病原生物与免疫学基础第二章细菌概述

三、 细菌的遗传变异
v 1. 形态结构变异 ：
v
v v v •
指细菌的形态结构在某些因素影响下发生的变异。
2. 菌落变异：肠道杆菌变异较为多见 3.毒力变异 ： 指细菌在一定条件下毒力的减弱或增强。如卡介苗(BCG) 4. 耐药性变异 ：指细菌对某一抗菌药物由敏感变为有抵抗力
•
5.抗原性变异：肠道杆菌的鞭毛抗原、菌毛抗原常发生变异。
•
一、细菌生长繁殖的条件
• 1、充足的营养物质：水、含碳化合物、含 氮 • 2、合适的酸碱度：多数病原菌生长繁殖的最适 pH为7.2～7.6 。 • 3、适宜的温度：多数病原菌最适宜的温度是 37℃。
化合物和无机盐是基本的营养成份。生长因子 。
• 4、必需的气体环境： 主要指氧和二氧化 碳。
细菌根据对氧的需要，可把细菌分为 四类：
在液体培养基中加入一定量的凝固剂（多为琼脂）即成为固 体或半固体培养基。
3．细菌在培养基中的生长现 象
• （1）细菌在固体培养基中的生长现 象 • 菌落：把细菌接种到固体培养基
表面，一般经 37℃，18～24小时培 养，单个细菌就可以生长繁殖成肉眼可 见细菌集团，称之。不同细菌形成的菌 落大小、形状、颜色不同，即菌落特征，
• （二）细菌遗传变异在医学上的应用
• 1．病原学诊断：在实验诊断工作中，常遇到一些 变异菌株，其形态、毒力、生化反应或抗原性都不 典型，给细菌鉴定带来困难。如在有些使用抗生素 的患者体内可分离到L型细菌从而必须了解L型细菌 培养的特点以及如何使其返祖而恢复其典型形态与 菌落，做出正确的诊断。 • 2．疾病的预防：目前应用的减毒活菌苗如卡介苗 是十分成功的例子，此外还获得了预防鼠疫和布氏 菌的活菌苗。 • 3．治疗中的应用：耐药性菌株 • 4．基因工程方面：重组基因，获得用一般方法难 以获得的产品，如胰岛素、生长激素、干抗素等。 遗传工程技术还可应用于生产具有抗原性的无毒性 的疫苗，这是预防传染病的一种新的途径。
4.命名原则 拉丁文双名法。 前一字为属名,用名词，首字母大写， 后一字为种名,用形容词，首字母小写， 印刷时一律用斜体字。
中文名是种名在前属名在后 如Salmonella typhi 伤寒沙门菌
5.分类方法 （1）数值分类 （2）化学分类 （3）核酸分类 6.分类系统 20世纪70年代以后，美国细菌学家伯杰 《伯杰氏鉴定细菌学手册》 五大类、30个组。
• （3） 细菌在半固体培养基中的生长现象 •
细菌在各种培养基上的生长现象
(二)细菌的合成代谢产物
• 1．毒素和侵袭性酶 • 毒素是病原菌合成的对机体有毒害作用的物质，有内毒素和外毒素两种。 某些细菌还能产生侵袭性酶。毒素和侵袭性酶在细菌致病作用中甚为重要。 • 2．热原质 • 细菌在代谢过程中产生的一种多糖，注入人和动物体内能引起发热反应， 故名热原质。多由革兰阴性菌产生，热原质耐高温，不被高压蒸气灭菌 （121℃ 30min）所破坏，常通过滤过或吸附除去液体中大部分热原质， 蒸馏法效果最好。 • 3．抗生素 • 由某些微生物产生的，并能抑制或杀灭其他微生物的物质称为抗生素。 广泛应用于感染性疾病的治疗。 • 4．维生素 • 某些细菌合成的维生素除供自身需要外，还可分泌到细菌体外。如人体 肠道的大肠埃希菌能合成B族维生素和维生素K，供人体吸收利用。 • 5．色素 • 是细菌产生的有色物质。如金黄色葡萄球菌产生非水溶性金黄色色素如 铜绿假单胞 菌产生水溶性绿色色素，在细菌鉴别上有一定的意义。 • 6.细菌素 • 菌株产生的一类具有抗菌作用的蛋白质或蛋白质复合物，一般用于细菌 分型和流行病学调查。
