微生物学重点内容(考试必看)_资格考试-报关员资格考试.pdf
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1、-.z.十章、细菌学概论 细菌(bacteria):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。一、细菌的形态、结构与分类(p123-137)一)大小与形态 1.大小:微米、光学显微镜 2.基本形态(适宜条件、8-18h、主要有 3 种;观察选对数生长期最优)球菌 Coccus 单、双、链、四联、八叠、葡萄球菌 杆菌 Bacillus 各种杆菌差异较大,排列分散、无一定形式 螺形菌 Spiral bacterium 弧菌:一个弯曲、螺菌:数个弯曲 3.多形性:细菌在条件改变时,出现不规则形态,呈梨形、气球状、丝状等,条件适宜,可以恢复。二)细菌的细菌结构(10 分)1.
2、基本结构(所有细菌共有的结构):细胞壁、细胞膜、细胞浆及核质。1)细胞壁:坚韧、有弹性;保护细菌;含主要成分肽聚糖,特殊成分磷酸壁、脂多糖等。A.革兰氏阳性菌细胞壁 较厚,含丰富肽聚糖,少量磷壁酸 a.肽聚糖 由 40 层左右的网格状分子交织成厚的三维立体网状结构,由聚糖骨架和四肽侧链及五肽桥组成。聚糖骨架由 N-乙酰葡糖胺(G)和 N-乙酰胞壁酸(M)经-1,4糖苷键交替间隔排列而成。肽聚糖支架相同,肽链肽桥随菌而异。b.磷壁酸(G+特有成分)酸性多糖,由核糖醇或甘油残基经磷酸二酯键互相连接而成的链状聚合物。分壁磷壁酸(核糖醇型)和膜磷壁酸(甘油型)具重要生理功能:.P-结合阳离子,Mg2+
3、提高细胞表面酶活性.细胞壁表面抗原成分.噬菌体吸附的特异受体.调节自溶素活力.增加细菌粘附性,与致病性有关。B.革兰氏阴性菌细胞壁 较薄,肽聚糖含量低。外膜层位于细胞壁肽聚糖层的外侧,包括脂多糖、脂质双层、脂蛋白三部分 a.肽聚糖 b.外膜.脂蛋白:一端以蛋白质部分共价键连接于肽聚糖的四肽侧链上另一端以脂质部分连接在外膜的磷酸上,其功能是稳定外膜并将之固定于肽聚糖层。.脂质双层:脂蛋白外侧,脂质双层结构。含有外膜蛋白。-.z.脂多糖(LPS):习惯称细菌内毒素,由脂质双层向细胞外伸出,含类脂 A、核心多糖、特异性多糖。类脂 A:毒性部分及主要成份。致病物质,无种属特异性。核心多糖:类脂 A外层
4、,具属和组特异性。特异性多糖:最外层,数个至数十个低聚糖重复单位构成。G-菌体抗原(O 抗原)就是特异多糖,有种和型特异性。LPS功能 吸附 Mg2+等阳离子,与磷壁酸作用类似 类脂 A,细菌内毒素主要成分 特异性多糖:O-侧链(O 抗原),鉴定细菌 噬菌体吸附的位点 c.周质空间 外膜与细胞膜间的空间,含周质蛋白 C.作用于细胞壁的抗生素及酶 A.青霉素(penicillin)和头孢菌素:与细菌竞争合成胞壁过程所需的转肽酶,抑制四肽侧链上 D-丙氨酸与五肽桥之间的联结,使细菌不能合成完整的细胞壁,可导致细菌死亡。B.溶菌酶(lysozyme):切断肽聚糖中 N-乙酰葡糖胺和 N-乙酰胞壁酸之
5、间的-1,4糖苷键之间的联甘键之间的联结,破坏肽聚糖支架,引起细胞裂解。D.细胞壁缺陷型细菌 L型细菌(bacterial L form):实验室培养过程中,自发突变,指细胞壁缺陷的变型。原生质体:G+高渗、人工条件,溶菌酶完全水解或青霉素完全抑制新生细胞壁的合成 球状体:G-高渗、人工条件,溶菌酶部分水解或青霉素不完全抑制新生细胞壁的合成 2)细胞膜 A.半渗透性脂质双层生物膜,主要由磷脂和蛋白质组成。B.功能:a.细胞膜有选择性通透作用,菌体内外的物质交换。b.维持渗透压 c.膜上有多种呼吸酶,参与产能过程。d.合成细胞壁及附属结构的场所 C.中介体(mesosome):又称间体,细胞膜向
