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文檔簡介

1、醫學微生物學總結得跟教材一樣的哦真的省了不少力氣微生物: 存在于自然界的一大群體形微小、結構簡單、肉眼直接看不見,必須借助光學顯微鏡或電子顯微鏡放大數百倍、數千倍。甚至數萬倍才能觀察到的微小生物。1 微生物的分類:種類細胞結構非細胞型微物無典型細胞結構構原核細胞型微生物無核膜、 核仁,僅有核糖體真核細胞型微生物細胞核分化程度很高,有核膜核仁,細胞器完整核酸DNA 或 RNA ,兩 者 不 同 時 存在DNA 和 RNADNA 和 RNA特點代表無產生能量的酶系統, 只能在活 病毒細胞內生長增值古生菌、細菌(細菌、支原體、衣原體、 立克次體、 螺旋體和放線菌)真菌3、病原微生物:少數具有致病性,

2、能引起人類、植物病害的微生物。機會致病性微生物:在正常情況下不致病,只有在特定情況下導致疾病的微生物。4,郭霍法則: 特殊的病原菌應在同一種疾病中查見,在健康人中不存在;該特殊病原菌能被分離培養得純種;該純培養物接種至易感動物,能產生同樣病癥;自人工感染的實驗動物體內能重新分離得到該病原菌純培養。郭霍法則的特殊情況5、免疫學:主動免疫;被動免疫。第一篇細菌學第一章細菌的形態與結構第一節細菌的大小與形態1、觀察細菌常采用光學顯微鏡,一般以微米為單位。2、按細菌外形可分為:球菌 (雙球菌、鏈球菌、葡萄球菌、四聯球菌、八疊球菌)桿菌 (鏈桿菌、棒狀桿菌、球桿菌、分枝桿菌、雙歧桿菌)螺形菌 (弧菌、螺

3、菌、螺桿菌)第二節細菌的結構1、基本結構: 細胞壁、細胞膜、細胞質、核質特殊結構: 莢膜、鞭毛、菌毛、芽胞2、革蘭陽性菌( G+):顯紫色;革蘭陰性菌(G-):顯紅色。3、細胞壁結構革蘭陽性菌 G+革蘭陰性菌 G-肽聚糖組成由聚糖骨架、四肽側鏈、五肽交由聚糖骨架、 四肽側鏈構成疏聯橋構成堅韌三維立體結構松二維平面網絡結構肽聚糖厚度20 80nm10 15nm肽聚糖層數可達 50 層僅 1 2 層肽聚糖含量占胞壁干重50 80%僅占胞壁干重520%磷壁酸有無外膜無有4、 G-菌的外膜脂蛋白、脂多糖(LPS)【脂質A,核心多糖,特異多糖】、脂質雙層、脂多糖( LPS):即 G-菌的內毒素。 LPS

4、 是 G-菌的重要致病物質,使白細胞增多,直至休克死亡;另一方面,LPS 也可增強機體非特異性抵抗力,并有抗腫瘤等有益作用。脂質 A :內毒素的毒性和生物學活性的主要成分,無種屬特異性,不同細菌的脂質A 骨架基本一致,故不同細菌產生的內毒素的毒性作用均相似。核心多糖:有屬特異性,位于脂質A 的外層。特意多糖:即G- 菌的菌體抗原(O 抗原),是脂多糖的最外層。5、細胞壁的功能:維持菌體固有的形態,并保護細菌抵抗低滲環境。G-菌的外膜是一種有效的屏障結構,使細菌不易受到機體的體液殺菌物質、腸道的膽鹽及消化酶等的作用。6、細菌細胞壁缺陷型(細菌 L 型):細菌細胞壁的肽聚糖結構受到理化或生物因素的

5、直接破壞或合成被抑制,這種細胞壁受損的細菌在高滲環境下仍可存活者稱為細菌細胞壁缺陷型。原生質體: G+菌細胞壁缺失后,原生質層僅被一層細胞膜包住原生質球: G-菌肽聚糖層受損后尚有外膜保護細菌 L 型的誘發因素,如:溶菌酶,青霉素,溶葡萄球菌素,膽汁,抗體,補體等。溶菌酶:能裂解肽聚糖中N-乙酰葡萄胺和N- 乙酰胞壁酸之間的-1,4 糖苷鍵,破壞聚糖骨架,引起細菌裂解。青霉素:能與細菌競爭合成肽聚糖過程中所需的轉肽酶,抑制四肽側鏈上D- 丙氨酸與五肽橋間的聯結,使細菌不能合成完整的肽聚糖,在一般滲透壓環境中科導致細菌死亡。 細菌 L 型需在 高滲低瓊脂含血清的培養基中生長。多形性、生長繁殖緩慢

6、、荷包蛋樣菌落、有些可回復G+菌細胞壁缺損形成的原生體,在普通培養基中很容易脹裂死亡,必須保存在高滲環境中。7、細胞膜:細胞膜的主要功能:物質轉運;呼吸和分泌;生物合成;參與細菌分裂:細菌部分細胞膜內陷、折疊、卷曲形成的囊狀物,稱為中介體 。8、細胞質:核糖體:鏈霉素(與細菌核糖體的30S 亞基結合)和紅霉素(與細菌核糖體的50S 亞基結合)均能干擾其蛋白質合成,從而殺死細菌,但對人體核糖體無害。質粒 :染色體外的遺傳物質,為閉合環狀的雙鏈DNA胞制顆粒:貯藏有營養物質。異染顆粒 (也成迂回體,嗜堿性強,用甲基藍染色時著色較深呈紫色)常見于白喉棒狀桿菌。9、核質: 細菌的遺傳物質。10、細菌的

