《病原生物學(xué)》word版

1、 緒論 病原生物學(xué)(pathogenic biology)是研究病原生物的生物學(xué)特性、致病性、免疫性及機(jī)體和周圍環(huán)境相互作用關(guān)系的一門學(xué)科。也是基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)中的一門重要學(xué)科。(傳染性疾病、寄生蟲病、腫瘤等) 病原生物(pathogenic organism)是指在自然界中能夠給人類和動(dòng)、植物造成危害的微小生物。存在于土壤、空氣、水、織物表面、人類和動(dòng)物的體表及與外界相通的腔道中。(胃和腹腔中有微生物嗎?) 病原生物包括病原微生物與寄生蟲兩大部分。 第一節(jié)微生物與微生物學(xué) 1、概念： 微生物(microorganism, microbe)是存在與自然界的一類體積微小、結(jié)構(gòu)簡單、肉眼直接看不到，必須借

2、助顯微鏡放大幾百倍后才能觀察到的微小生物的總稱，包括細(xì)菌、病毒、真菌等。 微生物的特點(diǎn):個(gè)體微小、結(jié)構(gòu)簡單、繁殖迅速、容易變異、種類繁多、分布廣泛等。 2、 微生物的分類:(三型八大類) 按其細(xì)胞的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可將微生物分為三種類型即以病毒為代表的非細(xì)胞型微生物，屬病毒界;以細(xì)菌為代表的原核細(xì)胞型微生物，屬原核生物界;以真菌為代表的真核細(xì)胞型微生物，屬真菌界。 原核細(xì)胞型微生物(prokaryotic microbe)細(xì)胞分化程度較低，僅有呈環(huán)狀裸DNA團(tuán)塊結(jié)構(gòu)的原始核質(zhì)，無核膜和核仁;胞漿內(nèi)細(xì)胞器不完整，只有核糖體。包括1衣原體、支原體、立克次體、螺旋體和放線菌。(二菌四體) 真核細(xì)胞型微生物(

3、eukaryotic microbe)細(xì)胞分化程度高，有核膜和核仁;胞漿內(nèi)細(xì)胞器完整。夏魚(fungus)屬于此類微生物。 非細(xì)胞型微生物(a cellular microbe)是最小的一類微生物，無典型的細(xì)胞結(jié)構(gòu)，由核心和蛋白質(zhì)衣殼組成，核心中只有RNA或DNA一種核酸;無產(chǎn)生能量的酶系統(tǒng)，只能在活細(xì)胞內(nèi)生長繁殖。應(yīng)直(virus)為其代表。 3、微生物與人類的關(guān)系: 自然界界中絕大多數(shù)的微生物對人類和動(dòng)植物的生存是無害的、甚至是必不可少的。微生物對地球上其他各種生物的生存和繁殖以及在食物鏈的形成都起了很重要的作用。微生物將有機(jī)物降解成無機(jī)物并產(chǎn)生大量的二氧化碳，如果不是這樣的話，其結(jié)果將是

4、地球上有機(jī)廢物堆積如山，新的有機(jī)物又無法合成，這樣生態(tài)環(huán)境中的一切生物都將無法生存。 在人體中也存在著一些微生物:正常菌群:人和動(dòng)物機(jī)體內(nèi)正常情況下存在的微生物群。 微生物學(xué)(microbiology)主要研究微生物的基本結(jié)構(gòu)、代謝、遺傳與免疫及其與人類、動(dòng)植物、自然界的相互關(guān)系，使一門重要的學(xué)科。 4、醫(yī)學(xué)微生物學(xué)的發(fā)展： 醫(yī)學(xué)微生物學(xué)(medical microbiology)是人類在探討感染性疾病的病因、流行規(guī)律以及防治措施的過程中，通過長期的反復(fù)實(shí)踐、認(rèn)識，并隨著科學(xué)的進(jìn)步逐漸發(fā)展和完善起來的學(xué)科。主要研究與人類疾病有關(guān)的病原微生物的分類、分布、形態(tài)、結(jié)構(gòu)、代謝活動(dòng)、遺傳和變異、致病機(jī)

5、制、機(jī)體的抗感染免疫、實(shí)驗(yàn)室診斷及特異性預(yù)防等。學(xué)習(xí)目的:了解病原微生物的生物學(xué)特性與致病性;認(rèn)識人體對病原微生物的免疫作用，感染與免疫的相互關(guān)系及其規(guī)律;了解感染性疾病的實(shí)驗(yàn)室診斷方法和防治原則。 微生物學(xué)的經(jīng)驗(yàn)時(shí)期公元前二千多年的夏禹時(shí)代，就有儀狄釀酒的記載。北魏(公元386-534年)齊民要術(shù)一書中詳細(xì)記載了制醋的方法。在11世紀(jì)初是，我國北宋末年劉真人就提出肺痛是由小蟲引起的。意大利Fracadtoro(1483-1553)提出了傳染生物學(xué)說，認(rèn)為傳染病的傳播由直接傳播、間接傳播和通過空氣傳播等幾種途徑。明朝李時(shí)珍在本草綱目中指出，將病人的衣服蒸過后再穿就不會傳染上疾病，說明已有消毒的

6、記載。 實(shí)驗(yàn)微生物學(xué)時(shí)期1674年荷蘭人呂文虎克用自制的能放大40-270倍的顯微鏡第一次觀察到各種形態(tài)的微生物，對微生物的存在給予了肯定的客觀證實(shí)巴斯德(1822-1895年)法國化學(xué)家，在解決葡萄酒變質(zhì)原因中的研究中，證實(shí)了有機(jī)物的發(fā)酵與腐敗是由微生物引起的;此外巴斯德還首次研制成了炭疽菌苗、狂犬病疫苗，成為微生物學(xué)和免疫學(xué)的奠基人。德國柯赫(1843-1910)創(chuàng)建了固體培養(yǎng)基和細(xì)菌染色技術(shù)，使得病原菌的分離培養(yǎng)和堅(jiān)定成為可能?？潞障群蟀l(fā)現(xiàn)了炭疽芽胞桿菌(1876年)、結(jié)核分枝桿菌(1882年)和霍亂弧菌(1883年)，并提出確定病原微生物的標(biāo)準(zhǔn)，即柯赫法則。1892年俄國學(xué)者伊凡諾夫斯

7、基發(fā)現(xiàn)比細(xì)胞更為微小的煙草花葉病毒。1901年美國科學(xué)家Walter Reed首先分離出黃熱病毒。1929年英國人弗萊發(fā)現(xiàn)青霉素的代謝產(chǎn)物青霉素能抑制金黃色葡萄球菌的生長，給感染性疾病的臨床治療帶來了一次大的革命?？股氐陌l(fā)現(xiàn)是具有劃時(shí)代意義的重大科學(xué)成果。現(xiàn)代微生物學(xué)時(shí)期1983年法國Montagnier等從艾滋病患者分離出人類免疫缺陷病毒(HIV )，從而弄清了艾滋病的病因?qū)W，為解決艾滋病的防治法下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。1982年美國Prusiner等人分離出一種只含蛋白質(zhì)，與核酸組分的傳染性蛋白因子，稱骯粒( pr ion )，可引起慢性致死性中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病(瘋牛病)。新型疫苗的研究發(fā)展迅速，

8、應(yīng)用基因工程技術(shù)已構(gòu)建出乙型肝炎病毒表面抗原(HBsAg )等疫苗，1993年Ulmer等開創(chuàng)核酸疫苗被譽(yù)為疫苗學(xué)的新紀(jì)元，具有廣闊的發(fā)展前景。第二章細(xì)菌的基本性狀第一節(jié)細(xì)菌的形態(tài)與結(jié)構(gòu)一、細(xì)菌的形態(tài)與大小細(xì)菌(bacterium)是一種單細(xì)胞的原核細(xì)胞型微生物，體積微小、結(jié)構(gòu)簡單，有細(xì)胞壁和原始核質(zhì)，無核膜和核仁。細(xì)菌按照外形可分為球形、桿型和螺旋三種基本的形態(tài)，febbie稱為球菌、桿菌和螺旋菌(一)球菌(coccus) 外形呈球形或近似球形，直徑0.8-1.2mo 根據(jù)細(xì)菌的分裂的平面和軍體之間排列方式可分為雙球菌、鏈球菌和葡萄球菌等。 1.雙球菌(diplococcus)細(xì)菌在一個(gè)平面

9、上分裂后兩個(gè)菌體成雙排列，如淋病奈瑟 菌。 2.鏈球菌(streptococcus)細(xì)菌在一個(gè)平面上分裂后多個(gè)菌體相立案排列成鏈狀， 如化膿性鏈球菌。 3.四聯(lián)球菌(tetrad)及八疊球菌(sarcina)細(xì)菌在2個(gè)或3個(gè)相互垂直的平面 上分裂。4個(gè)排列在一起呈正方形者稱四聯(lián)球菌;8個(gè)重疊在一起稱為八疊球菌。 4.葡萄球菌(staphyloccus)細(xì)菌在多個(gè)不規(guī)則的平面上分裂，分裂后菌體堆積呈 葡萄串狀，如金黃色葡萄球菌。(二)桿菌(bacillus)外形呈桿狀，各種桿菌大小、長短與粗細(xì)差異較大。大桿菌長約4-10 m，如炭疽牙胞桿菌;中等大小桿菌長約2-3m，如大腸埃希菌;小桿菌長約0.

