,一些水溶性小分子（乙醇，甘油）和某些离子（,Na+,）等。,2,、促进扩散,(facilitated diffusion),促进扩散是有些物质借助细胞膜的一种载体蛋白从浓度较高的一侧透过膜向浓度较低的一侧扩散。,特点：,1,）需要膜上的载体蛋白与物质结合并转运。载体蛋白有特异性。,2,）驱动力是浓度梯度，因此不需要代谢能量，不能逆浓度运输。,3,）物质本身在分子结构上也不会发生变化。,4,）多见于真核微生物。,3,、主动运输,(active transport),主动运输是微生物吸收营养物质的一种主要方式，物质在运输过程要消耗代谢能，由载体蛋白参与的逆浓度梯度的物质转运。,特点,1,）载体蛋白与被转运物质有专一性。,2,）物质在膜外表面与载体蛋白亲和力大，在膜内表面亲和力小，这种亲和力大小的改变是由于载体蛋白构型变化，这需要消耗能量。,3,）主动运输的物质有许多无机离子,(K+,、,SO42-,、,PO43-),、一些糖类（乳糖、葡萄糖）、氨基酸和有机酸等。,4,、基团转位,(group translocation),基团转位是在运输过程中，除了物质分子发生化学变化这一特点外，其他特点都与主动运输相同。这种运输方式主要存在于厌氧微生物中，用于许多单（或双）糖与糖的衍生物以及核苷与脂肪酸的运输，目前在好氧微生物中还未发现有这种运输方式也未发现用这种运输方式运输氨基酸。,异养型生物,自养型生物,生长利用的营养物质的方式,生物生长过程中能量的来源,光能营养型,化能营养型,三）细菌的营养类型,三、微生物的营养类型,四）细菌的生长繁殖,一）细菌生长繁殖的条件,1,充足的营养物质,2,、合适的酸碱度,大多数细菌的最适,pH6.8-7.4,嗜中性细菌,6.0-8.0,嗜碱性细菌,10.5,嗜酸性细菌,3.0,3,、适宜的温度,嗜温菌,37,嗜热菌,50-60,嗜低温,0-30,4,、必要的气体环境,（,1,）专性需氧菌,如：结核分枝杆菌、枯草芽孢杆菌。,（,2,）微需氧菌,如：空肠弯曲菌、幽门螺杆菌。,（,3,）耐氧菌,乳酸菌,（,4,）兼性厌氧菌,大多数病原菌,（,5,）专性厌氧菌,如：破伤风梭菌、脆弱类杆菌,细菌主要是通过无性繁殖产生后代。其繁殖方式是,二分裂,，简称,裂殖,。,细菌的繁殖过程分为三个连续步骤：,核的分裂和隔膜的形成；,横隔壁形成；,子细胞分裂。,另外有的细菌还存在：,三分裂,和,复分裂,。,二）细菌生长繁殖的方式和速度,（三）细菌的繁殖,1,、裂殖 （,fission,）,1,）、二分裂（,binary fission,）,细菌生长繁殖的速度,多数细菌繁殖速度极快，每,20,30 min,分裂一次,少数细菌生长速度缓慢,五）细菌的人工培养,（一）培养基,培养基是人工配制的，适合微生物生长繁殖或产生代谢产物的营养基质。,培养基几乎是一切对微生物进行研究和利用工作的基础,任何培养基都应该具备微生物生长所需要六大营养要素：,碳源、氮源、无机盐、能源、生长因子、水,任何培养基一旦配成，必须立即进行灭菌处理；,常规高压蒸汽灭菌：,1.05kg/cm,2,121.3,15-30,分钟,培养基的类型及应用,培养基种类繁多，根据其成分、物理状态和用途可将培养分成多种类型。