绪论
微生物分三型八大类
真核细胞型微生物（eukaryote)——细胞核分化程度高，有核膜和核仁，细胞器完整。如真菌。
原核细胞型微生物(prokaryote)——细胞核的分化较低，仅有原始核，无核膜、核仁。细胞器很不完善。DNA和RNA同时存在。这类微生物众多，有细菌、放线菌、支原体、衣原体、立克次体、螺旋体。
非细胞型微生物(none cell)——是最小的一类微生物。无典型的细胞结构，只有核心和蛋白衣壳，核酸类型为DNA或RNA。只能在活细胞内生长繁殖。病毒属之。
微生物在自然界是普遍存在的，和人类的关系密切，大多数微生物是对人类有意的，只有少数的微生物多人有害。能引起人类及动物、植物疾病的微生物称为病原微生物。这部分是医学微生物学讲述的部分。
第一章细菌的形态和结构
第一节细菌的大小和形态
细菌(bacterium)
广义——所有原核细胞型微生物（细菌、支原体衣原体、立克次体、螺旋体、放线菌）
共性：有细胞壁、原始核质、二分裂、对抗生素敏感
狭义——专指其中的细菌
观察细菌常用光学显微镜，其大小用测微尺在显微镜下进行测量，以微米(μm)为单位。不同种类的细菌大小不一，同一种细菌也因菌龄和环境因素的影响而有差异。
细菌按其外形，主要有球菌（coccus）、杆菌（bacillus）、螺形菌（spiral bacterium）。
球菌根据细菌分裂的平面和菌体之间的排列方式分双球菌、链球菌和葡萄球菌等。
不同杆菌的大小、长短、粗细很不一致
杆菌不同杆菌的大小、长短、粗细很不一致
螺形菌根据菌体的弯曲分为弧菌和螺菌
第二节细菌的结构
一、细菌的基本结构
包括：细胞壁、细胞膜、细胞质、核质
细胞壁是位于细菌细胞最外层，包绕在细胞膜周围，无色透明、坚韧而富有弹性的膜状结构。平均厚度为12——30nm，组成较复杂，并随不同菌种而异。主要成分是肽聚糖。
不同细菌细胞壁的组成不同，根据革兰染色法将细菌分为两大类：革兰阳性菌和革兰阴性菌。
革兰阳性菌：肽聚糖(peptidoglycan)—聚糖骨架、四肽侧链、五肽交联桥（三维立体结构）。聚糖骨架是由N-乙酰葡萄糖胺和N-乙酰胞壁酸经β-1，4糖苷键连接，在N-乙酰胞壁酸分子上连接四肽侧链，四肽侧链再由五肽交联桥组成。革兰阳性菌细胞壁肽聚糖经这样的三级链接，构成了交叉的、机械强度相当大的空间框架结构，交联率为75%，坚固而致密。这种三维立体结构的肽聚糖在革兰阳性菌中高达50层，为其细胞壁主要成分。
溶菌酶能切断β-1，4糖苷键，引起细菌裂解。青霉素能干扰四肽侧链和五肽交联桥的连接，使细菌不能合成完成的细胞壁，可导致细菌死亡。
革兰阴性菌：肽聚糖(peptidoglycan)—聚糖骨架、四肽侧链（二维平面结构）。聚糖骨架组成与阳性菌相同，也是由N-乙酰葡萄糖胺和N-乙酰胞壁酸经β-1，4糖苷键连接，但是缺乏交联桥，只能形成二维平面结构，而且交联率低，只有25%，故多数侧链呈游离状。这种二维平面的肽聚糖在革兰阴性菌中只有1——2层，只作为其细胞壁的组成成分之一。
革兰阳性菌细胞壁特殊组分——磷壁酸(teichoic acid)磷壁酸为革兰阳性菌特有成分，按结合部位不同分为壁磷壁酸和膜磷壁酸两种。壁磷壁酸结合在细胞壁的肽聚糖的胞壁酸上，另一端游离于细胞外；膜磷壁酸结合在细胞膜上。另一端游离。
革兰阴性菌细胞壁特殊组分——外膜(outer membrane) 外膜位于肽聚糖外侧，由内向外由脂蛋白、脂质双层和脂多糖三部分组成。
细胞壁的功能
维持菌体固有的形态：细菌一旦失去细胞壁，就变得多形。
保护细菌抵抗低渗环境：菌体内的大气压是外界的5~25倍，没有细胞壁，必将涨破。
参与菌体内外的物质交换：与细胞膜一起参与物质交换，细胞壁上有很多小孔，容许小分子物质通过
菌体表面带有多种抗原分子，可诱发机体的免疫应答。
细菌细胞壁缺陷型或L型(bacterial L form)：细胞壁的肽聚糖结构受到理化或生物因素的直接破坏或合成被抑制，受损后的细菌在高渗环境下仍可存活的细菌。
某些L型仍有一定的致病力，通常引起慢性感染。
细菌L型呈高度多形性，大小不一。着色不匀，无论其原为革兰阳性或阴性菌，形成L型大多染成革兰阴性。细菌L型生长缓慢，营养要求高，对渗透压敏感，普通营养基上不能生长，培养时必须用高渗的含血清的培养基。