10、6-1.Sm，如布魯斯菌。球桿菌(coccobacillus)菌體較短棒狀桿菌:末端膨大呈棒狀鏈桿菌:桿菌呈鏈狀(三)螺旋菌(spirilla bacterium)根據(jù)菌體的彎曲分為三類:弧菌、螺菌、螺桿菌。 弧菌(vibrio)菌體只有一個(gè)彎曲，呈弧形或逗點(diǎn)狀，如霍亂弧菌。.螺菌(spirillum)菌體有幾個(gè)彎曲較僵硬，如鼠咬熱螺菌。螺桿菌(helicobacterium)菌體細(xì)長彎曲呈弧形或螺旋形，如幽門螺旋桿菌。、細(xì)菌的基本結(jié)構(gòu)各種細(xì)菌都有的細(xì)胞壁、細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)、核質(zhì)等成分，稱為細(xì)菌的基本結(jié)構(gòu)。芙膜、鞭毛、牙胞、菌毛等，稱為細(xì)菌的特殊結(jié)構(gòu)。(一)細(xì)胞壁 細(xì)胞壁的介紹和其主要的功能 細(xì)

11、胞壁(cell wall)位于細(xì)菌細(xì)胞膜的外側(cè)，是一種膜性結(jié)構(gòu)，堅(jiān)韌有彈性，厚度 隨菌體而異，平均為12-20nm，占菌體干重的10%-25%0 主要的功能: (1)維持細(xì)菌固有的外形; (2)保護(hù)細(xì)菌免遭滲透作用的破壞和有毒物質(zhì)的損害; (3)與細(xì)胞膜一起參與細(xì)胞內(nèi)外物質(zhì)交換(細(xì)胞壁上有許多小孔，可容 許水分子及一些營養(yǎng)物質(zhì)自由通過); (4)細(xì)胞壁上帶有多種抗原表位，決定菌體的抗原性; (5)是多種抗生素的作用靶點(diǎn)。革蘭陽性菌和革蘭陰性菌的共有組分:膚聚糖1.膚聚糖(preptidoglycan)又稱鉆膚或胞壁質(zhì)，是細(xì)菌細(xì)胞壁的主要成分，為原核生物細(xì)胞所特有的物質(zhì)。革蘭陽性菌的膚聚糖由聚糖

12、骨架、四膚側(cè)鏈和五膚交聯(lián)橋三部分組成。革蘭陰性菌膚聚糖僅有聚糖骨架和四膚側(cè)鏈兩部分組成。2.革蘭陽性菌細(xì)胞壁特殊組分3.革蘭陰性菌細(xì)胞壁特殊組分外膜(outer membrane)是革蘭陰性菌細(xì)胞壁的主要結(jié)構(gòu)，占細(xì)胞壁干重的80%。外膜由脂質(zhì)雙層、脂蛋白和脂多糖三部分構(gòu)成。外膜的功能:(1)保護(hù)屏障，可阻止或減緩膽汁鹽、抗體及其他可能殺傷或損害細(xì)菌的 有毒物質(zhì)進(jìn)入。 (2)可阻止周質(zhì)酶等一些細(xì)胞組分的損失。 (3)具有較高的滲透性，允許葡萄糖和其他單糖等小分子進(jìn)入。 G+菌和G一菌的細(xì)胞壁的比較(二)細(xì)胞膜細(xì)胞膜(cell membrane)又稱細(xì)胞質(zhì)膜(cytoplasmic membran

13、e)位于細(xì)胞壁內(nèi)側(cè)，緊密包繞在細(xì)胞漿的外面，是一層半透性薄膜。主要的化學(xué)成分為脂類、蛋白質(zhì)及少量的多糖。主要的功能:(1)滲透和運(yùn)輸作用; (2)細(xì)胞呼吸作用; (3)生物合成作用; (4)參與細(xì)菌分裂。(三)細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞質(zhì)(cytoplasm)或稱細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)(cytoplasmic matrix)是存在于細(xì)胞膜和擬核之間的物質(zhì)。主要成分是水(占細(xì)胞質(zhì)重量的70% )、無機(jī)鹽、核酸、蛋白質(zhì)和脂類。細(xì)胞質(zhì)內(nèi)RNA含量較高，有較強(qiáng)的嗜堿性，易被堿性染料著色。細(xì)胞質(zhì)的功能:細(xì)胞質(zhì)是細(xì)菌新陳代謝的重要場所，胞質(zhì)內(nèi)含有核酸和多種酶系統(tǒng)，參與細(xì)菌體內(nèi)物質(zhì)的合成代謝和分解代謝。胞漿內(nèi)含有的主要結(jié)構(gòu):(1)核糖

14、體(ribosome)是細(xì)菌合成蛋白質(zhì)的場所，主要由 蛋白質(zhì)和核糖核酸(RNA)組成。 2)質(zhì)粒plasmil)是細(xì)菌染色體外的遺傳物質(zhì)，為雙股 閉合環(huán)狀DNA分子，可獨(dú)立染色體外并自行復(fù)制，也可 整合到染色體上。 (3)胞質(zhì)顆粒( cytoplamsmic granules)又稱內(nèi)含物 (inclusion)它不是細(xì)菌的恒定結(jié)構(gòu)，自由存在于細(xì)胞 質(zhì)中，通常儲存一些營養(yǎng)物質(zhì)(如碳水化合物、無機(jī)鹽、 糖原、淀粉等)和能量。這些顆?？捎盟{(lán)色染料甲基蘭 或甲苯胺蘭進(jìn)行染色，染成紅色和不同深淺的藍(lán)色。(四)核質(zhì)細(xì)菌不具有膜界定的細(xì)胞核，亦無核仁或有絲分裂器，其遺傳物質(zhì)稱為核質(zhì)(nuclear mate

15、rial)或擬核(nucleoid)形狀不規(guī)則。擬核具有 染色體的功能，控制細(xì)菌的各種遺傳形狀，稱之為細(xì)菌 染色體(bacterial chromosome)三、細(xì)菌的特殊結(jié)構(gòu)細(xì)菌的特殊結(jié)構(gòu)主要包括芙膜、鞭毛、菌毛和牙胞，主要功能是保護(hù)菌體、鉆附物質(zhì)和運(yùn)動(dòng)。(一)芙膜某些細(xì)菌的細(xì)胞壁外包裹著一層排列有序且不易洗脫的鉆液性物質(zhì)，厚度約200nm，稱為芙膜(capsule )o厚度小于200 nm者稱微芙膜(microcapsule)o若鉆液性物質(zhì)結(jié)構(gòu)松散、排列無序且易清除者則稱為鉆液層(slim layer) 1.芙膜的組成大多數(shù)由多糖組成，少數(shù)細(xì)菌為多膚或糖與蛋白質(zhì)復(fù)合物。 對堿性染料親和力低

