医学微生物学教案
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三、微生物与人类的关系
有益的方面:1、 参与自然界中C、N、S等元素的循环。 2、 农业方面:杀虫、造肥、固氮 …… 3、工业方面:食品发酵、石油脱蜡 …… 4、 医药方面:制药、正常菌群 …… 有害的方面:1、 引起人类及动植物病害 2、导致工业产品、农副产品和生活用品 的腐烂和霉烂。
四、微生物学的分类
细菌学总论
周亚滨 微生物学教研室
绪 论(0.5学时)
本章要点
1. 微生物的概念; 2. 微生物的种类; 3. 微生物的发展 简史;
学习提纲
一、微生物-----存在于自然界中,形体微小,结构简单,肉眼看不见,必须借 助光学显微镜或电子显微镜放大数百倍、数千倍,甚至数万倍才能 观察到的微小生物。
二、微生物的种类
2.质粒(plasmid):染色体外的遗传物质,存在于细胞质中。为 闭合环状的双链DNA,带有遗传信息,控制细菌某些特定 的遗传性状如:菌毛,细菌素,毒素,耐药性等的形成。 3.胞质颗粒:细菌细胞质中含有多种颗粒, 大多为储藏的营养物质, 包括糖原、淀粉等多糖、脂类、 磷酸盐等。 当细菌生活环境中营养充足时,胞质颗粒较多,养料和能源短缺 时,颗粒减少甚至消失。 异染颗粒(metachromatic granule)
3.现代微生物学时期
(1)新病原微生物的发现 朊病毒,军团菌,幽门螺杆菌,人类免疫缺陷病毒 , 埃博拉病毒,SARS 病毒等…… (2)病原微生物致病性的认识 内源性感染,细菌耐药性, 分子水平上的致病 机制的研究 …… (3)微生物学诊断技术 快速、准确、简易 ; ELISA ,PCR …… (4) 微生物的防治措施 新型疫苗的研制 : 核酸疫苗,基因工程疫苗 ……
细菌的结构分为以下两类: 基本结构 包括:细胞壁;细胞膜;细胞质;核质。 特殊结构 包括:荚膜; 鞭毛;芽孢;菌毛 。
一、基本结构
(一)细胞壁(cell wall)------位于细菌细胞的最外层,包绕在
细胞膜的周围,组成较复杂,并随不同细菌 而异。 用革兰氏染色法可将细菌分为: 革兰氏阳性菌(G+) 革兰氏阴性菌(G-) 1、革兰氏阳性菌细胞壁组分:肽聚糖、磷壁酸、蛋 白 质 (1).肽聚糖(peptidoglycan)-----多聚糖,是细菌细胞壁中 的主要成分,为原核细胞所特有。 亦称为:粘肽(mucopeptide)/糖肽(glycopeptide)/胞壁质(murein) 其主要化学组成为: 肽 聚 糖 四肽侧链-聚糖骨架--- N-乙酰葡糖胺( N-acetylglucosamine ,G) N-乙酰胞壁酸(N-acetylmuramic acid,M) L-丙氨酸,D-谷氨酸,L-赖氨酸,D-丙氨酸
(二)、细胞膜(cell membrane)--- 位于细胞壁内侧,厚约7.5mm,
柔韧致密,富有弹性。 由磷脂和多种蛋白质组成。 功能:参与细菌物质转运, 生物合成, 分泌、 呼吸等生物学作用 。 中介体:部分细胞膜内陷、折叠、卷曲形成的囊状物。 功能:扩大细胞膜面积;增加酶的含量和能量的产生。
(三)、细胞质(cytoplasm)---细胞膜包裹的溶胶状物质。
③ 脂多糖 (lipopolysaccharide
LPS)---是革兰氏阴性菌的内毒
素;有以下三部分组成: �脂质A(Lipid A):糖磷脂。是细菌内毒素的毒性和生物学活 性的主要组分,无种属特异性。是细菌内毒素的毒性 和生物学活性的主要组分。 �核心多糖(core polysaccharide):位于脂质A的外层,由己糖、 庚糖、2-酮基-3-脱氧辛酸(KDO)、磷酸乙醇胺等组成。 有种属特异性。 �特异多糖(specific polysaccharide):由数个至数十个低聚糖 重复单位组成的多糖链。具有种特异性。革兰是阴性 菌的菌体抗原(O 抗原)
微生物种类繁多,按其大小、结构、组成等,可分为三大类: 真核细胞型微生物 原核细胞型微生物 非细胞型微生物
