微生物與免疫學(微生物部分)—中國藥科大學

1、中國藥科大學 國家生命科學與技術人才培養(yǎng)基地 微生物與免疫學 By ZuHui Liu緒   論一、 微生物的定義微生物 (microorganism，microbe)：微生物是所有形體微小的單細胞或個體結構較簡單的多細胞，以及沒有細胞結構的低等生物的通稱。二、 微生物的種類按照有無細胞及細胞組成結構不同，可將微生物分為三種細胞類型。原核細胞型真核細胞型非細胞型細胞單細胞多數(shù)為多細胞，少數(shù)為單細胞無細胞細胞結構細胞核無典型核，無核仁核膜，單個染色體，僅有裸露DNA有典型核，有核膜核仁，多個染色體，由DNA與組蛋白組成無細胞結構，由蛋白

2、和核酸組成，且僅含有一種核酸：DNA或RNA。細胞壁大多含肽聚糖纖維素、幾丁質構成核糖體70S80S線粒體無有細胞分裂無有絲分裂有絲分裂繁殖方式無性分裂無性或有性寄生，復制三、微生物命名微生物學名 = 屬名 + 種名 + （首次命名人）+現(xiàn)名命名人+命名年份大腸埃希氏菌E.coli 金黃色葡萄球菌S.aureus 枯草芽胞桿菌B.subtilis四、微生物學的發(fā)展史1664年，英國人虎克（Robert Hooke）用顯微鏡觀察微生物。1676年，微生物學的先驅荷蘭人列文虎克（Antony van leeuwenhoek）首次觀察到了細菌。英國微生物學家弗來明發(fā)現(xiàn)青

3、霉素，開創(chuàng)了用抗生素治療疾病的新紀元。1970-1972，Arber、Smith和Nathans發(fā)現(xiàn)并提純了 DNA限制性內切酶；1982-1983 Prusiner發(fā)現(xiàn)朊病毒(prion)；1983-1984 Mullis建立PCR技術；1. 巴斯德【微生物學之父】(1) 發(fā)現(xiàn)并證實發(fā)酵是由微生物引起的。(2) 徹底否定“自然發(fā)生”學說曲頸瓶試驗：空氣內確實含有微生物，是它們引起有機質的腐敗。(3) 免疫學預防接種：首次制成狂犬疫苗(4) 巴斯德消毒法：6065作短時間加熱處理，殺死有害微生物。2. 柯赫【細菌學的奠基人】a）細菌純

4、種分離技術、b）懸浮培養(yǎng)法、c）流動蒸汽滅菌、d）細胞染色技術和顯微攝影ü 柯赫法則（Kochpostulates）-證明某種微生物是否為某種疾病病原體的基本原則從動植物的患者體內分離出病原物、進行純培養(yǎng)、回接到同樣類型的動植物體，引起同樣的病癥、再分離得到與第二步一致的菌系?？赡艹霈F(xiàn)微生物考題艾滋病(AIDS) 軍團病 埃博拉病毒病 霍亂新菌型0139 埃希氏大腸桿菌0157 瘋牛病第一章 原核微生物 基本要求1.了解：細菌的分類；放線菌代表屬。2.掌握：細菌的概念，大小和基本形態(tài)；細菌的基本結構、特殊結構；細菌形態(tài)學檢查法；細菌的菌落特征和繁殖方式；細菌外毒素與內毒素；常見的病原

5、性細菌（螺旋體、支原體、衣原體、立克次體）；放線菌的分類、細胞結構、菌落特征、培養(yǎng)條件、生活史，鏈霉菌屬的生物學特性及其在抗生素工業(yè)中的應用。3.重點掌握：細菌的概念，大小和基本形態(tài)；細菌的基本結構、特殊結構；革蘭氏染色法；細菌拉丁雙名法；細菌的繁殖方式；不同細菌毒素；放線菌的形態(tài)、繁殖方式及其是原核細胞微生物的依據(jù)。第一節(jié) 細菌細菌，指一大類具有獨特細胞壁，以無性二分裂方式繁殖的原核細胞型微生物。一、細菌的大小和形態(tài)1.大小細菌：光學顯微鏡觀察，細菌的長度單位為微米(µm)。球菌：“直徑”；桿菌、螺旋菌： “寬度×長度”；螺旋菌：“自然彎曲狀的長度。2.形態(tài)(morpho

6、logy of bacteria)細菌具有三種基本形態(tài)，即球狀、桿狀和螺旋狀，分別稱為球菌、桿菌和螺旋菌。3.細菌染色法 (一) 單染色法標本涂片、干燥固定、加一種染料（如美藍或石炭酸復紅等）染色、在光鏡下觀察形態(tài)。 (二) 復染色法：初染、脫色、復染（鑒別染色法）革蘭染色法（Gram stain）：涂片干燥固定、結晶紫初染、路哥碘液媒染、加95酒精脫色、最后用沙黃或稀釋石炭酸復紅復染，2種顏色。 (三) 特殊染色法二、細菌細胞的結構與功能1.細菌的基本結構（細胞壁、細胞膜、細胞質、核物質和一些細胞內含物等） (一)細胞壁(

7、cell wall)高等植物 纖維素； 霉菌 幾丁質； 細菌 肽聚糖(peptidoglycan)； 真菌 葡聚糖，幾丁質肽聚糖是由N-乙酰葡萄糖胺(N-acetylglucosamine, G)、N-乙酰胞壁酸(N-acetylmuramic acid, M)和短肽側鏈聚合而成的多層網(wǎng)狀結構的大分子化合物。ü 溶菌酶對細胞壁的作用可切斷NAM和NAG之間的-1，4糖苷鍵，引起細菌裂解。 對G-菌，在EDTA存在下，受溶菌酶作用。 溶菌酶處理后的菌細胞應保存在弱高滲（0.1 -0.2M）蔗糖液中。ü 青霉素對細菌細胞壁的作用 Penicillium與轉肽酶結合，而使該酶失活