16、，不易著色。 芙膜具有抗原性，可幫助鑒別細(xì)菌及作為分型的依據(jù)。 2.芙膜的功能 (1)抗吞噬的作用; (2)抗有害物質(zhì)損傷的作用; (3)抗干燥的作用;假膜中含有的水分可使細(xì)菌具有一定的抗干燥的能力。 (4)附作用;芙膜多糖可使細(xì)菌彼此相連，在鉆膜細(xì)胞表面形成生物被膜 (biofilm)，是引起感染的重要因素。(二)鞭毛鞭毛(flagellum)在許多細(xì)菌的菌體上附有細(xì)長并呈波浪狀彎曲俄絲狀物稱為鞭毛。鞭毛是細(xì)菌的運(yùn)動(dòng)器官，長5-20微米邊貿(mào)的化學(xué)成分為蛋白質(zhì)，是一種彈性纖維蛋白，其氨基酸的組成與骨骼肌的肌動(dòng)蛋白相似，這點(diǎn)可能與鞭毛的運(yùn)動(dòng)有關(guān)。鞭毛具有特殊的抗原性，通稱H抗原。1.鞭毛的種類根

17、據(jù)鞭毛的數(shù)量、排列和位置的不同可分為(1)單鞭毛(monotrichous)細(xì)菌，只有一根鞭毛，如霍亂弧菌;(2)雙鞭毛(amphitrichous)細(xì)菌，細(xì)菌的每一端均有一根鞭毛，如空腸彎曲菌;(3)叢鞭毛(lophotrichous)細(xì)菌，在細(xì)菌的一端或兩端有一簇鞭毛，如銅綠假單胞菌;(4)周鞭毛(peritrichous)細(xì)菌，在細(xì)菌整個(gè)表面都均勻地覆蓋有鞭毛，如傷寒沙門菌。2.鞭毛的功能(1)鞭毛是細(xì)菌的運(yùn)動(dòng)器官，有鞭毛的細(xì)菌在液體環(huán)境中能快速泳動(dòng)，趨向營養(yǎng)物質(zhì)，避開有害物質(zhì)。(2)鞭毛與致病性有關(guān):如霍亂孤菌、空腸彎曲菌等通過鞭毛運(yùn)動(dòng)穿越小腸鉆膜表面的粘液層，使細(xì)菌到達(dá)并鉆附于宿主細(xì)

18、胞。(3)鞭毛動(dòng)力和鞭毛抗原性可用于鑒定細(xì)菌。(4)證實(shí)細(xì)菌鞭毛蛋白有誘導(dǎo)炎癥、鉆附宿主細(xì)胞的功能。(三)菌毛許多革蘭陰性細(xì)菌和少數(shù)革蘭陽性菌體表具有數(shù)量眾多比鞭毛更細(xì)、短、直，類似毛發(fā)樣的絲狀物，稱為菌毛(filmbria或pilus )菌毛的個(gè)體微小，只能在電子顯微鏡下才能看到。菌毛呈細(xì)管狀，直徑約3-lOmm，長度可達(dá)數(shù)微米，化學(xué)組成為蛋白質(zhì)，稱菌毛蛋白。菌毛是細(xì)菌的一種鉆附結(jié)構(gòu)，與細(xì)菌的致病性有關(guān)。菌毛根據(jù)功能可分為普通菌毛(ordinary pili)和性菌毛(sex pili )普通菌毛:數(shù)目較多，遍布菌體的表面。細(xì)菌借助普通菌毛鉆附在人和動(dòng)物的紅細(xì)胞以及消化道、呼吸道、泌尿生殖道

19、的鉆膜上皮細(xì)胞表面受體上，并在該處定植 (colonization).性菌毛僅見于少數(shù)G一菌，數(shù)量少，比普通菌毛長而粗，中空呈管狀。在遺傳上由接合質(zhì)粒攜帶的致育因子(feritlity factor,F factor)基因編碼，是細(xì)菌間進(jìn)行接合所必需的，因此性菌毛又稱為F菌毛。(三)芽胞革蘭陽性菌在一定條件下，胞漿脫水濃縮，在菌體內(nèi)部形成具有多層膜包裹的圓形或卵圓形的小體，稱為芽胞(spore )，是細(xì)菌代謝處于靜止?fàn)顟B(tài)、維持生存、具有特殊抗性休眠結(jié)構(gòu)。1.芽胞的形成與特性(1)芽胞的形成:細(xì)菌芽胞形成的能力與細(xì)菌體內(nèi)的芽胞基因決定，一般只在動(dòng)物體外 才能形成。當(dāng)營養(yǎng)缺乏，特別是碳源缺乏時(shí)，細(xì)

20、菌生長繁殖速度減慢，啟動(dòng)芽胞形 成基因。(2)芽胞的特點(diǎn):a.芽胞帶有完整的核質(zhì)、酶系統(tǒng)和合成菌體組分的結(jié)構(gòu)，能保存細(xì)菌 的全部生命必須物質(zhì)。 b.芽胞的折光性強(qiáng)，壁厚，不易著色。2.芽胞的功能a.芽胞對熱、紫外線、Y輻射、化學(xué)消毒劑和趕在等環(huán)境壓力有超強(qiáng)的抵抗力。 b.芽胞并不直接引起疾病，但當(dāng)其一、發(fā)芽轉(zhuǎn)化為繁殖體后，大量繁殖而致病，如破傷風(fēng)梭菌。 c.殺滅芽胞的方法是高壓滅菌。第二節(jié)細(xì)菌的生理學(xué)一、細(xì)菌的理化性質(zhì)(一)細(xì)菌的化學(xué)組成細(xì)菌是由多種化學(xué)成分組成的，包括水、無機(jī)鹽、蛋白質(zhì)、糖類、脂質(zhì)和核酸等，此外還含有原核細(xì)胞型微生物所特有的化學(xué)成分，如膚聚糖、胞壁酸、D型氨基酸、二氨基庚二酸

21、、咄咤二梭酸等。(二)細(xì)菌的物理性狀1.帶電現(xiàn)象革蘭陽性菌等電點(diǎn)(PI)為2-3，革蘭陰性菌為4-5，在進(jìn)中性或弱堿性 環(huán)境中，細(xì)菌均帶負(fù)電荷。細(xì)菌的帶電現(xiàn)象與細(xì)菌的染色反應(yīng)、凝集反應(yīng)、抑菌和殺菌作用等有密切的關(guān)系。2.光學(xué)性質(zhì)細(xì)菌為半透明體，當(dāng)光線照射至細(xì)菌時(shí)，部分被吸收，部分被折射，故細(xì)菌 懸液呈混濁狀態(tài)。菌數(shù)越多濁度越大。3.表面積細(xì)菌體極微小，相對表面積大，有利于同外界進(jìn)行物質(zhì)交換。4.滲透壓細(xì)菌體內(nèi)含有高濃度的營養(yǎng)物質(zhì)和無機(jī)鹽，革蘭陰性菌的滲透壓高達(dá) 20-25atm，革蘭陰性菌為5-6 atm5.半透性細(xì)菌的細(xì)胞膜和細(xì)胞壁都有半透性，允許水及部分小分子物質(zhì)通過，有 利于吸收營養(yǎng)物質(zhì)

22、和排除代謝產(chǎn)物。二、細(xì)菌的生長代謝(一)細(xì)菌的能量代謝細(xì)菌能量代謝活動(dòng)中主要涉及ATP形式的化學(xué)能。細(xì)菌的有機(jī)物分解或無機(jī)物氧化過程中釋放的能量通過底物磷酸化或氧化磷酸化合成ATPo生物體能量代謝的基本生化反應(yīng)是生物氧化，包括加氧、脫氫和脫電子反應(yīng)。(二)細(xì)菌的營養(yǎng)類型根據(jù)細(xì)菌所利用的能源和碳源的不同，可將細(xì)菌分為兩大營養(yǎng)類型:自養(yǎng)菌和異養(yǎng)菌。(三)細(xì)菌的營養(yǎng)物質(zhì)細(xì)菌生長繁殖時(shí)，必須獲得各種營養(yǎng)成分，包括水、碳源、氮源、無機(jī)鹽和生長因子等。(四)細(xì)菌社區(qū)營養(yǎng)物質(zhì)的機(jī)制營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入菌體內(nèi)的方式有被動(dòng)擴(kuò)散和主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)兩類。目前已知細(xì)菌有三種主要的主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)。1.依賴于周漿間隙接合蛋白的轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng).2