细菌L型在高渗的含血清的培养基上生长后形成三种类型的菌落
细胞膜
细菌细胞膜的结构与真核细胞者基本相同，由磷脂和多种蛋白质组成，但不含胆固醇。
细菌细胞膜的功能与真核细胞者类似，主要有物质转运、生物合成、分泌和呼吸等作用。
细菌细胞膜可形成一种特有的结构，称为中介体。中介体：是部分细胞膜内陷、折叠、卷曲形成的囊状物，多见于革兰阳性菌。其功能类似于真核细胞的线粒体，故亦称为拟线粒体。
细胞质
核糖体(ribosome)：细菌合成蛋白质的场所，游离存在于蛋白质中。
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，控制细菌某些特定的遗传特性。
细菌细胞质中含有多种颗粒，大多为贮藏的营养物质。其中有一种主要成分是RNA和多偏磷酸盐的颗粒，其嗜碱性强，用亚甲蓝染色时着色较深呈紫色，称为异染颗粒(metachromatic granule)。常见于白喉棒状杆菌，位于菌体两端，故又称极体(polar body)，有助于鉴定。
核质
核质由单一密闭环状DNA分子反复回旋卷曲盘绕组成松散网状结构。细菌是原核细胞，不具有成形的核。细菌的遗传物质称为核质或拟核，无核膜、核仁和有丝分裂器。功能与真核细胞的染色体相似——决定细菌各种遗传性状。
二、特殊结构
荚膜：某些细菌在其细胞壁外包绕一层粘液性物质，当其厚度>=0.2μm，边界明显，光镜下可见时，称为荚膜。厚度< 0.2μm者称为微荚膜。其成分为疏水性多糖或蛋白质的多聚体，用理化方法去除后并不影响细胞的生命活动。
荚膜的功能—与细菌的致病性有关，抗吞噬作用；；粘附作用；抗有害物质的损伤作用。
鞭毛：许多细菌在菌体上附有细长并呈波状弯曲的丝状物，称为鞭毛，是细菌的运动器官。鞭毛需用电子显微镜观察，或经特殊染色法使鞭毛增粗后才能在光镜下看到。
菌毛：许多革兰阴性菌和少数革兰阳性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。根据功能不同，菌毛可分为普通菌毛和性菌毛两类。普通菌毛是细菌的黏附结构，性菌毛参与F质粒的接合传递。菌毛在普通光学显微镜下看不到，必须用电子显微镜观察。
芽胞：某些细菌在一定的环境条件下，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。芽胞形成后细菌即失去繁殖能力，不能再进行二分裂繁殖。产生芽胞的都是革兰阳性菌。芽孢折光性强、壁厚、不易着色，经特殊染色光镜下可见。芽胞的大小、形状、位置等随菌种而异，有重要的鉴别意义。芽胞的抵抗力强，可在自然界中存在多年，是重要的传染源。但芽胞并不直接引起疾病，只有发芽成为繁殖体后，才能迅速大量繁殖而致病。芽胞抵抗力强，故应以杀灭芽胞作为可靠的灭菌指标。高压蒸汽灭菌法是杀灭芽孢最有效的方法。
第二章细菌的生理
第一节细菌的理化性状
细菌的物理性状
光学性质——细菌为半透明体。
表面积——细菌体积微小，相对表面积大。
带电现象——均带负电。
半透性——细菌的细胞壁和细胞膜都有半透性。
渗透压——菌体内为高渗透压。
细菌的化学组成：水、无机盐、蛋白质、糖类、脂质和核酸等。
第二节细菌的营养与生长繁殖
一、细菌的营养类型
根据细菌所需要的营养物质不同，将细菌分为两大营养类型——自养菌和异养菌。
?自养菌(autotroph)：以简单的无机物为原料，合成菌体成分。
?异养菌(heterotroph)：以多种有机物为原料，合成菌体成分并获得能量。异养菌包括腐生菌(saprophyte)和寄生菌(parasite)。所有的病原菌都是异养菌，大部分属寄生菌。
二、细菌的营养物质
营养物质：水、碳源、氮源、无机盐及生长因子为细菌的代谢及生长繁殖提供必需的原料和充足的能量。
三、细菌摄取营养物质的机制
被动扩散: 顺浓度梯度, 不需能量
主动转运: 逆浓度梯度, 需要能量
四、影响细菌生长的环境因素
营养物质：水、碳源、氮源、无机盐及生长因子为细菌的代谢及生长繁殖提供必需的原料和充足的能量
酸碱度(pH)：多数病原菌最适PH为7.2----7.6
温度：病原菌最适温度为37度
