绪论、细菌的形态与结构
什么是微生物？微生物有哪些种类？
什么是细菌？细菌有哪些种类？
细菌的基本结构有哪些？各有什么作用？
细菌的特殊结构有哪些？各自有什么作用？ G+细菌与G-细菌有什么不同？关键区别又是什么？革兰染色染得是细胞的什么
微生物： 是一群个体微小、结构简单、肉眼不能直接看到、必须借助光学显微镜或电子显微镜放大后才能看到的微小生物的总称。 特点:独立生活的单细胞
新陈代谢旺盛
适应力强，易变异
种类多、分布广、数量大 真核细胞型微生物： 真菌
原核细胞型微生物：细菌、放线菌、支原体、衣原体、螺旋体、立克次体 非细胞型微生物： 病毒（三大类 八大种）
细菌;是一类具有细胞壁的单细胞原核细胞型微生物。
细菌的大小、形态; 大小 个体微小，微米（μm）为测量单位 形态-3种基本形态 球形
革兰染色法
G+菌
G-菌
等电点
PI 2～3
PI 4～5
带负电荷多
带负电荷少 通透性
低
高
肽聚糖多，脂质少
肽聚糖少，脂质多
酒精不易进入
酒精易进入 化学成分
核糖核酸镁盐与染料结合牢固
较少镁盐
不易被酒精脱色
易被酒精脱色
细菌的结构
基本结构：(Basic structure)细胞壁（cell wall） 细胞膜（membrane）细胞浆（cytoplasm） 核质（nucleoid）特殊结构：(Special structure) 荚膜（capsule）鞭毛（flagellum）
芽孢（endospore）菌毛（fimbriae or pilus） 革兰阳性、阴性肽聚糖比较
G+
菌
G-
菌
肽聚糖
50层
1～2层
四肽侧链
丙－谷－赖－丙
丙－谷－DAP－丙 甘氨酸5肽
＋
－ 连接方式
交联桥三维结构
二维结构 溶菌酶
＋
－ 青霉素
＋
－ 1细胞壁的特殊成分 革兰阳性菌
磷壁酸 革兰阴性菌
外膜层（内——外）
脂蛋白
脂质双层（外膜）
脂多糖：细菌内毒素
细胞壁缺陷细菌——L型 生物学特性
多形态、革兰染色阴性、滤过型细菌难培养（含血清的高渗低琼脂培养基）、“油煎蛋”样小菌落、液体中絮状沉淀生化反应与抗原性改变细胞壁作用抗生素无效L-型可被诱导和回复
慢性反复感染，治疗难度大 基本结构：(Basic structure) 2细胞膜（cell membrane） 细胞膜的功能
选择通透性、物质交换
参与呼吸、能量代谢 生物合成
形成中介体（中介体 部分细胞膜内陷折叠形成的囊状物，多见于革兰阳性细菌） 3细胞质
是由细胞膜包裹着的透明胶状物。内含核糖体、质粒、胞质颗粒等，是新陈代谢的主要场所。
2.质粒(plasmid):染色体外遗传物质，环状双链DNA，具有独立复制能力，编码特定遗传信息，如耐药因子。 4基本结构：(Basic structure) 核质（nucleoid） 特殊结构(Special structure ) 荚膜（capsule）意义：
1.具有特异的抗原性，可对细菌进行鉴别分型。 2.荚膜有保护细菌、抗吞噬、抗体内杀菌物质作用。 3.可保护细菌抗干燥。 鞭毛
2.由肌动蛋白组成，具抗原性（H抗原）。
3.数量位置不同（单毛菌、双毛菌、丛毛菌、周毛菌），可鉴别细菌。 5.有些菌的鞭毛与致病有关，如霍乱弧菌 特殊结构(Special structure ) 菌毛（pillus）
