医学微生物学教案

细菌学总论

周亚滨

微生物学教研室

绪论（0.5学时）

一、微生物------

存在于自然界中，形体微小，结构简单，肉眼看不见，必须借助光学显微镜或电子显微镜放大数百倍、数千倍，甚至数万倍才能观察到的微小生物。

二、微生物的种类

微生物种类繁多，按其大小、结构、组成等，可分为三大类：

真核细胞型微生物

原核细胞型微生物

非细胞型微生物

1.真核细胞型微生物的结构中有：

细胞核，细胞质，细胞膜，细胞器。如：真菌

2.原核细胞型微生物结构中有：

核质，细胞膜，细胞壁

如：细菌、衣原体、支原体、立克次体、螺旋体、放线菌。

3.非细胞型微生物是由核酸（DNA/RNA）和蛋白质组成。

如：病毒。

三、微生物与人类的关系

有益的方面：1、参与自然界中C、N、S等元素的循环。

2、农业方面：杀虫、造肥、固氮……

3、工业方面：食品发酵、石油脱蜡……

4、医药方面：制药、正常菌群……

有害的方面：1、引起人类及动植物病害

2、导致工业产品、农副产品和生活用品

的腐烂和霉烂。

四、微生物学的分类是研究微生物的类型、分布、形态、结构、代谢、生长繁殖、遗传、进化，以及与人类、动植物等相互关系的科学。

微生物学具其研究的对象不同，有如下分支学科：

*医学微生物学

*兽医微生物学

*农业微生物学

*工业微生物学

*药学微生物学

五、医学微生物学发展史

微生物的发展过程大致可分三个时期：

1.实验微生物学时期

------微生物的发现及病原微生物学的建立：

代表人物、事件有：

Leeuwenhoek----显微镜

Pasteur----巴氏消毒法

Koch----分离细菌，郭霍法则

Iwanovsky----烟草花叶病毒

Loeffler,Frosch----口蹄疫病毒

Walter-Reed----黄热病毒

Twort----噬菌体

2.实验微生物学时期

------抗感染免疫、化学疗法及抗生素的发现：

代表人物、事件有：

Jenner----牛痘预防天花

Pasteur----霍乱、炭疽、狂犬疫苗

Behring----白喉抗毒素

меЧНИкоВИИ----吞噬细胞学说

Ehrlich----体液抗体学说

Wright----体液免疫、细胞免疫

Ehrlich----砷凡纳明

Fleming，Florey----青霉素

3.现代微生物学时期

（1）新病原微生物的发现

朊病毒，军团菌，幽门螺杆菌，人类免疫缺陷病毒，埃博拉病毒，SARS病毒等……

（2）病原微生物致病性的认识

内源性感染，细菌耐药性，

分子水平上的致病机制的研究……

（3）微生物学诊断技术

快速、准确、简易；ELISA，PCR……

（4）微生物的防治措施

新型疫苗的研制:核酸疫苗，基因工程疫苗……1、解释名词：微生物微生物学

2、微生物可分为几种类型？各型的结构有何特点？

3、微生物的发展经历了那几个阶段？

每段各举一例代表事件、代表人物。

第一章细菌的形态与结构（3.5学时）

细菌（bacterium）：是属于原核生物界的一种单核细胞微生物；它形体微小、结构简单，具有细胞壁和原始核质，无核仁和核膜，除核糖体外无其他细胞器。

第一节细菌的大小与形态

一、细菌的大小------

观察仪器：光学显微镜

测量单位：微米(μm)

二、细菌的形态------球菌(coccus)；

杆菌(bacillus)

螺形菌(spiralbacterium)

1.球菌：外观呈球形或近似球形，直径在1μm左右，

由于繁殖时细

菌分裂平面不同和分裂后菌体之间相互粘附程度不一，

可有以下几种排列方式：

双球菌如：脑膜炎球菌、淋球菌

链球菌如：乙型溶血性链球菌

葡萄球菌如：金黄色葡萄球菌

四联球菌如：四联加夫基菌

八叠球菌如:藤黄八叠球菌

2.杆菌：形态多呈直杆状，也有的菌体稍弯；多数呈分散存在，

亦有规则排列者。不同杆菌的大小、长短、粗细很不一

致。具杆菌的形态、排列特点不同，有如下分类：

链杆菌

梭杆菌

球杆菌如：炭疽杆菌如：核梭杆菌如：布氏杆菌

分支杆菌如：结核杆菌

棒状杆菌如：白喉杆菌

……

3.螺形菌：菌体弯曲，长度不等。有以下几种形态分类：

弧菌如：霍乱弧菌

螺菌如：鼠咬热螺菌

螺杆菌如：幽门螺杆菌

第二节细菌的结构

细菌的结构分为以下两类：

基本结构包括：细胞壁；细胞膜；细胞质；核质。特殊结构包括：荚膜；鞭毛；芽孢；菌毛。

一、基本结构

（一）细胞壁(cellwall)------位于细菌细胞的最外层，包绕在

细胞膜的周围，组成较复杂，并随不同细菌

而异。

用革兰氏染色法可将细菌分为：

革兰氏阳性菌（G+）

革兰氏阴性菌（G-）1、革兰氏阳性菌细胞壁组分：肽聚糖、磷壁酸、蛋白质

（1）.肽聚糖（peptidoglycan）-----多聚糖，是细菌细胞壁中

的主要成分，为原核细胞所特有。

亦称为：粘肽（mucopeptide）/糖肽(glycopeptide)/胞壁质(murein)其主要化学组成为：

肽

聚

糖四肽侧链--聚糖骨架---N-乙酰葡糖胺(N-acetylglucosamine,G)N-乙酰胞壁酸(N-acetylmuramicacid,M)L-丙氨酸，D-谷氨酸，L-赖氨酸，D-丙氨酸