• 分解代谢产物及其意义
• •
细菌的酶系统不同，对营养物质的代谢方式和 过程不一致，因而产生不同的代谢产物。利用代谢 产物进行细菌的检测称为生化反应试验，对于菌种 的鉴定有重要意义。 • 如：大原性肠埃希菌可酵解葡萄糖和乳糖， 而伤寒沙门菌只发酵葡萄糖，不能发酵乳糖；葡萄 糖发酵试验结果为产酸并产气，而伤寒沙门菌发酵 葡萄糖仅产酸不产气。因此，利用生化反应中的糖 酵解诊试验可初步鉴定肠道非致病菌与致病菌。 • 细菌的生化反应对于鉴别形态、革兰染色反 应和培养特性相同的细菌尤为重要。
提几个问题：
什么是微生物？ 微生物具有什么特点？
特点
• 小
•简 • Quickly（速） •广 •多 •变
什么是微生物？
细菌
病毒
真菌
什么是细菌？
细菌是一类具有细胞 壁的单细胞微生物。 探讨细菌的形态、结构、生长、繁殖、遗传、 进化以及与人类、动物、植物相互关系。
第一节 细菌的形态与结构 一、细菌的大小与形态
短杆菌
长杆菌
弧菌
二、细菌的结构
基本结构：细胞壁、细胞膜、细胞质、核质、质粒 特殊结构：荚膜、鞭毛、菌毛、芽胞
（一）细菌的基本结构 １．细胞壁
细胞壁是一种位于细胞外层，坚韧并具 有弹性的结构，能维持细菌固有形态， 保护细菌抵抗低渗环境。 细胞壁主要成分： 肽聚糖 革兰阳性菌
根据细胞壁结构不同
鞭毛 菌毛
4 .芽 胞
Spore
脱水而成，为细菌休眠形式
功能与医学上意义： 对外界的抵抗力增加 可发芽成繁殖体有致病性 有鉴别作用 应以杀死芽胞为灭菌效果的指标
三、 细菌的分类和命名
1.分类原则: 依据形态、生理生化特性、遗传特性及免 疫学特性进行系统分类。
2.分类单位: 界、门、纲、目、科、属、种。 如：大肠杆菌分类系统为 原核生物界→ 细菌门→分裂型细菌亚纲→真细菌目→肠杆菌 科→埃希氏菌属→大肠埃希氏菌种。
（一）细菌的大小
细菌体积微小，需放大 1000倍左右才能看到。
细菌测量单位：μm
（一）细菌的大小
Bacteria 细菌 Fungi 真菌 1-5 m
3-10m
Viruses病毒 0.02-0.2 m
（二）细菌的形态
螺形菌
球菌 杆菌
双球菌 链球菌
球菌
细菌的形态
四联球菌
杆菌
螺形菌
螺 菌
葡萄球菌
细菌L型 菌落类型 电镜照片
临床分离葡萄球菌L型
葡萄球菌L型回复后
2、细胞膜
细胞壁内紧包细胞质，结构与真核细胞基本相同。
功 能
细胞膜电镜照片
生物合成
物质转运
分泌呼吸
细胞膜 模式结构图 载体蛋白 脂质双层
3、中介体
部分细胞膜折叠形成的向内陷入细胞质中的囊状物
白喉杆菌 细胞膜与中介体
供线 大粒 类 量体 似 能， 真 量为 核 。细 细 菌胞 提
第三节 细菌与外界环境