23、.化學(xué)滲透驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng).3.基因轉(zhuǎn)移.(五)細(xì)菌的代謝產(chǎn)物1.分解代謝產(chǎn)物和生化反應(yīng) (1)糖的分解:營養(yǎng)物質(zhì)中的多糖類物質(zhì)，先經(jīng)細(xì)菌分泌的胞外酶作用，分解 為單糖(葡萄糖)，再被吸收利用。 (2)蛋白質(zhì)和氨基酸的分解:細(xì)菌分泌的胞外酶先將復(fù)雜的蛋白質(zhì)分解為短膚， 吸收入菌細(xì)胞，再由胞內(nèi)酶將短膚分解為氨基酸。 (3)細(xì)菌的生化反應(yīng):不同種類的細(xì)菌所具有的酶系統(tǒng)不同，其產(chǎn)生的代謝產(chǎn) 物也不同，檢測細(xì)菌對各種機(jī)制的代謝作用及代謝產(chǎn)物，借以區(qū)別和鑒別細(xì)菌的 種類的生化試驗(yàn)，稱為細(xì)菌的生化反應(yīng)(biochemical reaction). 下面六種試驗(yàn)就是利用了細(xì)菌的生化反應(yīng)來鑒別細(xì)菌的:糖發(fā)酵試驗(yàn)、

24、引朵試驗(yàn)、 甲基紅試驗(yàn)、VP試驗(yàn)、桔椽酸鹽利用試驗(yàn)、尿素酶試驗(yàn)和硫化氫試驗(yàn)。2.合成代謝產(chǎn)物及其在醫(yī)學(xué)上的意義細(xì)菌利用分解代謝中的產(chǎn)物和能量不斷合成菌體自身成分，如細(xì)胞壁、多糖、蛋白質(zhì)、脂肪酸、核酸等還合成一些在醫(yī)學(xué)上具有重要意義的代謝產(chǎn)物。(1)致熱原:是細(xì)菌合成的一種注入人體或動(dòng)物體內(nèi)能引起發(fā)熱反應(yīng)的物質(zhì)，細(xì)菌 大多為革蘭陰性菌。(2)毒素與侵襲性酶:細(xì)菌在生長繁殖過程中可產(chǎn)生的外毒素和內(nèi)毒素兩種毒素， 在其致病過程中具有重要作用。 外毒素(exotoxin)是多數(shù)革蘭陽性菌和少數(shù)革蘭陰性菌在生長繁殖過程中是釋 放到菌體外的蛋白質(zhì); 內(nèi)毒素(endotoxin)是革蘭陰性菌細(xì)胞壁的脂多糖，

25、當(dāng)菌體死亡崩解后游離出 來。外毒素毒性強(qiáng)于內(nèi)毒素。(3)色素:某些細(xì)菌能產(chǎn)生不同顏色的色素，有助于鑒別細(xì)菌。色素可分為水溶性 和脂溶性的兩類。(4)抗生素:某些微生物代謝過程中產(chǎn)生的一類能抑制或殺死某些其它微生物或腫 瘤細(xì)胞的物質(zhì)，稱為抗生素。(5)細(xì)菌素:某些細(xì)菌產(chǎn)生的一類具有抗菌作用的蛋白質(zhì)稱為細(xì)菌素(bactericin ).(6)維生素:細(xì)菌合成某些維生素，如人體腸道內(nèi)的大腸埃希菌合成的B族維生素 和維生素K0(六)細(xì)菌生長繁殖的條件1.充足的營養(yǎng)物質(zhì)主要包括水、碳源、氮源、無機(jī)鹽和生長因子等。2.適宜的酸堿度大多數(shù)細(xì)菌的最適酸堿度為中性或弱堿性，即PH7. 2-7. 6 03.合適的

26、溫度病原體菌的最適生長溫度與人類的體溫相同，即35-37 0C 04.必要的氣體環(huán)境一般細(xì)菌生長繁殖時(shí)需要C02，細(xì)菌對C02的需求因菌而異，據(jù) 此將細(xì)菌分為4類: (1)專性需氧菌( obligate aerobe)具有完善的呼吸酶系統(tǒng)，需要分子 氧作為最后的受氫體，以完成呼吸作用，如結(jié)核分枝桿菌。 (2)微需氧菌:在5%左右的低氧環(huán)境中生長最好，氧濃度10%對其有 抑制作用，如彎曲菌屬和螺桿菌屬。 (3)兼性仄氧菌:酶系統(tǒng)完善，既能進(jìn)行有氧氧化又能進(jìn)行無氧酵解， 這類細(xì)菌在有氧或無氧環(huán)境中均能生長良好，大多數(shù)屬于此種。 (4)專性仄氧菌:缺乏完善的呼吸酶系統(tǒng)，不能利用分子氧，且游離氧對 其

27、有毒性作用，如破傷風(fēng)梭菌、產(chǎn)氣芙膜桿菌等。(七)細(xì)菌生長繁殖的規(guī)律1.細(xì)菌生長繁殖的方式細(xì)菌以簡單的二分裂法進(jìn)行無性繁殖.2細(xì)菌的生長曲線生長曲線可人為地分4個(gè)期:(1)遲緩期是細(xì)菌被接種到培養(yǎng)基后最初的一段時(shí)間，也是細(xì)菌為適應(yīng)新環(huán)境，并為持 續(xù)不斷的增值做準(zhǔn)備所需要的時(shí)間.(2)對數(shù)期是細(xì)菌分裂繁殖較快的時(shí)期，細(xì)菌以幾何級數(shù)增長.(3)穩(wěn)定期生長曲線趨于平穩(wěn)，活菌數(shù)保持穩(wěn)定.(4)衰亡期穩(wěn)定期后，細(xì)菌繁殖速度越來越慢，死亡菌數(shù)越來越多，死菌數(shù)超過活菌數(shù). 第三章細(xì)菌的遺傳與變異 遺傳與變異是所有生物的共同生命特征。在一定條件下，若子代與親代之間以及子代與子代之間的生物學(xué)性狀出現(xiàn)差異稱變異(v

28、ariation)。變異可使細(xì)菌產(chǎn)生新變種，變種的新特性靠遺傳得以鞏固，并使物種得以發(fā)展與進(jìn)化。細(xì)菌的變異分為遺傳性與非遺傳性變異，第一節(jié)細(xì)菌的變異現(xiàn)象 一、形態(tài)結(jié)構(gòu)的變異 細(xì)菌的大小和形態(tài)在不同的生長時(shí)期可不同，生長過程中受外界環(huán)境條件的影響也可發(fā)生變異。如鼠疫耶爾森菌在陳舊的培養(yǎng)物或含30gL NaCI的培養(yǎng)基上，形態(tài)可從典型的兩極濃染的橢圓形小桿菌變?yōu)槎嘈螒B(tài)性。細(xì)菌的一些特殊結(jié)構(gòu)，如芙膜、芽胞、鞭毛等也可發(fā)生變異。 二、毒力變異 細(xì)菌的毒力變異包括毒力的增強(qiáng)和減弱。 三、耐藥性變異 細(xì)菌對某種抗菌藥物由敏感變成耐藥的變異稱耐藥性變異。從抗生素廣泛應(yīng)用以來，細(xì)菌對抗生素耐藥的不斷增長是世界

29、范圍內(nèi)的普遍趨勢。 四、菌落變異 細(xì)菌的菌落主要有光滑( smooth , S)型和粗糙(rough, R)型兩種。 變異時(shí)不僅菌落的特征發(fā)生改變，而且細(xì)菌的理化性狀、抗原性、代謝酶活性及毒力等也發(fā)生改變。一般而言，S型菌的致病性強(qiáng)。但有少數(shù)細(xì)菌是R型菌的致病性強(qiáng)，如結(jié)核分枝桿菌等。第二節(jié)細(xì)菌遺傳變異的物質(zhì)基礎(chǔ) 細(xì)菌的遺傳物質(zhì)是DNA, DNA靠其構(gòu)成的特定基因來傳遞遺傳信息。細(xì)菌的基因組是指細(xì)菌染色體和染色體以外遺傳物質(zhì)所攜帶基因的總稱。染色體外的遺傳物質(zhì)是指質(zhì)粒DNA和轉(zhuǎn)位因子等。 細(xì)菌染色體細(xì)菌染色體是單一的環(huán)狀雙螺旋DNA長鏈，附著在橫隔中介體上或細(xì)胞膜上。細(xì)菌染色體缺乏組蛋白，外無核