五肽交联桥---甘氨酸

※其结构示意图如参看课本第11页，图1-3。

（2）.磷壁酸（teichoicacid）-----由核糖醇或甘油残基经磷酸

二酯键互相连接而成的多聚物；多个磷壁酸分子组成

长链穿插于肽聚糖层中。是革兰氏阳性菌细胞壁特有

的组分。有两种类型：

壁磷壁酸---通过磷脂与肽聚糖上的胞壁酸共价结合。

膜磷壁酸---与细胞膜外层上的糖脂共价结合。

（3）.蛋白质（protein）-----某些革兰氏阳性菌表面尚有一些特

殊的表面蛋白质；

如：金黄色葡萄球菌---A蛋白（SPA）

A组链球菌---M蛋白2、革兰氏阴性菌细胞壁组分主要有：

肽聚糖；外膜（脂蛋白脂质双层脂多糖）

（1）.肽聚糖---由聚糖骨架和四肽侧链组成。仅有1~2层。

（2）.外膜---是革兰氏阴性菌特有的组分，由脂蛋白，脂质双层，

脂多糖三部分组成。

※其结构特点参见课本第13页，图1-6。

①脂蛋白---位于肽聚糖层和脂质双层之间，起连接作用，使外

膜和肽聚糖构成一个整体。

②脂质双层---磷脂双层，内嵌外膜蛋白（outmembraneprotein

OMP），具有不同的功能。如有的外膜蛋白为孔蛋

白是小分子的通道；有的是噬菌体、性菌毛、细菌

素的受体。

③脂多糖(lipopolysaccharideLPS)---是革兰氏阴性菌的内毒

素；有以下三部分组成：

�脂质A（LipidA）：糖磷脂。是细菌内毒素的毒性和生物学活

性的主要组分，无种属特异性。是细菌内毒素的毒性

和生物学活性的主要组分。

�核心多糖(corepolysaccharide)：位于脂质A的外层，由己糖、

庚糖、2-酮基-3-脱氧辛酸（KDO）、磷酸乙醇胺等组成。

有种属特异性。

�特异多糖(specificpolysaccharide)：由数个至数十个低聚糖

重复单位组成的多糖链。具有种特异性。革兰是阴性

菌的菌体抗原（O抗原）

（二）细胞壁的功能---细胞壁坚韧而有弹性，主要功能有以下几

个方面：

1.维持菌体形态；抵抗渗透压的影响；

2.参与细菌体内外的物质交换；

3.具有多种抗原表位，诱发机体免疫应答；

4.粘附宿主细胞，与细菌致病性有关。

（三）细菌细胞壁缺陷型---细菌L型

细菌细胞壁的肽聚糖结构受到理化或生物因素的作用被破坏或合成被抑制后，在高渗环境下，仍可生存。

革兰氏阳性菌细胞壁缺陷后，原生质仅被一层细胞膜包住，称为原生质体(protoplast).