1.菌体表面细而短的丝状物。 2.由蛋白质组成
3.普通菌毛——黏附功能，每个细菌有数百根黏附到上皮细胞表面，与细菌的致病有关，如淋球菌。
4.性菌毛——接合功能，每个细菌1～4根，能使F＋菌与F-菌连接沟通，与细菌的遗传变异有关。 芽胞（endospore）1.细菌在不利条件下细胞质脱水浓缩形成的卵圆形小体，是细菌的休眠体。在适宜条件下发芽——繁殖体。 2.抵抗力强
a.含水量少：耐热。
b.膜厚：屏障作用，阻止化学消毒剂进入，抗干燥。
c.吡啶二羧酸（dipicolinic acid，DPA）维持芽胞脱水状态，提高酶对热的抵抗力。 d.休眠状态，受外界影响小 3． 消毒灭菌有关，以杀灭芽胞为标准（121℃，20min） 细菌的生长繁殖与培养
细菌生长需要哪些条件？各有何意义？ 细菌生长有什么规律？
细菌生长有什么现象？其代谢产物有何意义？ 细菌的化学组成
水
菌所需的营养物质必须先溶于水，营养的吸收和代谢均需有水才能进行——溶剂、参与代谢、调节温度。
碳源 病原菌主要从糖类中获得碳，以合成自身物质，同时为细菌代谢提供能量
氮源 病原菌主要从氨基酸、蛋白胨中获取氮，用于合成菌体的某些部分，不提供能量
无机盐 细菌需要各种无机盐来提供细菌生长所需的各种元素——构成菌体、调节渗透压、促进酶活性、参与能量的储存与转运、致病作用
生长因子 某些细菌生长必须，而自身不能合成的物质。包括维生素、某些氨基酸、嘌呤、嘧啶等
环
境
病原菌：大多适宜 pH7.2～7.6 少数嗜碱pH8.8～9.0(霍乱弧菌
酸碱度 分嗜冷菌、嗜温菌、嗜热菌三类，病原菌为嗜温菌，15～40℃，通常37℃
温度
气体
细菌生长繁殖需要的气体主要是氧和二氧化碳
渗透压
般培养基的盐浓度和渗透压对大多数菌是适宜的，少数菌如嗜盐菌需要在高浓度（3％）的氯化钠环境中生长良好。 对
O2 的
需
求
专性需氧菌（obligate aerobe）：仅能在有氧的环境中生长的细菌。
微需氧菌（microearophilic bacterium）：在低氧浓度（5%-6%）下生长良好，氧浓度>10%，则对其生长有抑制作用。
兼性厌氧菌（facultative anarobe）：有需氧呼吸和发酵两种功能，在有氧无氧环境下均能生长，但在有氧环境下生长较好，大多数病原菌属于兼性厌氧菌。
专性厌氧菌（obligate aerobe）：只能在无氧的环境下进行发酵。有分子氧存在时不仅不能利用，受到毒害，甚至死亡。
原因：缺少细胞色素和细胞色素氧化酶
缺少分解有毒氧基团的酶：触酶、超氧化物岐化酶
细菌的生长曲线迟缓期 （1～4h）
繁殖极少，数量增加缓慢 代谢增加，酶活力增强，菌体增大 对新环境的适应阶段，为大量繁殖做准备 对数生长期
（8～18h） DNA复制期，繁殖极快，几何级数增长，此期形态染色、生理活动典型，对环境因子作用敏感，适宜于药敏试验。繁殖极快，数量几何级数增长 形态染色、生理活动典型，对环境因子作用敏感 研究生物学性状的最佳时期 稳定期
繁殖变慢，细菌增长数等于细菌死亡数 出现形态生理变异，分泌性蛋白合成期，分泌性蛋白合成期，芽胞形成，基因工程表达产物，外毒素，抗生素此阶段产量最高芽胞形成收集细胞代谢产物 衰亡期
死菌数超过活菌数 形态显著改变，生理活动趋于停滞 可收集芽孢，研究细菌的变异
与治疗有关的代谢产物