6、胞浆凹陷折叠成囊状物(充满囊泡)。与细胞呼吸有关,为细菌提供大量能量。有拟线粒体之称。多见于 G+。3)细胞质及内含物 细胞质:基本成份是水(约 80%)、蛋白质、脂类、核酸及少量糖和无机盐。A.核糖体:70&RNA+30%蛋白质 细菌:70S 核糖体(50S 亚基+30S亚基)真核:80S 核糖体(60S 亚基+40S亚基)*些抗生素能作用于细菌核糖体,如红霉素与链霉素能分别于细菌核糖体的 50S 和 30S 亚基结合,干扰蛋白质的合成,使细菌死亡。而真核核糖体为 80S,故许多能有效作用于细菌核糖体的抗生素对人体无害。B.胞质颗粒:细菌细胞内颗粒状内含物,大多数为营养贮藏物,可以鉴别细菌。
7、聚 beta-羟丁酸:类脂性质 C源贮藏物 异染颗粒:贮藏高能磷酸盐,嗜碱性较强,用特殊染色法可以看得更清晰。糖原粒与淀粉粒:C源贮藏物 4)核质体(Nuclear body):细菌的遗传物质。分类一大小与形态大小微米光学显微镜基本形态适宜条件主要有种观察选对数生长期最优球菌单双链四联八叠葡萄球菌杆菌各种杆菌差异较大排列分散无一定形式螺形菌弧菌一个弯曲螺菌数个弯曲多形性细菌在条件改变时出现不规胞浆及核质细胞壁坚韧有弹性保护细菌含主要成分肽聚特殊成分磷酸壁脂多等革兰氏阳性菌细胞壁较厚含丰富肽聚少量磷壁酸肽聚由层左右的网格状分子交织成厚的三维立体网状结构由聚骨架和四肽侧链及五肽桥组成聚骨架由乙酰残
8、基经磷酸二酯键互相连接而成的链状聚合物分壁磷壁酸核醇型和膜磷壁酸甘油型具重要生理功能结合阳离子提高细胞表面酶活性细胞壁表面抗原成分噬菌体吸附的特异受体调节自溶素活力增加细菌粘附性与致病性有脂多糖习惯称-.z.核质(nuclear material)、原核(prokaryon)、类核(nucleoid)、细菌的染色体(chromosome)富尔根(Feulgen)染色法染色后,显微镜观察多形态核质体。基因组(genome):核质体为单倍体,含细菌全部基因,也称基因组。5.)质粒(plasmid):染色体外的遗传物质。2.特殊结构:非细菌生活所必须。包括荚膜、芽孢、鞭毛、菌毛。1)荚膜(capsu
9、le):A由多糖或多肽组成。厚度以下者,称微荚膜。B细菌一般在机体内和营养丰富的培养基中才能形成荚膜。2.C在固体培养基上形成光滑型(S型)或粘液型(M)菌落,失去荚膜后变为粗糙型(R)。D荚膜作用:a.保护细菌抗干燥、抗吞噬细胞的吞噬和消化。b.储存营养。c 堆积代谢废物。d 一定屏障作用,对其他因子(溶酶菌、补体、抗体、抗菌药物等)的侵害有一定抵抗力。E荚膜与人类 a 医疗:提取葡聚糖 b.细菌分型鉴定 c.危害:发酵生产 2)芽胞(spore)A.定义:在一定条件下,芽孢杆菌属(如炭疽杆菌)及梭状芽胞杆菌属(如破伤风杆菌、气性坏疽病原菌)能在菌体内形成一个折光性很强的不易着色小体,称为內
10、芽胞,简称芽胞。B.芽胞含水量少(约 40%),蛋白质受热不易变性。无通透性,有保护作用,能阻止化学品渗入。芽胞对理化因素(热、干燥、辐射、化学消毒剂等)具有高强度的抵抗力。炭疽杆菌芽胞可在草原中存活 20-40年。C.芽胞含有大量吡啶二羧酸 DPA,使芽胞的酶类具高稳定性和耐热性。D.芽胞并非细菌繁殖体,而是休眠休态,以维持细菌生存的持久体。E.芽胞的抵抗力强,当进行消毒灭菌时往往以芽胞是否被杀死作为判断灭菌效果的指标。F营养缺乏,容易形成芽胞。3)鞭毛(flagellum):化学组成鞭毛蛋白;基础小体+钩状体+丝状体(运动性)运动“器官”与细菌的致病性有关。如:霍乱弧菌 鞭毛的数量、分布可