1. 真核细胞型微生物的结构中有: 细胞核,细胞质,细胞膜,细胞器。 如:真菌 2.原核细胞型微生物结构中有: 核质,细胞膜,细胞壁 如:细菌、衣原体、支原体、立克次体、螺旋体、放线菌。 3.非细胞型微生物是由核酸(DNA/RNA)和蛋白质组成。 如:病毒。
1.细菌L型的成因:可致L型的因素有:溶菌酶,溶葡萄球菌素,青霉 素,胆汁,抗体,补体等。 2.细菌L型的形态:大小不一,高度多形性。革兰氏染色阴性。 3.细菌L型的培养: 高 渗 、 低琼脂、 10%-20%血 清 、 3%-5%NaCl、 10%-20% 蔗糖;生长缓慢;油煎蛋样菌落; 4.细菌L型的致病性:引起慢性感染;
本章重点习题 1、解释名词: 微生物 微生物学
2、微生物可分为几种类型?各型的结构有何特点? 3、微生物的发展经历了那几个阶段? 每段各举一例代表事件、代表人物。
第一章 细菌的形态与结构 (3.5学时)
本章要点
1. 细菌的大小、形态; 2. 细菌的结构:基本结构;特殊结构;
学习提纲
细菌(bacterium):是属于原核生物界的一种单核细胞微
五、医学微生物学发展史
微生物的发展过程Leabharlann Baidu致可分三个时期:
1.实验微生物学时期 ------微生物的发现及病原微生物学的建立: 代表人物、事件有: Leeuwenhoek---- 显微镜 Pasteur----巴氏消毒法 Koch---- 分离细菌,郭霍法则 Iwanovsky---- 烟草花叶病毒 Loeffler,Frosch---- 口蹄疫病毒 Walter-Reed---- 黄热病毒 Twort---- 噬菌体 2.实验微生物学时期 ------抗感染免疫、化学疗法及抗生素的发现: 代表人物、事件有: Jenner---- 牛痘预防天花 Pasteur----霍乱、炭疽、狂犬疫苗 Behring---- 白喉抗毒素 меЧНИкоВ ИИ---- 吞噬细胞学说 Ehrlich---- 体液抗体学说 Wright---- 体液免疫、细胞免疫 Ehrlich---- 砷凡纳明 Fleming ,Florey----青霉素
(四)、核质(nuclear material)------由单一密闭环状DNA分子
反复回旋卷曲盘绕组成的松散网状结构。集中于细胞质的 某一区域。无核膜、核仁和有丝分裂器。是细菌的遗传物质。
二、特殊结构
(一)、荚膜(capsule)------细菌代谢过程中分泌在细胞壁外的一 层粘液性物质, 能牢固地与细胞壁结合, 厚度≤ 0.2 μm, 边缘明显。 微荚膜(microcapsule)---厚度< 0.2 μm者。 粘液层(slime layer)--边界不明显且已被洗脱者。 糖萼(glycocalyx)---介于荚膜和粘液层之间的结构。 1.荚膜的化学组成:多糖;多肽;透明质酸。 2.荚膜的形成:在人和动物的体内或营养丰富的培养基中易形成。 在普通培养基上或连续传代则易消失。 光滑型菌落(S)失去荚膜后会转变成粗糙型菌落(R)
生物;它形体微小、结构简单,具有细胞壁和原始核质,无 核仁和核膜,除核糖体外无其他细胞器。
第一节 细菌的大小与形态
一、细菌的大小 -----观察仪器:光学显微镜 测量单位:微米(μm) 二、细菌的形态------ 球菌(coccus);
杆菌(bacillus) 螺形菌(spiral bacterium)
五肽交联桥---甘氨酸
※其结构示意图如参看课本第11页,图1-3。
(2).磷壁酸(teichoic acid)-----由核糖醇或甘油残基经磷酸 二酯键互相连接而成的多聚物; 多个磷壁酸分子组成 长链穿插于肽聚糖层中。 是革兰氏阳性菌细胞壁特有 的组分。有两种类型: 壁磷壁酸---通过磷脂与肽聚糖上的胞壁酸共价结合。 膜磷壁酸---与细胞膜外层上的糖脂共价结合。 (3).蛋白质(protein)-----某些革兰氏阳性菌表面尚有一些特 殊的表面蛋白质; 如:金黄色葡萄球菌---A蛋白(SPA) A组链球菌---M蛋白 2、革兰氏阴性菌细胞壁组分主要有: 肽聚糖;外 膜 (脂蛋白 脂质双层 脂多糖)