抗生素
是某些微生物在代谢过程中产生的一类能抑制或杀死某些其他微生物或肿瘤细胞的物质。多数由放线菌或真菌产生。
维生素
某些细菌能合成自身所需的维生素，并能分泌到周围环境中。如：人体肠道内的大肠杆菌 色素 细菌素
糖的分解产物
蛋白质的分解产物
细菌在固体培养基中的生长现象
由单个细胞生长繁殖形成的，肉眼可见的细菌集团，称为菌落 细菌菌落分为三型： 光滑型（S型） 粗糙型（R型） 粘液性（M型）
细菌在液体培养基中的生长现象
表面生长（菌膜生长）
均匀混浊生长
沉淀生长 细菌的致病性
细菌的致病性与哪些因素有关？具体又表现在哪些方面？ 何为感染？有哪些类型？ 医院内感染是怎么回事？
细菌能引起感染的能力称致病性或病原性。 细菌的致病性是对特定宿主而言。 致病性是细菌的特征之一。
病原菌的致病性与其本身的毒力、侵入数量和侵入途径有关。
致病菌的致病性强弱程度称为毒力，即致病性的强度，是量的概念。
毒力常用半数致死量（LD50）或半数感染量（ID50）表示。即在规定时间内，通过指定的感染途径，能使一定体重或年龄的某种动物半数死亡或感染需要的最小细菌数或毒素量。 构成细菌毒力的物质是侵袭力和毒素
毒素
细菌毒素按其来源、性质和作用等不同，可分为外毒素和内毒素两种。 区别要点
外毒素
内毒素 来源 革兰阳性菌与部分革兰阴性菌
革兰阴性菌 存在部位 从活菌分泌出，少数菌崩解后释出 细胞壁组分，菌裂后释出 化学成分 蛋白质
脂多糖
稳定性 60-80℃,30min被破坏
160℃,2-4h被破坏 毒性作用 强，对组织器官有选择性
较弱，各菌毒性效应大致相同 抗原性 强，甲醛可脱毒成为类毒素
弱，甲醛不能脱毒成为类毒素 外 毒 素
蛋白质，毒性强，专一性强，对靶组织有选择性，通常由A、B两亚单位构成，A为活性亚单位，B为识别亚单位。不耐热，可经甲醛脱毒为类毒素。 神经毒素：肉毒毒素、破伤风毒素
细胞毒素：白喉毒素、志贺毒素、志贺样毒素 肠毒素 ： 霍乱肠毒素、ETEC(LT、ST) 溶血毒素：金葡菌α毒素、链球菌S、O毒素、产气荚膜梭菌α毒素
内毒素（Endotoxin）
革兰阴性菌细胞壁外膜成分，为脂多糖（LPS）,耐热，毒性稍弱，无靶器官专一性。毒性成分在脂质A，不能被甲醛脱毒为类毒素，所有各菌内毒素作用机理相同。 内毒素作用机理 发热反应
白细胞反应
多数菌感染WBC 伤寒菌感染例外
血管舒缩功能紊乱与中毒性休克 血管内皮细 血管通透性增强 血压下降
休
克 弥散性血管内凝血（DIC） 细菌的侵入数量
一般细菌毒力越强，引起感染所需的细菌数量越少。
病原菌侵入机体引起感染，除了具有一定的毒力、足够的数量外，还取决于机体免疫力的高低 细菌的侵入途径
各种病原菌都有其特定的侵入途径和部位，这与病原菌生长繁殖时需要一定的微环境有关。 主要途径：呼吸道、消化道、皮肤粘膜损伤、接触、虫媒。
感
染
细菌侵入宿主机体后，进行生长繁殖，释放毒性物质等引起不同程度的病理过程，称为细菌的感染或传染。
感染的发生、发展和结局是机体与病原菌之间在一定条件下相互作用的复杂过程。 感染的来源
外源性感染：病人、带菌者、病畜和带菌动物
内源性感染：条件致病菌、隐伏状态存在体内的致病菌 感染的类型