,按成分不同划分,天然培养基,合成培养基,含用化学成分还不清楚或化学成分不恒定的天然有机物,牛肉膏蛋白胨培养基、麦芽汁培养基,化学成分完全了解的物质配制而成的培养基,高氏,1,号培养基、查氏培养基,可溶性淀粉,2g,KNO3 0.1g,K2HPO4 0.05g,MgSO4,7H2O 0.05g,NaCl 0.05g,FeSO4,7H2O 0.001g,琼脂,2g,自来水,100mL,pH 7.2,7.4,硝酸钠,3g,磷酸氢二钾,1g,硫酸镁,(MgSO4,7H2O),0.5g,氯化钾,0.5g,硫酸亚铁,0.01g,蔗糖,30g,琼脂,20g,蒸馏水,1000mL,高氏一号培养基,查氏培养基,按物理状态不同划分,固体培养基,液体培养基,在液体培养基中加入一定量凝固剂，使其成为固体状态，琼脂含量一般为,1.5%-2.0%,琼脂含量一般为,0.2%-0.7%,不加任何,凝固剂,半固体培养基,固体培养基常用来进行微生物的分离、鉴定、活菌计数及菌种保藏,观察微生物的运动特征、分类鉴定及噬菌体效价测定,大规模工业生产及在实验室进行微生物的基础理论和应用方面的研究,按用途不同划分,基础培养基,鉴别培养基,含有一般微生物生长繁殖所需的基本营养物质的培基。,用来将某种或某类微生物从混杂的微生物群体中分离出来的培养基,用于鉴别不同类型微生物的培基。,选择培养基,在基础培养基中加入某些特殊营养物质制成的一类营养丰富的培基。,微生物产生某种代谢产物，与培养基中的特殊化学物质发生特定的化学反应，产生明显的特征变化。,加富培养基,在培养基中加入相应的特殊营养物质或化学物质，抑制不需要的微生物的生长，有利于所需微生物的生长。,常用培养基种类,厌氧培养基,基础培养基,营养培养基,选择培养基,鉴别培养基,依用途不同,液体培养基,固体培养基,半固体培养基,2,、细菌在培养基中的生长现象,1,细菌在液体培养基中的生长现象,均匀浑浊生长,菌膜生长,沉淀生长：,混浊,沉淀,菌膜,液体培养基中,沉淀生长,混浊生长,菌膜生长,2,细菌在半固体培养基中的生长现象,3,细菌在固体培养基上的生长现象,菌 落,菌 苔,在固体培养基上（内）的群体形态,各种细菌的菌落,3,、细菌生长繁殖的规律,生长曲线,一）细菌群体生长规律,在不补充营养物质，保持整个培养液体积不变条件下，以时间为横坐标，以菌数为纵坐标，根据不同培养时间时细菌数量的变化，可以作出一条反映细菌在整个培养期间菌数变化规律的曲线。,生长曲线,生长曲线可分：,延缓期,对数期,衰亡期,稳定期,1.,延缓期,将少量菌种接入新鲜培养基后，在开始一段时间内菌数不立即增加，或增加很少，生长速度接近于零。也称,延迟期,、,适应期,。,迟缓期的特点,：,分裂迟缓、代谢旺盛,2.,对数期,对数生长期的细菌个体形态、化学组成和生理特性等均较一致，代谢旺盛、生长迅速、代时稳定，所以是研究微生物基本代谢的良好材料。,以最大的速率生长和分裂，细菌数量呈对数增加。,细菌内各成分按比例有规律地增加，表现为平衡生长。,3.,稳定期,由于营养物质消耗，代谢产物积累和,pH,等环境变化，逐步不适宜于微生物生长，导致生长速率降低直至零,(,即细菌分裂增加的数量等于细菌死亡数量,),，从而结束对数生长期，进入稳定生长期。,原因：,获得更多的菌体物质或代谢产物采取措施：,补充营养物质或取走代谢产物或改善培养条件，如对好氧菌进行通气、搅拌或振荡等。