7、特殊結構莢膜:包繞在細胞壁外的一層粘液性物質 ,為多糖或蛋白質的多聚體,用理化方法去除后并不影響菌細胞的生命活動。厚度 0.2 微米邊界明顯的稱為莢膜或大莢膜;厚度0、2 微米的為 微莢膜 。若粘液物質疏松地附著于菌細胞表面,邊界不明顯且易被洗脫者成為粘液層。大多數細菌的莢膜為多糖,多糖分子組成和構型的多樣化使其結構極為復雜,成為血清學分型的基礎。莢膜對一般堿性染料親和力低,不易著色。莢膜的功能:抗吞噬作用;粘附作用;抗有害物質的損傷作用。鞭毛:包括:單毛菌、雙毛菌、叢毛菌、周毛菌鞭毛由基礎小體、鉤狀體、絲狀體三部分組成。鞭毛的功能: 使細菌能在液體中自由游動,速度迅速。 細菌的運動有化學趨向

8、性 ,常向營養物質處前進,而逃離有害物質。有些細菌的鞭毛與致病性 有關。菌毛:必須用電子顯微鏡觀察普通菌毛:與細菌粘附 有關。性菌毛:僅見于少數G-菌。具有 傳遞遺傳物質 作用。芽胞: 細菌的休眠形式,營養缺乏尤其是 C、 N、 P 元素不足時,細菌生長繁殖減速,啟動芽胞形成的基因。細菌的芽胞由內向外依次是:核心、內膜、芽胞壁、皮質、外膜、芽胞殼和押寶外衣。芽胞的形成與發芽:芽胞具有完整的核質、酶系統和合成菌體組分的結構,能保存細菌的全部生命必須物質,芽胞形成后細菌即失去繁殖能力。一個細菌只形成一個芽胞,一個芽胞也只能生成一個菌體。芽胞的功能:細菌的芽胞對熱力、干燥、輻射、化學消毒劑等理化因素

9、均有強大的抵抗力。此外,當芽胞成為繁殖體后,能迅速大量繁殖而致病。第二章細菌的生理第一節細菌的理化性質1、細菌的化學組成:水、無機鹽、蛋白質、糖類、脂肪、核酸2、細菌的物理性狀:光學性質;表面積;細菌的相對表面積大,有利于同外界進行物質交換;帶電現象;半透性:細菌的細胞膜和細胞壁都有半透性,有利于吸收營養和排除代謝產物;滲透壓:細菌所處一般環境相對低滲。第二節細菌的營養和生長繁殖一、細菌的營養類型1、自養菌:化能自養菌、光能自養菌2、異養菌:腐生菌、寄生菌所有的病原菌都是異養菌,大部分屬寄生菌。二、細菌的營養物質1、水2、碳源3、氮源:作為菌體成分的原料4、無機鹽:常用元素(P、 S、 K、

10、Na、 Mg 、 Ga、Fe)微量元素(Zn、 Cu、 Mn 、鈷)各類無機鹽的公用:構成有機化合物,成為菌體的成分;作為酶的組成成分,維持酶的活性;參與能量的儲存和轉運;調節菌體內外滲透壓;某些元素與細菌的生長繁殖和致病作用密切相關。5、生長因子 :生長因子是指,某些細菌細菌生長所必須的但自身又不能合成,必須由外界供給的物質。三、細菌攝取營養物質的機制1、被動擴散:2、主動轉運系統:依賴于周漿間隙結合蛋白的轉運系統;化學滲透趨勢轉運系統;基團轉移。四、影響細菌生長的環境因素(簡答)1、營養物質 :水、碳源、氮源、無機鹽及生長因子為細菌的代謝及生長繁殖提供必需的原料和充足的能量2、酸堿度 (p

11、H) :多數病原菌 最適 pH 為 7.2-7.6 ,而 結核桿菌 最適 pH 值為 6.5-6.8 ,霍亂弧菌 最適 pH 值為 8.4-9.2。3、溫度:病原菌最適溫度為37 度 。4、氣體:O2: 根據細菌代謝時對氧氣的需要與否分四類:專性需氧菌 :具有完善的呼吸酶系統,需要分子氧作為受氫體以完成需氧呼吸,僅能在有氧環境下生長。 微需氧菌 :在低氧壓( 5%-6% )生長最好。 兼性厭氧菌 :兼有有氧呼吸和無氧發酵兩種功能,在有氧、無氧環境中均能生長,但以有氧時生長較好。大多數病原菌屬于此。 專性厭氧菌 :缺乏完善的呼吸酶系統,只能進行無氧發酵,必須在無氧環境中生長。CO2:對細菌生長也