8、，抑制了側鏈末端的丙氨酸與五肽橋的連接，破壞了細菌細胞壁的完整性（即抑制肽聚糖的合成），主要是對G+菌有效。ü 細胞壁缺陷細菌1.在自然界長期進化中形成，支原體2.G+，溶菌酶酶解或青霉素，原生質體；3.G-，溶菌酶和乙二胺四乙酸（EDTA），圓球體。原生質體和圓球體統(tǒng)稱為L型細菌，高滲溶液，形成“油煎蛋”樣菌落，可用低倍鏡觀察到。除去誘導因子，L型細菌仍能恢復原來的細菌形態(tài)。（Eg：研究表明，L型細菌也具有致病作用，用藥后反復發(fā)作，有臨床癥狀，但常規(guī)培養(yǎng)菌檢呈 - ，可考慮是L型細菌感染結果。）ü G+ G-細胞壁的比較比較項目G+細菌G-細菌結構厚度(nm)208010

9、15 肽聚糖層數(shù)多（可達50層）少（13層） 肽聚糖結構90%亞單位交聯(lián)，致密網(wǎng)狀，交聯(lián)度高35%亞單位交聯(lián)，疏松網(wǎng)狀，交聯(lián)度低 相鄰多糖鏈連接方式肽橋連接直接連接組成肽聚糖（占細胞干重，%）5080515 磷壁酸有無 脂多糖無有 脂蛋白無有 脂類含量少，1%4%多，11%22% 對青霉素敏感性敏感不敏感ü G+中磷壁酸主要功能有： 是G+ 細菌重要的表面抗原，與血清學分型有關；有保存和運送Mg2+的作用； 噬菌體感染的吸附受體； 具有一定的致病作用；貯藏磷元素。&

10、#252; G-中脂多糖LPS的結構：類脂A（內毒素的物質基礎，致熱作用）+核心多糖+多糖O抗原。LPS的主要功能有：是G- 細菌內毒素的主要成分； 吸附Mg2、Ca2+等陽離子； G- 細菌細胞表面抗原； 是噬菌體的吸附受體。ü 革蘭染色的原理(二)細胞膜（cell membrane）ü         細胞正常的滲透性屏障，選擇性控制細胞內外物質的運輸和交換，即具有選擇通透性ü    

11、;     細菌細胞膜上具有脫氫酶系，電子傳遞系統(tǒng)等，與細胞代謝有關；ü         細胞膜還是細胞壁各種組分（肽聚糖、磷壁酸和LPS等）和莢膜等大分子合成的場所；ü         細胞膜是細菌鞭毛的著生點，為細菌鞭毛的運動提供能量。 (三) 細胞質(cytoplasm)：介紹包含的物質 1核糖體(ribosom

12、e) 2. 顆粒狀內含物（inclusion body）(1) 異染(顆)粒(metachromatic granules)  又稱迂回體(volutin)，主要成分為多聚磷酸鹽，用藍色染科(甲苯胺藍、美藍)可染成紫紅色，用特殊染色法可染成與細菌其它部位不同的顏色，故名。多聚磷酸鹽可作為磷酸鹽的儲存體，在反應中可作為能量來源。(2) 脂肪顆粒 由聚-羥基丁酸(poly-hydroxybutyric acid)組成，易被脂溶性染料如蘇丹黑著色，是細菌碳源和能源性貯藏物。(3) 肝糖粒和淀粉粒 肝糖粒為糖原(glycogen)，用稀碘液可

13、染成紅褐色，淀粉粒可用碘液染成深藍色，它們均為細菌碳源和能源性貯藏物。  (四) 核質(nuclear material)由大型環(huán)狀雙鏈DNA纖絲不規(guī)則地折疊或纏繞而構成的無核膜、核仁的區(qū)域。(五)質粒(plasmid)質粒是細菌染色體外閉環(huán)雙鏈的DNA分子，是除染色體DNA外存在核外的遺傳物質，能獨立復制，亦能整合到染色體上隨細菌染色體同時復制，并隨細胞分裂而分配到子代細胞中。2.細菌的特殊結構（莢膜、鞭毛、菌毛、芽胞等）    (一)莢膜(capsule)莢膜：某些細菌在一定營養(yǎng)條件下可向細胞壁表面分泌一層松散透明、粘度極大的膠狀

14、物質。組成大多為多糖或多肽物質，并非為細菌細胞的必不可少的結構。ü 莢膜的分類1.根據(jù)莢膜在細胞表面存在的狀況，可分為三種情況：§ 莢膜：粘液性物質具有一定外形，相對穩(wěn)定地附著于細胞壁外；§ 粘液層(slime layer)：沒有明顯的邊緣，可擴散到周圍環(huán)境中的；§ 微莢膜(microcapsule)：有些細菌的莢膜很?。?lt;200nm）。2. 光滑型(S型)菌落：具有莢膜，菌落表面濕潤、光滑；粗糙型(R型)菌落：不具有莢膜，表面干燥、粗糙；S型菌落可因失去莢膜而轉化為R型菌落。 ü 莢膜對細胞的功能 抗干燥能力，保護細

15、菌，抵抗吞噬，免受溶菌酶和補體以及其他殺菌物質的殺菌作用； 是細菌體外的貯藏物質，當缺乏營養(yǎng)時可作為碳源利用； 堆積某些代謝廢物； 可使菌體附著于適當?shù)奈矬w表面，如鏈球菌的莢膜物質粘附于人的牙齒，可引起齲齒。（Eg：有些細菌莢膜本身對人體具有毒性而致病，粘性面包、牛奶都是因污染了產莢膜細菌而引起的。腸膜狀明串珠菌(Leuconostoc mesenteroides)利用蔗糖合成大量莢膜物質葡聚糖，已被用來大量生產右旋糖酐，作為代血漿的主要成分?？捎糜诳剐菘?、消腫和解毒。有的莢膜物質具抗原性，可用于細菌分型，作為鑒定細菌的依據(jù)之一。）  

16、0;(二)鞭毛(flagella)鞭毛蛋白+少量的糖類和脂類，抗原物質(H抗原)，可用作細菌的分類，氨基酸組成類似肌動蛋白，作為細菌運動的“器官”，有利于實現(xiàn)趨性。ü 鞭毛組成：由鞭毛絲、鞭毛鉤、基體三部分組成。鞭毛基體結構不同： G-菌：L環(huán)、P環(huán)、S環(huán)、M環(huán)；G+菌：S環(huán)，M環(huán)。ü 觀察方法：電鏡直接觀察、鞭毛染色法、懸滴法暗視野觀察運動情況、半固體穿刺培養(yǎng)觀察有無擴散、菌落外形（邊緣、表面）、血清學反應 (三)菌毛(pilus或fimbriae)細菌菌毛是比鞭毛纖細、短而直的絲狀物，細菌菌毛的數(shù)目很多，遍布菌體表面。1  普通菌毛(common p