气体：
O2 ：根据细菌代谢时对氧气的需要与否分四类：
专性需氧菌：具有完善的呼吸酶系统，需要分子氧作为受氢体以完成需氧呼吸，仅能在有氧环境下生长。
微需氧菌：在低氧压（5%-6%）生长最好。
兼性厌氧菌：兼有有氧呼吸和无氧发酵两种功能，在有氧、无氧环境中均能生长，但以有氧时生长较好。大多数病原菌属于此。
专性厌氧菌：缺乏完善的呼吸酶系统，只能进行无氧发酵，必须在无氧环境中生长。
C O2 ：对细菌生长也很重要，大部分细菌在代谢中产生的 C O2可满足需要，个别细菌初次分离时需人工供给5-10%C O2
渗透压
五、细菌的生长繁殖
1、细菌个体的生长繁殖
繁殖方式----细菌以简单的二分裂方式进行繁殖。
繁殖速度----繁殖一代所需时间（代时）约20-30min。
但少数细菌代时较长，如结核分枝杆菌代时为18小时。
2、细菌群体的生长繁殖
繁殖规律----生长曲线（growth curve)
迟缓期 (lag phase) ，对数期 (logarithmic phase)
稳定期 (stationary phase) ，衰退期 (decline phase)
迟缓期：细菌被接种培养基的最初一段时间，主要是适应新环境，同时为分裂繁殖作物质准备，此时细菌体积比较大，含有丰富的酶和中间代谢产物。
对数期：细菌分裂繁殖最快的时期，菌数以几何级数增长，研究细菌的最佳时期
稳定期：由于营养物质的消耗，代谢产物的堆积，繁殖数与死亡数几乎相等。活菌数保持稳定。
衰退期：繁殖变慢，死菌数超过活菌数。细菌形态发生改变，生理活动趋于停滞。
第三节细菌的新陈代谢和能量转换
一、细菌的能量代谢
?发酵：无氧时, 以有机物(lactate, ethanol)为受氢体。1Glucose?2ethanol+2CO2+2A TP
?呼吸：以无机物为受氢体。
?有氧呼吸：以氧为受氢体。1Glucose+6O2? 6CO2+6H2O+38A TP
?厌氧呼吸：无氧时, 以其它无机物(CO2, SO42-, NO3-)为受氢体。 1Glucose?2A TP
二、细菌的代谢产物
（一）分解代谢产物和细菌的生化反应
细菌种类不同——细菌酶不同——分解物质能力不同——代谢产物不同——鉴别作用.
1、糖发酵试验：
2、VP试验：
3、甲基红试验：
4、枸橼酸盐利用（citrate utilization)试验
5、吲哚试验
吲哚(I), 甲基红(M), VP(V), 枸橼酸盐利用（C）试验，常用于鉴定肠道杆菌，合称IMViC试验。
大肠杆菌的结果是：++ - -
产气杆菌的结果是： - - ++
6、H2S试验
7、尿素酶试验
（二）细菌的合成代谢产物
?热原质(pyrogen)：或称致热原。是细菌合成的一种注入人体或动物体内能引起发热反应物质。产生热原质的细菌大多是革兰阴性菌，热原质即其细胞壁的脂多糖。
?毒素与侵袭性酶：细菌产生外毒素和内毒素两类毒素。外毒素(exotoxin)是多数革兰阳性菌和少数革兰阴性菌在生长繁殖过程中释放到菌体外的蛋白质；内毒素(endotoxin)是革兰阴性菌的脂多糖。
?色素：细菌的色素有两类——水溶性色素，能弥散到培养基或周围组织。脂溶性色素，不溶于水，只存在于菌体，使菌落显色而培养基颜色不变。
?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。
?细菌素：某些菌株产生的一类具有抗菌作用的蛋白质。
?维生素：细菌能合成某些维生素除供自身需要外，还能分泌至周围环境中。
第四节细菌的人工培养
第三章消毒灭菌与病原实验室生物安全
第一节消毒灭菌的常用术语
?消毒(disinfection)：杀死物体上病原微生物的方法，并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)。
?灭菌(sterilization)：杀灭物体上所有微生物的方法。灭菌比消毒要求高，包括杀灭细菌芽胞在内的全部病原微生物和非病原微生物。
?抑菌(bacteriostasis)：抑制体内或体外细菌的生长繁殖。常用的抑菌剂为各种抗生素。
?防腐(antisepsis)：防止或抑制体外细菌生长繁殖的方法。细菌一般不死亡。