革兰氏阴性菌肽聚糖层受损后尚有外膜保护，

称为原生质球（spheroplast）这种细胞壁受损的细菌能够生长和分裂者称为型（bacterialLform）

1.细菌L型的成因：可致L型的因素有:溶菌酶，溶葡萄球菌素，青霉

素，胆汁，抗体，补体等。

2.细菌L型的形态：大小不一，高度多形性。革兰氏染色阴性。

3.细菌L型的培养：高渗、低琼脂、10%-20%血清、3%-5%NaCl、10%-20%

蔗糖；生长缓慢；油煎蛋样菌落；

4.细菌L型的致病性：引起慢性感染；

(二)、细胞膜（cellmembrane）---位于细胞壁内侧，厚约7.5mm，

柔韧致密，富有弹性。由磷脂和多种蛋白质组成。

功能：参与细菌物质转运，生物合成，分泌、呼吸等生物学作用。中介体：部分细胞膜内陷、折叠、卷曲形成的囊状物。

功能：扩大细胞膜面积；增加酶的含量和能量的产生。

(三)、细胞质（cytoplasm）---细胞膜包裹的溶胶状物质。

亦称原生质（protoplasm）由水、蛋白质、脂类、核酸

及少量糖和无机盐组成。

内含核糖体、质粒、胞质颗粒等许多重要结构。

1.核糖体（ribosome）:细菌合成蛋白质的场所，游离存在于细胞质

中，每个细菌体内可达数万个。

沉降系数为70S（30S+50S）。

由RNA(66%)和蛋白质（34%）组成。

核糖体RNA(rRNA)---23S,16S,5SrRNA。

是某些抗生素作用位点。

2.质粒（plasmid）：染色体外的遗传物质，存在于细胞质中。为

闭合环状的双链DNA，带有遗传信息，控制细菌某些特定

的遗传性状如：菌毛，细菌素，毒素，耐药性等的形成。

3.胞质颗粒:细菌细胞质中含有多种颗粒，大多为储藏的营养物质，

包括糖原、淀粉等多糖、脂类、磷酸盐等。

当细菌生活环境中营养充足时,胞质颗粒较多,养料和能源短缺时,颗粒减少甚至消失。

异染颗粒（metachromaticgranule）

（四）、核质（nuclearmaterial）------由单一密闭环状DNA分子

反复回旋卷曲盘绕组成的松散网状结构。集中于细胞质的

某一区域。无核膜、核仁和有丝分裂器。是细菌的遗传物质。

二、特殊结构

（一）、荚膜（capsule）------细菌代谢过程中分泌在细胞壁外的一

层粘液性物质，能牢固地与细胞壁结合，厚度≤0.2μm，

边缘明显。

微荚膜(microcapsule)---厚度

粘液层(slimelayer)--边界不明显且已被洗脱者。

糖萼(glycocalyx)---介于荚膜和粘液层之间的结构。

1.荚膜的化学组成：多糖；多肽；透明质酸。

2.荚膜的形成：在人和动物的体内或营养丰富的培养基中易形成。

在普通培养基上或连续传代则易消失。

光滑型菌落（S）失去荚膜后会转变成粗糙型菌落（R）

3.荚膜的功能：抗吞噬作用；粘附作用；抗有害物质的损伤作用。

（二）、鞭毛(flagellum)------某些细菌表面附着的细长呈波状弯

曲的丝状物。

根据鞭毛的数量、位置可将鞭毛菌分成四类:

单毛菌；双毛菌；从毛菌；周毛菌。有鉴别意义

1、鞭毛的结构:

鞭毛自细胞膜长出，游离于细胞外，由基础小体；钩状体；丝状体组成。

※结构示意图参看课本第22页，图1-14

鞭毛长：5-20μm；直径：12-30μm

2、鞭毛的化学组成：蛋白质

3、鞭毛的功能：

运动器官：有鞭毛的细菌在液体环境中能自由的运动。

具抗原性：H抗原，有特异性，对细菌的鉴别、分型有一定的意义。致病性：有些细菌的鞭毛与致病性有关。如:霍乱弧菌

（三）、菌毛（pilus）------许多G+菌和少数G-菌菌体表面存在着

一种比鞭毛更细、更短而直硬的丝状

物。与细菌的运动无关。

1.菌毛的化学组成：蛋白质

2.菌毛的种类：根据功能不同，菌毛可分为

普通菌毛

性菌毛

3.菌毛的功能：

普通菌毛---粘附作用，与细菌的致病性密切相关。

如：大肠埃希氏菌的I型菌毛；

肠产毒型大肠杆菌的定植因子（CFA/I）

性菌毛---传递遗传物质。噬菌体吸附的受体。

（四）、芽孢(endospore/spore)------某些细菌在一定环境条件下，

能在菌体内部形成一个圆形或卵圆形小体，是细菌的休

眠形式。产生芽孢的细菌都是G+菌。

不同细菌的芽孢形态、大小、位置有所差异，是鉴别细菌的指标之一。

1.芽孢的结构：具多层膜结构，从外至内依次是：

芽孢结构

芽孢外衣

芽孢壳

外

皮膜质组脂蛋白、糖类疏水性蛋白质，致密细胞膜皮质肽聚糖，吡啶二羧酸（DAP）

肽聚糖

细胞膜

核质、核糖体、酶类、DAP、Ca+

※芽

孢的结构示意图请参看课本第25页，图1-18。分芽孢壁内核膜心

2.芽孢的形成与发芽：

芽孢的形成---细菌形成芽孢的能力是由菌体内的芽孢基因决定

的。芽孢一般只在动物体外才形成。营养缺乏时易形成。芽孢的发芽---由于机械力、热、pH改变等刺激作用，破坏其芽孢

壳，并供给水分和营养，芽孢壳发芽，形成新的菌体。

细菌

(1个)

3.芽孢的功能：

芽孢对热、干燥、辐射、化学消毒剂等理化因素均有强大的抵抗力。

细菌繁殖体：80℃水中迅速死亡。

细菌芽孢：100℃沸水中，可存活数小时。

被炭疽杆菌芽孢污染的草原，传染性可保持20~30年。

4.细菌芽孢抵抗力强的原因：

�芽孢含水量少，蛋白质受热后不易变性。

�芽孢具有多层致密的厚膜，理化因素不易进入。

�芽孢的核心和皮质中含有吡啶二羧酸，DAP与Ca

盐能提高芽孢中各酶的热稳定性。2+结合生成的芽孢(1个)细菌(1个)