17、ilus)普通菌毛廣泛存在于腸道細菌中，遍布于細菌細胞表面，通過菌毛粘附在多種細胞上，由此獲得立足點，進而侵入粘膜引起感染，所以普通菌毛的粘附作用與致病菌的致病性有關。2  性菌毛(sex pilus)性菌毛稍長而粗，數(shù)量較少，只有14根。帶有性菌毛的細菌具有致育性，稱F+菌株，它在細菌的接合中與遺傳物質的傳遞有關；同時，性菌毛也是某些噬菌體吸附的受體。(四)芽胞(spore)芽孢：某些細菌在其生長發(fā)育后期，細胞質脫水濃縮，在細胞內形成一個圓形或橢圓形、對不良環(huán)境條件具有較強抗性的休眠體。由于細菌芽孢的形成都在胞內，故又稱為內生孢子。芽胞與細菌的繁殖體不同，一般認為它是細菌

18、的休眠體。ü 能否形成芽胞是細菌種的特性，有的G+、有的桿菌產生芽孢：芽孢桿菌屬、梭狀芽孢桿菌屬、芽孢八疊球菌屬。芽胞著生的位置、形狀、大小因菌種而異。ü 細菌芽胞的結構由芽胞外壁、芽胞殼、皮層、和核心組成。ü 芽胞的特點是具有較強的耐熱性，原因見下：§ 含水量少，蛋白質受熱不易變性§ 芽胞壁厚且致密，通透性低，可阻止化學藥品滲入§ 合成了一些較繁殖體耐熱性更強的酶§ 芽胞皮層中含有砒啶二羧酸鈣(DPA-Ca)，耐熱性增強芽孢的萌發(fā)：由休眠狀態(tài)的芽孢變成營養(yǎng)細胞的過程。萌發(fā)過程主要分活化、發(fā)芽和生長兩個階段。伴胞晶體（par

19、asporal crystal）：在形成芽孢的同時，在芽孢旁形成一個菱形或雙錐形的堿溶性蛋白晶體（即-內毒素）。三、細菌與人類的關系1.細菌的致病性（毒力、入侵數(shù)量和入侵途徑）毒力是指病原菌致病性的強弱程度，具有菌株或型的差異，一般以半數(shù)致死量(LD50)表示，即采用一定途徑感染實驗動物使其半數(shù)死亡所需的最小細菌量。ü 細菌外毒素和內毒素的比較外毒素內毒素細菌來源G+細菌和部分G-細菌分泌到胞外G-細菌細胞壁成分，菌體自溶或裂解時釋放化學成分蛋白質脂多糖熱穩(wěn)定性6080、30分鐘被破壞耐熱性強，250、30分鐘被破壞抗原性強，刺激機體產生抗毒素（抗體）弱，刺激機體產生抗菌性抗體類毒素

20、0.4%甲醛處理可除去毒性制備類毒素不能制備類毒素毒性強，具組織特異性，引起特殊病變，不引起機體發(fā)熱弱，無具組織特異性，病理作用大致相同，引起機體發(fā)熱編碼基因常為質粒細菌染色體第二節(jié) 放線菌（Actinomyces）放線菌：屬于細菌，是一類呈菌絲狀生長、主要以孢子繁殖的單細胞原核生物，革蘭氏陽性，具細胞壁，菌落呈枝線狀, 有特殊的土霉味。一、分類依據(jù): § 有原核/類核，無核膜和核仁§ 細胞壁的主要成分是肽聚糖§ 核糖體同為70S§ 對溶菌酶和抗生素敏感§ DNA重組方式與細菌相同，為無性繁殖二、放線菌的形態(tài)與構造ü 

21、60;       單細胞，無菌絲隔膜，大多由分枝發(fā)達的菌絲組成；ü         菌絲直徑與桿菌類似，約1mm；ü         細胞壁組成與細菌類似，革蘭氏染色陽性（少數(shù)陰性）；ü         營養(yǎng)菌絲+氣生菌絲+孢子

22、絲。ü         孢子（孢子絲 橫隔分裂 孢子）孢子絲生長到一定階段，形成一串孢子，成熟后孢子就單個釋放，孢子的形狀、顏色和孢子表面狀況等也是菌種鑒定的重要依據(jù)。三、放線菌生長與繁殖1.放線菌的生活史（以鏈霉菌為例）孢子萌發(fā) 基內菌絲 氣生菌絲 孢子絲 孢子絲分化為孢子2.繁殖方式：無性孢子、菌絲斷裂四、放線菌菌落形態(tài)1、生長慢，37天；2、大小似細菌，不擴散； 3、基內菌絲生長于培養(yǎng)基內，接種針難挑起； 4、菌落一般為圓形，表面光滑、皺褶、絨毛狀或粉狀； 5、菌落常帶有多種顏色。

23、0;第三節(jié) 其它原核微生物ü 可透過細菌過濾器：支原體、立克次體、衣原體ü 無細胞壁：支原體ü 胞內寄生：支原體（可獨立）、立克次體（專性胞內）、衣原體（專性胞內）ü 對青霉素敏感：螺旋體一、支原體（Mycoplasma）：G-，非典1.概念：支原體，又稱類菌質體，是一類無細胞壁、介于獨立生活和細胞內寄生生活之間的最小型原核生物。多數(shù)為致病菌。2.特性ü無細胞壁，球狀體 ü小，能通過濾器 ü人工培養(yǎng)營養(yǎng)要求苛刻，需膽固醇ü菌落微小，油煎蛋 ü一些支原體能引起病害疾病 ü 體外組織細胞培

24、養(yǎng)時，常被支原體污染；· 四環(huán)素族、紅霉素、卡那霉素、氯霉素: 敏感 · 青霉素:不敏感二、立克次氏體（Rickettsia）1.概 念：立克次氏體，是大小介于通常的細菌與病毒之間，在許多方面類似細菌，專性活細胞內寄生的原核微生物。2. 特 性 比細菌小,能通過濾器,光鏡可見 以節(jié)肢動物為傳播媒介,有儲存宿主 專性細胞內寄生(胞漿內),原核細胞微生物 酶系統(tǒng)不完整敏 感:氯霉素和四環(huán)素 不敏感:磺胺類三、衣原體（Chlamydia）：G-，沙眼1.概念：衣原體，介于立克次氏體與病毒之間，能通過細菌濾器，專性活細胞內寄生的一類原核微生物。2.特性