,4.,衰亡期,细菌代谢活性降低，细菌衰老并出现,自溶,，产生或释放出一些产物，,如氨基酸、转化酶、外肽酶或抗生素,等。细胞呈现多种形态，有时产生畸形，大小悬殊，有些革兰氏染色反应阳性菌变成阴性反应等。,该时期死亡的细菌以对数方式增加，但在衰亡期的后期，由于,部分,细菌产生抗性也会使细菌死亡的速率降低。,现象：,特点：,三、细菌的新陈代谢,细菌代谢产物及其应用,一）细菌分解产物及生化反应,1,吲哚试验,色氨酸酶,+,对二甲基苯甲醛,色氨酸 吲哚 玫瑰吲哚,大肠埃希菌叫吲哚试验为阳性,产气肠杆菌为阴性,2,、甲基红试验,分解 甲基红,葡萄糖 产酸 红色（,PH4.5,以下）,如大肠埃希菌阳性,分解 甲基红,葡萄糖 乙酰甲基甲醇 橙黄色,如产气肠杆菌阴性,3,、,Y-P,试验,葡萄糖 丙酮酸 乙酰甲基甲醇,二乙酰,+,含胍基化合物,红色,如 产气肠杆菌为阳性,大肠埃希菌为阴性,4,柠檬酸盐利用试验,柠檬酸盐 碳酸盐,+,溴麝香草酚蓝（绿色）,蓝色,如 产气肠杆菌为阳性,大肠埃希菌为阴性,上述四种试验合称为,IMvic,试验。,二）合成代谢产物及其应用,1,热原质热原质又称为致热原，是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。产生热原质的细菌大多数是,G,菌如伤寒沙门菌、大肠埃希菌及少数,G,+,菌如枯草杆菌等。热原质是细菌细胞壁的,脂多糖。,制备注射药物时应严格无菌操作,2,毒素和侵袭性酶,毒素,内毒素,外毒素,侵袭性酶：如链球菌的透明质酸酶、链激酶,3,细菌素：某些细菌产生对有亲缘关 系的细菌具有抗菌作用的蛋白质称细菌素。,4,抗生素：是某些微生物在代谢过程中产生的能选择性抑制或杀灭其他生物细胞的物质。,5,色素,6,维生素,第三节 微生物的分布与消毒灭菌,一、微生物的分布,一）微生物在自然界的分布,细菌在土壤、水和空气中广泛存在，是感染人体的重要来源。,常见的病原菌有金黄色葡萄球菌、链球菌、结核分枝杆菌、白喉棒状杆菌及脑膜炎奈瑟菌、白假丝酵母菌等，常引起伤口或呼吸道感染。,二）微生物在正常人体的分布,1,、人体正常菌群,在正常人的体表和与外界相通的腔道中，存在着不同种类和数量的微生物，这些微生物通常对人体无害，为人体正常微生物群，通称,正常菌群。,部位 主 要 菌 群,皮 肤 葡萄球菌、类白喉棒状杆菌、铜绿假单胞菌、丙酸杆菌、白假丝 酵母菌、非致病性分枝杆菌。口 腔 葡萄球菌、甲型和丙型链球菌、肺炎链球菌、奈瑟菌、乳杆菌、类白喉棒状杆菌、放线菌、螺旋体、白假丝酵母菌、梭菌。鼻咽腔 葡萄球菌、类白喉棒状杆菌、肺炎链球菌、奈瑟菌、类杆菌。外耳道 葡萄球菌、类白喉棒状杆菌、铜绿假单胞菌、非致病性分枝菌。眼结膜 葡萄球菌、干燥棒状杆菌、奈瑟菌。胃 一般无菌肠 道 大肠埃希菌、产气肠杆菌、变形杆菌、铜绿假单胞菌、葡萄球菌、肠球菌、类杆菌、产气荚膜梭菌、破伤风梭菌、双歧杆菌、乳杆菌、白假丝酵母菌尿 道 葡萄球菌、类白喉棒状杆菌、非致病性分枝杆菌。阴 道 乳杆菌、大肠埃希菌、类白喉棒状杆菌、白假丝酵母菌。