12、很重要,大部分細菌在代謝中產生的CO2 可滿足需要,個別細菌初次分離時需人工供給5-10%CO 2。5、滲透壓 :五、細菌的生長繁殖1、細菌個體的生長繁殖:繁殖方式 - 細菌以簡單的二分裂方式進行無性繁殖。繁殖速度 -繁殖一代所需時間(代時)約20-30min 。但少數細菌代時較長,如結核分枝桿菌代時為18 小時。2、細菌群體的生長繁殖:遲緩期、對數期、穩定期、衰退期繁殖規律 -生長曲線遲緩期: 細菌被接種培養基的最初一段時間,主要是適應新環境,同時為分裂繁殖作物質準備,此時細菌體積比較大,含有豐富的酶和中間代謝產物。對數期: 細菌分裂 繁殖最快 的時期,菌數以幾何級數增長,研究細菌 的最佳時

13、期。穩定期: 由于營養物質的消耗,代謝產物的堆積,繁殖數與死亡數幾乎相等。活菌數保持穩定。一些細菌的抗生素 等代謝產物大多在穩定期 產生。衰退期: 繁殖變慢,死菌數超過活菌數。細菌形態發生改變,生理活動趨于停滯。芽胞、外毒素和第三節細菌的新陳代謝和能量轉換一、細菌的能量代謝細菌能量代謝活動中主要涉及ATP 形式的化學能。 細菌的有機物分解或無機物氧化過程中釋放的能量通過底物的磷酸化或氧化磷酸化合成ATP。生物體能量代謝的基本生化反應是生物氧化,其方式包括: 加氧、脫氫和托電子反應,細菌則以脫氫或氫的傳遞更為常見。 發酵:以有機物為受氫體的生物氧化。呼吸:以無機物為受氫體的生物氧化。以分子氧為受

14、氫體的是有氧呼吸,以其他無病原菌合成細胞組分和獲得能量的基質主要為糖類,通過糖的氧化或酵解釋放能量,并以高能磷酸鍵的形式(ATP/ADP )儲存能量。1、 EMP 途徑,又稱糖酵解。大多數細菌共有的基本代謝途徑,有些專性厭氧菌產能的唯一途徑。2、磷酸戊糖途徑,又稱一磷酸己糖途徑。為生物合成提供前提和還原能。3、需氧呼吸,需氧菌和兼性厭氧菌進行需氧反應。4、厭氧呼吸,專性厭氧菌和兼性厭氧菌都能進行厭氧呼吸。二、細菌的代謝產物分解代謝產物和細菌的生化反應合成代謝產物及其醫學上的意義1、熱原質(致熱源):是細菌合成的一種注入人體或動物體內能引起發熱反應的物質。 產生熱致源的細菌大都為格蘭陰性菌,熱致

15、源即其細胞壁的脂多糖。2、毒素及侵襲性酶:外毒素:多數G+ 菌和少數G-菌在生長繁殖過程中釋放菌體外的蛋白質;內毒素: G-菌細胞壁的脂多糖;外毒素毒性強于內毒素。侵襲性酶:某些細菌產生的,能損傷機體組織,促使菌體的侵襲和擴散,是細菌重要的致病物質。3、色素:水溶性;脂溶性。4、抗生素:某些微生物代謝過程中產生的一類能抑制或殺死某些其他微生物或腫瘤細胞的物質。抗生素大多由放線菌和真菌產生。5、細菌素:某些菌株產生的一類具有抗菌作用的蛋白質。細菌素僅對與產生菌有親緣關系的細菌有殺傷作用。6、維生素:第四節細菌的人工培養一、培養基1、基礎培養基2、增菌培養基3、選擇培養基4、鑒別培養基5、厭氧培養

16、基二、細菌在培養基中的生長情況 液體培養基 固體培養基菌落:單個細菌分裂繁殖成肉眼可見的細菌基團。1、光滑型菌落2、粗糙型菌落3、粘液型菌落 半固體培養基三、人工培養細菌的用途1、醫學:感染性疾病的病原學診斷細菌學的研究生物制品的制備2、工農業生產3、基因工程第三章消毒滅菌與病原微生物實驗室生物安全1、滅菌: 殺滅生物體上所有微生物的方法。2、消毒: 殺死物體上或環境中的病原微生物,并不一定能殺死細菌芽胞或非病原微生物的方法。3、防腐: 防止或抑制皮膚表面細菌生長繁殖的方法。4、無菌: 無菌即不存在活菌,多是滅菌的結果。無菌操作: 防止細菌進入人體或其他物品的操作技術。5、清潔: 減少微生物數

17、量的過程。第二節消毒滅菌的方法一、物理消毒滅菌法:熱力、輻射、濾過、干燥和低溫等。熱力滅菌法:分為干熱滅菌 和濕熱滅菌1、干熱滅菌法: 一般細菌繁殖體在干燥狀態下, 80-100經 1 小時可被殺死,芽胞則需要更高溫度才能被殺死。焚燒:廢棄物、尸體灼燒:接種環、試管口干烤:( 160170, 2h)利用干烤箱滅菌,一般加熱至171經 1h 或 160 2h 或 121 16h。適用于高溫下不變質、不損害、不蒸發的器皿(如:玻璃器皿)。紅外線( 0.71000um 波長的電磁波) :醫療器械2、濕熱滅菌法: 最常用,在相同溫度下濕熱滅菌法比干熱滅菌法效果更好,因為:濕熱中細菌菌體蛋白較易凝固變性