25、 具有細胞壁，但無肽聚糖（G-特征）； 專性活細胞內寄生； 有獨特發(fā)育周期：原體發(fā)育，長成始體。原體有感染性、始體無感染性。 能通過細菌濾器； 不耐熱，6010min被滅活； 對紅霉素、氯霉素、四環(huán)素敏感。四、螺旋體：G-概念：是一類細長柔軟，彎曲呈螺旋狀、運動活潑的原核細胞型微生物，對抗生素和溶菌酶敏感（用青霉素、強力霉素、四環(huán)素治療）。能運動，但不具備鞭毛。§ 鉤端螺旋體屬：鉤端螺旋體（鉤體?。?#167; 疏螺旋體屬：回歸熱疏螺旋體（回歸熱）§ 密螺旋體屬：蒼白密螺旋體（梅毒）第二章 真菌學概念：真菌是一類不含葉綠素，無根、莖、葉分化，具有細胞壁的真核細胞型微生物。1

26、） 球狀真菌：酵母（單細胞）2） 絲狀真菌：霉菌（多細胞） 基本要求1了解：真菌的分類、細胞結構與培養(yǎng)特征。2掌握：真菌的培養(yǎng)條件；幾種與人類關系密切的真菌；真菌的致病性。3重點掌握：真菌概念、酵母菌和霉菌的大小、形態(tài)、結構、繁殖方式等生物學性狀。第一節(jié) 酵母菌（Yeast）一、分布及與人類的關系酵母菌：泛指能發(fā)酵糖類的各種單細胞的真菌，多分布在含糖的偏酸性環(huán)境，也稱為“糖菌”。啤酒酵母（Saccharomyces cerevisae）：第一個完成全基因組序列測定的真核生物（1996）。有些酵母菌（如白假絲酵母）能引起皮膚、呼吸道、消化道、泌尿生殖道疾病。5個特點：（1）個體單細胞、

27、（2）多數(shù)出芽繁殖、（3）能發(fā)酵糖類產能、（4）細胞壁常含甘露聚糖、（5）常生活在含糖量較高、酸度較大的水生環(huán)境中二、酵母菌的形態(tài)和大小酵母菌細胞的形態(tài)通常有球形等。酵母菌進行一系列的芽殖后，如果長大的子細胞與母細胞不立即分離，其間以狹小的面積相連，這種藕節(jié)狀細胞串稱為假絲。酵母菌無鞭毛，不能游動。細胞直徑 = 細菌 * 10。三、細胞結構（典型的真核細胞）結構：壁、膜、質、核、細胞器、液泡細胞壁：主要葡聚糖(glucan)、甘露聚糖(mannan)、蛋白質(protein)、幾丁質(chitin)細胞膜：含有麥角固醇細胞核：真正的核，真核系統(tǒng)四、酵母菌繁殖方式和生活史(一) 無性繁

28、殖1.芽殖（budding）：主要，成熟細胞長出小芽，到一定程度后脫離母體繼續(xù)長成新個體。2. 裂殖（fission）：少數(shù)酵母菌可以象細菌一樣借細胞橫割分裂而繁殖，例如裂殖酵母。3. 無性孢子(二) 有性繁殖質配 核配（形成二倍體核的接合子） 減數(shù)分裂 子囊孢子 孢子萌發(fā) 無性繁殖 有性繁殖（酵母菌以形成子囊和子囊孢子的形式進行有性繁殖）五、酵母菌的菌落與細菌菌落類似，但一般較細菌菌落大且厚，表面濕潤、透明、光滑、易被挑起，多為乳白色，少數(shù)呈紅色。  第二節(jié) 霉菌（Mold）霉菌：是絲狀真菌的一個俗稱，意即“會引起物品霉變的真菌”，通常指那些

29、菌絲體較發(fā)達又不產生大型柔質子實體結構的真菌。一、分布及與人類的關系霉菌易引起動物和人體傳染病，Eg. 皮膚癬癥等；少部分霉菌可產生毒性很強的真菌毒素，Eg.黃曲霉毒素（aflatoxin）等。二、霉菌的形態(tài)結構· 壁、膜、質、核、細胞器、液泡（真核）· 細胞壁主要成分為幾丁質，蝸牛消化酶· 菌絲分為有隔菌絲（多細胞：子囊菌、擔子菌）和無隔菌絲（單細胞：根霉、毛霉）三、霉菌的菌落四、霉菌的繁殖方式（有性無性交替）1. 無性繁殖主要：無性孢子包括關節(jié)孢子、厚膜孢子、孢囊孢子、分生孢子 次要：菌絲斷裂2. 有性繁殖（經過兩性細胞結合產生新

30、個體）：質配核配減數(shù)分裂有性孢子經過兩性細胞結合而形成的孢子稱為有性孢子，包括卵孢子、接合孢子、子囊孢子、擔孢子霉菌的有性繁殖分為三個階段，即質配、核配和減數(shù)分裂。a）質配：兩個性細胞結合，細胞質融合，成為雙核細胞，每個核均含單倍染色體（n+n）。b）核配：兩個核融合，成為二倍體接合子核，此時核的染色體數(shù)是二倍（2n）。c）減數(shù)分裂：雙倍體的細胞核經過減數(shù)分裂，核中的染色體數(shù)目又恢復到單倍體狀態(tài)。3. 生活史無性繁殖階段；菌絲體（營養(yǎng)體）在適宜的條件下產生無性孢子，無性孢子萌發(fā)形成新的菌絲體，多次重復。有性繁殖階段；在發(fā)育后期，在一定條件下，在菌絲體上分化出特殊性器官（細胞），質配、