11、用以鉴别细菌。4)菌毛:G-化学组成菌毛蛋白(抗原性)A.普通菌毛(粘附性、致病性)B.性菌毛(F菌毛)传递 DNA 性菌毛由质粒携带的一种致育因子(Ferility factor)的基因编码,故性菌毛又称 F菌毛。带性菌毛的细菌称为 F+菌或雄性菌,无菌毛的细菌称为 F-菌或雌性菌。三)分类 1.分类单位 纲、目、科、属、种,最重要、最基本的单元是种,其次是属。细菌中常用属和种。种(species):细菌分类的基本单位。生物学性状基本相同的细菌群体构成一个菌种。亚种、变种(subspecies):一个种内不同细菌存在稳定的变异或遗传特征,不足以归为新种 型:亚种下的细分。菌株(strain)
12、:不同来源的标本种所得到的同属一种的纯培养 标准株(standard strain):具有典型特征的菌株,由菌种中心给统一编号 分类一大小与形态大小微米光学显微镜基本形态适宜条件主要有种观察选对数生长期最优球菌单双链四联八叠葡萄球菌杆菌各种杆菌差异较大排列分散无一定形式螺形菌弧菌一个弯曲螺菌数个弯曲多形性细菌在条件改变时出现不规胞浆及核质细胞壁坚韧有弹性保护细菌含主要成分肽聚特殊成分磷酸壁脂多等革兰氏阳性菌细胞壁较厚含丰富肽聚少量磷壁酸肽聚由层左右的网格状分子交织成厚的三维立体网状结构由聚骨架和四肽侧链及五肽桥组成聚骨架由乙酰残基经磷酸二酯键互相连接而成的链状聚合物分壁磷壁酸核醇型和膜磷壁酸甘
13、油型具重要生理功能结合阳离子提高细胞表面酶活性细胞壁表面抗原成分噬菌体吸附的特异受体调节自溶素活力增加细菌粘附性与致病性有脂多糖习惯称-.z.2.命名:林奈双名法 Staphylococcus aureus Rosenbach 菌株:Bacillus subtilis BF7658标准菌株:Staphylococcus aureus ATCC 25923 3.分类方法:核酸分析:16srRNA/18srRNA序列 4.分类系统:分为真细菌和古细菌 1)真细菌狭义:专指其中的细菌,种类最多、数量最大、最具代表性。广义:指各类原核细胞型微生物包括:衣原体、立克次氏体、霉形体、螺旋体、放线菌、蓝细菌
14、、光合细菌等 2)古细菌:生存在极端环境下(高温、高盐、低 pH),细胞壁无肽聚糖。未发现有病原菌。二、细菌的营养与生长繁殖(p138-150)1.营养物质运输方式:简单扩散、促进扩散、主动运输(主要方式)、基因转移。1)主动运输(active transport):在细胞膜上特异性渗透酶的参与下,消耗能量,可以逆浓度差运输营养物质,且被运输物质在运输前后并不发生任何变化的一种物质运输形式。2)基因转移(group translocation):指需要载体蛋白参加,消耗能量的物质运输方式,且被运输物质在运输前后发生分子结构修饰(化学修饰)。磷酸转移酶系统。主要存在厌氧菌、兼性厌氧菌。除化学修饰
15、外,其他同于主动运输。2.营养类型 主要营养类型 代表类型 光能无机自养型 绿硫细菌、蓝细菌 光能有机异养型 红螺细菌 化能无机自养型 硝化细菌、铁细菌 化能有机异养型 绝大多数细菌和全部真核微生物 3.生长繁殖条件 1)营养物质:水、C源、N 源、无机盐、生长因子 2)适宜的酸碱度:pH=缓冲物质。乳酸杆菌 5.8-6.6 霍乱:;亚硝酸细菌 7.8-8.6 结核:3)温度 细菌类型 最适温度 代表类型 嗜冷菌 10-20 海洋、深湖、冷泉和冷藏库的细菌 嗜温菌 体温菌 25-32 寄生病原菌 室温菌 37 腐生菌 嗜热菌 50-55 温泉、堆肥、火山口附近的细菌 4)气体环境(氧和 CO2