18、;濕熱的穿透力比干熱大;濕熱的蒸汽有潛熱效應存在。巴氏消毒法:用較低的溫度殺滅液體中的病原菌或特定微生物,以保持物品中所需的不耐熱成分不被破壞的消毒方法( 61.1-62.8 30min 或 71.7 15-30s,主要用于牛乳消毒和酒類) 。煮沸法( 100 , 5min )食具、注射器等消毒流動蒸汽消毒法( 100 15-30min )間歇蒸汽滅菌法( 100 5-30min , 37 24h 3 天)高壓蒸汽滅菌法:* 壓力 103.4KPa( 1.05Kg/cm 2)* 溫度 121.3 * 時間 15-20min* 效果 殺滅包括芽孢在內所有微生物* 應用 所有耐高溫、高壓、耐濕的物

19、品輻射殺菌法:紫外線:波長240300nm 的紫外線具有殺菌作用,其中以致細菌 變異和死亡。手術室空氣消毒常采用紫外線消毒電離輻射:高速電子、X 射線、射線265 266nm最強。紫外線殺菌機理是干擾細菌DNA合成, 導微波:波長為 1 1000mm 的電磁波,不能穿透金屬表面。微波主要靠熱效應發揮作用,且必須在有一定含水量條件下才能顯示出來。濾過殺菌法干燥殺菌法低溫殺菌法二、化學消毒滅菌法原理(填空):破壞菌體蛋白;干擾細菌的酶系統和代謝;改變細胞膜的通透性。第四節影響消毒滅菌效果的因素微生物的種類微生物對消毒滅菌的敏感性高低排序大致如下:真菌、細菌繁殖體、有包膜病毒、無包膜病毒、分枝桿菌、

20、細菌芽胞。微生物的物理狀態微生物的數量消毒劑的性質、濃度及作用時間溫度:消毒劑的殺菌作用速度隨溫宿升高而加快。酸堿度有機物第五節病原微生物實驗室生物安全一、病原微生物的分類第一類:能夠引起人類或動物非常嚴重疾病的微生物,以及我國尚未發現或已經宣布消滅的微生物。第二類:能夠引起人類或動物嚴重疾病,比較容易直接或間接在人與人、動物與動物、動物與人間傳播的微生物。第三類:能夠引起人類或動物疾病,但一般情況下對人、動物或環境不構成嚴重危害,傳播風險有限,實驗室感染后很少引起嚴重疾病并且具備有效治療和預防措施的微生物。第四類:通常情況下不會引起人類或動物疾病的微生物。二、病原微生物實驗室的分級:根據生物

21、安全防護水平(BSL )及實驗室生物安全國家標準一級:二級:三級: 對人體、植物、動物或環境具有高度危險性,主要通過氣溶膠使人類傳染上嚴重的甚至是致命的疾病,或對動物植物或環境具有高度危險的致病因子。通常有預防治療措施。四級: 對人體、植物、動物或環境具有高度危險性,主要通過氣溶膠途徑傳播或傳播途徑不明或未知的危險的致病因子。沒有預防治療措施。第四章噬菌體噬菌體是 感染細菌、真菌、放線菌或螺旋體等微生物的病毒;具有病毒的基本特性:個體微小,可以通過細菌濾器;無細胞結構,主要由衣殼(蛋白質)和核酸組成;只能在活的微生物細胞內復制增殖,是一種專性胞內寄生的微生物。噬菌體分布極廣。第一節噬菌體的生物

22、學性狀1、形態與結構:噬菌體很小,在光鏡下看不見,需用電鏡觀察。不同的噬菌體在電鏡下有三種形態:蝌蚪形、微球形和絲形。大多數噬菌體呈蝌蚪形,由頭部和尾部兩部分組成。2、結構及化學組成:核心:核酸(DNA或 RNA),多位 DNA線狀雙鏈頭部蛋白衣殼:蛋白質呈20面體噬菌體尾部:蛋白質與細菌(受體)接觸的部位3、抗原性:噬菌體具有抗原性,能刺激機體產生特異性抗體。4、抵抗力:噬菌體對理化因素及多數化學消毒劑的抵抗力比一般細菌的繁殖體強,75 30min 滅活。噬菌體能耐受低溫和冰凍,但對紫外線和X 射線敏感。第二節毒性噬菌體1、噬菌體感染細菌有兩種結果:毒性噬菌體(virulent phage

23、):能在宿主細胞內復制增殖,產生許多子代噬菌體,并最終裂解細菌,建立溶菌周期。溫和噬菌體( temperate phage ):噬菌體基因與宿主染色體整合,成為前噬菌體,細菌變成溶原性菌,不產生子代噬菌體,但噬菌體 DNA 能隨細菌 DNA 復制,并隨細菌的分裂而傳代,建立溶原狀態。2、毒性噬菌體毒性噬菌體在宿主菌內以復制方式 進行增殖,增殖過程包括:吸附、穿入、生物合成、成熟和釋放。液體培養基噬菌現象可使渾濁菌液變得澄清。固體培養基若用適量的噬菌體和宿主菌液混合后接種培養,培養基表面可有透亮的溶菌空斑出現。一個空斑系由一個噬菌體復制增殖并裂解細菌后形成,稱為噬斑 ( plaque ),不同噬