31、核配、減數(shù)分裂后形成單倍體孢子，再萌發(fā)形成新的菌絲體。第三章 病毒學 病毒：一類納米(nm)級，體積微小，結構簡單（能通過細菌濾器），含一種類型核酸（DNA or RNA），具有感染性，必須在活細胞內才能生長增殖（宿主特異性）的非細胞型微生物 。第一節(jié)  病毒的大小、形態(tài)、化學組成、結構和分類一、病毒的形態(tài)1.形態(tài)學術語核衣殼(nucleocapsid)=病毒衣殼+病毒核酸。包膜(envelope)=脂質（宿主）+蛋白質（病毒基因編碼）。包膜子粒（peplomer）和刺突（spike） 處于病毒包膜表面，向外突出的釘狀病毒特異性糖蛋白為包膜子粒，它與無包

32、膜病毒衣殼表面的突起統(tǒng)稱為刺突。2病毒衣殼的對稱型式（1）二十面體對稱型：如腺病毒(Adenovirus)。（2）螺旋對稱型：如煙草花葉病毒(Tobacco mosaic virus)、狂犬病毒(Rabies virus)等。（3）“復合對稱”衣殼結構：如有尾噬菌體（T4噬菌體等）。二、病毒的結構和分類病毒=核酸（遺傳信息）+蛋白質；病毒的蛋白質=結構蛋白+非結構蛋白（代謝需要）。核酸類型核酸結構病毒舉例DNAssDNA線狀、單鏈細小病毒  環(huán)狀、單鏈×174噬菌體 dsDNA線狀、雙鏈腺病毒，T4噬菌體  不完全環(huán)狀雙鏈HBVRNA

33、ssRNA線狀、單正鏈脊髓灰質炎病毒、TMV  線狀、單負鏈狂犬病毒、副粘病毒  線狀、單正鏈、二倍體HIV  線狀、單負鏈、分段流感病毒 dsRNA線狀、雙鏈、分段呼腸病毒（1）真病毒=蛋白+核酸（2）亞病毒（subvirus）：類、擬、朊1類病毒（Viroid）：只含侵染性RNA一種組分，柑橘裂皮病。2擬病毒（Virusoid）：只含不具單獨侵染性的RNA組分，依靠輔助病毒的存在才能復制，丁型肝炎病毒3朊病毒（prion ，virino）：只含蛋白質，瘋牛病第二節(jié)  病毒的增殖一、吸附(at

34、tachment or adsorption) 二、侵入(penetration)和脫殼(uncoating)三、生物合成(biosynthesis)四、裝配(assembly)五、釋放(release)第三節(jié)  干擾現(xiàn)象和干擾素一、干擾現(xiàn)象病毒感染寄主細胞后能干擾隨后進入的病毒的增殖。 在疫苗的制備和預防接種上重要意義：1、減毒活疫苗可阻止毒力較強的病毒感染；2、機體感染毒力較弱的呼吸道病毒在一定時間內可降低對其它病毒的感染。機制：競爭干擾、改變宿主代謝途徑、產生干擾素等二、干擾素干擾素是機體細胞受病毒感染或機體在其他IFN誘生劑作用下由細胞基因組控制產生的是一組可溶性的

35、糖蛋白分子，具有抗病毒增殖等多種生物學活性。ü 干擾素的產生和作用機制一般認為，在正常情況下，宿主細胞基因組中存在著IFN基因，但受阻遏物和操縱子的控制，IFN基因處于被抑制的狀態(tài)，干擾素基因不能轉錄和翻譯成蛋白質，從而不產生IFN。當病毒感染(或在其他IFN誘生劑作用下)，IFN阻遏物失活，IFN基因去抑制而激活，通過轉錄和翻譯合成了IFN蛋白。IFN作用同一細胞的另一組基因和(或)迅速釋放到細胞外作用于同種細胞膜上的IFN受體，細胞內抗病毒蛋白(antiviral protein，AVP)基因去抑制而激活，轉錄并翻譯產生幾種AVP，最終抑制病毒的增殖。第四節(jié)  

36、;噬菌體一、噬菌體的概念和數(shù)目測定噬菌體(phage, bacteriophage)：是感染細菌、放線菌、真菌的病毒如大腸桿菌噬菌體(coliphages)，金黃色葡萄球菌噬菌體(staphylophages)，傷寒桿菌噬菌體(typhoidphages)等。噬菌斑：將增殖的噬菌體與敏感宿主菌混合在熔化了的固體瓊脂培養(yǎng)基中傾注平板，經孵育后，則平板上出現(xiàn)由噬菌體裂解宿主細胞而形成的透明的溶菌空斑，個噬菌斑就是一個噬菌體裂解細菌的結果，所以噬菌斑數(shù)目即代表噬菌體的數(shù)目。為了判斷噬菌體數(shù)目的多少，可通過連續(xù)稀釋法在液體培養(yǎng)基中進行測定，以最大稀釋度還能溶解相應細菌判為該噬菌體的效價?；蛘卟捎霉腆w培

37、養(yǎng)基作噬菌斑計數(shù)，可測定噬斑形成單位(phqge forming unit，PFU)數(shù)目，常以每毫升噬菌體液能出現(xiàn)的噬斑數(shù)(PFUm1)表示。噬菌體的濃度又稱為效價或滴度（titer）。二、噬菌體與宿主細胞生活周期1烈性噬菌體(virulent phage)噬菌體感染宿主細胞后，在細胞內迅速增殖，最后使細胞裂解而死亡，這類噬菌體稱為烈性噬菌體(virulent phage)。2溫和性噬菌體、溶源菌和前噬菌體噬菌體感染宿主細胞后，并不立即引起宿主細胞裂解，噬菌體與細胞建立穩(wěn)定的共存關系，噬菌體DNA整合(integration)至細菌染色體中，并隨宿主細胞的分裂而傳代，這類噬菌體稱為溫和性噬菌體

38、(temperate phage)或溶源噬菌體（lysogenic phage），如E.coli噬菌體是一個典型的溫和噬菌體。通常把整合到宿主細胞染色體上，并隨同宿主一起復制的噬菌體基因組叫做前噬菌體或原噬菌體(prophage)。把帶有前噬菌體的細菌叫做溶源菌(1ysogenic bacteria)。溫和噬菌體可有三種存在狀態(tài)：A. 游離的具有感染性的噬菌體顆粒；B. 宿主菌胞質內類似質粒的噬菌體核酸；C. 前噬菌體。§ 噬菌體免疫狀態(tài)：溶原性細菌具有抵抗同種或近緣噬菌體重復感染的能力。§ 溶原性轉換：某些前噬菌體可導致細菌基因型和性狀發(fā)生改變。§ 自主狀態(tài)：噬

