中国药科大学_微生物知识点

1、细菌学概论国际命名法则(双名法):1753,瑞典,林奈(Carl von Linne)提出,第一个拉丁词是属名,首字母大写,第二个拉丁词是种名加词,首一个字母小写,命名人的姓氏。枯草芽胞杆菌:Bacillus subtilis Cohn苏云金芽胞杆菌鲇泽亚种:Bacillus thuringiensis subsp. Aizawai。 细菌:是一类具有细胞壁,单细胞,以无性二分裂方式进行繁殖的原核细胞型微生物。细菌的形态:球状:球菌(单,双,链,四联,八叠,葡萄);杆状:杆菌(大肠杆菌Escherichia coli,枯草芽胞杆菌Bacillus subtilis,北京棒杆菌Corynebac

2、teriun Pekinensis,苏云金芽胞杆菌Bacillus thuringiensis);螺旋状:螺形菌(弧菌,螺旋菌,螺旋体)。一般情况下,同一种杆菌的宽度比较稳定,但它的长度经常随培养时间、培养条件的不同而有较大的变化。基本结构(所有细菌细胞都具有):细胞膜,细胞质及内含物,细胞壁,核物质。特殊结构(部分细菌细胞所特有):荚膜,芽孢,鞭毛,菌毛细胞壁:除支原体外,所有原核生物都有细胞壁,是细胞膜外具有一定硬度和韧性的壁套。(1)作用:维持菌体固有形态,对细胞起保护作用作为细胞内外物质交换的第一屏障:能阻止胞外大分子物质或颗粒状物质的通过,而不妨碍溶液和小分子或小颗粒的进入决定细菌的

3、抗原性、致病性和对噬菌体的特异敏感性对具有鞭毛的细菌来说,细胞壁的存在是鞭毛运动的必要条件,即细胞壁对鞭毛的运动起着力学支点的作用正常的细胞分裂所必需。(2)基本结构:主要由肽聚糖组成,此外还含有磷壁酸、脂多糖等特殊成分。依据细胞壁的结构与化学组成不同,革兰氏染色法将细菌分为革兰氏阳性细菌(G+)和革兰氏阴性细菌(G-)。肽聚糖:N-乙酰葡萄糖胺(NAG,简为G), N-乙酰胞壁酸(NAM,简为M),短肽(聚合而成多层网状结构的大分子化合物)。(1)双糖单位:G-M重复交联构成骨架(2)短肽侧链:4个aa组成:L-丙氨酸(Ala),D-谷氨酸(Glu),L-赖氨酸(Lys)二氨基庚二酸,D-丙

4、氨酸(Ala)。短肽连接在N-乙酰胞壁酸上(3)肽桥:金黄色葡萄球菌(S.aureus):5个甘氨酸(Gly)构成的短肽,大肠杆菌(E.coli):无,短肽直接相联。 G+细胞壁特有成分:磷壁酸生理功能:(1)贮藏磷元素(2)结合环境中的某些阳离子,如Mg+,Ca+,提高细胞膜表面酶活性(3)构成细胞壁的表面抗原成分(4)噬菌体吸附的特异性受体(5)调节细胞自溶(6)与细菌致病性有关:黏附性。G-细胞壁特有成分:脂多糖(LPS):多糖部分:核心多糖:O-多糖(抗原成分,O抗原);类脂部分:类脂A(内毒素成分)结合环境中的某些阳离子,如Mg+,Ca+,提高细胞膜表面酶活性与细菌致病性有关(内毒素

5、):类脂A的致热作用o-抗原构成细胞壁的表面抗原成分噬菌体吸附的特异性受体。青霉素对细胞壁的作用:与转肽酶结合,使该酶失活,抑制了侧链末端的丙氨酸与五肽桥的连接,破坏了细菌细胞壁的完整性(即抑制肽聚糖合成最后阶段的交联作用转肽反应,对G+和G-都一样),故仅对生长着的菌有效,主要是G+菌。溶菌酶对细胞壁的作用:专一性地切断NAM和NAG之间的b-1,4-糖苷键,破坏肽聚糖骨架,引起细菌裂解。对G菌,在EDTA存在下,受溶菌酶作用。溶菌酶处理后的菌细胞应保存在弱高渗(0.1-0.2M)蔗糖液中。革兰氏染色的机制:细菌的不同显色反应是由于细菌细胞壁对乙醇的通透性和抗脱色能力的差异,主要在于细胞壁的