30、膜包圍。基因是具有一定生物學(xué)功能的核普酸序列，如編碼蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)基因的作用子(oistron)，編碼核糖體RNA CrRNA)的基因以及識別和附著另一分子部位的啟動(dòng)基因(promoter)和操縱基因(operators)等。 質(zhì)粒質(zhì)粒是細(xì)菌染色體以外的遺傳物質(zhì)，是環(huán)狀閉合的雙鏈DNA，經(jīng)人工抽提后可變成開環(huán)狀或線狀。質(zhì)粒有大小兩類，質(zhì)?；蚩删幋a很多重要的生物學(xué)性狀，如致育質(zhì)粒或稱F質(zhì)粒(fertility plasmid)耐藥性質(zhì)粒毒力質(zhì)?；騐i質(zhì)粒(virulence plasmid)細(xì)菌素質(zhì)粒代謝質(zhì)粒 質(zhì)粒DNA的特征有: 1.質(zhì)粒具有自我復(fù)制的能力。 2.質(zhì)粒DNA所編碼的基因產(chǎn)物賦予細(xì)

31、菌某些性狀特征，如致育性、耐藥性、致病性、某些生化特性等。 3.質(zhì)粒可自行丟失與消除。 4.質(zhì)粒的轉(zhuǎn)移性。 5.質(zhì)粒可分為相容性與不相容性兩種。 轉(zhuǎn)位因子轉(zhuǎn)位因子是存在于細(xì)菌染色體或質(zhì)粒DNA分子上的一段特異性核普酸序列片段，它能在DNA分子中移動(dòng)，不斷改變它們在基因組的位置，能從一個(gè)基因組轉(zhuǎn)移到另一基因組中。轉(zhuǎn)位因子主要有三類。(1)插入序列(insertion seuenoa, LS ) (2)轉(zhuǎn)座子(transposon, Tn) (3)轉(zhuǎn)座噬菌體或前噬菌體(prophage) 噬菌體(bacteriophage, phage)是感染細(xì)菌、真菌、放線菌或螺旋體等微生物的病毒一、噬菌體的生

32、物學(xué)性狀 形態(tài)與結(jié)構(gòu)噬菌體很小，三種形態(tài)，即蟒鮮形、微球形和絲形?；瘜W(xué)組成噬菌體主要由核酸和蛋白質(zhì)組成。噬菌體的核酸為DNA或RNA，并由此將噬菌體分成DNA噬菌體和 RNA噬菌體兩大類。大多數(shù)DNA噬菌體的DNA為線狀雙鏈，但一些微小DNA噬菌體的DNA為環(huán)狀單鏈。 抗原性噬菌體具有抗原性，能刺激機(jī)體產(chǎn)生特異性抗體。該抗體能抑制相應(yīng)噬菌體侵襲敏感細(xì)菌，但對已吸附或已進(jìn)入宿主菌的噬菌體不起作用，噬菌體仍能復(fù)制增殖。 抵抗力噬菌體對理化因素與多數(shù)化學(xué)消毒劑的抵抗力比一般細(xì)菌的繁殖體強(qiáng)。噬菌體能耐受低溫和冰凍，但對紫外線和X射線敏感。二、毒性噬菌體 根據(jù)與宿主菌的相互關(guān)系，噬菌體可分成兩種類型:一

33、種是能在宿主菌細(xì)胞內(nèi)復(fù)制增殖，產(chǎn)生許多子代噬菌體，并最終裂解細(xì)菌，稱為毒性噬菌體(virulent phage)。另一種是噬菌體基因與宿主菌染色體整合，不產(chǎn)生子代噬菌體，但噬菌體DNA能隨細(xì)菌DNA復(fù)制，并隨細(xì)菌的分裂而傳代，稱為溫和噬菌體(temperate phage)或溶原性噬菌體(lysogenic phage)。 吸附是噬菌體與細(xì)菌表面受體發(fā)生特異性結(jié)合的過程，其特異性取決于噬菌體蛋白與宿主菌表面受體分子結(jié)構(gòu)的互補(bǔ)性。 穿入有尾噬菌體吸附宿主菌后，借助尾部末端含有的一種類似溶菌酶的物質(zhì)，在細(xì)菌胞壁上溶一小孔，然后通過尾鞘的收縮，將頭部DNA注入細(xì)菌體內(nèi)，而蛋白質(zhì)衣殼留在菌細(xì)胞外。 生

34、物合成:噬菌體核酸進(jìn)入菌細(xì)胞后，一方面通過轉(zhuǎn)錄形成mRNA，再由此轉(zhuǎn)譯成噬菌體所需的，與生物合成有關(guān)的酶、調(diào)節(jié)蛋白和結(jié)構(gòu)蛋白。另一方面，以噬菌體核酸為模板，通過核酸多聚酶的催化作用，大量復(fù)制子代噬菌體的基因核酸。 成熟與釋放:待噬菌體的蛋白質(zhì)與基因核酸分別合成后，立即在細(xì)菌胞質(zhì)內(nèi)按一定程序裝配成完整的成熟噬菌體。當(dāng)子代噬菌體達(dá)到一定數(shù)目時(shí)，菌細(xì)胞突然裂解，釋放出的噬菌體又可感染新的敏感細(xì)菌。但有些絲形噬菌體是以出芽的方式逐個(gè)釋放。三、溫和噬菌體 溫和噬菌體可有三種存在狀態(tài):游離的具有感染性的噬菌體顆粒;宿主菌胞質(zhì)內(nèi)類似質(zhì)粒形式的噬菌體核酸;前噬菌體。溶原性細(xì)菌具有抵抗同種或有親緣關(guān)系噬菌體重復(fù)

35、感染的能力，即使得宿主菌處在一種噬菌體免疫狀態(tài)。 某些前噬菌體可導(dǎo)致細(xì)菌基因型和性狀發(fā)生改變，這稱為溶原性轉(zhuǎn)換(lysogenicconversion)。四、噬菌體的應(yīng)用 細(xì)菌的鑒定與分型噬菌體與宿主菌的關(guān)系具有高度特異性，即一種噬菌體只能裂解一種和它相應(yīng)的細(xì)菌，故可用于未知細(xì)菌的鑒定和分型。 分子生物學(xué)研究的重要工具噬菌體對基因工程理論與技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)發(fā)揮了重要作用。噬菌體基因數(shù)量少，結(jié)構(gòu)比細(xì)菌和高等細(xì)胞簡單得多，而且容易獲得大量的突變體，因此成為研究基因復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、重組、表達(dá)調(diào)控機(jī)制等的重要工具，噬菌體成為分子生物學(xué)研究中的重要載體。 細(xì)菌感染的診斷與治療應(yīng)用噬菌體效價(jià)增長試驗(yàn)可檢測標(biāo)本中

36、的相應(yīng)細(xì)菌。即在疑有某種細(xì)菌存在的標(biāo)本中，加入一定數(shù)量的已知的相應(yīng)噬菌體，3 7 0C孵育6-8 h，再進(jìn)行該噬菌體的效價(jià)測定。在有些局部感染時(shí)可用噬菌體作為一種輔助治療，如應(yīng)用銅綠假單胞菌噬菌體治療創(chuàng)口感染。但由于噬菌體的特異性過于專一，限制了噬菌體在臨床上的廣泛應(yīng)用。第三節(jié)細(xì)菌變異的機(jī)制 遺傳性變異是由基因結(jié)構(gòu)發(fā)生改變所致，而非遺傳性變異則是細(xì)菌在環(huán)境因素等影響下出現(xiàn)的變化，這種變化并非基因結(jié)構(gòu)的改變?；蚪Y(jié)構(gòu)的改變主要通過基因突變、基因損傷后的修復(fù)、基因的轉(zhuǎn)移與重組等來實(shí)現(xiàn)的。 一、基因的突變與損傷后修復(fù) 突變(mutation)是細(xì)菌遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)發(fā)生突然而穩(wěn)定的改變，導(dǎo)致細(xì)菌性狀的遺

37、傳性變異。若細(xì)菌DNA上核普酸序列的改變僅為一個(gè)或幾個(gè)堿基的置換、插入或丟失，出現(xiàn)的突變只影響到一個(gè)或幾個(gè)基因，引起較少的性狀變異，稱為小突變或點(diǎn)突變(point mutation);若涉及大段的DNA發(fā)生改變，稱為大突變或染色體畸變 (chromosome aberration)。 DNA序列的改變包括堿基的置換和移碼。堿基置換可分為轉(zhuǎn)換(transition)和顛換(transversion)兩種類型，如不同嘿吟之間或不同喀咤之間的替代稱為轉(zhuǎn)換，若是嘿吟與喀咤之間的相互交換則稱為顛換。當(dāng)DNA序列中一對或幾對核普酸發(fā)生插入或丟失，必將引起該部位其后的序列移位，由于遺傳信息是以三聯(lián)密碼子的形