,2,、正常菌群及其生理作用,(1),正常菌群的生理作用,A,）生物拮抗作用,竞争黏附,(,占位性保护,),作用,产生有害代谢产物,营养竞争作用,B,）营养作用,正常微生物群参与了机体的物质代谢、营养物质转化及合成，,C免疫作用,正常菌群作为抗原既能促进机体免疫器官的发育，也可刺激其免疫系统发生免疫应答,D,）延缓衰老作用,E,）抗肿瘤作用,3,、菌群失调及菌群失调症：,菌群失调是指由于某种原因使正常菌群的种类、数量和比例发生较大的改变，导致机体微生态失去平衡。因严重菌群失调而使宿主发生的一系列临床症状，则称为菌群失调症。,条件致病菌,在正常情况下，正常菌群具有相对稳定性，但在特定条件下，正常菌群与机体之间的这种生态平衡可被破坏而引起疾病，这些能引起疾病的细菌称条件致病菌。,寄居部位改变,机体免疫功能低下,抗菌药物,（,二、消毒、灭菌,一）有关概念：,1,、消毒：杀死物体上病原微生物的方法。,2,、灭菌：杀灭物体上所有微生物（包括病原微生物、非病原微生物以及细菌芽胞）的方法。,3,、防腐：防止或抑制微生物生长繁殖的方法。,4,、无菌：指不存在活的微生物的意思。,5,、无菌操作：防止细菌进入机体或物品的操作技术。,消毒、灭菌的方法一般可分为：,热力灭菌法,辐射杀菌法,物理学方法,滤过除菌法,超声波杀菌法,干燥和低温抑菌法等,化学方法,（一）物理消毒灭菌法,1,、热力灭菌法：,1,）焚烧法,2,）烧灼法,3,）干烤法,4,）红外线,5,）煮沸法,6,）流通蒸气法,7,）高压蒸气法,8,）巴氏消毒法,干热灭菌法,湿热灭菌法,9,）间歇灭菌法,焚烧,用焚烧炉燃烧,（）用于废弃垃圾、感染的动物尸体等的灭菌,烧灼,用火焰烧灼,接种环、接种针、试管口等的灭菌,干烤,加热,小时,仅用于玻璃器皿、瓷器、油类制剂、粉剂药品等的灭菌,红外线,o,7,l000,波长的电磁波，,多用于医疗器械的灭菌,（,1,）干热灭菌法,焚烧,烧灼,干烤,1,）,煮沸消毒法：,100,，,5min-10min,2,）,巴氏消毒法：,61.1-62.8,，,30 min,71.7,，,15-30sec 3,）,流通蒸气消毒法：,100,，,15-30min,4,）,间歇蒸汽灭菌法：,100,，,15-30min37,过夜（,3,次）,5,）,高压蒸气灭菌法,:,15,磅,（,121.3,），,15-30min,（,2,）湿热灭菌法,巴氏消毒法,62,30,秒,煮沸法,100,5,分钟,流通蒸气消毒法,100,15,30,分钟,高压蒸气灭菌法,103.4kPa.121.3,15,20,分钟,2,、辐射杀菌法,（,1,）紫外线,紫外线波长在,265-266nm,杀菌能力最强，它能,干扰,DNA,复制,，导致细菌变异死亡，但,穿透力弱,，故只能用于,房间空气和物品表面的消毒。,（,2),电离辐射,、,射线,细胞分子产生诱发辐射，干扰,DNA,合成；破坏细胞膜，引起酶系统紊乱；水分子经辐射产生游离基和新分子，大量一次性医用塑料制品的消毒和中草药、中成药的防霉变。,（,3,）滤过除菌法,0.22um,，不耐热血清,抗毒素、抗生素、药液和,空气等,的除菌。,薄膜滤菌器,玻璃滤菌器,石棉滤菌器,陶瓷滤菌器,（,4,）超声波消毒法,用于粉碎细胞，撮细胞组分,.,(5),干燥与低温抑菌法,干燥法常用于保存食物、中药材等。,低温可使细菌的新陈代谢减慢，故常用于保存细菌菌种。