6、结构和特殊化学组成。G+菌,G-菌:结晶紫(CV)初染:紫色,紫色;碘液(I)媒染:紫色,紫色(形成不溶性复合物,CV-I复合物);酒精脱色:保持紫色(乙醇使厚的肽聚糖层脱水,导致孔径变小,由于CV-I复合物分子太大,不能通过细胞壁),脱去紫色(乙醇处理不但破坏了胞壁外膜,还可能损伤肽聚糖层和溶解脂质,被乙醇溶解CV-I复合物从细胞中渗漏出来);番红复染:紫色,红色。细胞壁缺陷型细菌:(1)实验室或宿主体内形成:缺壁突变-L型细菌:没有完整而坚韧的细胞壁,细胞呈多形态有些能通过细菌滤器,故又称“滤过型细菌”对渗透压敏感,在固体培养基上形成“油煎蛋”似的小菌落(直径在0.1mm左右),人工去壁:

7、基本去尽-原生质体(G),部分去除-球状体(原生质球,G)(2)在自然界长期进化中形成-支原体。细胞膜作用:(1)细胞内外物质交换和运送(2)在原核微生物中,参与生物氧化和能量产生(3)与细胞壁及荚膜的合成有关(4)鞭毛着生的位点(5)维持细胞内正常渗透压的屏障作用。细胞质:细胞膜内除核质体外的一切半透明,胶状,颗粒状物质可总称为。细胞质功能:含丰富的酶类,是细菌合成和分解代谢的主要场所。颗粒状内含物:简称内含物,是一类由不同化学成分累积而成的不溶性沉淀颗粒,主要功能是贮存营养物。 质粒:细菌染色体外的能自主复制的遗传物质。 荚膜(某些细菌细胞壁外的一层粘液性物质)的生理功能:(1)保护细胞,

8、抗干燥(2)贮藏养料,是细胞外碳源和能源的储备物质(3)荚膜可以抵御外界细胞对菌体的吞噬作用(4)荚膜具有抗原性(M抗原);与致病力有关(5)堆积代谢废物。芽胞:某些细菌,特别是G+杆菌,生长到稳定期后,在细胞内形成一个圆形或椭圆形的、由多层壁膜包围、对不良环境具有抗性的特殊结构称为芽胞。特性:(1)具有很强的抗热、抗干燥、抗辐射、抗化学药物能力(2)含水量低、壁厚而致密,通透性差,不易着色(3)新陈代谢几乎停止,处于休眠状态(4)一个芽胞萌发产生一个个体。芽胞的抗热机制:可能与以下因素有关,如含水量低、壁厚而致密,芽胞中的酶分子量小,比较耐热。过去认为芽胞抗热与DPA有关,现在已否认了这种假

9、设鞭毛:某些细菌表面一根或数根细长波状弯曲的丝状物,是细菌的运动器官。鞭毛的化学组成:主要:鞭毛蛋白,还有少量的多糖、脂类和核酸等。鞭毛的结构:丝状体,钩状体,基础小体。功能:a.细菌的运动器官;b.细菌鉴定的指标;c.鞭毛蛋白具有很强的抗原性。菌毛:某些细菌表面纤细中空、短而多的丝状物。菌落:在固体培养基上,由单个细胞繁殖形成的肉眼可见的子细胞群体。菌苔:大量细胞密集生长,结果长成的各“菌落”连接成一片。生长曲线:描述细菌群体在整个培养期间细菌群体生长规律的曲线。分为:延缓期,对数期,稳定期和衰亡期。运用(1)用合适的菌种、菌龄、接种量和培养条件,缩短迟缓期(2)在迟缓期灭菌,保证制剂质量及

10、减少热原质污染(3)对数期细菌广泛用作生产种子和科研材料(4)稳定期采取补加营养物质、移去代谢产物等延长该期,收获更多次级代谢产物(5)芽胞于对数生长期末期开始形成、稳定期大量形成、衰亡期释放,有利于菌种保藏。外毒素,内毒素:产生菌:G+为主,G-;化学成分:蛋白质,脂多糖(LPS);释放时间:一般随时分泌,菌体死亡裂解后释放;致病特异性:不同外毒素各不相同,不同病原菌的内毒素作用基本相同;毒性:强,弱;抗原性:完全抗原,抗原性强,不完全抗原,弱;制成类毒素:能,不能;热稳定性:差,强。放线菌的形态、大小和结构:定义:大部分放线菌由分枝状的菌丝组成,菌丝大多无隔膜,属单细胞,革兰氏阳性。真菌学