隐性感染(subclinic infection) 当机体的免疫力较强，侵入的病原菌数量少、毒力弱，感染后对机体的损害较轻，不出现或仅出现不明显的临床症状者，为隐性感染或称亚临床感染。
隐性感染后，机体一般可获得特异性免疫，常能抵御同种细菌的再次感染。 显性感染(Clinic infection)类型：
根据显性感染的缓急分类
急性感染：发病急，病程较短，一般只有数日到数周，病愈后病原菌即从体内消失。流脑，霍乱等疾病。
慢性感染：病程缓慢，常持续数月至数年。多见于细胞内寄生菌引起的感染，如结核病。 根据显性感染的部位分类
局部感染：病原菌侵入机体，局限在一定部位生长繁殖，引起的局部病变。 全身感染：感染发生后病原菌或毒素向全身扩散，引起的全身症状。
菌血症：病原菌由原发部位一时或间断性进入血液，但不在血液中繁殖。只是通过血循环到达体内适宜部位后再进行繁殖而致病。
败血症：病原菌侵入血流并在其中大量繁殖，产生毒性代谢产物，引起严重的全身性中毒症状。
脓毒血症：化脓性细菌侵入血流并在其中大量繁殖，并通过血液扩散到机体其他组织器官，产生新的化脓性病灶。（菌血症加败血症）
毒血症：主要是革兰阳性病原菌侵入宿主体后，仅在局部生长繁殖而不入血，但其产生的外毒素人血，到达易感组织和细胞，引起特殊的临床中毒症状。
内毒素血症：革兰阴性菌侵入血流，并在其中大量繁殖、崩解后释放出大量内毒素；也可由病灶内大量革兰阴性菌死亡、释放的内毒素入血所致。在严重革兰阴性菌感染时，常发生内毒素血症。
根据显性感染的部位分类
潜伏感染(Lantent infection) 带菌状态
微生物与环境
细菌在自然界如何分布？
细菌在人体如何分布？有何意义？ 常用的消毒灭菌方法有哪些？ 外界环境对消毒剂有何影响？
空气中的细菌 主要为芽胞和孢子、抵抗力强的活菌呼吸道感染的细菌和病毒通风可降低一定空间内的微生物数量 微生物在人体的分布
正常菌群（normal flora）：存在于正常人体体表和与外界相通的腔道粘膜上的不同种类、数量一定、对人体无害的细菌群。
条件致病菌
又称机会致病菌（opportunistic pathogen）,正常条件下不致病的正常菌群中的细菌，在特定情况下可导致人体疾病，称为条件致病菌或机会致病菌。 条件致病菌常见致病条件：定居移位 菌群失调（dysbacteriosis） 免疫功能下降
菌群失调：由于某种原因使正常菌群的种类、数量、比例发生较大幅度的改变，导致机体微生态失去平衡。
菌群失调症（dysbacteriosis） 二重感染（super infection） 菌群失调原因
不适当的抗菌药物治疗
免疫功能低下
医疗措施影响
外来菌 消毒灭菌基本概念
消毒(disinfection)：杀死物体上病原微生物的方法。不一定能杀死含芽胞的细菌或非病原微生物。
用以消毒的药品称为消毒剂(disinfectant)。一般消毒剂在常用浓度下，只对细菌的繁殖体有效，对其芽胞则要提高消毒剂的浓度和延长作用时间。 灭菌(sterilization)：杀灭物体上所有微生物的方法。 包括杀灭芽胞在内的全部病原微生物和非病原微生物。 物理因素对细菌的影响 温度——高温、低温
多数细菌繁殖体在55℃～60℃ 30min死亡 芽胞耐高温
低温不能杀菌，冷冻干燥保存菌种 冻融可杀菌 热力灭菌法