,（二）化学消毒灭菌法,常用消毒剂的杀菌机制,1,、使菌体蛋白质变性或凝固,2,、干扰微生物酶系统和影响其代谢,3,、损伤细胞壁或细胞膜,常用消毒剂的种类、浓度、用途及作用机制（一）,种 类,常用浓度,用 途,作用机制,1.,酚类 石炭酸,2.,醇类,乙醇,3.,重金属盐类 硝酸银,4.,氧化剂 高锰酸钾 过氧化氢 漂白粉 碘酒,3%-5%,70%-75%,1%0.1%3%,10%-20%,2.0%-2.5%,器械、排泄物消毒,皮肤、体温计消毒,新生儿滴眼皮肤、尿道、蔬菜、水果消毒创口、皮肤粘膜消毒饮水及游泳池消毒地面、厕所与排泄物消毒皮肤消毒,蛋白质变性损伤细胞膜，灭活酶类 蛋白质变性凝固、干扰代谢 氧化作用,蛋白质变性与沉淀,灭活酶类 氧化作用,蛋白质沉淀,种 类,常用浓度,用 途,作用机制,5.,表面活性剂 新洁尔灭,6.,染料 龙胆紫,7.,烷化剂 甲醛,8.,酸碱类 醋酸 生石灰,0.05%-0.1%2%-4%10%5-10ml/m,加等量水蒸发按,1,：,4-1,：,8,配成糊状,外科手术洗手,皮肤粘膜消毒,浸泡手术器械浅表创伤消毒物体表面消毒,空气消毒空气消毒地面、排泄物消毒,损伤细胞膜,灭活氧化酶活性,蛋白质沉淀 抑制细菌繁殖,干扰氧化过程 菌体蛋白质及核酸烷基化 破坏细胞膜和细胞壁,蛋白质凝固,常用消毒剂的种类、浓度、用途及作用机制（二）,第四节 微生物的遗传与变异,一、,生物,的变异现象,形态与结构的变异,菌落变异,毒力变异,耐药性变异,细菌的大小和,形态,在不同的生长时期可不同，生长过程中受外界环境的影响也可发生变异。如：鼠疫耶氏菌在陈旧培养物上细菌的多形态性、细菌,L,型。,细菌的特殊结构,如：荚膜（肺炎链球菌）、芽胞（炭疽芽孢杆菌）、鞭毛（变形杆菌,H-O,变异）也可发生变异。,1.,形态与结构的变异,毒力增强：,无毒力的白喉棒状杆菌常寄居在咽喉部，不致病；当感染了,-,棒状噬菌体后变成溶原性细菌，则获得产生白喉毒素的能力，引起白喉。,毒力减弱：,有毒菌株长期在人工培养基上传代培养，可是细菌的毒力减弱或消失。卡介苗,(BCG),是有毒的牛分枝杆菌在含有胆汁的甘油、马铃薯培养基上，经过,13,年，连续传,230,代，获得的一株毒力减弱但仍保持免疫原性的变异株。,2.,毒力变异,耐药性变异：细菌对某种抗菌药物由敏感变为耐药的变异。有些细菌还表现为同时耐受多种抗菌药物，即多重耐药性。,从抗生素广泛应用以来，细菌对抗生素耐药的不断增长是世界范围内的普遍趋势，给临床治疗带来很大的困难，并成为当今医学上的重要问题。,3.,耐药性变异,细菌的菌落主要有,光滑型,和,粗糙型,两种。,S,型菌落表面光滑、湿润、边缘整齐。经人工培养多次传代后菌落表面边为粗糙、干燥、边缘不整齐，称,SR,变异。,SR,变异常见于肠道杆菌，是由于失去,LPS,的特异性寡糖重复单位而引起的。,变异时不仅菌落的特征发生改变，且细菌的其它性状也发生了变化。,S,型菌的致病性强，但有少数,R,型菌的致病性强，如结核分枝杆菌。,4.,菌落变异,S,型菌落,R,型菌落,二、细菌遗传变异的物质基础,染色体,质粒,转位因子,噬菌体,质粒,(plasmid),：,是细菌染色体以外的遗传物质，是环状闭合的双链,DNA,。