24、菌體噬斑的形態與大小不盡相同。若將噬菌體按一定倍數稀釋,通過噬斑計數,可測定一定體積內的噬斑形成單位(plaque forming units,pfu )數目,即噬菌體的數目。第三節溫和噬菌體前噬菌體( prophage )溫和噬菌體的基因組能與宿主菌基因組整合,并隨細菌分裂傳至子代細菌的基因組中,不引起細菌裂解。整合在細菌基因組中的噬菌體基因組稱為前噬菌體( prophage )。帶有前噬菌體基因組的細菌稱為溶原性細菌 。溶原性轉換( lysogenic conversion ):某些前噬菌體可導致細菌基因型和性狀發生改變。例如白喉棒狀桿菌產生白喉毒素的機理 。第五章 細菌的遺傳與變異遺傳(

25、 heredity ):使微生物的性狀保持相對穩定,子代與親代生物學的性狀基本相同,且代代相傳。變異( variation ):在一定條件下,子代與親代之間以及子代與子代之間的生物學性狀出現的差異,有利于物種的進化。基因型( genotype ):細菌的遺傳物質。表型( phenotype ):基因表現出的各種性狀。遺傳性變異: 是細菌的基因結構發生了改變,故又稱基因型變異。常發生于個別的細菌,不受環境因素的影響,變異發生后是不可逆的,產生的新性狀可穩定地遺傳給后代。非遺傳性變異:細菌在一定的環境條件影響下產生的變異,其基因結構未改變,稱為表型變異。易受到環境因素的影響,凡在此環境因素作用下的

26、所有細菌都出現變異,而且當環境中的影響因素去除后,變異的性狀又可復原,表型變異不能遺傳。第一節細菌的遺傳物質 DNA 的結構與功能 :結構 兩條互相平行而方向相反的多核苷酸鏈功能 儲存、復制和傳遞遺傳信息復制 半保留復制特點 復制中易發生錯誤 基因突變蛋白合成 分子生物學中心法則(DNA-RNA- 蛋白質) 基因與基因的轉錄結構基因 編碼結構蛋白質基因結構非結構基因 編碼功能蛋白質基因轉錄 遺傳信息的翻譯第二節細菌的遺傳與變異一 、染色體( chromosome)一條環狀雙螺旋DNA 長鏈,按一定構型反復回旋形成松散的網狀結構;缺乏組蛋白,無核膜包裹;約含有5000 個基因;二、質粒 是細菌

27、染色體以外 的遺傳物質,是閉合環狀的雙鏈DNA 。1、質粒的特征:質粒具有自我復制的能力。質粒 DNA 所編碼的基因產物賦予細菌某些性狀特征。質粒可自行丟失與消除。質粒的轉移性。質粒可分為相容性與不相容性兩種。2、質粒的分類( 1)根據質粒能否通過細菌的接合作用進行傳遞接合性質粒非接合性質粒( 2)根據質粒在細菌內拷貝數多少嚴緊型質粒松弛型質粒( 3)根據相容性相容性 幾種質粒同時共存于同一菌體內不相容性 不能同時共存* 可借此對質粒進行分組、分群。( 4)根據所編碼的生物學性狀質粒基因可編碼多種重要的生物學性狀:致育質粒( fertility plasmid 、F 質粒)編碼性菌毛,介導細菌

28、之間的接合傳遞;耐藥性質粒( resistance plasmid 、R 質粒)編碼細菌對抗菌藥物或重金屬鹽類的耐藥性。分兩類,一是接合性耐藥質粒(R質粒),另一是非接合耐藥性質粒(r 質粒);毒力質粒( Vi 質粒)編碼與該菌致病性有關的毒力因子;細菌素質粒:編碼細菌產生細菌素;代謝質粒:編碼產生相關的代謝酶。三、轉位因子轉位因子( transposable element):是一類在細菌染色體、質粒或噬菌體之間可自行移動的一段特異的具有轉位特性的核苷酸序列片段,又稱移動基因。轉座子有二類:插入序列( insertion sequence, IS):最小,不超過 2kb ,只攜帶與轉座功能有

29、關的基因。轉座子( transposon, Tn):長度一般超過 2kb ,除攜帶與轉位有關的基因外還攜帶其他基因(如耐藥性、毒素基因等)。四、整合子定位:細菌染色體、質粒或轉座子上。基本結構:兩端為保守末端(attI ,59-be),中間為可變區( orf 1 ),含一個或多個基因盒。功能元件:重組位點(attI , 59-be);整合酶基因( intI );啟動子( Pc)。功能:通過轉座子或接合性質粒,使多種耐藥基因在細菌中進行水平傳播。第三節基因的轉移與重組基因轉移( gene transfer):外源性的遺傳物質由供體菌進入某受體菌細胞內的過程。基因重組( recombination