11、真菌是一大类真核细胞型微生物,细胞核高度分化,有核膜和核仁,胞质内有完整的细胞器,细胞壁由几丁质或纤维素构成,无叶绿素,不分化根、茎、叶。 真菌的形态结构:细胞核完整,有核膜和核仁细胞质中细胞器完整(线粒体、内质网、高尔基体等)有丝分裂:有性孢子和无性孢子两种繁殖方式营养方式为化能有机营养(异养)、好氧在形态上出现不同程度的分化。出芽繁殖是酵母菌无性繁殖的主要方式。病毒学病毒:是一类比细菌更微小、只含一类核酸、在活细胞内进行专性寄生的非细胞形态的微生物。对干扰素敏感,对抗生素不敏感。病毒的化学组成:(1)蛋白质:作用:构成衣壳,保护内部核酸决定感染寄主的专一性决定病毒的抗原性有些是酶,与感染和

12、复制有关(2)核酸:植物病毒:RNA,细菌病毒DNA,动物病毒(含昆虫病毒)部分为DNA,部分为RNA(3)脂类和糖类:包膜中。亚病毒:类病毒,卫星病毒,朊粒病毒的增殖:(1)吸附(2)穿入吞饮融合直接穿入(3)脱壳(4)生物合成(5)组装成熟与释放。干扰现象:两种病毒同时或先后感染同一细胞,一种病毒增殖可抑制另一种的增殖。干扰素(IFN):病毒诱导细胞产生抑制病毒复制的糖蛋白。细胞病变效应(CPE):体外将病毒接种到易感细胞一段时间后,在显微镜下观察到的细胞形态学改变,包括细胞肿胀、变圆、坏死、脱落等。空斑形成单位:PFU.噬斑形成单位:PFU噬菌体的应用:细菌的鉴定和分型耐药性细菌的治疗分

13、子生物学研究工具-基因克隆载体遗传工程-噬菌体展呈文库,人工筛选抗体发酵中严防噬菌体污染微生物的控制灭菌:杀灭所有的微生物,包括细菌的芽孢。消毒:杀灭病原微生物,不包括芽孢。防腐:用理化因素抑制微生物的生长繁殖。化疗:利用对病原菌具有高度毒力而对宿主基本无毒的化学物质来抑制宿主体内病原微生物的生长繁殖。无菌:即不含活菌,灭菌是一个过程,无菌是一种状态。高温灭菌法:干热灭菌法,湿热灭菌法。影响消毒与灭菌效果的因素:消毒剂的性质、浓度和作用时间微生物的种类微生物的数量有机物的存在温度pH微生物遗传与变异遗传性:指生物的亲代特性在子代中重现的现象。变异性:亲代与子代之间、子代不同个体之间生物学特性的

14、差异性。基因型:生物的全部遗传因子或基因。 质粒的基本特性:(1)绝大多数是CCC双链DNA(2)能自主复制,一般采用滚环复制方式;根据拷贝数的多少分为严紧型质粒和松弛型质粒(3)不相容和相容性;两种不同类型的质粒若能稳定地共存于一个宿主细胞内,这种现象称为质粒的相容性(4)质粒基因常赋予宿主细胞某些特性(5)质粒能从宿主细胞自发消除,但消除频率很低。某些理化因素,如高温、紫外线及吖啶类物质,可大大提高(6)质粒可以从一个细菌转移到另一个细菌。根据转移方式分为:接合型质粒,可通过两个菌细胞的直接接合而主动转移如F因子;非接合型质粒,必须通过噬菌体转导才能转移质粒DNA,如青霉素酶质粒。F质粒:

15、致育因子(F因子),携带F质粒的菌株称为F菌株(相当于雄性),无F质粒的菌株称为F菌株(相当于雌性)。三个主要功能区:自主复制和不相容区,转移基因群区,重组区。R质粒:抗性因子(R因子),耐药质粒:抗性质粒在细菌间的传递是细菌产生抗药性的重要原因之一。耐药转移因子(RTF),非接合型耐药质粒(r质粒)。转座:转座因子从染色体一个位置转移到另一个位置,或者在质粒与染色体之间转移的过程,即转座因子改变其在DNA分子上位置的过程。转座因子:又称跳跃基因,是指细胞基因组中能够从一个位置转移到另一个位置的一段DNA序列。原核生物的转座因子(1)插入序列(IS)(2)转座子(Tn)(3)转座噬菌体营养缺陷