16、)细菌类型 最适 O2体积(%)代表类型 专性需氧菌 20 枯草芽胞杆菌、结核杆菌 微需氧菌 2-10 霍乱杆菌、空肠弯曲菌,HP 耐氧菌 2 乳酸菌 兼性厌氧菌 有或无 O2 大肠埃希菌(多数菌)分类一大小与形态大小微米光学显微镜基本形态适宜条件主要有种观察选对数生长期最优球菌单双链四联八叠葡萄球菌杆菌各种杆菌差异较大排列分散无一定形式螺形菌弧菌一个弯曲螺菌数个弯曲多形性细菌在条件改变时出现不规胞浆及核质细胞壁坚韧有弹性保护细菌含主要成分肽聚特殊成分磷酸壁脂多等革兰氏阳性菌细胞壁较厚含丰富肽聚少量磷壁酸肽聚由层左右的网格状分子交织成厚的三维立体网状结构由聚骨架和四肽侧链及五肽桥组成聚骨架由乙
17、酰残基经磷酸二酯键互相连接而成的链状聚合物分壁磷壁酸核醇型和膜磷壁酸甘油型具重要生理功能结合阳离子提高细胞表面酶活性细胞壁表面抗原成分噬菌体吸附的特异受体调节自溶素活力增加细菌粘附性与致病性有脂多糖习惯称-.z.需氧菌:具 SOD,过氧化氢酶。4.繁殖方式:无性二分裂 繁殖速度极快,代时(G):20-30min;个别较慢(如结核杆菌)。5.人工培养 1)培养基(medium):人工配制,专供微生物生长繁殖和(或)积累代谢产物的营养基质。划分依据 培养基类别 组成 天然、合成、半合成培养基 物理状态 液体、固体、半固体培养基 用途 基础、营养、选择、鉴别、厌氧培养基 2)培养方法及生长现象 培养
18、方法 备注 固体培养法 菌落形成单位:CFU;菌落(colony)、纯种分离、纯培养;菌苔 液体培养法 静置、震荡培养 半固体培养法 判断运动性(有无鞭毛):有动力、无动力 菌苔(lawn):挑取单个菌落划线接种于琼脂斜面上,由于划线密集重叠,长出的细菌会融合成片。6.生长繁殖规律生长曲线 生长曲线(growth curve):描述细菌群体在整个培养期间细菌群体生长规律的曲线。1)迟缓期(Lag phase):适应期。细菌接种至培养基后,对新环境有一个短暂适应过程(不适应者可因转种而死亡)。迟缓期长短因素种、接种菌量、菌龄以及营养物质等不同而异。此期中细菌体积增大,代谢活跃,为细菌的分裂增殖合
19、成、储备充足的酶、能量及中间代谢产物。迟缓期的长短可以反映细菌的生长繁殖条件是否适宜。2)对数期(Logarithmic phase):又称指数期(E*ponential phage)。此期生长曲线上活菌数直线上升。细菌以稳定的几何级数极快增长,可持续几小时至几天不等(视培养条件及细菌代时而异)。此期细菌形态、染色、生物活性都很典型,对外界环境因素的作用敏感,因此研究细菌性状以此期细菌最好。抗生素作用,对该时期的细菌效果最佳。(连续培养)3)稳定期(Stationary phase):恒定期。该期的生长菌群总数处于平坦阶段,但细菌群体活力变化较大。由于培养基中营养物质消耗、毒性产物(有机酸、H
20、2O2 等)积累 PH 下降等不利因素的影响,细菌繁殖速度渐趋下降,相对细菌死亡数开始逐渐增加,此期细菌增殖数与死亡数渐趋平衡。细菌形态、染色、生物活性可出现改变,并产生相应的代谢产物如外毒素、内毒素、抗生素、以及芽胞等。4)衰亡期(Decline phase):随着稳定期发展,细菌繁殖越来越慢,死亡菌数明显增多。活菌数与培养时间呈反比关系,此期细菌变长肿胀或畸形衰变,甚至菌体自溶,难以辩认其形。生理代谢活动趋于停滞。故陈旧培养物上难以鉴别细菌。三、细菌的代谢(p150-158)分解代谢;合成代谢 分解代谢产物和相关的生化反应试验(不记细节)糖发酵试验、硫化氢试验、吲哚试验(I)、甲基红试验(