1.名词解释：质粒；L型细菌

2.细菌的基本结构有哪些？与真核细胞结构有何差异？

3.简述G-菌和G+菌的细胞壁结构、组成，并比较两者的不同？

4.细菌有哪些特殊结构？其各自的功能如何？

5.革兰氏染色的理论依据是什么？

第二章细菌的生理（2学时）

细菌的理化性状

一、细菌的化学组成：

细菌和其他生物细胞相似，含有多种化学成分，包括水、无机盐、蛋白质、糖类、脂质、核酸等。其中原核生物特有的成分有：

肽聚糖、胞壁酸、磷壁酸、D型氨基酸、

二氨基庚二酸、吡啶二羧酸。

二、细菌的物理形状

1.光学特性：细菌为半透明体。

2.表面积：细菌菌体微小，相对表面积大，有利于同外界进行

物质交换。

3.带电现象：细菌固体成分的50%~80%是蛋白质，蛋白质由兼性离

子氨基酸组成。

革兰氏阳性菌pI为2~3，革兰氏阴性菌pI为4~5。

在近中性或弱碱性环境中细菌均带负电荷。

4.半透性：细菌的细胞壁和细胞膜都是半透性。允许水及部分小

分子物质通过。

5.渗透压：细菌内含有高浓度的营养物质和无机盐。

G+菌：20~25个大气压；G-菌：5~6个大气压

※低渗环境下，细菌有细胞壁的保护不致崩裂；

高渗环境下，水分溢出，胞质浓缩，影响细菌生长。

第二节细菌的营养与生长繁殖

一、细菌的营养类型

根据细菌所利用的能源和碳源不同，将细菌分为两大营养类型

1.自养菌：利用简单的无机物为原料,合成菌体成分。

碳源---CO2、CO23-；氮源---N2、NH3、NO2-

化能自养菌---所需能量来自无机物的氧化。

光能自养菌---通过光合作用获得能量。

2.异养菌：利用多种有机物为原料，如蛋白质、糖类等，才能合成

菌体成分并获得能量。

腐生菌---以动植物尸体、腐败食物等作为营养物。

寄生菌---寄生于活体内，从宿主的有机物中获得能量。

二、细菌的营养物质

细菌的种类繁多，生长繁殖时所需养分亦有差别，但一般均包括：水；碳源；氮源；无机盐；生长因子。

三、细菌摄取营养物质的机制

被动扩散:营养物质从浓度高向浓度低的一侧扩散，其驱动力是浓

度梯度，不需要提供能量。

主动转运系统：营养物质从浓度低向浓度高的一侧运转，并需要

提供能量。是细菌吸收营养物质的主要方式。

四、细菌生长的环境因素

（一）营养物质：营养物质充足，比例合适。

（二）氢离子浓度（pH）：pH7.2~7.6

（三）温

（四）气度：37℃。体：不同的细菌对气体的需求有所差异。根据细菌代

谢时队分子氧的需要与否可分为四类:

1.专性需氧菌：具有完善的呼吸系统，需要氧分子作为受氢体以

完成需氧呼吸，仅能在有氧的环境下生存。

如：结核杆菌。

2.微需氧菌：在低氧压（5%`6%）生长最好，氧浓度 10%对其

有抑制作用。如：幽门螺杆菌。

3.兼性厌氧菌：兼有需氧呼吸和无氧发酵两种功能，在有氧或无

氧环境中都能生长，但以有氧时生长较好。

如：葡萄球菌。

4.专性厌氧菌：缺乏完善的呼吸酶系统，只能在无氧环境中进行

发酵。如：破伤风杆菌。专性厌氧菌厌氧生长的机制：

1.缺乏氧化还原电势（Eh）高的呼吸酶---细胞色素和细胞色素氧化酶

只能在120mV以下的Eh时生长。

2.缺乏分解有毒氧基团的酶---超氧化物歧化酶(SOD)，触酶或过氧化物酶。

五、细菌的生长繁殖

1.细菌个体的生长繁殖：

繁殖方式：二分裂繁殖，无性繁殖。

繁殖速度：20~30min/代

代时---细菌分裂、数量倍增所需要的时间。

2.细菌群体的生长繁殖：根据细菌的生长曲线，细菌群体生长繁殖可分为四期：

�迟缓期：细菌的适应阶段。该期菌体增大，代谢活跃，分裂迟

缓，繁殖极少。

�对数期：生长迅速，菌数急剧上升，细菌的形态、染色性、生

理活性等都较典型。

�稳定期：细菌繁殖速度减慢，死菌数逐渐增加。细菌的形态、

染色性、生理性状有所改变。生成芽孢、外毒素、抗

生素等代谢产物。

�衰亡期：死菌数>活菌数，细菌形态显著改变，生理代谢活动

趋于停滞。

※参看课本第32页，图2-1。

第三节细菌的新陈代谢与能量转换

一、细菌的能量代谢

发酵：以有机物为受氢体的生物氧化过程。

EMP途径；磷酸戊糖途径

呼吸：以无机物为受氢体的生物氧化过程。

需氧呼吸—以分子氧为受氢体

厌氧呼吸—以其他无机物为受氢体

二、细菌的代谢产物

1.分解代谢产物和细菌的生化反应

�糖发酵试验：葡萄糖

�VP试验：葡萄糖甲酸CO2+H2乙酰甲基甲醇二乙酰丙酮酸

丙酮酸�甲基红试验：葡萄糖乙酰甲基甲醇

铵盐氨

红色�枸橼酸盐利用试验：枸橼酸盐碳酸盐�吲哚试验：色氨酸吲哚+对二甲基氨基苯甲醛

�硫化氢试验：含硫氨基酸

�尿素酶试验：尿素氨硫化氢+Fe2+/Pb2+黑色

2.合成代谢产物及其在医学上的意义

�热原质（pyrogen）：细菌合成的注入人体或动物体内能引起

发热反应的物质。G-菌细胞壁脂多糖；耐高温；121ε

，20min不被破坏；250ε高温干烤才能破坏热原

质。

�毒素（toxin）:

外毒素—G+菌、少数G-菌产生的、释放到菌体外的蛋白

质。重要的致病物质。

内毒素—G-菌细胞壁脂多糖，菌体死亡崩解后游离出来。�色素：有助于鉴别细菌；水溶性色素；脂溶性色素。

�抗生素：某些微生物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。多由放线菌和真菌产生。�细菌素：某些细菌产生的具有抗菌作用的蛋白质。

仅对亲缘关系近的细菌有杀伤作用。

�维生素：细菌能合成某些维生素除供自身需用外，还能分泌致

周围环境中.维生素B,K.