?无菌(asepsis)：不存在活菌，多是灭菌的结果。
?无菌操作（antiseptic technique）防止微生物进入人体或物体的操作技术。
第二节消毒灭菌的方法
一、物理消毒灭菌法
（一）热力灭菌法
1、干热灭菌法
?焚烧：废弃物、尸体
?灼烧：接种环、试管口
?干烤：（160~170℃，2h）玻璃器皿
?红外线（0.7~1000um波长的电磁波）：医疗器械
2、湿热灭菌法
—巴氏消毒法：61.1-62.8 ℃ 30min 或71.7℃15-30s,主要用于牛乳消毒。
—煮沸法（100 ℃，5min）食具、注射器等消毒
—流动蒸汽消毒法（100 ℃ 15-30min）
—间歇蒸汽灭菌法（100 ℃ 5-30min，37 ℃24h×3天）
—高压蒸汽灭菌法
?压力—103.4KPa（1.05Kg/cm2）
?温度—121.3 ℃
?时间—15-20min
?效果—杀灭包括芽孢在内所有微生物
?应用—所有耐高温、高压、耐湿的物品
湿热灭菌法与干热灭菌法效果比较
结论—同样温度下，湿热比干热灭菌效果好
原因：
—蛋白含水量多时易凝固变性
—湿热穿透力比干热大
—湿热的蒸汽具有潜热
（二）辐射杀菌法
1、紫外线
?原理：波长200-300nm的紫外线具有杀菌作用。其中260~266nm波长UV与DNA吸收光谱一致。其主要作用于DNA，使一条DNA链上相邻的两个胸腺嘧啶共价结合形成二聚体，干扰DNA复制与转录，导致细菌变异和死亡，并可杀灭病毒。
?特点：穿透力较弱
?应用：物体表面及空气消毒
2、电离辐射
高速电子、X射线、γ射线
3、微波
（三）滤过除菌法
——用物理阻留的方法除去液体或空气中的细菌, 真菌。
?常用滤器：薄膜滤器、玻璃滤器、石棉滤器（Seitz）
?特点：只能除去细菌，真菌, 不能除去病毒、支原体、L型细菌。
?应用：用于一些不耐高温灭菌的血清、毒素、抗生素，以及空气的除菌。
（四）干燥低温抑菌法
?干燥法
?低温法：低温可使细菌的新陈代谢减慢，常用作保冷冻真空干燥法是目前保存菌种最好的方法目前保存菌种的最好方法。
二、化学消毒灭菌法
?消毒机制：
?引起菌体蛋白凝固变性
?干扰细菌的酶系统
?损伤细菌的细胞膜
?消毒剂的种类：酚类、醇类、重金属盐类、氧化剂、表面活性剂、烷化剂。
?消毒剂的特点：作用无选择性对人体细胞有损伤故只能外用不能内服
?消毒剂的应用：病人排泄物与分泌物、皮肤、粘膜、饮水、厕所、空气、手、器械、
?环境。
第三节消毒灭菌的应用
一、医疗器械物品的消毒灭菌
?高危器械物品:用时需进入无菌组织的物品。所有这些物品都应该灭菌。(腹腔镜、关节镜、宫腔镜等)。
?中危器械物品:用时不进入无菌组织但接触黏膜的器械。采用消毒即可。(气管镜、胃镜、肠镜等)
?低危器械物品:只接触未损伤皮肤,但不进入无菌组织和不接触黏膜的物品。一般用后清洗、消毒即可 (食品器皿等) 。
?快速周转的医疗器械:
?手机机头, 车针要求高压蒸汽灭菌,
防止肝炎病毒, 艾滋病毒等的传染.
?消毒剂: 2%戊二醛, 浸泡10小时达到灭菌.
第四节影响消毒灭菌效果的因素
?微生物的种类: 敏感性由高到低依次为: 真菌、细菌繁殖体、有包膜病毒、无包膜病毒、分枝杆菌、细菌芽胞。
?微生物的物理状态: 营养差, 抵抗力强; 细菌自稳定期开始, 抵抗力差.
?微生物的数量:
?消毒剂的性质、浓度与作用时间(70% 乙醇)
?温度:
?酸碱度:
?有机物: 脓汁、痰
第五节病原微生物实验室生物安全
一、病原微生物的分类
根据传染性、感染后对个体或者群体的危害程度，病原微生物分为四类：
第一类是指能够引起人类或者动物非常严重疾病的微生物，以及我国尚未发现或者已经宣布消灭的微生物。天花病毒,新疆出血热病毒,埃博拉病毒等.
第二类是指能够引起人类或者动物严重疾病，比较容易直接或者间接在人与人、动物与人、动物与动物间传播的微生物。艾滋病毒,霍乱弧菌,结核杆菌等.
第三类是指能够引起人或动物疾病，但一般情况下对人、动物或环境不构成严重危害，传播风险有限，实验室感染后很少引起严重疾病，并且具备有效治疗和预防措施的微生物。肝炎病毒,流感病毒,金黄色葡萄球菌, 伤寒沙门菌等.
