医学基础(专)微生物.ppt

1、微生物学考前辅导,华东理工大学药学院,45min 2010年,一. 微生物 1.定义 微生物（Microorganism）,指那些形体微小，结构简单，分布广泛，增殖迅速，大多是单细胞，少数是多细胞，还有些没有细胞结构的低等生物。用肉眼难以观察到，必须借助于光镜或电镜放大数百至数万倍才能看清结构的微小生物。 微生物的特点 （1） 体积小、面积大 （2）吸收多、转化快 （3）生长旺、繁殖快 （4）适应性强、易变异 （5）分布广、种类多,2.微生物的分类 根据不同的进化水平和性状上的显著差异，微生物可分为以下三大类群： 非细胞型生物（即分子生物）：病毒、类病毒、朊病毒、拟病毒 原核生物：细菌、放线菌

2、、蓝细菌（蓝藻、蓝绿藻）、支原体、立克次氏体、衣原体 真核生物：真菌（丝状真菌-霉菌、酵母菌、大型真菌-蕈菌）、单细胞藻类、原生动物,二.微生物学（microbiology） 定义:在细胞、分子或群体水平上研究微生物在一定条件下的形态结构、生理生化、遗传变异以及微生物的进化、分类、生态等生命活动规律及其应用的科学。,细菌学概论,细菌（Bacteria ） 一类具有细胞壁，结构简单，种类繁多，主要以二分裂繁殖，水生性较强的单细胞原核微生物。其与人类的关系密切，对人类有利有弊。,细菌的形态、结构与分类,一、细菌的大小和形态 1、细菌的大小 细菌大小的表示以m度量，球菌：直径， 杆菌：宽、长，螺旋菌

3、：宽、弯曲长度,2、细菌的形态 细菌的个体形态基本上可分为球状、杆状、 螺形状三种。分别称为球菌、杆菌、螺形菌。 三者数量上比较为：杆菌球菌螺形菌。,缺壁细菌的主要类型有L型细菌、原生质体、原生质球（或球状体）和支原体。,细菌的细胞结构,基本结构：细胞壁，细胞膜，细胞质，核质,特殊结构：荚膜，鞭毛，菌毛，芽胞,细菌-具有细胞壁的单细胞原核细胞型微生物,2、芽胞 （spore） 概念：某些菌生长到一定阶段，细胞内形成一个圆形、椭圆形的厚壁，对不良环境有较强抵抗力的休眠体。,芽孢,一个细菌只能形成一个芽胞； 芽胞不是细菌的繁殖体。,第二节：细菌的营养与生长繁殖,能够满足细菌生长繁殖及完成各种生理活

4、动所需的物质称为营养物质(nutrient) 获得和利用营养物质的过程称为营养（nutrition） 细菌生长至一定程度后，细胞分裂，数量增加，即为繁殖,（一）培养基,用,人类利用微生物，首先要培养微生物。要培养微生物，就得给微生物提供各种营养物质。这种由人工配制的满足细菌及其他微生物生长繁殖和（或）积累代谢产物的营养基质，称培养基（Medium）。,培养基配置原则：,根据微生物类型选择营养物质 注意各种营养物质的浓度和比例 调整培养基的值至适宜范围 培养基必需灭菌后使用,1.按照培养基中营养物质的来源，分为合成，天然和半天然培养基,培养基的分类：,1.血清学诊断：用已知抗原（如细菌）检测病人

5、体液中有无相应的抗体以及抗体效价的动态变化，可作为某些传染病的辅助诊断。因一般采取病人的血清进行试验，故通常称之为血清学诊断。 2.培养基：是人工配制的细菌生长繁殖所需的营养物质，调配合适的pH（7.2-7.6），经灭菌后使用的培养细菌物质。 3.基础培养基：含有细菌所需要的最基本营养成份，可供大多数细菌生长。组分是1%蛋白胨和0.5%NA.C.L配制而成，还需加入琼脂（2-3%固体培养基、0.3-0.5%半固体培养基）。 4.选择培养基：是利用细菌对各种化学物质的敏感性不同，在培养基中加入一定的化学物质，抑制非目的菌生长，有利于需要分离细菌的生长，如SS琼脂培养基。 5.鉴别培养基：利用各种