38、式表達(dá)，移位必導(dǎo)致密碼的意義發(fā)生錯(cuò)誤，此稱移碼突變(traneshift mutation)。 基因突變規(guī)律 1.突變率在細(xì)菌生長繁殖過程中，突變經(jīng)常自發(fā)發(fā)生，但自然突變率(10-6-10一9)極低。 2.突變與選擇突變是隨機(jī)的，不定向的。 3.回復(fù)突變某種細(xì)菌在自然環(huán)境下具有的表現(xiàn)型稱野生型(wild type)，發(fā)生突變后的菌株稱突變株(mutant )。細(xì)菌由野生型變?yōu)橥蛔冃褪钦蛲蛔?，有時(shí)突變株經(jīng)過又一次突變可恢復(fù)野生型的性狀，這一過程稱回復(fù)突變(backward mutation)?；貜?fù)突變并不一定恢復(fù)原來的基因型，再一次突變可以是一個(gè)抑制基因突變代償了第一次突變在性狀上的改變。若再

39、次回復(fù)突變發(fā)生在同一基因的不同部分，稱為基因內(nèi)抑制;若回復(fù)突變發(fā)生在不同的基因，則稱為基因間抑制。 DNA的損傷修復(fù)當(dāng)細(xì)菌DNA受到損傷時(shí)，細(xì)胞會用有效的DNA修復(fù)系統(tǒng)進(jìn)行細(xì)致的修復(fù)，以使損傷降為最小，修復(fù)機(jī)制對細(xì)胞的維持生命極其重要。但損傷修復(fù)本身也會出現(xiàn)錯(cuò)誤，如對損傷DNA片段進(jìn)行切除修復(fù)時(shí)可能附帶將正常DNA序列切掉;或在DNA損傷之后，或在DNA復(fù)制的休止期，DNA應(yīng)急修復(fù)的SOS反應(yīng)(SOS response )能產(chǎn)生許多(約15個(gè))基因;或在細(xì)菌死亡之前，細(xì)菌的DNA模板對直接準(zhǔn)確的修復(fù)已不能利用時(shí)，菌細(xì)胞只能利用差誤傾向的修復(fù)(error-prone repair)，在以上這些修

40、復(fù)過程中都會發(fā)生錯(cuò)誤而造成細(xì)菌的變異。 二、基因的轉(zhuǎn)移與重組 與上述內(nèi)在基因發(fā)生突變不同，外源性的遺傳物質(zhì)由供體菌轉(zhuǎn)入某受體菌細(xì)胞內(nèi)的過程稱為基因轉(zhuǎn)移(gene transfer )。轉(zhuǎn)移的基因與受體菌DNA整合在一起稱為重組(recombination)，使受體菌獲得供體菌某些特性。細(xì)菌的基因轉(zhuǎn)移和重組可通過轉(zhuǎn)化、接合、轉(zhuǎn)導(dǎo)、溶原性轉(zhuǎn)換和細(xì)胞融合等方式進(jìn)行。 轉(zhuǎn)化(transformation)是供體菌裂解游離的DNA片段被受體菌直接攝取，使受體菌獲得新的性狀。 在轉(zhuǎn)化過程中，轉(zhuǎn)化的DNA片段稱為轉(zhuǎn)化因子(transforming principle)。受體菌只有處于感受態(tài)(competen

41、ce)時(shí)，才能攝取轉(zhuǎn)化因子。細(xì)菌處于感受態(tài)是因?yàn)槠浔砻嬗幸环N吸附DNA的受體。在轉(zhuǎn)化時(shí)，轉(zhuǎn)化因子首先吸附在受體菌表面受體上，然后再被攝入。在攝入前，供體菌的雙鏈DNA片段被受體菌表面的核酸內(nèi)切酶切開，其中一鏈進(jìn)入受體菌，另一鏈為進(jìn)入提供能量。進(jìn)入的供體菌DNA片段與受體菌相應(yīng)DNA進(jìn)行重組，重組后受體菌兩DNA序列不完全一樣。當(dāng)重組菌繁殖，DNA復(fù)制時(shí)，與原型菌一樣的DNA序列鏈仍保持原來的性狀，而比原型菌多一段外來的供體菌DNA序列鏈的則獲得新的性狀，成為稱作轉(zhuǎn)化菌突變株。 接合(conjugation)是細(xì)菌通過性菌毛相互連接溝通，將遺傳物質(zhì)(主要是質(zhì)粒DNA)從供體菌轉(zhuǎn)移給受體菌 1.

42、F質(zhì)粒的接合:帶有F質(zhì)粒的細(xì)菌有性菌毛，相當(dāng)于雄菌(F+ );無性菌毛的無F質(zhì)粒，相當(dāng)于雌菌(F- )。當(dāng)F+ xF一菌雜交時(shí)，F(xiàn)+菌性菌毛末端與F一菌表面受體接合時(shí)，性菌毛逐漸縮短使兩菌之間靠近并形成通道，F(xiàn)+菌的質(zhì)粒DNA中的一條鏈斷開并通過性菌毛通道進(jìn)入F一菌內(nèi)。 Hf r菌中的F質(zhì)粒有時(shí)會從染色體上脫離下來，終止其Hf r狀態(tài)。從染色體上脫離的有時(shí)可帶有染色體上幾個(gè)鄰近的基因，這種質(zhì)粒稱為F。 F+, Hfr, F三種菌都有性菌毛，都為雄菌。在性菌毛表面有一種雄性特異性噬菌體(male specific phage)受體，在電鏡下可見相應(yīng)噬菌體粘附在性菌毛表面。 2o R質(zhì)粒的結(jié)合細(xì)菌

43、的耐藥性與耐藥性的基因突變及R質(zhì)粒的接合轉(zhuǎn)移等有關(guān)。 R質(zhì)粒由耐藥傳遞因子(resistance transfer factor,RTF)和耐藥決定子(r-dir )兩部分組成，這兩部分可以單獨(dú)存在，也可結(jié)合在一起，但單獨(dú)存在時(shí)不能發(fā)生質(zhì)粒的接合性傳遞。 R質(zhì)粒決定耐藥的機(jī)制是:使細(xì)菌產(chǎn)生滅活抗生素的酶類，OOR質(zhì)?？刂萍?xì)菌改變藥物作用的靶部位。OOR質(zhì)粒可控制細(xì)菌細(xì)胞對藥物的通透性。 轉(zhuǎn)導(dǎo)(transduction)是以轉(zhuǎn)導(dǎo)噬菌體(transducting phage)為載體，將供體菌的一段DNA轉(zhuǎn)移到受體菌內(nèi)，使受體菌獲得新的性狀。根據(jù)轉(zhuǎn)導(dǎo)基因片段的范圍可分為以下兩種轉(zhuǎn)導(dǎo)。 1。普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)

44、(generalized transduction)前噬菌體從溶原菌染色體上脫離，進(jìn)行增殖，在裂解期的后期，噬菌體的DNA已大量復(fù)制，在噬菌體DNA裝入外殼蛋白組成新的噬菌體時(shí)，在105一107次裝配中會發(fā)生一次裝配錯(cuò)誤，誤將細(xì)菌的DNA片段裝入噬菌體的頭部，成為一個(gè)轉(zhuǎn)導(dǎo)噬菌體。轉(zhuǎn)導(dǎo)噬菌體能以正常方式感染另一宿主菌，并將其頭部的染色體注入受體菌內(nèi)。因被包裝的DNA可以是供體菌染色體上的任何部分，故稱為普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)。普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)也能轉(zhuǎn)導(dǎo)質(zhì)粒，金黃色葡萄球菌中R質(zhì)粒的轉(zhuǎn)導(dǎo)在醫(yī)學(xué)上具有重要意義。轉(zhuǎn)導(dǎo)比轉(zhuǎn)化可轉(zhuǎn)移更大片段的DNA，而且由于包裝在噬菌體的頭部受到保護(hù)，不被DNA酶降解，故比轉(zhuǎn)化的效率高。 2