第四类是指在通常情况下不会引起人或动物疾病的微生物。如小鼠白血病病毒等。
第一类、第二类统称为高致病性病原微生物
二、病原微生物实验室的分级
一、二级实验室不得从事高致病性病原微生物实验活动。三级、四级实验室从事高致病性病原微生物实验活动。
从事高致病性病原微生物相关实验活动应当有２名以上的工作人员共同进行。在同一个实验室的同一个独立安全区域内，只能同时从事一种高致病性病原微生物的相关实验活动。应有健全安全保卫制度。
第四章噬菌体
★噬菌体是感染细菌、真菌、放线菌或螺旋体等微生物的病毒；
★个体微小，可以通过细菌滤器；
★无细胞结构，主要由衣壳（蛋白质）和核酸组成；
★只能在活的微生物细胞内复制增殖，是一种专性胞内寄生的微生物。
★噬菌体分布极广。
第一节噬菌体的生物学性状
1、形态与结构
噬菌体很小，在光镜下看不见，需用电镜观察。不同的噬菌体在电镜下有三种形态：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。
抗原性：噬菌体具有抗原性，能刺激机体产生特异性抗体。
抵抗力：噬菌体对理化因素及多数化学消毒剂的抵抗力比一般细菌的繁殖体强，75 ℃30min灭活。噬菌体能耐受低温和冰冻，但对紫外线和X射线敏感。
第二节毒性噬菌体
噬菌体感染细菌有两种结果：
毒性噬菌体能在宿主细胞内复制增殖，产生许多
(virulent phage)：子代噬菌体，并最终裂解细菌，建立溶菌周期。
温和噬菌体(temperate phage)：噬菌体基因与宿主染色体整合，成为前噬菌体，细菌变成溶原性菌，不产生子代噬菌体，但噬菌体DNA能随细菌DNA复制，并随细菌的分裂而传代，建立溶原状态。
毒性噬菌体
?毒性噬菌体在敏感菌内以复制方式进行增殖，增殖过程包括：吸附、穿入、生物合成、成熟和释放。
液体培养基噬菌现象可使浑浊菌液变得澄清。
固体培养基若用适量的噬菌体和宿主菌液混合后接种培养，培养基表面可有透亮的溶菌空斑出现。一个空斑系由一个噬菌体复制增殖并裂解细菌后形成，称为噬斑(plaque),不同噬菌体噬斑的形态与大小不尽相同。
若将噬菌体按一定倍数稀释，通过噬斑计数，可测定一定体积内的噬斑形成单位(plaque forming units,pfu)数目，即噬菌体的数目。
第三节温和噬菌体
温和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，不引起细菌裂解。整合在细菌基因组中的噬菌体基因组称为前噬菌体(prophage)。带有前噬菌体基因组的细菌称为溶原性细菌。
溶原性转换(lysogenic conversion) ：某些前噬菌体可导致细菌基因型和性状发生改变。例如白喉棒状杆菌产生白喉毒素的机理。
第五章细菌的遗传与变异
?遗传(heredity)：使微生物的性状保持相对稳定，子代与亲代生物学的性状基本相同, 且代代相传。
?变异(variation)：在一定条件下，子代与亲代之间以及子代与子代之间的生物学性状出现的差异, 有利于物种的进化。
?基因型(genotype): 细菌的遗传物质.
?表型(phenotype): 基因表现出的各种性状.