,质粒基因可编码多种重要的生物学性状：,1),致育质粒（,F,质粒）,与有性生殖功能关联,；,2),耐药性质粒,编码细菌对抗菌药物或重金属盐类的耐药性。分两类，一是接合性耐药质粒（,R,质粒），另一是非接合耐药性质粒；,3),毒力质粒（,Vi,质粒）,编码与该菌致病性有关的毒力因子；,4),细菌素质粒,编码细菌产生细菌素；,质粒,噬菌体,定义：生物学性状：基本形态：蝌蚪形、微球形、纤线形具有严格的宿主特异性，可用于对细菌分型等噬菌体与宿主的相互关系：,1,、毒性噬菌体：,2,、温和噬菌体：,温和噬菌体,遗传性变异：,是由基因结构发生改变所致，主要通过基因突变、基因损伤后的修复、基因的转移与重组来实现。,非遗传性变异：,是细菌在环境因素等影响下出现的变化，这种变化不是因基因结构的变化而产生的。,三、细菌变异的机制,突变,(mutation),：,是,细菌遗传物质的结构发生突然而稳定的改变，导致细菌性状的遗传性变异。,基因突变规律：,突变率,突变常自然发生，但突变率极低。,突变与选择,突变是随机的，不定向的。回复突变 细菌由野生型变为突变型是正向突变，有时突变株经过又一次突变可恢复野生型的性状。,DNA,的损伤修复：当细菌,DNA,受到损伤时，细胞会用有效的,DNA,修复系统进行细致的修复，使损伤降为最小。,1.,突变,基因转移,(gene transfer),：,外源性的遗传物质由供体菌进入某受体菌细胞内的过程。,基因重组,(recombination),：,转移的基因与受体菌,DNA,整合在一起，使受体菌获得供体菌某些特性。,外源性遗传物质：供体菌染色体,DNA,，质粒,DNA,及噬菌体基因等。,细菌的基因转移和重组方式：,转化,、,接合,、,转导,、,溶原性转换,、,细胞融合,。,2.,基因的转移与重组,1,）转化,:,供体菌裂解，游离的,DNA,片段转入某受体菌细胞内的过程。,2,）,接合,(conjugation),接合：,是细菌通过性菌毛相互连接沟通，将遗传物质（主要是质粒,DNA,）从供体菌转移给受体菌。,转导：,是以温和噬菌体为载体，将供体菌的一段,DNA,转移到受体菌内，是受体菌获得新的性状。,根据转导基因片段的范围，可将转导分为两类：,普遍性转导,（转导的,DNA,可是供菌染色体上的任何部分）、,局限性转导,（转导的,DNA,只限供菌染色体上的特定基因）。,3,）转导,(transduction),普遍性转导,局限性转导,4,）溶原性转换,(lysogenic conversion),当噬菌体感染细菌时，宿主菌染色体中获得了噬菌体的,DNA,片段，使其成为溶原状态时，而使细菌获得新的性状。,四、细菌变异的实际应用,一、在疾病诊断、治疗、预防中的应用：,二、在检测致癌物质方面的应用：三、在基因工程方面的应用：,四、在菌种复壮和保藏中的应用：,1,、菌种的衰退和预防,1,）控制传代次数,2,）创造良好的的培养条件,3,）采取更有效的菌种保藏方法,2,、菌种的复壮方法,3,、菌种保藏,第五节 细菌的感染与免疫,感染,:,是指病原菌突破机体的防御屏障，侵入机体，在一定部位生长繁殖，释放毒素性物质等，导致不同程度的病理过程。,一、细菌的致病性,致病性,细菌的致病因素,机体的免疫力,外因环境因素的影响,细菌的毒力,细菌侵入宿主的数量,细菌侵入的部位（侵入门户）,致病因素,侵袭力,毒素,侵袭力,：病原菌有突破宿主皮肤、黏膜 生理屏障等 免疫防御机制，进 入体内定居、繁殖和扩散的能 力，包括,荚膜、粘附素和侵袭 性物质。