干热——通过脱水干燥和大分子变性进行灭菌 湿热——通过使蛋白质凝固变性灭菌 相同时间相同温度下，湿热效果好于干热 蛋白质湿热中易凝固变性 湿热穿透力比干热强 湿热有潜热存在 干热灭菌法
灼烧法：直接利用火焰灭菌，适用于实验用接种环、试管口等的灭菌。 焚烧：直接点燃或在焚烧炉内进行。是一种彻底的灭菌方法，但仅用于废弃物品和动物尸体。 干烤：利用干烤箱灭菌，160～170℃ 2h。适用高温下不变质、不损坏、不蒸发的物品。 红外线：是一种波长0.77～1000μm的电磁波，尤以1～10μm波长热效应最强，但其热效应只能照射在物体表面产生，不能均匀加热物体。其杀菌作用与干热相似，用红外线烤箱杀菌时间和温度同干烤，多用于医疗器械的灭菌 湿热灭菌法
高压蒸气灭菌法：压力103.4kPa，温度121.3℃，维持15～30min，可杀死所有细菌繁殖体与芽胞，是目前临床最常用的灭菌方法，适合耐高温物品的灭菌 辐射杀菌法 紫外线：
波长200～300nm的紫外线（包括日光中的紫外线）具有杀菌作用。其中以265～266nm最强，此波长同DNA吸收波峰一致。
紫外线主要作用于DNA，使一条DNA链上相邻的两个胸腺嘧啶形成二聚体，干扰DNA复制转录，引起细菌死亡和变异。
穿透力较弱，只适用于手术室、病房、实验室中的空气消毒。 对人体皮肤、眼睛有损伤作用，使用时需注意防护 化学因素对细菌的影响
化学消毒剂的作用机制主要有：
使蛋白变性或凝固。如重金属盐类（高浓度）、醛类（高浓度）、醇类、酚类、酸碱等。 干扰细菌酶系统和代谢。如某些氧化剂、重金属盐类（低浓度）可与细菌蛋白中的巯基结合，使酶失活。
损伤细菌细胞膜。酚类（低浓度）、表面活性剂、脂溶剂等，降低菌细胞表面张力并增加其通透性，使胞外液体内渗，细胞破裂
微生物的遗传变异
什么是变异？微生物变异的现象有哪些？ 微生物发生变异的物质基础有哪些？ 微生物变异的机制
遗传性变异（基因型变异） 非遗传性变异（表型变异）
基因结构
改 变
未改变
环境因素影响
不受影响
影响大
发生的菌体
发生于个别细菌
在此环境因素下所有细菌都可能出现变异
变异发生后是否
可逆
不可逆，产生的新性状可稳定遗传给后代
逆，当环境中影响因素去除后，变异性状又会复原
形态变异：异形性、L型变异
3-6%食鼠 正常形态 青细菌─抗疫杆菌
─琼
霉─
→
L
素型体
变
异
(
→
多
形脂
、部或分
或溶完
全补失
态
性
(培
菌去
胞
衰
残
型
可
盐 ) 基 酶 壁
) 体
L型细菌────→正常形态细菌
结构变异：荚膜、芽胞、鞭毛变异
42-43炭
肺炎链球
菌
无─
─
─
→疽杆菌─→
失
去
形
成
芽
胞
能
力血失
去
荚
膜
,
毒
性
降
低
10-20
℃ 。 天 清 。 0.1%变形杆菌(H型）─────→失去鞭毛（O型） 毒力变异：卡介苗、白喉杆菌
少量
化
学
药
培石
碳
基 酸
物、免疫血清
强毒株────────────→弱毒株或无毒株
或长期人工培养
耐药性变异：抗生素耐药、抗生素依赖
痢疾杆菌 长期培养
菌落变异：S—R变异
光滑型菌在落─
陈─
─
旧─
─培─
养─
─
基─
─
中─
→长粗
期糙
型
培菌
落
养 。 含──
─
链─
─
─
霉─
→
依
素链
株
(
耐
培药
菌
株
基 ) S 或在有免疫力的人体内 R
酶活力变异：营养缺陷型变异、诱导酶