45、。局限性轉(zhuǎn)導(dǎo)(restricted transduction)或稱特異性轉(zhuǎn)導(dǎo)(specializedtransduction)，所轉(zhuǎn)導(dǎo)的只限于供體菌染色體上特定的基因。如A噬菌體進(jìn)入大腸埃希菌K12時(shí)，當(dāng)處于溶原期時(shí)，噬菌體DNA整合在大腸埃希菌染色體的特定部位，即在半乳糖基因(gal )和生物素基因(bio)之間。當(dāng)噬菌體DNA從細(xì)菌染色體上分離，將有10一6機(jī)率發(fā)生偏差分離。即噬菌體將其本身DNA上的一段留在細(xì)菌染色體上，卻帶走了細(xì)菌DNA上兩側(cè)的gal或bio基因。這樣的噬菌體基因轉(zhuǎn)導(dǎo)并整合到受體菌中，使受體菌獲得供體菌的某些遺傳性狀。由于所轉(zhuǎn)導(dǎo)的只限于供體菌DNA上個(gè)別的特定基因(如g

46、al或bio )，故稱局限性轉(zhuǎn)導(dǎo)。在局限性轉(zhuǎn)導(dǎo)中的噬菌體由于缺少某些本身的基因，因而影響其相應(yīng)功能，屬于缺陷性噬菌體。第四節(jié)細(xì)菌遺傳變異在醫(yī)學(xué)中的作用 在疾病的診斷、治療與預(yù)防中的應(yīng)用由于細(xì)菌的變異可發(fā)生在形態(tài)、結(jié)構(gòu)、染色性、生化特性、抗原性及毒力等方面，故在臨床細(xì)菌學(xué)檢查中不僅要熟悉細(xì)菌的典型特性，還要了解細(xì)菌的變異規(guī)律， 由于抗生素的廣泛應(yīng)用，臨床分離的細(xì)菌中耐藥株日益增多，更發(fā)現(xiàn)有對多種抗生素多重耐藥的菌株，以致于感到新藥開發(fā)研究的速度跟不上細(xì)菌耐藥性變異的變化。而且有些耐藥質(zhì)粒同時(shí)帶有編碼毒力的基因，使其致病性增強(qiáng)，這些變異的后果給疾病的治療帶來很大的困難。為此，對臨床分離的致病菌，必

47、須在細(xì)菌藥物敏感試驗(yàn)的指導(dǎo)下正確選擇用藥，不能濫用抗生素。為提高抗生素的療效，防止耐藥菌株的擴(kuò)散，應(yīng)考慮合理的聯(lián)合用藥原則，尤其在治療慢性疾病需長期用藥時(shí)，除聯(lián)合使用抗生素外，還要考慮使用免疫調(diào)節(jié)劑。 為預(yù)防傳染病的發(fā)生，用人工的方法減弱細(xì)菌的毒力，用遺傳變異的原理使其誘變成保留原有免疫原性的減毒株或無毒株，制備成預(yù)防疾病的各種疫苗。 在測定致癌物質(zhì)中的應(yīng)用腫瘤的發(fā)生一般認(rèn)為是細(xì)胞內(nèi)遺傳物質(zhì)發(fā)生了改變，使正常細(xì)胞變?yōu)檗D(zhuǎn)化細(xì)胞，因此凡能誘導(dǎo)細(xì)菌發(fā)生突變的物質(zhì)都有可能是致癌物質(zhì)。 在流行病學(xué)中的應(yīng)用近年來的分子生物學(xué)分析方法已被用于流行病學(xué)調(diào)查。如用質(zhì)粒指紋圖( plasmid fingerpri

48、nting ,PFP)的方法來檢測不同來源細(xì)菌所帶質(zhì)粒的大小，比較質(zhì)粒的各種酶切圖，其產(chǎn)生片段的數(shù)目、大小、位置引起某一疾病暴發(fā)流行的流行菌株與非流行菌株，也可用于調(diào)查醫(yī)院感染的各種細(xì)菌的某種耐藥質(zhì)粒的傳播擴(kuò)散情況。另外，從對噬菌體敏感性及溶原性，對細(xì)菌素的敏感性等也可研究流行菌株的同源性等。 在基因工程中的應(yīng)用基因工程是根據(jù)遺傳變異中細(xì)菌可因基因轉(zhuǎn)移和重組而獲得新性狀的原理設(shè)計(jì)的。基因工程的主要步驟是 從供體細(xì)胞(細(xì)菌或其他生物細(xì)胞)的DNA上切取一段需要表達(dá)的基因，即所謂目的基因; 將目的基因結(jié)合在合適的載體(質(zhì)?；蚴删w)上; 通過載體將目的基因轉(zhuǎn)移到工程菌(受體菌)內(nèi)，隨著細(xì)菌的大量繁

49、殖表達(dá)出大量的目的基因產(chǎn)物。目前通過基因工程已能使工程菌大量生產(chǎn)胰島素、干擾素、各種生長激素、r工L-2等細(xì)胞因子和rHBs乙肝疫苗等生物制品。并已探索用基因工程技術(shù)治療基因缺陷性疾病等。今后，基因工程在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域和生命科學(xué)中必將得到更廣泛的應(yīng)用。第四章消毒與滅菌 消毒(disinfection)殺死物體上病原微生物的方法，并不一定能殺死含芽胞的細(xì)菌或非病原微生物。 滅菌(sterilization)殺滅物體上所有微生物的方法。滅菌比消毒要求高，包括殺滅細(xì)菌芽胞在內(nèi)的全部病原微生物和非病原微生物。 抑菌(bacteriostasis)抑制體內(nèi)或體外細(xì)菌的生長繁殖。常用的抑菌劑( bacterio

50、stat )為各種抗生素，可在體內(nèi)抑制細(xì)菌的繁殖，或在體外用于抑菌試驗(yàn)以檢測細(xì)菌對抗生素的敏感性。 防腐(antisepsis)防止或抑制體外細(xì)菌生長繁殖的方法。細(xì)菌一般不死亡。使用同一種化學(xué)藥品在高濃度時(shí)為消毒劑，低濃度時(shí)常為防腐劑。 無菌(asepsis)不存在活菌的意思。防止細(xì)菌進(jìn)入人體或其它物品的操作技術(shù)，稱為無菌操作。例如進(jìn)行外科手術(shù)時(shí)需防止細(xì)菌進(jìn)入創(chuàng)口，微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)中要注意防止污染和感染。第一節(jié)物理消毒滅菌法用于消毒滅菌的物理因素有熱力、紫外線、輻射、超聲波、濾過、干燥和低溫等。 一、熱力滅菌法 熱力滅菌法分干熱滅菌和濕熱滅菌兩大類，在同一溫度下，后者的效力比前者大。這是因?yàn)?濕熱

51、中細(xì)菌菌體蛋白較易凝固;濕熱的穿透力比干熱大;濕熱的蒸氣有潛熱存在。水由氣態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)時(shí)放出的潛熱，可迅速提高被滅菌物體的溫度。 干熱滅菌法干熱的殺菌作用是通過脫水干燥和大分子變性。一般細(xì)菌繁殖體在干燥狀態(tài)下，80 - 100經(jīng)h可被殺死;芽胞則需160 - 170經(jīng)2h才死亡。 1.焚燒直接點(diǎn)燃或在焚燒爐內(nèi)焚燒2.燒灼直接用火焰滅菌3.干烤利用干烤箱滅菌4.紅外線紅外線是一種0. 7 7一1000 m波長的電磁波，尤以1一10m波長的熱效應(yīng)最強(qiáng)。 濕熱滅菌法 1.巴氏消毒法(pasteurization)用較低溫度殺滅液體中的病原菌或特定微生物，而仍保持物品中所需的不耐熱成分不被破壞的消毒方法

52、。此法由巴斯德創(chuàng)用以消毒酒類，故名。目前主要用于牛乳等消毒。方法有兩種:一是加熱至61. 1一62. 8 0C min;另一是71. 7經(jīng)15一30s鐘，今廣泛采用后法。 2.煮沸法3.流動(dòng)蒸氣消毒法4.間歇蒸氣滅菌法5.高壓蒸氣滅菌法是一種最有效的滅菌方法。滅菌的溫度取決于蒸氣的壓力。在一個(gè)大氣壓下，蒸氣的溫度是10 0 0C 0如果蒸氣被限制在密閉的容器中，隨著壓力升高，蒸氣的溫度也相應(yīng)升高。在103. 4kPa (1. OSkg/cm2)蒸氣壓下，溫度達(dá)到121. 30C，維持15一20min，可殺滅包括細(xì)菌芽胞在內(nèi)的所有微生物。高壓蒸汽滅菌器(autoclave)就是根據(jù)這一原理制成的