,毒素,：含有损害宿主组织、器官并引起生理功能紊乱的大分子成分。,毒力,（一）细菌的毒力,荚膜、微荚膜。,黏附素：细菌表面的蛋白质。,菌毛分泌物细菌的表面组分：如磷壁酸。,2,、侵袭性物质：,协助病菌抗吞噬或向四周扩散。,如致病性葡萄球菌凝固酶、,A,群链球菌透明质酸酶、链激酶等从而有利于细菌在组织中扩散。,（,1,）侵袭力,1,、菌体的表面结构,细菌在生长繁殖中产生和释放的毒性成分，可直接或间接损伤宿主细胞、组织和器官，干扰其生理功能。,外毒素,内毒素,（,2,）毒素,外毒素,甲醛,类毒素,马,抗毒素,1,）概念：是革兰阳性菌和部分革兰阴性菌产生并释放到菌体外的毒性蛋白质。,2,）产生菌：革兰阳性菌，少部分革兰阴性菌,3,）化学成分：蛋白质,4,）稳定性：不耐热,5,）,毒性,：强，有组织选择性,6,）抗原性：强,next,破伤风痉挛毒素,中枢神经系统,阻止抑制性神经介质的释放,骨骼肌,强直性痉挛,白喉外毒素,外周神经末梢、心肌,抑制靶细胞蛋白质合成,外周神经麻痹、心肌炎,霍乱肠毒素,肠上皮细胞,激活腺苷环化酶,上皮细胞分泌增多,破伤风梭菌 白喉棒状杆菌 霍乱弧菌,不同的细菌,不同的外毒素,不同的部位,不同的临床症状,不同细菌的外毒素毒素有选择毒害作用，引起特殊临床表现,细菌,外毒素,作用机制,症状与体征,破伤风杆菌,肉毒杆菌,白喉杆菌,霍乱弧菌,葡萄球菌,痉挛毒素,肉毒毒素,白喉毒素,肠毒素,表皮剥脱毒素,阻断神经元之间的抑制性冲动的传导,抑制乙酰胆碱能神经释放乙酰胆碱,抑制细胞蛋白质的合成,激活腺苷酸环化酶，提高,cAMP,水平,表皮与真皮脱离,骨骼肌痉挛,肌肉松驰性麻痹,肾上腺出血、心肌损伤等,小肠上皮细胞过度分泌、腹泻、呕吐,表皮剥脱性病变,外毒素的种类,神经毒素,破伤风痉挛毒素、肉毒毒素,细胞毒素,白喉毒素、葡萄球菌表皮剥脱毒素、葡萄球菌毒性休克综合征毒素、,A,群链球菌致热外毒素,肠毒素,霍乱肠毒素、,ETEC,肠毒素、产气荚膜梭菌肠毒素、葡萄球菌肠毒素,6,）抗原性：,弱,1,）概念：,是革兰阴性菌细胞壁中的结构成分，在细菌裂解后才释放出的毒性脂多糖。,2,）产生菌：,革兰阴性菌,3,）化学成分：脂多糖,4,）稳定性：,耐热,5,）毒性：,弱，无组织选择性,致热反应,白细胞反应,弥散性血管内凝血（,DIC,）,内毒素血症与休克,内毒素毒性作用,(A),热源性,(C),内毒素血症和休克,(D),弥漫性血管内凝血（,DIC,）,(B),白细胞数目改变,区别要点,外毒素,内毒素,存在部位,由活的细菌释放至细菌体外,为细菌细胞壁结构成份，菌体崩解后释出,细菌种类,革兰阳性菌多见,革兰阴性菌多见,化学组成,蛋白质,脂多糖,稳定性,60,80 30 min,破坏,耐热，,160 2h,4 h,破坏,毒性作用,强，有选择毒害作用，引起特殊临床表现,稍弱，各种细菌内毒素的毒性作用大致相同。,抗原性,强，可刺激机体产生高效价的抗毒素。