质粒
定义：一种独立于染色体外，能进行自主复制的细胞质遗传因子，主要存在于原核细胞型微生物中。
存在方式：通常以共价闭合环状(covalently closed circle，CCC)的超螺旋双链DNA分子存在于细胞中
质粒DNA的特征
质粒具有自我复制的能力，一个质粒在细菌内可以拷贝出一到多个质粒。 医学上重要的质粒
Col因子：能使大肠杆菌产生大肠菌素
大肠杆菌素可专一杀死不含Col因子的近缘其它肠道菌
带有Col因子的菌株，质粒本身能编码一种蛋白，对大肠杆菌素有耐受作用，不受其伤害 V质粒：编码肠道菌毒素 如志贺菌可产生肠毒素 细菌基因重组
原核微生物的基因重组－转化
转化（transtormation）：受体菌直接吸收来自供体菌的DNA片段，通过交换，把它组合到自己的基因组中，从而获得了供体菌的部分遗传性状的现象，转化后受体菌称为转化子。 原核微生物的基因重组－接合
接合（conjugation）：通过细胞与细胞的直接接触而产生的遗传信息的转移和重组过程称接合。
原核微生物的基因重组－转导
转导（transduction ）通过噬菌体作为媒介，把供体细胞内的DNA片段携带到受体细胞中，从而使后者获得前者的部分遗传性状的现象称为转导。 获得新性状的受体细胞，称为转导子(transductant)。
携带供体部分遗传物质(DNA片段)的噬菌体称为转导噬菌体。 在噬菌体内仅含有供体菌DNA的称为完全缺陷噬茵体；
在噬菌体内同时含有供体DNA和噬菌体DNA的称为部分缺陷噬菌体(部分噬菌体DNA被供体DNA所替换)。 普遍性转导：由缺陷型噬菌体误包（而非整合）供体细菌DNA 中的任何一部分片段（包括核外遗传物质在内）后，当它再次感染受体细菌时，使后者获得了这部分遗传性状的现象，称为普遍性转导。它的转导频率为 10-5～10-8。
局限性转导：由温和噬菌体侵染而形成的某一溶原细菌群被诱导裂解时，其中极少数个体的DNA 可能与噬菌体DNA 发生若干特定基因的交换，从而被整合到噬菌体的基因组上，当该噬菌体再次感染受体细菌时，就使受体细菌获得了这一特定遗传性状的现象，称为局限性转导，它的转导频率为10-6。
普通性转导
局限性转导 转导的发生 自然发生
人工诱导
噬菌体形成 错误的装配
前噬菌体反常切除 形成机制 包裹选择模型
杂种形成模型
内含DNA 只含宿主染色体DNA
同时有噬菌体DNA和宿主DNA 转导性状 供体的任何性状
多为前噬菌体邻近两端的DNA片断 转导过程 通过双交换使转导DNA 转导DNA插入，使受体菌为部分二倍体
替换了受体DNA同源区
转导子
不能使受体菌溶源化
为缺陷溶源菌，转导特性不稳定
转导特性稳定
原核微生物的基因重组－溶原性转换
溶原性转换（lysogenic conversion）：溶原性细菌因染色体上整合有前噬菌体，从而获得新的遗传性状称为溶原性转换。
如β－棒状杆菌噬菌体感染白喉棒状杆菌后，由于噬菌体携带编码毒素的基因，使无毒的白喉棒状杆菌获得产生白喉毒素的能力。 与转导的区别
温和噬菌体不携带任何外源基因，整合到宿主染色体成为前噬菌体。 温和噬菌体是完整的
获得新性状的是溶原化的宿主细胞，性状可随噬菌体消失而消失 遗传变异在医学中的应用 细菌鉴定 减毒疫苗 耐药菌株 检测诱变剂 基因工程制药