6、细菌分解的作用物及其代谢产物的不同，可应用含有一定作用物和指示剂的培养基来培养细菌，作鉴别之用，如糖发酵培养基。 6.菌落：在固体培养基上，由单个细菌生长繁殖形成肉眼可见的细菌集落。 1、巴氏消毒法 2、基因组 3、侵袭性疾病 4、外毒素 5、变异性 6、菌落 7、内毒素 8、EHEC 9、外毒素,Virus：是一类比细菌更微小，能通过细菌滤器，只含有一种类型核酸(DNA或RNA)，仅能在活细胞内生长繁殖的非细胞形态的微生物。 Spore：某些细菌在其生长发育后期，在细胞内形成一个圆形或椭圆形、厚壁、含水量极低、抗逆性极强的休眠体，称芽孢。,自然发生说：认为微生物是由食品中的无生命物质转化而来

7、的，不是从空气中来的。 营养缺陷型：通过诱变产生的，在某些物质的合成能力上出现缺陷、因而必须加入相应物质才能生长的变异菌株，叫营养缺陷型。,1、遗传性 2、变异性 3、水平传播 4、外毒素 5、内毒素 6、条件致病菌 7、正常菌群 8、垂直传播,14,对数期,迟缓期,四期：迟缓期 、对数期、稳定期、衰亡期,细菌群体生长曲线,0,5,15,20,25,30,10,5.5,6.0,8.5,8.0,7.5,7.0,6.5,9.0,衰亡期,总菌数,活菌数,细菌数目的对数,小时,稳定期,迟缓期：菌体增大，代谢活跃，为细菌大量繁殖作好物质准备。 对数期：细菌繁殖迅速，菌数呈几何级数增长，细菌的生物学性状典

8、型。 稳定期：随有害代谢产物的增多，细菌繁殖速度减慢，死亡数增多，细菌的生物学性状发生某些改变，芽孢，抗生素等产生。 衰亡期：死亡菌数增多，超过活菌数，细菌形态显著改变，生理活动趋于停止。,细菌四个生长时期特点,葡萄球菌的主要致病因素及所致疾病有哪些？肠道杆菌有哪些共同特点？简述痢疾杆菌的致病因素和所致疾病。,合成代谢,分解代谢,物质代谢,能量代谢,摄取外界物质，合成生物自身物质,分解生物自身物质，排出废物,贮存能量,释放能量,新陈代谢,2 毒素与侵袭性酶,毒素：致病菌能合成对人和动物有毒性的物质。包括内毒素和外毒素。 内毒素(endotoxin)：G- 菌细胞壁的脂多糖，不能向胞外分泌，菌体

9、死亡崩解后游离出来； 外毒素(exotoxin)：多数G+ 菌和少数G- 菌在生长繁殖过程中分泌到菌体外的蛋白质，毒性强于内毒素。 侵袭性酶：亦为细菌重要的致病物质，能损伤机体组织，促使细菌的侵袭和扩散。,第五节 细菌的感染与免疫,感染（infection）或传染 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，导致不同程度的病理过程。表现有临床症状的称为感染性疾病（infectious disease） 致病性（pathogenicity）：病原菌能引发机体产生疾病的能力,比较细菌、霉菌的个体形态和菌落特征。,为什么湿热灭菌比干热灭菌的效力好？,正常菌群的生理作用,生物拮抗 竞争黏附

10、作用使外来致病菌不能定植； 产生有害代谢产物，有些菌可产生H2O2而杀伤其他细菌； 营养竞争作用。 营养作用 免疫作用 抗肿瘤作用 抗衰老作用,菌群失调：正常菌群中各种菌的比例严重失调 并伴有临床表现的现象 二重感染：金黄色葡萄球菌、白假丝酵母菌等,条件致病菌或机会致病菌,正常菌群与人体之间的平衡关系及正常菌群之间的平衡关系一旦被破，正常菌群会对人体产生致病性,致病条件 寄居部位的改变 免疫功能低下,细菌的致病机制,细菌能引起感染的能力称为致病性（pathogenicity）或病原性。 致病菌的致病性强弱程度称为毒力（virulence），即致病性的强度。 半数致死量（median letha