遗传性变异：是细菌的基因结构发生了改变，故又称基因型变异。常发生于个别的细菌，不受环境因素的影响，变异发生后是不可逆的，产生的新性状可稳定地遗传给后代。
非遗传性变异：细菌在一定的环境条件影响下产生的变异，其基因结构未改变，称为表型变异。易受到环境因素的影响，凡在此环境因素作用下的所有细菌都出现变异，而且当环境中的影响因素去除后，变异的性状又可复原，表型变异不能遗传。
第一节细菌的遗传物质
?DNA的结构与功能
o结构——两条互相平行而方向相反的多核苷酸链
o功能——储存、复制和传递遗传信息
o复制——半保留复制
o特点——复制中易发生错误—基因突变
o蛋白合成——分子生物学中心法则（DNA-RNA-蛋白质）
?基因与基因的转录
结构基因——编码结构蛋白质
o基因结构
非结构基因——编码功能蛋白质
o基因转录
?遗传信息的翻译
第二节细菌的遗传与变异
一、染色体（chromosome）
?一条环状双螺旋DNA长链，按一定构型反复回旋形成松散的网状结构；
?缺乏组蛋白，无核膜包裹；
?约含有5000个基因；
二、质粒
是细菌染色体以外的遗传物质，是闭合环状的双链DNA。
质粒的特征：
?质粒具有自我复制的能力。
?质粒DNA所编码的基因产物赋予细菌某些性状特征。
?质粒可自行丢失与消除。
?质粒的转移性。
?质粒可分为相容性与不相容性两种
质粒的分类
?根据质粒能否通过细菌的接合作用进行传递
1接合性质粒
2非接合性质粒
?根据质粒在细菌内拷贝数多少
1严紧型质粒
2松弛型质粒
?根据相容性
1相容性——几种质粒同时共存于同一菌体内
2不相容性——不能同时共存
可借此对质粒进行分组、分群
?根据所编码的生物学性状
质粒基因可编码多种重要的生物学性状：
?致育质粒（fertility plasmid、F质粒）编码性菌毛，介导细菌之间的接合传递；
?耐药性质粒（resistance plasmid、R质粒）编码细菌对抗菌药物或重金属盐类的耐药性。分两类，一是接合性耐药质
粒（R质粒），另一是非接合耐药性质粒（r质粒)；
?毒力质粒（Vi质粒）编码与该菌致病性有关的毒力因子；
?细菌素质粒编码细菌产生细菌素；
?代谢质粒编码产生相关的代谢酶。
三、转位因子
?转位因子（transposable element)：是一类在细菌染色体、质粒或噬菌体之间可自行移动的一段特异的具有转位特性的核苷酸序列片段，又称移动基因。
?转座子有二类：
插入序列(insertion sequence , IS)：最小，不超过2kb, 只携带与转座功能有关的基因。
转座子(transposon , Tn)：长度一般超过2kb，除携带与转位有关的基因外还携带其他基因（如耐药性、毒素基因等）。
定位: 细菌染色体、质粒或转座子上.
基本结构：两端为保守末端(attI ,59-be) ，中间为可变区(orf 1)，含一个或多个基因盒.
功能元件：重组位点 (attI ,59-be) ；整合酶基因(intI)；启动子(Pc).
功能: 通过转座子或接合性质粒，使多种耐药基因在细菌中进行水平传播.
第三节基因的转移与重组
?基因转移(gene transfer)：外源性的遗传物质由供体菌进入某受体菌细胞内的过程。
?基因重组(recombination)：转移的基因与受体菌DNA整合在一起，使受体菌获得供体菌某些特性。
?细菌的基因转移和重组方式：转化、接合、转导、溶原性转换、原生质体融合。
1. 转化(transformation):受体菌直接摄取供体菌游离的DNA片段获得新的遗传性状的过程称为转化。
2. 接合(conjugation)
接合：是细菌通过性菌毛相互连接沟通，将遗传物质（主要是质粒DNA）从供体菌转移给受体菌。能通过结合方式转移的质粒称为接合性质粒，不能通过性菌毛在细菌间转移的质粒为非接合性质粒。
F质粒的接合
?F+ ——即F质粒，编码性菌毛，称雄性菌
?Hfr——F质粒整合到细菌染色体上，使细菌能高效地转移染色体上的基因，故称高频重组菌
?F’——Hfr菌中的F质粒可从染色体上脱离下来，并带染色体上几个邻近的基因，故称F’
三者均有性菌毛，均可发生接合
R质粒的接合
?细菌的耐药性与耐药性的基因突变及R质粒的接合转移等有关。
?R质粒有耐药传递因子(RTF)和耐药决定子(r)两部分组成。RTF的功能与F质粒相似，可编码性菌毛的产生和通过接合转移；R决定子能编码对抗菌药物的耐药性。
3. 转导(transduction)
?转导：是以温和噬菌体为载体，将供体菌的一段DNA转移到受体菌内，使受体菌获得新的性状。
?根据转导基因片段的范围，可将转导分为两类：普遍性转导（转导的DNA可是供菌染色体上的任何部分）、局限性转导（转导的DNA只限供菌染色体上的特定基因）。
4. 溶原性转换(lysogenic conversion)
溶原性细菌因染色体上整合有前噬菌体而获得新的遗传性状称为溶原性转换。
5. 原生质体融合(protoplast fusion)
G +菌形成原生质体后，在聚乙二醇（PEG）作用下，可使两种不同的细菌细胞发生融合的过程。
融合后形成双倍体细胞，可短期生存，染色体重组，获得多种不同表型的重组融合体。
人为实验基因转移与重组。
第四节基因突变
一基因突变规律:
?突变可以自然发生为: 自发突变. 具自发性, 随机性.
?人工诱导产生的突变为诱发突变, 可提高突变率.
彷徨试验(fluctuation test, 波动试验)：随机的、非定向的突变是在接触噬菌体之前就已发生，噬菌体对突变仅起筛选而不是诱导作用。
影印试验(replica plating):耐药突变株在接触药物之前出现，药物的作用是选择耐药株，淘汰敏感株
?野生型(wild type):未发生突变的菌株.
?突变型(mutant type): 相对于野生型, 某一性状发生改变的菌株.