30、 ):轉移的基因與受體菌DNA 整合在一起,使受體菌獲得供體菌某些特性。細菌的基因轉移和重組方式:轉化、轉導、接合、溶原性轉換、原生質體融合。1、轉化( transformation):受體菌直接攝取供體菌游離的DNA 片段獲得新的遺傳性狀的過程稱為轉化。2、接合( conjugation ):是細菌通過性菌毛相互連接溝通,將遺傳物質(主要是質粒DNA )從供體菌轉移給受體菌。能通過結合方式轉移的質粒稱為接合性質粒,不能通過性菌毛在細菌間轉移的質粒為非接合性質粒。F 質粒的接合 F+ 即 F 質粒,編碼性菌毛,稱雄性菌 Hfr F 質粒整合到細菌染色體上,使細菌能高效地轉移染色體上的基因,故稱

31、高頻重組菌 FHfr 菌中的 F 質粒可從染色體上脫離下來,并帶染色體上幾個鄰近的基因,故稱F三者均有性菌毛,均可發生接合R 質粒的接合細菌的耐藥性與耐藥性的基因突變及R 質粒的接合轉移等有關。 R 質粒有 耐藥傳遞因子 和耐藥決定因子 兩部分組成。 耐藥傳遞因子 的功能與 F 質粒相似,可編碼性菌毛的產生和通過接合轉移; R 決定子能編碼對抗菌藥物的耐藥性。3、轉導( transduction ):是以 溫和噬菌體 為載體,將供體菌的一段 DNA 轉移到受體菌內,使受體菌獲得新的性狀。根據轉導基因片段的范圍, 可將轉導分為兩類: 普遍性轉導 (轉導的 DNA 可是供菌染色體上的任何部分) 、

32、局限性轉導 (轉導的 DNA 只限供菌染色體上的特定基因)。4、溶原性轉換(lysogenic conversion ):溶原性細菌因染色體上整合有前噬菌體而獲得新的遺傳性狀稱為溶原性轉換。5、原生質體融合( protoplast fusion ): G +菌形成原生質體后,在 聚乙二醇 ( PEG )作用下,可使兩種不同的細菌細胞發生融合的過程。融合后形成雙倍體細胞,可短期生存,染色體重組,獲得多種不同表型的重組融合體。人為實驗基因轉移與重組。第四節基因突變一、基因突變規律:1、自發突變與誘發突變突變可以自然發生為:自發突變,具自發性,隨機性。彷徨試驗( fluctuation test,波

33、動試驗):隨機的、非定向 的突變是在接觸噬菌體之前就已發生,噬菌體對突變僅起篩選而不是誘導作用。人工誘導產生的突變為誘發突變,可提高突變率。2、突變率:是指細菌生長時發生突變的頻率。3、突變與選擇 影印試驗( replica plating ):耐藥突變株在接觸藥物之前出現,藥物的作用是選擇耐藥株,淘汰敏感株。4、回復突變與抑制突變野生型( wild type ):未發生突變的菌株。突變型( mutant type ):相對于野生型,某一性狀發生改變的菌株。回復突變( reverse mutation ):有時突變株經過又一次突變可恢復為野生型的性狀。第五節細菌遺傳變異在醫學上的實際意義1、

34、影響細菌學診斷2、 預防耐藥菌株的擴散3、 制備疫苗4、 檢測致癌物5、 基因工程方面的應用第七章 細菌的感染與免疫第一節正常菌落與機會致病菌1、正常菌群: 當人體免疫功能正常時,對宿主無害的,某些還對人有利,是為正常微生物群。正常菌群對宿主的生理學作用:(問答)生物拮抗,其作用機制為:受體競爭;產生有害代謝產物;營養競爭;合成細菌素。營養作用:參與宿主的物質代謝、營養物質轉化和合成。免疫作用抗衰老作用抗腫瘤作用:降解致癌物質;激活巨噬細胞 抑制腫瘤細胞。2、機會致病菌(致病條件)- 填空正常菌群的寄生部位改變宿主免疫功能低下菌群失調:在應用抗生素治療感染性疾病的過程中,宿主某部位正常菌群中各

35、菌種間的比例發生較大幅度的變化而產生的疾病。 常可引起二重感染或重疊感染,即在抗菌藥物治療感染性疾病的過程中,發生了另一種新致病菌引起的感染。第二節細菌的致病作用(問答)1、毒力:表示細菌致病性的強弱。半數致死量:在一定條件下能引起50%的實驗動物死亡的細菌數量或毒素劑量。半數感染量:在一定條件下能引起50%的組織培養細胞的細菌數量或毒素劑量。2、細菌的致病作用取決于:細菌的毒力、細菌侵入的數量、細菌侵入的途徑一、細菌的毒力侵襲力:致病菌能突破宿主皮膚、粘膜生理屏障,進入機體并在體內定植、繁殖擴散的能力。1、黏附素2、莢膜3、侵襲性物質:侵襲素、侵襲性酶4、細菌生物被膜毒素外毒素和內毒素的主要

36、區別(簡述)外毒素內毒素來源G+ 菌和部分 G-菌G-菌存在部分從活菌分泌出,少數菌崩解后釋出細胞壁組分,菌裂解后釋出化學成分蛋白質脂多糖穩定性6080 , 30 分鐘160, 24 小時毒性作用強,對組織器官有選擇性毒害效應,引起特殊臨床表較弱,各菌的毒性作用大致相同,引起發熱、白細胞現增多、微循環障礙、休克、DIC 等全身反應抗原性強,刺激機體產生抗毒素;甲醛液處理脫毒形成類毒弱,刺激機體產生的中和抗體作用弱;甲醛液處理不素產生類毒素特點1、大多數的化學本質是蛋白質1、產生于 G- 菌細胞壁2、毒性作用強,對組織器官有高度選擇性2、化學性質是 LPS3、絕大多數不耐熱3、對理化因素穩定4、