第四节细菌的人工培养

一、培养基（culturemedium）

由人工方法配制而成的，专供微生物生长繁殖使用的混合营养物制品。

二、细菌在培养基中的生长情况

液体培养基：浑浊；沉淀；菌膜。

固体培养基：菌落

半固体培养基：穿刺线

三、人工培养细菌的用途

1.在医学中的用途

感染性疾病的病原学诊断；细菌学研究；生物制品的制备

2.在工农业生产中的应用

3.在基因工程中的应用

1.名词解释：代时；热原质

2.细菌的化学组成有那几类？

3.细菌正常生长繁殖需要哪些条件？

4.描述细菌的生长曲线。

5.

简述厌氧菌厌氧生长的机制。

第三章消毒与灭菌（1学时）

消毒：杀死物体上病原微生物的方法，并不一定能杀死含

芽孢的细菌或非病原微生物。

消毒剂----用于消毒的药品。

灭菌:杀死物体上所有微生物的方法。

抑菌：抑制体内或体外细菌的生长。

防腐：防止或抑制体外细菌生长繁殖的方法。无菌：没有活菌的意思。

无菌操作：防止细菌进入人体或其他物品的操作技术。

第一节物理消毒灭菌法

一、热力灭菌法

高温对细菌有明显的致死作用---蛋白质变性；核酸断裂。热力灭菌法有干热灭菌和湿热灭菌两大类，在同一温度下，前者比后者的效力大。这是因为：

*湿热中菌体蛋白较易凝固。

*湿热的穿透力比干热大。

*湿热的蒸汽有潜热存在。干热灭菌：干热的杀菌作用是通过脱水干燥和大分子变性。

1.焚烧法：直接点燃或在焚烧炉内焚烧。是一种彻底的灭菌方法。

适用于废弃物品或动物尸体。

2.烧灼法：直接用火焰灭菌。

适用于接种环，试管口等的灭菌。

3.干烤法：将物品置干烤箱内，加热至160~170ε，2h。

适用于高温下不变质、不损坏、不蒸发的物品。

4.红外线：利用电磁波的热效应灭菌。1~10µm波长的热效应最强。适用于医疗器械的灭菌。

湿热灭菌：利用热蒸汽的高温使微生物的蛋白质变性。

1.巴氏消毒法：用较低温度杀灭液体中的病原微生物或特

定的微生物，而仍保持物品中所需的不耐热成分不被破

坏的消毒方法。用于牛乳制品、酒类等的消毒。

61.1~62.8ε，30min;

2.煮沸法:71.7ε,15~30s100ε水浴，30min。食具、刀尖等消毒

3.流动蒸气消毒法：100ε汽浴，30min。

4.间歇蒸汽灭菌法：100ε汽浴，30min/次。

5.高压蒸汽灭菌法：121.3ε汽浴（103.4kPa），15~20min。

培养基、生理盐水、手术敷料等耐高温、耐湿物品的灭菌。二、辐射杀菌法

紫外线杀菌

波长200~300nm的紫外线有杀菌作用，

其中以265~266nm最强。

*杀菌机制：形成TT,干扰DNA的复制与转录。

*杀菌作用特点：穿透力弱，表面消毒。

*适用范围：手术室、传染病房、细菌实验室的空气消毒,或不耐热物品的表面消毒。

电离辐射高速电子、Ｘ射线、•射线等。

*杀菌机制：产生游离基，破坏DNA。

*应用范围：一次性医用塑料制品；食品。

微波波长为1mm到1m左右的电磁波，可穿透玻璃、塑料薄膜与陶瓷

等物质，不能穿透金属表面。

检验室用品、非金属器械、无菌病室的食品用具、药杯及其它用品的消毒。

三、过滤除菌法

用物理阻留的方法将液体或空气中的细菌除去，以达到无菌的目的。

四、超声波杀菌法

超声波：高于20千周/秒的声波。

杀菌机制：超声波通过水时发生的空化作用，

在液体中造成压力变化，应力薄

弱区形成许多小空腔，逐渐增大，最后崩溃。

五、干燥与低温抑菌法

干燥可使菌体内的水分逸出，使细菌生命活动停止。

低温可使细菌影响细菌的生长。冷冻真空干燥法

第二节化学消毒灭菌法

一、化学消毒剂的杀菌机制

�促进菌体蛋白质变性或凝固。

如：酚类、醇类、重金属盐类、酸碱类、醛类等。

�干扰细菌的酶系统和代谢。

如：氧化剂、重金属盐类。

�损伤菌细胞膜，降低菌细胞的表面张力并增加其通透性，胞外液体内渗，致使细胞破裂。

如：酚类表面活性剂、脂溶剂等。

二、消毒剂的主要种类

酚类—石炭酸、来苏、洗必泰等

醇类---乙醇（70~75%）、异丙醇。

重金属盐类---硝酸银、汞

氧化剂---过氧化氢、高锰酸钾、过氧乙酸、碘酒、漂白粉等。表面活性剂---新洁尔灭、、杜灭芬

烷化剂---甲醛、还氧乙烷、戊二醛等。

染料---龙胆紫

酸碱类---醋酸

第三节影响消毒灭菌效果的因素

一、消毒剂的性质、浓度与作用时间

二、微生物的种类与数量

三、温度

四、酸碱度

五、有机物

1.名词解释：消毒；灭菌；无菌；无菌操作。2.常用的热力灭菌方法有哪些？其适用范围如何？3.高压蒸汽灭菌法和巴氏灭菌法的条件是什么?4.紫外线杀菌的机理是什么？5.过滤除菌法常用于哪些材料的除菌？

6.