21、M)、VP试验(Vi)、柠檬酸盐(枸橼酸盐)利用试验(C)。专性厌氧菌 不能有 O2 丙酮丁醇梭菌 分类一大小与形态大小微米光学显微镜基本形态适宜条件主要有种观察选对数生长期最优球菌单双链四联八叠葡萄球菌杆菌各种杆菌差异较大排列分散无一定形式螺形菌弧菌一个弯曲螺菌数个弯曲多形性细菌在条件改变时出现不规胞浆及核质细胞壁坚韧有弹性保护细菌含主要成分肽聚特殊成分磷酸壁脂多等革兰氏阳性菌细胞壁较厚含丰富肽聚少量磷壁酸肽聚由层左右的网格状分子交织成厚的三维立体网状结构由聚骨架和四肽侧链及五肽桥组成聚骨架由乙酰残基经磷酸二酯键互相连接而成的链状聚合物分壁磷壁酸核醇型和膜磷壁酸甘油型具重要生理功能结合阳离子
22、提高细胞表面酶活性细胞壁表面抗原成分噬菌体吸附的特异受体调节自溶素活力增加细菌粘附性与致病性有脂多糖习惯称-.z.IMViC试验常用于肠道的鉴定。合成代谢产物及其应用 1)热原质(Pyrogen):泛指那些能引起机体发热的物质。内源性热原质:如白细胞介素-1(IL-1)外源性热原质:革兰阴性菌细胞壁的脂多糖(LPS)热原质耐高温。高压消毒不被破坏。经 25030 分钟或 1804 小时高温处理。液体中的热原质可用 离子交换剂或过滤方法除去。制药用水不能含热原质。原质。2)毒素与侵袭性酶 A.毒素(to*in):许多病原性细菌能合成对人和动物有毒性的物质。细菌产生外毒素和内毒素两类毒素。a.外毒
23、素(e*oto*in):多数革兰阳性菌和少数革兰阴性菌在生长繁殖过程中释放到菌体外的蛋白质。毒性强,如白喉毒素、破伤风毒素、炭疽毒素及肉毒毒素等。b.内毒素(endoto*in):革兰阴性菌的细胞壁的脂多糖组分,只有当细菌死亡裂解后才能大量释放到菌细胞外,内毒素的毒性较弱。B.侵袭性酶:细菌致病物质。透明质酸酶、卵磷脂酶 3)细菌素(Bacteriocin)定义:*些细菌合成的一类具有杀菌作用的蛋白类物质。抗菌范围很窄,无治疗意义,但可用于细菌分型和流行病学调查。细菌素以生产菌而命名。大肠杆菌大肠菌素、绿脓杆菌绿脓菌素、霍乱弧菌弧菌素。4)色素(Pigment):细菌的色素有两类。A.水溶性色
24、素,能弥散到培养基或周围组织。B.脂溶性色素,不溶于水,只存在与菌体,是菌落显色而培养基颜色不变。5)抗生素:多粘菌素、短杆菌肽等 6)维生素:K、B 四、细菌的感染与免疫(p158-163)感染:病原菌突破机体防御屏障,侵入机体,在一定部位生长繁殖,释放毒性物质等,导致不同程度的病理性过程。有临床症状的为感染性疾病。感染:机体免疫力+细菌致病性 一)细菌的致病性:毒力、侵入机体的数量及途径 1.细菌的毒力 致病性强弱程度以毒力(Virulence)表示。常用半数死量(Median lethal dose,LD50)或半数感染量(Median infective dose,ID50)表示。构成
25、病原菌毒力的主要因素是侵袭力和毒素。1)侵袭力 2)毒力 细菌毒素(To*in):可分为外毒素和内毒素两大类 A外毒素(E*oto*in):主要是 G+,也有少数是 G-菌在生活过程中产生的有毒蛋白。外毒素毒性强,小剂量即能使易感机体致死。分类一大小与形态大小微米光学显微镜基本形态适宜条件主要有种观察选对数生长期最优球菌单双链四联八叠葡萄球菌杆菌各种杆菌差异较大排列分散无一定形式螺形菌弧菌一个弯曲螺菌数个弯曲多形性细菌在条件改变时出现不规胞浆及核质细胞壁坚韧有弹性保护细菌含主要成分肽聚特殊成分磷酸壁脂多等革兰氏阳性菌细胞壁较厚含丰富肽聚少量磷壁酸肽聚由层左右的网格状分子交织成厚的三维立体网状结
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