53、，常用于一般培養(yǎng)基、生理鹽水、手術(shù)敷料等耐高溫、耐濕物品的滅菌。 二、輻射殺菌法 三、濾過除菌法 濾過除菌法(filtration)是用物理阻留的方法將液體或空氣中的細(xì)菌除去，以達(dá)到無菌目的。 四、超聲波殺菌法 五、干燥與低溫抑菌法第二節(jié)化學(xué)消毒滅菌法 根據(jù)化學(xué)消毒劑的殺菌機(jī)制不同，主要分以下幾類:促進(jìn)菌體蛋白質(zhì)變性或凝固，干擾細(xì)菌的酶系統(tǒng)和代謝，損傷菌細(xì)胞膜 一、消毒劑的主要種類 酚類石炭酸、來蘇、洗必泰等酚類化合物，醇類、重金屬鹽類高濃度時(shí)易與帶陰電荷的菌體蛋白質(zhì)結(jié)合，使之發(fā)生變性或沉淀，又可與細(xì)菌酶蛋白的一SH基結(jié)合，使其喪失酶活性。 氧化劑常用的有過氧化氫、過氧乙酸、高錳酸鉀與鹵素等。

54、表面活性劑又稱去污劑，易溶于水，能減低液體的表面張力，使物品表面油脂乳化易于除去，故具清潔作用。烷化劑殺菌機(jī)制在于對細(xì)菌蛋白質(zhì)和核酸的烷化作用，殺菌譜廣，殺菌力強(qiáng)。常用的有甲醛、環(huán)氧乙烷和戊二醛等。 二、消毒劑的應(yīng)用 病人排泄物與分泌物糞、尿、膿、痰等，一般多用等量的20%漂白粉、5%石炭酸或2%來蘇，攪拌均勻，作用2h再傾去。 皮膚2. 5%碘酒、70%乙醇、2%紅汞均可應(yīng)用。 粘膜新生兒預(yù)防淋病奈瑟菌性眼結(jié)膜炎可用1%硝酸銀或2%蛋白銀滴眼;口腔粘膜消毒可用3%過氧化氫;沖洗尿道、陰道、膀耽等可用0. O1%一0. 1洗必泰或0.1%高錳酸鉀。 飲水自來水用氯氣，少量的飲用水可用漂白粉。

55、廁所、陰溝可用生石灰，其有效成分是氫氧化鈣。 手一般用2%來蘇。當(dāng)疑有肝炎病毒污染時(shí)，用0. 2%一0. 4%過氧乙酸浸泡1一2min后，流水沖洗。或用2%碘配涂擦后用70%乙醇擦洗。第五章細(xì)菌感染第一節(jié)細(xì)菌感染的類型 細(xì)菌侵入宿主機(jī)體后，進(jìn)行生長繁殖、釋放毒性物質(zhì)等引起不同程度的病理過程，稱為細(xì)菌的感染(bacterial infection)或傳染。能使宿主致病的為致病菌或病原菌(pathogenic bacterium, pathogen)，不能造成宿主感染的為非致病菌或非病原菌(nonpathogenic bacterium, nonpathogen)。 正常菌群自然界中廣泛存在著大量

56、的，多種多樣的微生物。人類與自然環(huán)境接觸密切，因而正常人的體表和同外界相通的口腔、鼻咽腔、腸道、泌尿生殖道等腔道中都寄居著不同種類和數(shù)量的微生物。當(dāng)人體免疫功能正常時(shí)，這些微生物對宿主無害，有些對人還有利，是為正常微生物群，通稱正常菌群(normal flora)。 正常菌群對構(gòu)成生態(tài)平衡起重要作用，其生理學(xué)意義有: 1.生物拮抗致病菌侵犯宿主，首先需突破皮膚和粘膜的生理屏障作用。 2.營養(yǎng)作用正常菌群參與宿主的物質(zhì)代謝、營養(yǎng)轉(zhuǎn)化和合成。 3.免疫作用正常菌群能促進(jìn)宿主免疫器官的發(fā)育;亦可刺激其免疫系統(tǒng)發(fā)生免疫應(yīng)答，產(chǎn)生的免疫物質(zhì)對具有交叉抗原組分的致病菌有一定程度的抑制或殺滅作用 4.抗衰老

57、作用腸道正常菌群中的雙歧桿菌有抗衰老作用。 條件致病菌正常菌群與宿主間的生態(tài)平衡在某些情況下可被打破，形成生態(tài)失調(diào)而導(dǎo)致疾病。這樣，原來在正常時(shí)不致病的正常菌群就成了條件致病菌。 一、感染的來源 感染來源于宿主體外的稱外源性感染(exogenous infection);若來自患者自身體內(nèi)或體表的稱為內(nèi)源性感染(endogenous infection) o 外源性感染 1.病人大多數(shù)人類感染是通過人與人之間的傳播。 2.帶菌者有些健康人攜帶有某種致病菌但不產(chǎn)生臨床癥狀，也有些傳染病患者恢復(fù)后在一段時(shí)間內(nèi)仍繼續(xù)排菌。 3.病畜和帶菌動(dòng)物有些細(xì)菌是人畜共患病的致病菌，因而病畜或帶菌動(dòng)物的致病菌也

58、可傳播給人類。例如鼠疫耶菌、炭疽桿菌、布魯菌、牛分枝桿菌，以及引起食物中毒的沙門菌等。 內(nèi)源性感染這類感染的致病菌大多是體內(nèi)的正常菌群，少數(shù)是以隱伏狀態(tài)存在于體內(nèi)的致病菌。正常菌群在特定條件下成為條件性致病菌后再致病。 二、傳播方式與途徑 呼吸道感染致病菌從病人或帶菌者的痰液、唾沫等散布到周圍空氣中，經(jīng)呼吸道途徑感染他人。例如咳嗽等。 消化道感染傷寒、菌痢、霍亂、食物中毒等胃腸道傳染病，大多是攝入糞污染的飲食物所致。水、手指和蒼蠅等昆蟲是消化道傳染病傳播的重要媒介。 創(chuàng)傷感染皮膚、粘膜的細(xì)小破損，致病性葡萄球菌、鏈球菌等常可侵入引起化膿性感染。泥土、人類和動(dòng)物糞便中，可有破傷風(fēng)梭菌、產(chǎn)氣芙膜梭

59、菌等芽胞存在。這些芽胞若進(jìn)入深部傷口，微環(huán)境適宜時(shí)就會發(fā)芽、繁殖，產(chǎn)生外毒素而致病。 接觸感染淋病奈瑟菌、蒼白密螺旋體、麻風(fēng)分枝桿菌、鉤端螺旋體等，可通過人-人或動(dòng)物一人的密切接觸而感染。其方式可為直接接觸，或通過用具等間接受染。 節(jié)肢動(dòng)物叮咬感染有些傳染病是通過吸血昆蟲傳播的。例如人類鼠疫由鼠蠶傳播，恙蟲病由恙瞞幼蟲傳播等。 多途徑感染有些致病菌的傳播可有呼吸道、消化道、皮膚創(chuàng)傷等多種途徑。例如結(jié)核分枝桿菌、炭疽芽胞桿菌等。 三、感染的類型 感染的發(fā)生、發(fā)展和結(jié)局是宿主體和致病菌相互作用的復(fù)雜過程。根據(jù)兩者力量對比，感染類型可以出現(xiàn)不感染、隱性感染(inapparent infection)

60、、潛伏感染(latentinfection)、顯性感染(apparent infection)和帶菌狀態(tài)(carrier state)等不同臨床表現(xiàn)。這幾種類型并非一成不變，隨著兩方力量的增減，可以移行、轉(zhuǎn)化或交替出現(xiàn)的動(dòng)態(tài)變化。 顯性感染當(dāng)宿主體抗感染的免疫力較弱，或侵入的致病菌數(shù)量較多、毒力較強(qiáng)，以致機(jī)體的組織細(xì)胞受到不同程度的損害，生理功能也發(fā)生改變，并出現(xiàn)一系列的臨床癥狀和體征，是為顯性感染，通稱傳染病。由于每一病例的宿主體抗病能力和病菌毒力等存在著差異，因此，顯性感染又有輕、重、緩、急等不同模式。 臨床上按病情緩急不同，分為: 1.急性感染(acute infection)發(fā)作突然，