37、抗原性強4、毒素作用相對較弱5、可用人工化學方法脫去毒性(A 亞基活性),保留5、不能用甲醛液脫毒而成為類毒素其抗原性( B 亞基結構)分類1、神經毒素: 破傷風梭菌、肉毒梭菌2 、細胞毒素 :能直接損失宿主細胞(成孔毒素、磷脂酶類)3、腸毒素: 霍亂弧菌主要生物學1、發熱反應作用2、白細胞反應3、內毒素血癥和內毒素休克第三節宿主的免疫防御機制皮膚與粘膜血腦屏障屏障結構胎盤屏障非特異性免疫(天然免吞噬細胞疫)補體體液因素溶菌酶體液免疫防御素特異性免疫(獲得性免疫)細胞免疫一、非特異性免疫機制(一)屏障結構* 皮膚與黏膜屏障 :機械阻擋、纖毛運動;分泌殺菌物質;菌群拮抗作用* 血腦屏障:軟腦膜

38、+脈絡膜 +腦毛細血管 +星狀膠質細胞* 胎盤屏障:母體子宮內膜的基蛻膜+胎兒絨毛膜(二)吞噬作用吞噬細胞分為:大吞噬細胞:血液中單核細胞和組織中巨噬細胞小吞噬細胞:血液中中性粒細胞1、吞噬殺傷過程:趨化接觸吞入殺滅與消化殘渣排除2、殺傷機制:依氧殺菌機制呼吸爆發(需分子氧參加)活性氧中介物(ROI ): H2 O2、 O2-、 OH -、 O2等分子氧被還原為多種活性氮中介物(RNI ): NO 、NO 2-、 NO3 -等對細菌均有直接毒性作用(破壞細菌的 DNA 、蛋白質和膜脂類)髓過氧化物酶(MPO ):存在于溶酶體中,與H 2O2 及氯化物的共同參與,對細菌、真菌等具有強大殺傷活性。

39、非依氧殺菌機制酸性作用:糖分解產酸而導致pH 下降,抑制細菌生長而殺菌。溶酶體酶及殺菌蛋白:溶酶體、乳鐵蛋白、蛋白水解酶、核酸酶、酯酶等,對細菌有殺傷、消化、分解作用。3、吞噬作用的后果完全吞噬:病原體在吞噬溶酶體內被殺滅、消化、排除殘渣的過程。( 5-10 分鐘死亡, 30-60 分鐘破壞)不完全吞噬:只被吞噬,卻不被殺死。組織損傷:吞噬過程中,溶酶體酶(水解酶)也能破壞鄰近的正常組織,造成組織損傷和炎癥反應。(三)體液因素補體:調理,溶菌。溶菌酶:存在于血清,唾液,淚液,乳汁,主要作用于G+菌。防御素:多肽,破壞胞外菌細胞膜。二、特異性免疫(一)體液免疫 抗體的作用1、抑制病原體黏附2、調

40、理吞噬作用3、中和細菌外毒素4、溶菌作用5、抗體依賴性細胞介導的細胞毒作用(ADCC )(二)細胞免疫細胞毒 T 細胞( CTL )直接殺傷靶細胞效應 T 細胞( Th1)產生細胞因子發揮作用(三)黏膜免疫(mucosal immune system , MIS )三、抗細菌感染免疫的特點(一)抗胞外菌感染的免疫胞外菌:指寄生在宿主細胞外的組織間隙和血液、淋巴液和組織液中的細胞。如葡萄球菌。靠非特異免疫;但主要是體液免疫發揮作用吞噬作用(非特異)抗體和補體的作用:阻止細菌定植(黏附);調理吞噬;激活補體溶菌;中和細菌外毒素。細胞免疫( Th2 ):輔助 B 細胞產生抗體;產生細胞因子,促進吞噬

41、。(二)抗胞內菌感染的免疫胞內菌:寄生在細胞內的細菌,分專性胞內菌(立克次體,衣原體)、兼性胞內菌(結核分枝桿菌,麻風分枝桿菌,傷寒沙門菌,布氏桿菌,肺炎軍團菌,李斯特菌) 。特點:胞內寄生、毒性低、呈慢性感染、免疫病理損傷,主要靠細胞免疫功能。吞噬作用:起一定作用細胞免疫( CTL ):主要作用局部黏膜免疫:細菌未進細胞前由sIgA 阻止其黏附,使其不能侵入細胞內。第四節感染的發生與發展一感染的來源與傳播內源性感染: 來自宿主自身的細菌感染,主要指曾經感染過而潛伏下來的微生物重新感染。比如結核分支桿菌。也常見于機體免疫力下降時。外源性感染:引起感染的細菌來源于宿主體外,主要有病人及帶菌者、患