化学消毒剂的杀菌机制是什么？

第四章噬菌体（1学时）

(bacteriophage,phage)------是感染细菌、真菌、放线菌或

螺旋体等微生物的病毒。分布广，有细菌的场所就有相应的噬菌体存在。有严格的宿主特异性，只能在活的微生物细胞内复制。

第一节噬菌体的生物学性状

一、噬菌体的形态与结构：

噬菌体很小，需用电子显微镜观察。

主要有三种形态：蝌蚪形、微球形和丝形。大多数噬菌体呈蝌蚪形，由头部和尾部两部分组成※参看课本第50、51页图示。

二、噬菌体的化学组成

核酸：DNA或RNA；蛋白质。

三、抗原性

具有抗原性，能刺激机体产生特异性抗体。

四、抵抗力

抵抗乙醚、氯仿、乙醇等;耐低温、冰冻。

75ε30min灭活；对紫外线敏感：10~15min灭活。

第二节毒性噬菌体phage）

能在宿主细胞内增殖，产生许多子代噬菌体，并最终裂解细菌。噬菌体溶菌过程:

1.吸附:噬菌体与细菌表面受体发生特异性结合的过程。

2.穿入：噬菌体核酸进入宿主细胞的过程。

3.生物合成：噬菌体利用宿主细胞的原料，合成自身的核酸和蛋白质。

4.成熟与释放：将合成好的核酸和蛋白质按一定程序装配成完整的

成熟噬菌体，最终细胞破裂，噬菌体释放出来。

第三节温和噬菌体phage）：

感染细菌后，噬菌体的基因组能与宿主菌基因组整合，并随细菌分裂传至子代细菌的基因组中，不引起细菌分裂。（prophage）：整合在宿主菌基因组中的噬菌体的基因组。（lysogenicbacterium）:带有前噬菌体基因组的细菌。

第四节噬菌体的应用

一、细菌的鉴定与分型

噬菌体与宿主菌的关系具有高度特异性，一种噬菌体只能裂解一种和它相应的细菌，故可用于未知细菌的鉴定和分型。

二、分子生物学研究的重要工具

噬菌体基因数量少，结构比细菌和高等细胞简单的多，而且容易获得大量的突变题，因此成为研究基因复制、转录、重组、表达调控机制等的重要工具；成为研究DNA、RNA和蛋白质相互作用的良好模型系统。

近年来，利用λ噬菌体作为载体构建基因文库；利用丝形噬菌体表面表达技术构建肽文库、抗体文库和蛋白质文库等，又使噬菌体成为分子生物学研究中的重要载体。

三、细菌感染的诊断与治疗

利用噬菌体效价增长实验可检测标本中的相应细菌。在某些局部感染时可用噬菌体作为一种辅助治疗。

1.名词解释：噬菌体；毒性噬菌体；温和噬菌体；前噬菌体；

溶源性细菌。

2．噬菌体的主要特征是什么？

第五章细菌的遗传与变异（1.5

学时）

：子代与亲代性状的相似性。：子代与亲代性状的差异性。

基因型变异：基因结构的改变。可遗传的。表型变异：基因结构未改变。不可遗传。

第一节细菌的变异现象

细菌种类繁多，分布广泛，易受各种因素的影响而使其形状发生改变，可表现为以下几个方面：

一、形态结构的变异：L型细菌，荚膜变异，鞭毛变异。

二、毒力变异：卡介苗

三、耐药性变异：R质粒

四、菌落变异

五、抗原性变异

第二节

细菌遗传变异的物质基础

细菌的遗传物质的基础是染色体；其化学本质是DNA。

质粒

转位因子

一、细菌的染色体：

环状、双股、超螺旋DNA长链。

细菌染色体外的遗传物质，环状闭合的双股DNA。

可编码许多重要的生物学性状

三、质粒DNA的特性:

1.具有自我复制能力。紧密型质粒；松弛型质粒。

2.编码的基因产物赋予细菌某些性状特征。

3.可自行丢失与消除。

4.可在细菌间转移。

5.分相容性与不相容性两种。

四、转位因子：存在于细菌染色体或质粒DNA分子上的一段特异性

核苷酸序列片段，能在DNA分子中移动。

不断改变它们在基因组中的位置，能从一个基因组转移到另一个基因组中。

转位因子主要有以下三类：

1.插入序列（insertionsequenceIS）：是最小的转位因子，长

度不超过2kb，不携带任何已知与插入功能无关的基因

区域，插入后与插入位点附近的序列共同起作用。2.转座子（transposonTn）：长度一般超过2kb，除携带与转位有

关的序列外，还带有某些结构基因；因此当Tn插入某一基因时，可引起细菌性状的变化。3.转座噬菌体：是一些具有转座功能的溶原性噬菌体。

第三节细菌变异的机制

一、基因的突变与损伤后修复

1.基因突变

突变:细菌遗传物质的结构发生突然而稳定的改变，导致细菌性

状的遗传性变异。

2.基因突变的规律

突变率：自发突变低；诱发突变高。

突变与选择：随机性；选择性。

回复突变：

野生型：细菌在自然环境下具有的表现型。

突变型：发生突变后的菌株。

野生型-----突变型-----野生型

3.DNA的损伤修复

光修复：经紫外线照射后，细胞DNA上形成T-T二聚体，导致突变。

如在紫外线照射后立即将细菌暴露于可见光下，则受损的DNA可修复，细菌的存活率大大提高。

暗修复：切除修复---由核酸内切酶将损伤的片段切除，再DNA聚合

酶、连接酶等的作用下，将缺少的部分补齐。

二、基因的转移与重组外源性遗传物质由供体菌转入某受体菌内的过程。转移的基因与受体菌DNA整合在一起的过程。基因转移

与

重组方式

供体菌游离的DNA片段被受体菌直接摄取，是受体菌获得新的性状。

转化因子：游离的DNA片段。分子量小于1X107。受体菌能摄取外源DNA片段的生理状态。

感受态一般出现在细菌对数生长期的后期，持续时间约3~4小时。细菌通过性菌毛，将遗传物质从供体菌转移给受体菌的过程。

F质粒；高频重组菌（Hfr）；R质粒。使受体菌获得新的形状。

普遍性转导

局限性转导4.溶原性转换（lysogenicconversion)

当噬菌体感染细菌时，宿主菌染色体中获得了噬菌体的DNA片段，使其成为溶原状态时而使细菌获得新的性状。5.原生质体融合

将两种不同的细菌经溶菌酶或青霉素等处理，失去细胞壁成为原生质体后进行相互融合的过程。

1．名词解释：转化；转导；接合；溶源性转换；突变；

R质粒；F质粒

2．细菌变异的表现形式有哪些？举例说明。

3．简述细菌可通过何种方式获得新的性状?

第六章细菌的感染与免疫（2.5学时）

*病原菌（pathogen）:能使宿主致病的细菌。

*非病原菌（nonpathogen）:不能造成宿主致病的细菌。*条件致病菌（conditionedpathogen）：正常情况下不

致病，在某些条件改变的特殊情况下可以致病。

第一节正常菌群与条件致病菌

一、正常菌群（normalflora）：

存在于正常人的体表以及与外界相同的腔道粘膜上的、正常情况下对人无害的细菌。

二、正常菌群的生理学意义

生物拮抗；

营养作用；免疫作用；抗衰老作用

三、条件致病菌：

菌群失调

正常菌群

宿主某部位正常菌群中各菌种间的比例发生较大幅度变化而超出正常范围的状态。

菌群

失调的原因

一

二三五、医院获得性感染—医院内感染

(hospitalacquiredinfection；

病人在住院期间发生的感染。1．交叉感染：由医院内病人或医务人员直接或间接传播引起感染

。

2．内源性感染：由病人自己体内正常菌群引起的感染。

3．医源性感染：在治疗、诊断或预防过程中，因所用器械等消毒

不严而造成的感染。nosocomialinfection)

第二节细菌的致病机制

�细菌能引起感染的能力。�毒力（virulence）：致病菌的致病性强弱程度。�(medianlethaldose,LD50)：

在规定时间内，使一定体重或年龄的某种动物半数死亡或感染所需要的最小细菌书或毒素量。细菌引起疾病的条件

细菌毒力

的强弱内的数量细菌入侵的部位

一、细菌的毒力物质

(一)侵袭力(invasiveness)：致病菌能突破宿主皮肤、粘膜生理屏障,

进入机体并在体内定植、繁殖和扩散的能力。

1.表面结构

荚膜:具有抗吞噬和阻挠杀菌物质的作用。

粘附素:使细菌粘附在敏感细胞的表面，利于细菌的定植、繁殖。

与细菌的致病性密切相关。如菌毛；脂磷壁酸等。

2.侵袭性物质

侵袭素：使细菌能够侵入敏感细胞内。

侵袭性酶：利于细菌在组织中扩散；协助细菌抗吞噬。

如血浆凝固酶；透明质酸酶；链激酶；链道酶；胶原酶等。

(二)毒素

1.外毒素(exotoxin)：

�细菌在细胞内合成后分泌至细胞外

�毒性强

�对机体的组织器官有选择作用

�蛋白质；不耐热

�抗原性；刺激机体产生抗毒素

外毒素

（0.3%~0.4%甲醛

）细胞毒神经毒肠毒

�分子结构为A-B模式

2.内毒素(endotoxin)

�菌体破裂后才释放出来。

�毒性弱。

�脂多糖，耐热，100ε1h不被破坏。

�抗原性弱，抗体无中和作用；

�不能用甲醛脱毒为类毒素。

�对组织无选择性，引起的毒性作用大致相同。

�白细胞反应；�内毒素血症与内毒素休克；�发热反应；

�Shwartzman与DIC

第三节宿主菌的免疫防御机制

人体内存在着较完善的免疫系统。致病菌侵入人体后，首先遇到的是天然免疫功能的抵御。一般经7~10天后，产生了获得性免疫；然后两者配合，共同杀灭致病菌。一、天然免疫(innateimmunity)---非特异性免疫(nonspesificimmunity)