16、型突变株:微生物经突变后失去对某种生长因素的合成能力,必须依靠外界供应才能生长,这种突变株称为。基因突变及其分子机制:特性:自发性和稀少性不对应性可诱发性独立性可遗传性可逆性。分子机制:(1)自发突变的机制:低剂量诱变因素的长期综合效应碱基结构的变化环出效应(2)诱变机制:碱基对置换移码突变缺失或插入突变紫外线的诱变机制(3)RNA基因组的突变转化:受体菌直接从周围环境中吸收供体菌游离的DNA片段,从而获得了供体菌部分遗传性状的过程。前提条件:对于供体菌:外源DNA为双链DNA,有相对高的分子量,一般在106108;供体菌和受体菌间有一定的亲缘关系:同源性;对于受体菌:必须处于感受态。过程及机

17、制:(1)转化因子的结合与吸收:细胞表面的结合转化因子的吸收(2)转化因子的整合(3)转化子的产生接合:供体菌与受体菌通过性菌毛直接接触,遗传物质自供体菌转移入受体菌,使后者获得前者的部分遗传性状的过程。F因子的四种细胞形式:F菌株F菌株Hfr(高频重组)菌株F菌株。接合的方式:F×F的接合Hfr ×F的接合F×F的接合转导:以缺陷噬菌体为媒介,将供体菌的遗传物质转移入受体菌,通过交换重组而使受体菌获得供体菌的部分遗传性状的过程。 抗生素抗生素:是生物(包括微生物、植物和动物)在生命活动过程中产生的(或其他方法获得),能在低微浓度下选择性地抑制或影响它种生物功能的

18、有机物质。MIC:能抑制微生物生长所需药物的做低浓度,g/ml.MIC数值越小,作用越强。MBC:最低杀菌浓度。抗菌谱:某种抗生素所能抑制或杀灭微生物的范围和所需剂量。抗药性:微生物或肿瘤细胞多次与药物接触发生敏感性降低的现象,是微生物对药物所具有的相对抗药性。多重抗药(MDR):某一微生物可同时对两种以上作用机制不同的药物所产生的抗性。交叉抗药性(CDR):微生物对结构类似或作用机制类似的抗生素均有抗药现象。 抗生素作用机制:(1)抑制细胞壁合成(2)影响细胞膜的功能(3)干扰蛋白质的合成(4)抑制核酸的合成(5)干扰细胞的能量代谢和电子传递体系统。 细菌抗药性产生的遗传机制:(1)天生不敏

19、感性(2)获得抗药性基因突变细菌间抗药基因的转移抗药性转座子转移整合子介导的抗药性。 细菌抗药性产生的生化机制:(1)产生使抗生素失去生物活性或结构破坏的酶(2)抗生素作用靶位的修饰或靶酶的结构改变(3)细胞膜通透性改变(4)细菌主动外排系统(5)生物被膜的形成。抗药性的控制:(1)合理使用抗生素(2)新抗生素和质粒消除剂的研究(3)加强抗药机制的研究。抗原免疫:通常指免除疫病(传染病)及抵抗多种疾病的发生。免疫学:研究机体免疫系统的组成(免疫器官、免疫细胞和免疫分子)、结构及其免疫生物学(生理性的和病理性的)功能的学科。抗原(Ag):指能与淋巴细胞抗原受体(TCR/BCR)特异性结合,刺激机

20、体免疫系统产生特异性免疫应答,并能与相应免疫产物(抗体或致敏淋巴细胞)在体内、外发生特异性反应的物质。基本特征:免疫原性:抗原能刺激机体产生特异性抗体或致敏淋巴细胞的特性;免疫反应性(抗原性):抗原能与相应免疫应答产物发生特异性结合的特性。完全抗原:具有免疫原性和免疫反应性的物质,如:蛋白质、细菌、病毒等。半抗原:无免疫原性,只有免疫反应性的物质,如:多为某些简单的小分子物质。载体:赋予半抗原以免疫原性的蛋白质。半抗原+蛋白质=完全抗原。决定抗原免疫原性的因素:(1)抗原的理化性质:分子大小:一般>10kDa,分子量越大,免疫原性越强化学组成抗原表位的易接近性物理性状(2)抗原与机体的相

21、互作用:异物性:在胚胎期未与淋巴细胞充分接触过的物质机体因素:种属,遗传因素,年龄,性别,健康状况免疫方式:剂量,途径,次数,佐剂等。抗原特异性:抗原诱导机体产生特异性免疫应答并与免疫应答产物发生专一结合的特性。抗原表位:抗原分子中决定抗原特异性的基本结构或化学基团称为,是特异性淋巴细胞受体(TCR/BCR)及抗体特异性结合的基本单位,亦称抗原决定簇,通常由5-17个氨基酸残基、5-7个多糖残基或核苷酸组成。交叉反应:某些特定抗原不仅可与其诱导产生的抗体或致敏淋巴细胞结合或相互作用,还可与其他抗原诱生的应答产物发生反应,称为交叉反应。这种抗原称为共同抗原或交叉抗原。异嗜性抗原:又称Forssm