11、l dose, LD50） 半数感染量（median infective dose,ID50）,内毒素与外毒素的比较,（二）病原菌的侵入数量 细菌侵入数量越多，发病率越高 细菌毒力愈强，引起感染所需的菌量愈小；反之则菌量愈大。 （三）病原菌的侵入途径 各种细菌通过特定的侵入途径，才能到达特定器官和细胞而致病。,消毒灭菌概念,灭菌(sterilization)：利用理化因素杀灭物体或介质中所有微生物的方法。灭菌比消毒要求高，包括杀灭细菌芽胞在内的全部病原微生物和非病原微生物。 消毒(disinfection)：利用理化因素杀死物体或介质中病原微生物的方法。并不一定能杀死含芽胞的细菌或非病原微生物

12、。用以消毒的药品称为消毒剂(disinfectant)。 防腐(antisepsis)：利用理化因素防止或抑制体外微生物生长繁殖的方法。细菌一般不死亡。,抑菌(bacteriostasis)：抑制体内或体外细菌的生长繁殖。常用的抑菌剂为各种抗生素。 无菌(asepsis)：不存在活菌。 无菌操作（antiseptic technique）：在进行外科手术或分离、转种及培养时防止其他微生物污染实验材料的操作方法,一、热力灭菌法,高温杀灭細菌,焚烧-最彻底的灭菌方法,烧灼-直接用火焰灭菌方法,干烤-加热160-180 2h,（一）干热灭菌法,红外线-热效应 与干烤类似,27,（二）湿热灭菌法,加压

13、蒸汽灭菌法,最有效的灭菌方法 121 20-30mim,煮沸消毒法,水煮100 5mim(繁殖体)-2h(芽胞),流通蒸汽消毒法,巴氏消毒法,间歇蒸汽灭菌法,水蒸汽100 15-30mim(繁殖体),反复多次流动蒸汽间歇加热灭菌,较低的温度（61 30mim/71 30s）杀灭致病菌,遗传性(heredity)：子代与亲代之间的生物学性状具有相似性，且代代相传 变异性(variation)：微生物的子代与亲代之间以及子代不同个体之间在性状上存在的某些差异 微生物的变异分为遗传性变异和非遗传性变异 遗传性变异：是细菌的基因结构发生了改变，故又称 基因型变异。常发生于个别的细菌，不受环境因素的影响

14、，变异发生后是不可逆的，产生的新性状可稳定地遗传给后代。 非遗传性变异：细菌在一定的环境条件影响下产生的变异，其基因结构未改变，称为表型变异，易受到环境因素的影响，表型变异不能遗传。,基因是生物染色体上的一段DNA，它储存了遗传信息，又具有自我复制的能力。基因具有特定的碱基顺序，即核苷酸顺序，它不仅可以决定生物的某一个性状，而且还具有调控其他基因表达活性的功能。基因既是一个结构单位，也是一个功能单位。 基因组是指存在于生物体内的遗传物质中的全部基因的总称。 细胞内只具有一套基因组的称为单倍体；具有二套基因组的称为二倍体。 按功能可把基因分为三种：结构基因、操纵基因、调节基因。,基因突变及其分子

15、机制,突变（mutation）指生物体遗传物质的核苷酸序列发生了稳定而可遗传的变化。广义的突变包括基因的突变和染色体畸变。 基因突变是指一个基因内部由于一对或少数几对碱基的置换、缺失或插入而引起的突变，其涉及的变化范围很小，又叫做点突变（point mutation）。狭义的突变概念就是指基因突变。 紫外线诱导细菌发生基因突变，主要是由于导致胸腺嘧啶二聚体 。,基因突变的意义,突变导致基因型改变 突变导致死亡 突变是进化、分化的分子基础 突变是某些疾病的发病基础,基因突变的分子机制,表型（phenotype）:微生物所表现出来的所有性状，由基因组和环境因素来决定。 基因型（genotype）：

16、微生物所具有的全部基因。 表型变异（phenotypic variation）：相同基因型的微生物表现出不同的表型。暂时的，非遗传性变异。 基因型变异（ genotypic variation ）：由于基因结构发生变化所致，可使微生物的性状产生稳定的遗传性变异。,基因转移与重组,基因转移（gene transfer） 外源性的遗传物质由供体菌转入某受体菌细胞的过程称为基因转移。 重组（ recombination） 转移的基因与受体菌DNA整合在一起称为重组，使受体菌获得供体菌的某些性状。,核酸杂交法：在细菌细胞外，测定菌株间DNA-DNA的杂交率和DNA-RNA的杂交率。这是判断微生物间亲缘