39、菌體進入宿主細胞，噬菌體DNA以線狀雙鏈形式進入，兩端有未修復的互補末端，而后在細菌細胞內雙鏈DNA的粘性末端互補，環(huán)合起來，缺口由連接酶連接和封合。§ 整合狀態(tài)：隨后細胞染色體和噬菌體DNA“聯(lián)會”、交叉連接，最終導致噬菌體DNA整合入宿主細胞染色體中。噬菌體轉換為前噬菌體，細菌細胞則溶源化。3誘導溶源菌能以極低的頻率自發(fā)裂解，產生子代噬菌體，特別是在UV等理化因素作用下可使絕大部分乃至全部溶源菌裂解釋放子代噬菌體，理化因素的這種作用稱為誘導。4溫和性噬菌體與宿主細胞生活周期噬菌體感染宿主細胞后既可以進行溶解性循環(huán)(1ytic cycle)，也可以進行溶源性循環(huán)(1ysogenic

40、 cycle) 。噬菌體DNA呈線狀進入宿主細胞，然后環(huán)合。溶解循環(huán)中，以雙鏈環(huán)狀閉合DNA為模板復制核酸和生物合成蛋白質，然后自身裝配起來，產生完整的病毒顆粒，最后細胞破裂，成熟的噬菌體釋放出來。在溶源性循環(huán)中，噬菌體DNA失去自主性，整合(又稱插入，insertion)到細菌DNA中，此時的細菌即為噬菌體的溶原菌，前噬菌體可隨細菌的分裂而不斷增殖，但不溶解細菌。反向的剪切過程可以自發(fā)發(fā)生，自發(fā)消除頻率很低，約10-210-5。也可經誘變劑（如紫外線、X-射線、絲裂霉素C等）誘導產生，結果使噬菌體的增殖進入溶解性周期。溶源性細菌對同源的或其本身的噬菌體不敏感，這種特性稱為“免疫性”

41、，即這些噬菌體進入溶源性細胞后，既不能增殖，也不導致細胞裂解。因此在測定溶原細菌的噬菌體時必須同時加入非溶源性的指示菌。三、噬菌體的應用ü         噬菌體可用于細菌的鑒定和分型。ü         分子生物學研究的重要工具。ü       噬菌體表達的產物存在于噬菌體表面，將噬菌體用于基因工程抗體庫的建立。&#

42、252;         在菌種選育時可篩選抗噬菌體的突變株。ü         噬菌體還可供作抗病毒藥物和抗腫瘤抗生素篩選的實驗模型。ü         通過測定標本中的噬菌體或應用噬菌體效價增殖試驗，檢測標本中的未知細菌。第六節(jié) 病毒與人類疾?。ㄒ唬?流行性感冒病毒球形或絲狀，有包膜(脂雙層)，單負鏈RN

43、A病毒血凝素（HA）、神經氨酸酶（NA）【分型】根據(jù)RNP和M蛋白（基質蛋白）的不同，可分為甲（A），乙（B），丙（C）型?！緛喰汀扛鶕?jù)血凝素HA和神經氨酸酶NA 分為若干亞型（H1H15，N1N9）。且HA，NA易變異，而引起大流行。RNA分節(jié)段，因而：流感病毒的基因重組頻率高，易發(fā)生突變。（二）肝炎病毒乙型肝炎病毒（HBV）嗜肝DNA病毒科（1）抗原組成：HbsAg：HBV感染的主要標志，存在于外衣殼上。HBcAg：存在于內衣殼上，不易在血清中查到，抗原性強，刺激機體產生抗-HBc（活動期IgM型，非活動期IgG）。HBeAg：可溶性蛋白，MW大約19000 Da，游離于血清中。（2）致病

44、性：傳染性強，乙肝患者或攜帶者，密切接觸、性、母嬰?？蓪е略l(fā)性肝癌。（3）檢查與防治：抗原抗體檢測：HBV的HBsAg、HBeAg、抗-HBs、抗-HBe、抗-HBc稱為“兩對半”，是臨床檢測指標。表為HBV抗原抗體檢測結果的臨床分析HBsAgHBeAg抗-HBs抗-HBe抗-HBc臨床判斷+-感染HBV，結合肝功能判斷病情+-急慢性乙肝或無癥狀攜帶者，傳染性強+-+同上（大三陽）-+乙肝恢復期（小三陽）-+ 乙肝恢復期-+感染過HBV-+-接種過乙肝疫苗或乙肝已恢復（三）人類免疫缺陷病毒HIV是獲得性免疫缺陷綜合癥即艾滋病(AIDS)的病原體，屬逆轉錄病毒科（Retrovirid

45、ae）。（1）形態(tài)與結構球形，直徑100120nm，內含病毒RNA和酶，外層囊膜嵌有刺突gp120和gp41。囊膜內面為P17蛋白構成的衣殼，其內有核心蛋白（P24）包裹RNA。熱不穩(wěn)定，對消毒劑和去污劑敏感。（2）致病性與免疫性：性行為、血液、母嬰傳播。T4細胞  第四章 微生物的營養(yǎng)與代謝營養(yǎng)（nutrition）：指生物體從外部環(huán)境中攝取對其生命活動必需的能量和物質，通過吸收利用以滿足正常生長和繁殖需要的一種最基本的生理功能。即碳源、氮源、能源、生長因子、無機鹽和水。以碳、氫、氧、氮、硫、磷6種元素為主。ü 吸收營養(yǎng)物質的方式：一、 簡單擴散 ( simpl

46、e diffusion) eg：H2O，O2，CO2，甘油，乙醇，脂肪酸等。(分子量小，脂溶性，極性小)二、 促進擴散 (facilitated diffusion)eg：氨基酸，單糖，維生素，無機鹽等三、 主動運輸 (active transport)eg：大多數(shù)氨基酸，糖類，部分離子（Na+,K+,HPO4 2-等）四、基團轉位 (group translocation)有一個復雜的運輸系統(tǒng)來完成物質的運輸；在運輸中發(fā)生化學變化；eg：糖ü 微生物的營養(yǎng)類型腐生型(metatrophy)：可利用無生命的有機物(如動植物尸體和殘體)作為碳源；寄生型(paratrophy)：寄生在活