一、细菌的分布
• 细菌种类多，繁殖 快，适应环境的能力 强，是自然界中分布最 广泛的一群微小生物。 微生物在自然界中的分 布可概括为： “无孔不入， 无处不有”
（一）细菌在自然界中的分布
1、土壤中的细菌
• 土壤是细菌生存的天然场所（因为土壤 中有水分、营养物质、空气、一定的PH 环境和温度） • 自然界中，以土壤的含菌量（种类）最 多，土壤素有“天然培养基”之称。土 壤也是一切自然环境中细菌的总发源地， 也是人类利用细菌的主要来源
丙
DAP：二氨基庚二酸
G+ 和G- 菌肽聚糖结构比较
G+
G-
革兰阳性菌的肽聚糖由聚糖骨架、四肽侧链(丙谷赖丙)和五肽交联 桥三部分组成，构成十分坚韧的三维立体结构。 革兰阴性菌者仅由聚糖骨架和四肽侧链(丙谷DAP丙)两部分组成 （二维）。
×
溶菌酶能裂解 β-1,4糖苷键， ← 破坏聚糖骨架， 引起细菌裂解。 青霉素和头孢 菌素能干扰五 肽交联桥的形 成，使肽聚糖 不能合成，细 胞壁出现缺陷， 导致细菌死亡
提问： G+ 、G-菌的肽聚糖结构有什么不同？
细菌L型（补充内容）
细胞壁缺陷细菌
形成条件
细胞壁中肽聚糖结构受理化或生物因素 的直接破坏或合成抑制而形成。
生物学特性
形态多形性 培养高滲培养基 染色革兰阴性 菌落油煎蛋样
与医学关系
仍有一定致病性，常发生在使用作用细胞 壁的抗菌素治疗过程中，临床上遇有症状明显 而常规细菌培养阴性者应考虑此菌感染。
功 能
4、细胞质
细胞膜包裹的溶胶状物质 有水、蛋白质、脂类、核酸及少量糖和无机盐组成 细胞质内含有许多重要结构,常见有
核糖体
与真核细胞不同，抗菌素作用部位
质粒
染色体外遗传物质，与遗传变异有关
胞质颗粒
异染颗粒等，可鉴别细菌
异染颗粒
质粒
细菌核蛋白体
电镜照片
（二）细菌的特殊结构
特殊结构：荚膜、鞭毛、菌毛、芽胞
二、 细菌的繁殖方式和速度
细菌以无性二分裂的方式进行繁殖。 在适宜的环境中，一般细菌20～30分钟分裂1 次。个别细菌如结核分枝杆菌约18～20小时才分 裂1次，细菌分裂一次称为繁殖一代。若以20分钟 分裂1次计算，经过10小时，1个细菌将繁殖成10 亿个以上。但由于营养物质消耗，代谢产物的堆积 等环境改变，经一段时间，细菌繁殖速度会逐渐减 慢，甚至死亡。
3.种、变种、型及株的含义
种(species):种是最基本的分类单位,是指起源 于一个共同祖先,在形态特征和生理生化特性 上差别微小,能适应一定的环境的一群个体。 变种(variety):某些特性表现与模式种不同,如 有毒细菌变异为无毒的变种。 型(type): 是同种之间在某些特殊性质上有区别 的细菌。“型”常用于变种以下的细分。血清 型 (serotype); 噬菌体型(phage type)和细菌素 型(bacteriocine type)。 株(strain):在不同地区或不同实验室分离到的
• 专性需氧菌：只能在有氧的环境下生长繁殖， 如霍乱弧菌； • 微需氧菌：在低氧分压(5%～6%)环境中生长 最好，如幽门螺杆菌。 • 厌氧菌：必须在无氧环境中才能生长，如破伤 风梭菌。 • 兼性厌氧菌：在有氧或无氧环境中都能生长， 大多数病原菌属于此类。