22、an抗原,指一类存在于人、动物、植物或微生物之间的共同抗原。免疫佐剂:指与抗原同时或预先注入机体后,那增强该抗原的免疫原性或改变机体免疫应答类型的物质,简称佐剂。超抗原:一类特殊的抗原性物质,在极低剂量水平能活化大量T细胞或B细胞,并诱导强烈免疫应答。主要组织相容性抗原主要组织相容性抗原由一组紧密连锁的基因群编码,称为主要组织相容性复合体(MHC)。人的主要组织相容性抗原首先发现于外周血白细胞表面,故称人类白细胞抗原(HLA),其编码基因位于第6号染色体上,称HLA复合体。主要组织相容性抗原(HLA):生物学功能:(1)抗原加工和提呈(2)参与对免疫应答的遗传控制:MHC限制性(3)参与精细的

23、免疫调节(4)诱导免疫细胞的分化。医学应用:(1)诱导同种移植排斥反应(2)决定了不同物种、不同个体对疾病的易感性和耐受性,并与肿瘤、自身免疫病等疾病的发生相关联(3)应用于法医学鉴定:亲子鉴定、身份鉴定T细胞与抗原呈递细胞、靶细胞相互作用中,在识别抗原肽的同时,还须识别与抗原肽结合的HLA分子,这一现象称MHC限制。免疫球蛋白抗体(Ab):是介导体液免疫的重要效应分子,是B细胞接受抗原刺激后增殖分化为浆细胞所产生的糖蛋白。免疫球蛋白(Ig):将具有抗体活性或化学结构与抗体相似的球蛋白统称为免疫球蛋白。基本结构:(一)重链(H)2条,轻链(L)2条(二)可变区(V区),恒定区(C区)(三)超变

24、区(HVR),又称互补决定区(CDR),骨架区( FR)(四)铰链区功能区:轻链:VL,CL;重链:VH,CH1,CH2,CH3(IgG、IgA和IgD)多一个CH4(IgM和IgE)。功能区的主要功能:(1)VH和VL抗原结合部位(2)CH13和CLIg遗传标志所在(3)CH2(IgG)、CH3(IgM) 补体C1q结合部位(4)CH2-CH3(IgG)结合并通过胎盘(5)CH3(IgG)单核、巨噬细胞、中性粒细胞、NK细胞受体FcR结合部位(6)CH2、CH3(IgE)肥大细胞、嗜碱粒细胞 FcR结合部位。免疫球蛋白的生物学功能与特性:中和作用(阻止病原体入侵),活化补体(溶解细胞或细菌,

25、联合调理作用),结合Fc受体(ADCC,调理作用,介导型超敏反应),被动免疫(通过胎盘)调理作用:IgG与细菌等颗粒性抗原结合,通过IgFc段与吞噬细胞表面相应IgGFc受体结合,促进吞噬细胞对颗粒性抗原的吞噬,此即抗体的调理作用。IgG(Fab段)与肿瘤细胞、病毒感染细胞表面的抗原(表位)结合,通过IgFc段与具有细胞毒作用的效应细胞(如NK细胞)表面相应IgGFc受体结合,从而触发效应细胞对靶细胞的杀伤作用,称为抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用(ADCC)。多克隆抗体:指由不同B细胞克隆产生的针对抗原物质中多种抗原决定簇的多种抗体混合物。单克隆抗体(McAb):由单一克隆B细胞杂交瘤产生的,只识别抗原分子某一特定抗原决定簇的特异性抗体。补体系统补体(C):人和动物血清中的一组与免疫功能有关,经活化后具有酶活性的蛋白质,是抗体发挥溶细胞作用的补充条件,故称为补体。补体系统组成:(1)固有成分:经典激活途径:C1q,C1r,C1s,C2,C4;旁路激活途径:B, D, P因子(备解素);MBL途径:MBL,MBL相关丝氨酸丝酶(MASP);补体活化的共同组分C3、C5C9(2)调节分子:a.可溶性调节因子b.膜结合性调节分子(3)补体受体:C1qR,CR1,CR2,CR3,C3aR,C5aR。性质不稳