47、的寄主機體內吸取營養(yǎng)物質,離開寄主就不能生存；  ü 培養(yǎng)基培養(yǎng)基：由人工配制的、適合微生物生長繁殖、代謝用的混合營養(yǎng)料?？刂葡鄳獱I養(yǎng)物質的濃度和比例、pH、滅菌處理、滲透壓、水活度和氧化還原電勢等物理化學條件較為適宜。液體培養(yǎng)基：用于生產；固體培養(yǎng)基 (液體培養(yǎng)基+2%瓊脂)：用于菌種保藏、純種分離、菌落特征觀察以及活細胞計數(shù)等方面；半固體培養(yǎng)基 (液體培養(yǎng)基+0.2 -0.8%瓊脂)：多用于細菌有無動力的檢查。（1）專性需氧菌：枯草芽胞桿菌。（2）微需氧菌：需要少量氧氣，如霍亂弧菌。（3）耐氧菌：生長不需氧，氧氣存在與否對其生長影響不大，缺乏過氧化氫酶，如乳酸

48、菌。（4）專性厭氧菌：缺乏SOD、細胞色素氧化酶和過氧化氫酶，氧氣有毒，如破傷風梭菌。（5）兼性厭氧菌：有氧無氧均能生長，但有氧時生長較好，大多數(shù)病原性細菌屬于此類。第五章 微生物的生長與控制生長（growth）：生物個體物質有規(guī)律地、不可逆增加，導致個體體積擴大的生物學過程。繁殖（reproduction）：生物個體生長到一定階段，通過特定方式產生新的生命個體，即引起生命個體數(shù)量增加的生物學過程。一、微生物的生長(一) 群體生長規(guī)律1.細菌群體生長規(guī)律§ 在細菌個體生長里，每個細菌分裂繁殖一代所需的時間為代時（Generation time），代時通常以G表示。§ 在群體

49、生長里細菌數(shù)量增加一倍所需的時間稱為倍增時間（Doubling time）。如E.coil：20min左右2.細菌生長曲線§ 生長曲線：少量菌種接種到恒定容積的液體培養(yǎng)基中，提供最適培養(yǎng)條件培養(yǎng)，定時測定培養(yǎng)液中的細胞數(shù)，以培養(yǎng)時間為橫座標，以細胞數(shù)的對數(shù)或生長速率為縱座標作圖。§ 延滯期（Lag phase）§ 對數(shù)生長期（Logarithmic phase ）芽胞于對數(shù)生長期末期開始形成、穩(wěn)定期大量形成、衰亡期釋放，有利于菌種保藏。§ 穩(wěn)定期（ stationary phase）目的：1.生產菌體代謝產物（SCP、乳酸等）、次生代

50、謝產物 穩(wěn)定期是產物的最佳收獲期；2.對維生素、堿基、氨基酸等物質進行生物測定 穩(wěn)定期是最佳測定時期。§ 衰亡期（ decline phase或death phase）有的物質可直接被利用（ Eg.葡萄糖或NH 4+等）稱為速效碳源（或氮源）；有的需要經過一定的適應期后才能獲得利用能力（ Eg.乳糖或NO3-等）稱為遲效碳源（或氮源）。當培養(yǎng)基中同時含有這兩類碳源（或氮源）時，微生物在生長過程中會形成二次生長現(xiàn)象。(二) 培養(yǎng)方法1.根據(jù)培養(yǎng)基分為：固體、半固體培養(yǎng)法、液體培養(yǎng)法（靜置培養(yǎng)、搖瓶培養(yǎng)、發(fā)酵罐培養(yǎng)）§ 固體：常用于微生物的分離、純

51、化、保存和種子制備。§ 半固體：多采用穿刺培養(yǎng)，往往用于微生物的鑒定和菌種保藏、判斷動力。2.根據(jù)具體方法分為：分批培養(yǎng)和連續(xù)培養(yǎng)、同步培養(yǎng)、厭氧培養(yǎng)§ 分批培養(yǎng)：封閉培養(yǎng)，一定容積的培養(yǎng)基，一次收獲。§ 連續(xù)培養(yǎng)：在微生物的整個培養(yǎng)期間，通過不斷補充營養(yǎng)物質和以同樣的速率移出培養(yǎng)物使微生物能以恒定的生長速率生長，并能持續(xù)生長下去的一種培養(yǎng)方法。特征為：恒濁：菌液濃度恒定，恒化（恒組成）：營養(yǎng)物濃度恒定。§ 同步生長：一個細胞群體中各個細胞都在同一時間進行分裂的狀態(tài)，稱為同步生長（synchronous growth），進行同步分裂的細胞稱為同步細胞。(

52、三) 測定方法1. 顯微計數(shù)法：采用細菌計數(shù)板或血球計數(shù)板，在顯微鏡下對微生物數(shù)量進行直接計數(shù)（計算一定容積里樣品中全部微生物的數(shù)量）。缺點：不能區(qū)分死、活菌；不適于運動細菌的計數(shù)；需要相對高的細菌濃度；個體小難觀察。2. 比濁法：在一定波長下，測定菌懸液的光密度（OD值）表示菌量。測定結果為總菌數(shù)。3. 活菌計數(shù)法：液體稀釋后采用涂布法、傾注平板法，測定菌落形成單位。4. 膜過濾法：當樣品中菌數(shù)很低時，可以將一定體積的液體樣品通過膜過濾器，然后將膜轉到相應的培養(yǎng)基上進行培養(yǎng)，對形成的菌落進行統(tǒng)計。二、對微生物的控制(一) 常用概念滅菌（sterilization）：殺滅所有的微生物，包括細菌

53、的芽孢；消毒（disinfection）：殺滅病原微生物； 防腐（antiseptic）：抑制微生物的生長繁殖； 化療(Chemotherapy)：化療是指利用具有選擇毒性的化學物質如磺胺、抗生素等對生物體內部被微生物感染的組織進行治療，以殺死組織內的病原微生物，但對機體本身無毒害作用的治療措施。 無菌（asepsis）：不含活菌； 無菌技術（aseptic technique）：在進行外科手術或分離轉接及培養(yǎng)時防止其它微生物污染實驗材料或實驗材料污染環(huán)境的操作方法。(二) 物理方法1.干熱滅菌法（dry heat sterilization）2.濕熱滅菌法（moist heat steril