是人类在长期的种系发育和进化过程中，逐渐建立起来的一系列防御致病菌等抗原的功能。

由组织屏障、免疫细胞及免疫分子组成。

★详细内容请参看免疫学相关章节

特点：

作用范围较广

同种系不同个体都有，代代相传，较为稳定。

个体出生时就具备、应答迅速。

再次接触相同致病菌，其功能不会增减。

二、获得性免疫(acquiredimmunity)----特异性免疫(specificimmunity)

个体出生后，在生活过程中与致病菌及其毒性代谢产物等抗原分子接触后产生的一系列免疫防御功能。

特点：

针对性强,只对引发免疫力的相同抗原有作用，对他种抗原无效。

不能遗传给后代,需个体自身接触抗原后形成,一般需10~14天。 再次接触相同抗原，其免疫强度可增加。

第四节感染的发生与发展

一、感染的来源

1.外源性感染（exogenousinfection）

病人；带菌者；病畜和带菌动物。

2.内源性感染(endogenousinfection)

条件致病菌；隐伏状态存在于体内的致病菌。

二、传播方式与途径

�呼吸道感染：肺结核；百日咳；军团病

�消化道感染：菌痢；伤寒；霍乱；食物中毒。

�创伤感染：破伤风；气性坏疽；化脓性感染。

�接触感染：淋病；梅毒；钩体病。

�节肢动物叮咬感染：鼠疫；恙虫病。

�多途径感染：有些致病菌的传播可有呼吸道、消化道、皮肤创伤

等多种途径。如：结核分支杆菌；炭疽芽孢杆菌。

三、感染的类型

感染的发生、发展和结局是宿主体和致病菌相互作用的复杂过程。根据两者力量对比，可有以下不同的临床表现：

1.不感染：当宿主体具有高度免疫力，或入侵的致病菌毒力很弱

或数量不足，或入侵的部位不适宜，则病原菌迅速被机

体的免疫系统消灭，不发生感染。

2.隐性感染(inapparentinfection)：当宿主的抗感染免疫力较强，

或入侵的病菌数量不多、毒力较弱，感染后对机体损害较轻，不出现或出现不明显的临床症状。又称亚临床感染。

隐性感染后，机体常可获得足够的特异性免疫力，能够抗御相同致病菌的再次感染。

3.潜伏感染(latentinfection)：当宿主菌与致病菌在相互作用过

程中暂时处于平衡状态时，病菌潜伏在病灶内或某些特殊的组织中，一般不出现在血液、分泌物或排泄物中。一旦机体免疫力下降，则潜伏的致病菌大量繁殖，使疾病复发。

4.显性感染(apparentinfection)：当宿主体抗感染的免疫力较弱，

或侵入的致病菌数量较多、毒力较强，抑制机体的组织细胞受到不同程度的损害，生理功能也发生改变，出现一系列的临床症状和体征。

·显性感染按病情缓急不同分为：急性感染；慢性感染。·显性感染按感染部位不同分为：局部感染；全身感染。♪急性感染(acuteinfection)：发作突然，病程较短，一般是数

日至数周。病愈后，致病菌从宿主消失。

如：脑膜炎球菌；霍乱球菌；肠产毒性大肠杆菌等。

♪慢性感染(chronicinfection)：病程缓慢，常持续数月至数年。

如：结核分支杆菌；麻风杆菌。

♪局部感染(localinfection)：致病菌侵入宿主体后，局限在

一定部位生长繁殖引起病变。如疖、痈等。

♪全身感染(systemicinfection)：感染发生后，致病菌或其毒性代谢产物向全身播散引起全身性症状。

全身感染的类型：

1毒血症(toxemia)：

细菌产生的外毒素进入血流，经血液到达易感的组织和细胞引起特殊的毒性症状。如白喉、破伤风等。

2内毒素血症(endotoxemia)：

革兰氏阴性菌侵入血流，并在其中大量繁殖、崩解后释

放出大量内毒素；或病灶内大量革兰氏阴性菌死亡、释

放出的内毒素入血所致。

3菌血症（bacteremia）：

致病菌由局部进入血流，但未在血流中生长繁殖，只是短暂的一过性通过血循环到达体内适宜部位后在进行繁殖

而致病。

4败血症(septocemia)

致病菌侵入血流后，在其中大量繁殖并产生毒性产物，引起全身性中毒症状。⑤脓毒血症(pyemia)

化脓性细菌侵入血流后，在其中大量繁殖，并通过血流

扩散至宿主体的其他组织或器官，产生新的化脓性病灶。

5.带菌状态(carrierstate)

致病菌在显性或隐性感染后并未立即消失，在体内继续存留一定时间，与机体免疫力处于相对平衡状态。

带菌者经常会间歇排出病菌，成为重要的传染原。

1.名词解释：毒力；侵袭力；菌血症；败血症；脓毒血症

带菌状态；正常菌群；条件致病菌；菌群失调；

医院获得性感染。

2.正常菌群的生理学意义是什么？

3.医院内感染有哪几种情况？

4.条件致病菌致病的条件是什么？

5.举例说明于细菌侵袭力有关的因素。

6.试比较细菌内、外毒素的主要特性。

7.引起细菌治病的条件有哪些？