?回复突变(reverse mutation):有时突变株经过又一次突变可恢复为野生型的性状.
第五节细菌遗传变异在医学上的实际意义
1、影响细菌学诊断
2、预防耐药菌株的扩散
3、制备疫苗
4、检测致癌物
5、基因工程方面的应用
第六章细菌的耐药性
第一节抗菌药物的种类及其作用机制
抗生素（antibiotic ）：微生物在其代谢过程中产生的能杀灭或抑制其它微生物的产物。有天然和人工半合成两类。
按生物来源分类：
1.细菌产生的抗生素: 如多粘菌素。
2.真菌产生的抗生素: 如青霉素及头孢菌素，现在多用其半合成产物。
3.放线菌产生的抗生素: 放线菌是生产抗生素的主要来源。常见的抗生素包括链霉素、卡那霉素、四环素、红霉素、两性霉
抗菌药物的作用机制
第二节细菌的耐药机制
?耐药性（drug resistance）是指细菌对药物所具有的相对抵抗性。
?耐药性的程度：以该药对细菌的最小抑菌浓度（minimum inhibitory concentration, MIC）表示。
一、细菌耐药的遗传机制
（一）固有耐药性（intrinsic resistance）:细菌对某些抗菌药物的天然不敏感. 如:细菌对两性霉素B耐药.。
（二）获得耐药性（acquired resistance）:
染色体突变
质粒介导的耐药性
转座子介导的耐药性
整合子介导的耐药性
二、细菌耐药的生化机制
（一）钝化酶(modified enzyme)的产生: beta-内酰胺酶水解beta-内酰胺环.
（二）药物作用靶位的改变: 青霉素结合蛋白(转肽酶)构型变化,青霉素无法与其结合.如耐甲氧西林金葡(methincillin-resistant staphylococcus aureus,MRSA)。
（三）抗菌药物的渗透障碍: 细胞壁通透性的改变. 如: 生物膜保护细菌逃逸抗菌药物的杀伤作用.
(四) 主动外排机制: 使得菌体内药物浓度不足。
第三节细菌耐药性的防治
?合理使用抗菌药物(参照药敏结果)
?严格执行消毒隔离制度
?加强药政管理(严格农牧业用药)
?新抗菌药物的研制
?破坏耐药基因(质粒)
第七章细菌的感染与免疫
第一节正常菌群与机会致病菌
一、正常菌群
自然界中，土壤、空气、水及各种物体广泛存在着大量的，多种多样的微生物。人及动植物的体表及其外界相通的腔道中也存在不同种类和数量的微生物，当人体免疫功能正常时，这些微生物对宿主无害，有些对人还有利，是为正常微生物群，通称正常菌群(normal flora)（1014）。
寄生部位：皮肤、口腔、鼻咽腔、外耳道、眼结膜、胃、肠道、尿道、阴道，但是血液及组织器官正常情况下是无菌的正常菌群的生理学意义：
?生物拮抗：受体竞争；产生有害代谢产物；营养竞争
?营养作用：促进消化吸收；参与营养物质转化；合成维生素供人体利用
?免疫作用
?抗衰老作用：双歧杆菌、乳杆菌及肠球菌等产生过氧化物歧化酶（SOD），消除自由基（02-）毒性，抗氧化损伤，抗衰老
?抗肿瘤作用：降解致癌物质；激活巨噬细胞——抑制肿瘤细胞
二、机会感染
正常菌群与宿主间的生态平衡在某些情况下可被打破，原来在正常时不致病的正常菌群就成了条件致病菌（机会性致病菌）而引起宿主发病。常见的情况有：寄居部位的改变；宿主免疫功能低下；菌群失调, 如: 长期大量应用抗生素。
三、微生态平衡与失调
医学微生态学：人体正常菌群及机会感染菌，
微生态平衡——指正常微生物群与宿主生态环境在长期进化过程中形成的生理性组合的动态平衡。
影响因素：
?宿主因素（年龄、饮食、激素水平等）
?正常微生物群（定位、定性、定量）
?外界环境
微生态失调——指正常微生物群在宿主之间的平衡，在外界环境因素影响下被破坏，由生理性组合转变为病理性组合。
诱发因素
?使用抗生素
?正常菌群寄生部位转移（外科手术、腔镜检查等）
?机体免疫功能下降
第二节细菌的致病作用
感染( infection)微生物侵入宿主体内，与宿主相互作用，并导致不同程度的病理变化的过程。
致病菌或病原菌（pathogen）：能感染或引起宿主疾病的细菌（具有致病性的细菌）。