亦有规则排列者。不同杆菌的大小、长短、粗细很不一 致。具杆菌的形态、排列特点不同,有如下分类:
链杆菌 梭杆菌 球杆菌
如:炭疽杆菌 如:核梭杆菌 如:布氏杆菌
分支杆菌 如:结核杆菌 棒状杆菌 如:白喉杆菌
……
3. 螺形菌
:菌体弯曲,长度不等。有以下几种形态分类:
弧菌 如: 霍乱弧菌 螺菌 如: 鼠咬热螺菌 螺杆菌 如: 幽门螺杆菌 第二节 细菌的结构
亦称原生质(protoplasm)由水、蛋白质、脂类、核酸 及少量糖和无机盐组成。 内含核糖体、质粒、胞质颗粒等许多重要结构。 1.核糖体(ribosome):细菌合成蛋白质的场所,游离存在于细胞质 中,每个细菌体内可达数万个。 沉降系数为70S(30S+50S)。 由RNA(66%)和蛋白质(34%)组成。 核糖体RNA(rRNA)---23S, 16S, 5SrRNA。 是某些抗生素作用位点。
3.荚膜的功能:抗吞噬作用; 粘附作用; 抗有害物质的损伤作用 。 (二)、鞭毛(flagellum)------某些细菌表面附着的细长呈波状弯 曲的丝状物。 根据鞭毛的数量、位置可将鞭毛菌分 成四类: 单毛菌;双毛菌;从毛菌;周毛菌。有鉴别意义 1、鞭毛的结构: 鞭毛自细胞膜长出, 游离于细胞外,由基础小体; 钩 状 体 ; 丝状体组成。 ※结构示意图参看课本第22页,图1-14 鞭毛长:5-20μm; 直径:12-30μm 2、鞭毛的化学组成:蛋白质 3、鞭毛的功能: 运动器官:有鞭毛的细菌在液体环境中能自由的运动。 具抗原性:H 抗原,有特异性,对细菌的鉴别、分型有一定的意义。 致病性:有些细菌的鞭毛与致病性有关。如:霍乱弧菌 (三)、菌毛(pilus)------许多G+菌和少数G-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。 1.菌毛的化学组成:蛋白质 2.菌毛的种类: 根据功能不同,菌毛可分为 普通菌毛 性菌毛
(二)细胞壁的功能---细胞壁坚韧而有弹性,主要功能有以下几
个方面: 1.维持菌体形态; 抵抗渗透压的影响; 2.参与细菌体内外的物质交换; 3.具有多种抗原表位,诱发机体免疫应答; 4.粘附宿主细胞,与细菌致病性有关。
(三)细菌细胞壁缺陷型---细菌L型
细菌细胞壁的肽聚糖结构受到理化或生物因素的作用被破坏 或合成被抑制后,在高渗环境下,仍可生存。 革兰氏阳性菌细胞壁缺陷后,原生质仅被一层细胞膜包住,称为 原生质体(protoplast). 革兰氏阴性菌肽聚糖层受损后尚有外膜保护, 称为原生质球(spheroplast) 这种细胞壁受损的细菌能够生长和分裂者称为细菌细胞壁缺陷型或L 型(bacterial L form)
1. 球菌:外观呈球形或近似球形,直径在1μm左右,由于繁殖时细
菌分裂平面不同和分裂后菌体之间相互粘附程度不一, 可有以下几种排列方式:
双球菌 如:脑膜炎球菌、淋球菌 链球菌 如:乙型溶血性链球菌 葡萄球菌 如:金黄色葡萄球菌 四联球菌如: 四联加夫基菌 八叠球菌 如: 藤黄八叠球菌
2. 杆菌:形态多呈直杆状,也有的菌体稍弯;多数呈分散存在,
(1).肽聚糖---由聚糖骨架和四肽侧链组成。 仅有1~2层。 (2).外膜---是革兰氏阴性菌特有的组分,由脂蛋白,脂质双层, 脂多糖三部分组成。 ※其结构特点参见课本第13页,图1-6。 ①脂蛋白--- 位于肽聚糖层和脂质双层之间,起连接作用, 使外 膜和肽聚糖构成一个整体。 ②脂质双层---磷脂双层, 内嵌外膜蛋白 (out membrane protein OMP),具有不同的功能。如有的外膜蛋白为孔蛋 白是小分子的通道;有的是噬菌体、性菌毛、细菌 素的受体。
微生物学是研究微生物的类型、分布、形态、结构、 代谢、生长繁殖、遗传、进化,以及与人类、动植物等相 互关系的科学。 微生物学具其研究的对象不同,有如下分支学科: * 医 学 微 生 物 学 * 兽 医 微 生 物 学 * 农 业 微 生 物 学 * 工 业 微 生 物 学 * 药 学 微 生 物 学