17、关系的一种直接有效的方法。,重组与重组DNA技术,1、重组（遗传重组） 指将两个或两个以不同上核酸分子进行重排，产生新的核苷酸排列顺序的过程 2.重组DNA技术 指将一种生物的DNA片段或人工合成的基因，通过载体在体外重组，转移并插入到另一种生物的基因组中，使其扩增和表达，从而获得大量基因产物或使生物细胞表现出新的性状,三种葡萄球菌的主要生物学性状, 性 状 金黄色葡萄球菌 表皮葡萄球菌 腐生葡萄球菌 菌落色素 金黄色 白色 白色或 柠檬色 触媒 + + - 凝固酶 + - - 溶血性 溶血 不溶血 不溶血 SPA + - - 葡萄糖发酵 + - - 甘露醇发酵 + - - 致病性 致病菌 条

18、件致病菌 条件致病菌,人类主要支原体生物学性状,支原体 葡萄糖 精氨酸 尿素 致病性 肺炎支原体 + 肺炎、支气管炎 人型支原体 + 泌尿生殖道感染 生殖器支原体 + 泌尿生殖道感染 穿透支原体 + + 多见于艾滋病 溶脲脲原体 + 泌尿生殖道感染,支原体与细菌L型的区别,支原体 L型 在遗传上与细菌无关 与原菌相关，常可以回复 细胞膜含高浓度固醇 细胞膜不含固醇 在一般培养基中稳定 大多需高渗培养 生长慢，菌落小， 菌落稍大， 液体培养混浊度极低 液体培养有一定混浊度,第一节 真菌学概论 (Mycology),真菌（fungus）是一类真核细胞型微生物，有核膜和核仁，胞质内有完善的细胞器，不

19、含叶绿素，无根、茎、叶的分化。,与细菌区别？,比较细菌、放线菌、霉菌、酵母菌的个体形态和菌落特征。,（1）细菌的个体形态为球状、杆状、螺旋状。菌落特征为：菌落比较小，表面湿润、光滑、比较粘稠、用接种环容易挑起，菌落颜色十分多样。 （2）放线菌的个体形态为菌丝状，菌落特征为：干燥、不透明、表面呈致密的丝绒状，上有一薄层彩色的“干粉”；菌落和培养基的连接紧密，难以挑取； 菌落的正反面颜色常不一致，以及在菌落边缘的琼脂平面有变形的现象等。 （3）酵母菌个体形态为球形、卵圆形、椭圆形、香肠状等。其菌落特征为：酵母菌菌落与细菌菌落相似，但大而厚，呈油脂状或蜡脂状，表面光滑、湿润、乳白色或红色。培养时间长

20、时菌落表面发生皱折，有酒香味。 （4）霉菌的个体形态为菌丝状，菌落特征为：菌落疏松，绒毛状、絮状或蜘蛛网状，较细菌菌落大几倍至几十倍，菌丝在表面蔓延，菌落无固定大小，有霉味。,病毒学概论,病毒的定义：一类体积微小，用电子显微镜观察，结构简单，只含一种类型核酸，细胞内寄生，对抗生素不敏感，以复制方式进行繁殖的非细胞型微生物。 病毒的特点： 体积微小； 结构简单； 专性细胞内寄生； 以复制方式繁殖； 对抗生素不敏感,病毒的形态、结构与分类,病毒体（virion)完整的成熟病毒颗粒，是细胞外的结构形式，有典型的形态和传染性。,（一）病毒的大小与形态,1、病毒的大小,1、测量单位纳米（nm） 3、观察工具电子显微镜 2、大多数病毒的直径在30-150 nm之间,病毒的大小与形态,立克次体 450nm,衣原体 390nm,病毒的增殖,复制(replication)： 病毒没有细胞结构和代谢系统，必须在活的易感细胞内进行增殖，由宿主细胞为其提供酶系统、能量、原料和生物合成的场所，以病毒核酸为模板进行核酸复制和蛋白质的合成，在装配成子代病毒体的过程。,下列分子生物学实