42、病及帶菌動傳染源外源性感染病人、帶菌者、病畜及帶菌動物內源性感染致病菌主要來自體內正常菌群,少數是以潛伏狀態存在于體內的致病菌傳播途徑呼吸道、消化道、皮膚創傷、經節肢動物媒介、性傳播二感染的類型(一) 隱性感染: 當機體抗感染免疫力較強或入侵的細菌數量不多、毒力較弱,感染后損害較輕,使機體不出現或出現不明顯的臨床癥狀者。一般在一次傳染病流行中,大多數人為隱性感染,如結核。(二) 顯性感染: 當病原菌毒力強,數量多且宿主機體抗感染免疫力相對較弱,機體受到嚴重損害,出現明顯臨床癥狀者。按病情緩急不同分:1、急性感染:發作突然,病情突然,一般為數日至數周。病愈后,致病菌消失。2、慢性感染:病程緩慢,

43、一般為數月至數年。胞內菌往往引起慢性感染。按感染部位不同分:1、局部感染2、全身感染:毒血癥: 致病菌侵入體內后,只在機體局部生長繁殖,病菌不進入血循環,但其產生的外毒素入血。(白喉)內毒素血癥:G-菌侵入血液,并在其中大量繁殖、崩解后釋放大量內毒素;也可由病灶內G-菌死亡釋放內毒素入血。菌血癥: 致病菌由局部侵入血流,但未在血流中生長繁殖,只是短暫的一過性通過血循環到達體內適宜部位后再進行繁殖而致病。(傷寒早期)敗血癥: 致病菌侵入血后在其中大量繁殖并產生毒性物質,引起全身性中毒癥狀。(高熱、皮膚和粘膜瘀斑、肝脾腫大)膿毒血癥:化膿性菌侵入血后在其中大量繁殖,并通過血流擴散至宿主體內的其他組

44、織或器官,產生新的化膿性病灶。(三)帶菌狀態:致病菌在顯性或隱性感染后并未消失,在體內繼續留存一段時間,與機體免疫力處于相對平衡狀態。第五節醫院感染一、醫院感染( hospital acquired infection):患者在住院期間發生的感染或醫院內獲得而出院后發生的感染,或與前次住院有關的感染(不包括入院前已處于潛伏期的感染)。二、醫院感染的分類1、按微生物來源:內源性醫院感染:由自身正常菌群轉變成機會性致病菌所致特定條件:寄居部位改變;免疫功能下降;菌群失調外源性醫院感染(交叉感染):患者遭受醫院內非自身存在的病原體侵襲而發生的感染。病人之間、醫患之間、污染醫護用品或診治設備、環境空氣

45、等,也稱醫院內感染。醫源性感染。2、按感染部位分類 全身各部位均可發生三、醫院感染的微生物特征* 主要是機會性致病菌(常為內源性感染)* 常為耐藥菌* 新的病原菌不斷出現,種類變遷* 主要是細菌,其次為病毒和真菌四、醫院感染的危險因素易感對象:年齡因素(老人、嬰幼兒) ;基礎疾病(抗感染能力下降)診療技術及侵入性檢查與治療因素:器官移植;血液透析和腹膜透析;介入檢查和治療損傷免疫系統的因素:放射治療;化學治療;激素治療其他因素:抗生素使用不當;外科手術及各種引流;住院時間過長五、醫院感染的預防和控制* 消毒滅菌* 隔離預防* 合理使用抗生素第九章球菌G+球菌:葡萄球菌、鏈球菌、腸球菌G-球菌:

46、奈瑟菌第一節葡萄球菌屬一金黃色葡萄球菌(一)生物性狀1、顏色和染色:無芽胞,無鞭毛2、培養特性:需氧或兼性厭氧。培養營養要求不高。屬內不同菌種可產生金黃色、白色、檸檬色等脂溶性色素并使菌落著色。致病性葡萄球菌菌落呈金黃色 ,于血瓊脂平板上生長后在菌落周圍還可見完全透明溶血環(B 溶血 )。3、生化反應:多數能分解葡萄糖、麥芽糖、蔗糖,產酸不產氣。 致病性菌株能分解甘露醇,產酸。觸酶(過氧化氫酶)陽性,可與鏈球菌相區分。4、抗原:葡萄球菌A 蛋白( SPA):存在于細胞壁上的表面抗原,可與IgG 的 Fc 段結合,可進行協同凝集,并具有抗吞噬等生物學活性。莢膜多糖:有利于黏附和抗吞噬。多糖抗原:具有群特異性,存在于細胞壁。5、分類:按 DNA 相關性分:金黃色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、腐生葡萄球菌。按有無凝固酶(血漿凝固酶)分:凝固酶陽性菌、凝固酶陰性菌。6、抵抗力:葡萄球菌對外界抵抗力強。對堿性染料(龍膽紫)較敏感。對青霉素、金霉素、紅霉素、慶大霉素高度敏感,對鏈霉素中度敏感,對磺胺、氯霉素敏感性較差。易產生耐藥性,尤其對青霉素。(二)致病性葡萄球菌中毒性最強的是金黃色葡萄球菌。1、致病物質(填空)酶 血漿凝固酶 :鑒定致病性葡萄球菌的重要指標,包括游離凝血酶和結合凝血酶。其致病機理:阻礙吞噬細胞的吞噬和細胞內消化作用。保護病菌不受血清中殺菌物質的破壞。引起周圍纖維蛋白沉積和

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