经甲醛脱毒成为类毒素，仍有较强的抗原性，可用于人工自动免疫,刺激机体对多糖成份产生抗体，不形成抗毒素，不能经甲醛处理成为类毒素,外毒素与内毒素的主要区别,（二）细菌的侵入数量,（三）细菌的侵入门户,（一）感染的来源,外源性感染,内源性感染,病人,病原携带者,患病及带菌动物,条件致病菌,二、感染的来源与类型,社会感染,医院感染,依感染的场所,(,二）感染的途径,呼吸道,消化道,皮肤,血液,人畜共患病的传播,性传播,垂直传播,(,三）感染类型,不感染,隐性感染,（亚临床感染）,显性感染,毒血症,脓毒血症,内毒素血症,败血症,菌血症,带菌状态,局部感染,全身感染,潜伏感染,(,三）感染的类型,病原体被机体排除或消灭（机体免疫力强，病原体致病力弱或数量不足或侵入部位不当）。,不感染：,(,三）感染的类型,当机体的免疫力较强,，入侵的病原菌数量,不多,，毒力,较弱,时，感染后对人体损害较轻，不出现或仅出现,不明显的临床症状,，称隐性感染。,隐性感染：,当机体的免疫力,较弱,，入侵的病原菌毒力,较强,，数量,较多,时，机体组织细胞受到明显的损害，生理功能发生改变，表现出,明显的临床症状，,称为显性感染，即一般所谓传染病。,显性感染：,(,三）感染的类型,潜伏感染：,隐性或显性感染后,机体的抗感染免疫力与病原体的致病力,处于暂时的平衡状态,病原体潜伏在病灶内或某些特殊的组织中,一般不出现在血液、分泌物或排泄物中,当机体免疫力下降时,则病原体在潜伏部位大量繁殖,使旧病复发或引起新的感染。,(,三）感染的类型,在隐性感染或传染痊愈后，病菌在体内继续存在，并不断排出体外，形成带菌状态。处于带菌状态的人称,带菌者,。带菌者（健康带菌者和恢复期带菌者）是体内带有病原，但无临床症状。,带菌状态：,急性感染：,突然发作，症状明显而急，病程较短（数日数周），病愈后，病原菌从宿主体内消失,慢性感染：,病情缓慢、病程长（数月数年）、多见于胞内寄生菌,显性感染依发病缓急、病程时期分：,局部感染：,致病菌侵入宿主体内后，局限在一定部位繁殖引起病变的一种感染类型。,全身感染：感染发生后，致病菌或其毒性产物向全身播散引起全身性症状的一种感染类型。,显性感染依发病部位性质分：,（,1,）菌血症：病原菌在局部生长繁殖，一时性间断性地,侵入血流,中，但病原菌,不能在血流中大量生长繁殖，,引起轻微症状,。如伤寒早期的菌血症、布氏杆菌菌血症。,全身感染,（,2,）毒血症：这是病原菌在局部生长繁殖过程中，,细菌不侵入血流,，但其产生的,外毒素进入血流，,引起特殊的中毒症状，如白喉、破伤风等。,（）内毒素血症：革兰氏阴,细菌侵入血流,，并在其中大量繁殖，菌体崩解后产生大量的,内毒素进入血流，,引起全身中毒症状，如急性中毒性菌痢等。,（）败血症：这是在机体的防御功能大为减弱的情况下，病原菌不断,侵入血流,，,并在血流中,大量繁殖，释放毒素,，造成机体严重损害，引起全身中毒症状，如不规则高热，有时有皮肤、粘膜出血点，肝、脾肿大等。,（）脓毒血症：,化脓性细菌,侵入血液并在其中大量生长繁殖,细菌随血流扩散，在全身多个器官（如肝、肺、肾等）,引起多发性化脓病灶。,如金黄色葡萄球菌严重感染时引起的脓毒血症。,感染类型 细菌是否进入血流 毒素是否进入血流,菌血症 一时性或间断性进入 否,极少量繁殖,毒血症 否 外毒素入血,内毒素血症 是,大量繁殖 内毒素入血,败血症 是,大量繁殖 毒素入血,脓毒血症 化脓菌入血并大量繁殖 毒素入血,