致病性(pathogenicity)或病原性：细菌能引起感染的能力或性质。
毒力(virulence)：致病菌的致病性强弱程度。是细菌致病性量的概念。
一、毒力
细菌的毒力因子包括：侵袭力和毒素。
我们首先来讲侵袭力。
（一）侵袭力是指病原菌具有突破防御、侵入定居、繁殖扩散的能力，包括荚膜、黏附素和侵袭性物质。
1.黏附素：黏附与定植是感染的第一步，与致病性密切相关。正常情况下，呼吸道的纤毛运动、肠蠕动等均不利于细菌的定植，所以粘附很必要。
黏附机制：主要为配体和受体的结合，细菌配体与宿主细胞受体结合，大多具有组织趋向性。
2.荚膜：
3.侵袭性物质：侵袭素和侵袭类酶类
4.生物被膜：细菌附着在有生命或无生命的材料表面后，由细菌及其分泌的胞外多聚物共同组成的呈膜状的细菌群体－－保护性存在形式。
（二）毒素
病原菌产生的毒性物质，可直接引起宿主的组织损伤或生理功能紊乱。
1.外毒素主要由革兰阳性菌和部分革兰阴性菌产生并释放到菌体外，主要是蛋白质，革兰阴性菌能产生外毒素的主要有铜绿假单胞菌、痢疾杆菌、霍乱弧菌等。
特征：（1）毒性蛋白质，大多A—B型毒素；
（2）毒性作用强，具有选择性；如肉毒毒素，对人的致死量为1~2ug。
（3）对理化因素不稳定；主要不耐热，加热可以丧失活性。
（4）抗原性强，可刺激机体产生抗毒素，甲醛脱毒形成类毒素；我们用人工的方法脱毒，保留了抗原性，就是疫苗。
（5）种类多、机制复杂，包括神经毒素、细胞毒素、肠毒素。神经毒素主要干扰神经冲动的传递；细胞毒素可抑制细胞蛋白合成等；肠毒素作用于内皮细胞或者呕吐中枢。
2.内毒素
G－菌细胞壁的脂多糖成分，菌细胞破解后才能释放出来。
特征：产生于G－菌；
化学性质为LPS，对理化因素稳定；
毒性作用相对较弱，无选择性；
抗原性较弱，不能人工处理为类毒素。
内毒素的生物学作用：
致热反应；
白细胞反应；
Shwartzman现象与DIC；
内毒素血症与休克；
免疫调节作用。
二者区别
, 主要表现为致病作用，这些毒素抗原称为超抗原。如:金葡的肠毒素, 毒性休克综合征毒素; 链球菌的猩红热毒素.
二、细菌侵入的数量：毒力越强，需要的数量越少。
三、细菌侵入的途径：呼吸道、消化道等。
第三节宿主的免疫防御机制
一、非特异性免疫机制
（一）屏障结构
皮肤与黏膜屏障：机械阻挡、纤毛运动；分泌杀菌物质；菌群拮抗作用
血脑屏障：软脑膜+脉络膜+脑毛细血管+星状胶质细胞
胎盘屏障：母体子宫内膜的基蜕膜+胎儿绒毛膜
（二）吞噬作用
大吞噬细胞：血液中单核细胞和组织中巨噬细胞
吞噬细胞：
小吞噬细胞：血液中中性粒细胞
1.吞噬杀伤过程：
趋化→接触→吞入→杀灭与消化→残渣排除
2.杀伤机制
依氧杀菌机制
①呼吸爆发（需分子氧参加）
②髓过氧化物酶（MPO）：存在于溶酶体中，与H2O2及氯化物的共同参与，对细菌、真菌等具有强大杀伤活性。
非依氧杀菌机制
?酸性作用：糖分解产酸而导致pH下降，抑制细菌生长而杀菌。
?溶酶体酶及杀菌蛋白：溶酶体、乳铁蛋白、蛋白水解酶、核酸酶、酯酶等，对细菌有杀伤、消化、分解作用。
3.吞噬作用的后果
?完全吞噬：病原体在吞噬溶酶体内被杀灭、消化、排除残渣的过程。（5-10分钟死亡，30-60分钟破坏）
?不完全吞噬：只被吞噬，却不被杀死。
?组织损伤：吞噬过程中，溶酶体酶（水解酶）也能破坏邻近的正常组织，造成组织损伤和炎症反应。
（三）体液因素
?补体: 调理, 溶菌.
?溶菌酶:存在于血清, 唾液, 泪液, 乳汁.主要作用于G+菌.
?防御素: 多肽, 破坏胞外菌细胞膜.
二、特异性免疫
（一）体液免疫——抗体的作用
1.抑制病原体黏附
2.调理吞噬作用
3.中和细菌外毒素
4.溶菌作用
5.抗体依赖性细胞介导的细胞毒作用（ADCC）
（二）细胞免疫
?细胞毒T细胞（CTL）直接杀伤靶细胞
效应T细胞（Th1）产生细胞因子发挥作用
（三）黏膜免疫（mucosal immune system，MIS）
三、抗细菌感染免疫的特点
（一）抗胞外菌感染的免疫