54、ization） A 巴氏消毒法： 63/30min，72/15-30s， 82/3s B 煮沸消毒法： 100，30min 難以殺滅芽胞 C 流通蒸氣消毒法： 100，15-30min 難以殺滅芽胞 D 間歇蒸汽滅菌法： 100，15-30min，37過夜培養(yǎng)（3次） E 高壓蒸氣滅菌法：（1）含糖培養(yǎng)基：113， 2030min（2）一般培養(yǎng)基：121，1530min濕熱比干熱滅菌好的原因：1 細菌蛋白質在有水的情況下易于凝固變性 2 濕熱穿透力強3 濕熱蒸氣有潛熱存在，水蒸氣凝固成水釋放潛熱，迅速提高被滅菌物體的溫度(三) 化學方法 抗微生物劑抗性強弱的指標1.最低抑制濃度（m

55、inimum inhibitory concentration （MIC）：評定某化學藥物藥效強弱的指標，指在一定條件下，某化學藥劑抑制特定微生物的最低濃度。2.半致死劑量（50% lethal dose,LD50)：評定某化學藥物毒性強弱的指標，指在一定條件下，某化學藥劑殺死50%試驗動物的劑量。 第六章 微生物的遺傳與變異 基本要求1了解：DNA損傷的修復；突變株的類型及實際應用。2掌握：遺傳、變異的概念；遺傳物質在微生物中的存在形式；基因符號及有關術語；轉座因子概念。3重點掌握：質粒的概念、基本特性及重要質粒；基因突變的概念，特性，分子機制；轉化、接合、轉導的概念、條

56、件和過程；營養(yǎng)缺陷突變株及應用。 遺傳：親代與子代相似親代將自身的一整套遺傳物質穩(wěn)定地傳遞給子代的功能。變異：生物體在外因或內因的作用下，引起遺傳物質結構或數(shù)量的改變，亦即遺傳型的改變。遺傳型（genotype）：又稱基因型，生物個體含有的全部遺傳基因所攜帶的遺傳信息。表型（phenotype）：又稱表現(xiàn)型，指生物體所具有的外表特征和內在特性的總和，是其遺傳型在合適環(huán)境下通過代謝和發(fā)育而得到的具體表現(xiàn)。表型由遺傳型所決定，但也和環(huán)境有關。遺傳性變異（基因型變異）：微生物的基因型發(fā)生改變，可遺傳。eg.細菌的耐藥性變異表型飾變：相同基因型的微生物在不同環(huán)境下表現(xiàn)不同的表型，是暫時的、非

57、遺傳性的改變。通常表現(xiàn)為全部個體的行為。(橘生淮南則為橘，生于淮北則為枳。)eg.變形桿菌的鞭毛有無；粘質沙雷氏菌，25培養(yǎng)時產生深紅色的靈桿菌素。  第一節(jié)   遺傳變異的物質基礎一、核物質染色質、染色體真核生物的遺傳物質：DNA核小體纖絲螺線管超螺旋體染色體核小體由約200bp DNA（2nm）和5種組蛋白構成；核小體排列成串珠狀染色質纖絲（10nm）；染色質纖絲形成30nm的螺線管（solennoid）；螺線管組成伸展的大環(huán)狀結構（300nm）；大環(huán)狀結構構成復雜的染色質形態(tài)。染色質：纖維狀結構，也叫染色絲，由最基本的單位（核小體）成串排列而成。真

58、核細胞染色體在細胞生活周期中，大部分時間是以染色質的形式存在。二、原核生物的質粒1. 定義和特點質粒：一種獨立于染色體外，能進行自主復制的細胞質遺傳因子，主要存在于各種微生物細胞中。特點如下：A 共價，閉合，環(huán)狀，雙鏈cccdsDNA，常見的有超螺旋、開環(huán)兩種存在形式； B 自我復制（嚴緊型質粒，松弛型質粒）； C 不相容性（干擾近緣質粒）；D 非細胞生長所必需；E 質?？勺孕邢Щ蛉斯とコ籉 可轉移性，質?？蓮囊粋€細菌轉移到另一個細菌。（接合型質粒）2. 質粒的主要類型（1）致育因子（Fertility factor，F(xiàn)因子）：又稱F質粒，其大小約100kb，這是最早發(fā)

59、現(xiàn)的一種與大腸桿菌的有性生殖現(xiàn)象（接合作用）有關的質粒。攜帶F質粒的菌株稱為F+菌株（相當于雄性），無F質粒的菌株稱為F-菌株（相當于雌性）。F因子能以游離狀態(tài)(F+)和以與染色體相結合的狀態(tài)(Hfr)存在于細胞中，所以又稱之為附加體(episome)。（2）抗性因子（Resistance factor，R因子）：包括抗藥性和抗重金屬二大類?？剐再|粒在細菌間的傳遞（接合型抗藥質粒）是細菌產生抗藥性的重要原因之一。（3）Col質粒：該質粒含有編碼大腸菌素的基因，大腸菌素是一種細菌蛋白，只殺死近緣且不含Col質粒的菌株（抑制近親），而宿主不受其產生的細菌素的影響。 （4）代謝質粒： 攜帶有能降解某

60、些基質的酶的基因，尤其對一些有毒化合物進行降解，在環(huán)保方面有重要意義。因此這類質粒也常被稱為降解質粒。三、轉座因子（transposable element）又稱跳躍基因，位于染色體或質粒上的一段能改變自身位置的DNA序列，廣泛分布于原核和真核細胞中。包括插入序列IS，Tn轉座子，轉座噬菌體。第二節(jié)   基因突變和誘變育種1. 營養(yǎng)缺陷型（auxotroph）某一野生型菌株因發(fā)生基因突變而喪失合成一種或幾種生長因子(堿基或氨基酸)的能力，只有從周圍環(huán)境或培養(yǎng)基中獲得這些營養(yǎng)或其前體物（precursor）才能正常生長繁殖的變異類型，稱為營養(yǎng)缺陷型。營養(yǎng)缺陷型的表示方法：§ 基因型：所需營養(yǎng)物的前三個英文小寫斜體字母表示：hisC（組氨酸缺陷型，其中的大寫字母C同一表型中不同基因的突變）§ 表型：所需營養(yǎng)物的前三個英文字母，但第1個字母大寫，且不用斜體：Hi