复旦普通微生物学1 ppt课件

宿
非特异性免疫
主
•抗菌物质
免
第二道防线
•吞噬细胞的吞噬作用
疫
•炎症反应 •淋巴结的过滤作用
力
第三道防线
•体液免疫 •细胞免疫
特异性免疫
44 -
感染和感染性疾病
十九世纪德国医生郭霍在固体培养基
上分离出的第一个纯培养的细菌-碳疽
芽胞杆菌
接种健康动物，引起同样的疾病，再
从被感染的动物体内分离出同样的细
38 -
菌种鉴定—鉴定到种
自动细菌鉴定/药敏仪 VITEK 2 Compact BD Phoenix System MicroScan BIOMIC V3微生物鉴定系统 BIOFOSUN微生物鉴定系统
鉴定到种 葡萄球菌？ 金黄色葡萄球菌！
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主要内容
微生物简介 细菌的特点和结构 细菌的分类与命名 临床常见病原菌介绍 细菌感染与人体防御 抗菌药物敏感性试验 细菌的耐药机制
从寒冷的冰川到酷热的温泉，从极高的山顶到极深的海底。
7 -
一般构造
细胞壁 细胞膜 细胞质
核质
核糖体
特殊构造
鞭毛 菌毛
芽孢
荚膜
细菌的结构 8 -
细菌基本结构：细胞壁
细胞壁
细胞壁是位于细菌细胞膜外的一层坚韧而有弹性 的膜状结构
功能：维持形态、保护细菌、物质交换 主要成分(革兰阳性菌与革兰阴性菌结构不同）
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细菌的鉴定
表型分类法 以细菌的形态、结构、生理、生化和血清学反应等细 菌的表型为主要依据
分子生物学技术 基因诊断依据分析DNA的碱基组成，基因片段的大小 ，与比较DNA的同源性关系，从而分析 细菌DNA的亲 缘关系。

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16、业余生活要有意义，不要越轨。2020年8月13日星期四9时36分48秒09:36:4813 August 2020
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17、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。上午9时36分48秒上午9时36分09:36:4820.8.13
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9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。20.8.1320.8.13Thursday, August 13, 2020
酵母菌的细胞膜与 原核生物的基本相 同。但有的酵母菌 如酿酒酵母中含有 固醇类（甾醇）、 VitD的前体----麦 角固醇，这在原核 生物是罕见的。
3 . 细胞核
酵母细胞核是 有双层膜结构 的细胞器（核 膜包裹，轮廓 分明）
•核膜： 核孔40～70nm ，透性比 任何生物膜都大。 •染色体:由DNA和组蛋白牢固结合 而成，呈线状, 数目因种而异。 •核仁：核内有一或几个区域rRNA 含量很高，这一区域为核仁，是合 成核糖体的场所。 •中心体: 在核膜外，由蛋白质亚基 组成的细丝 状结构，在细胞繁殖分 裂中起作用。 细胞核的功能:携带遗传信息，控制 细胞的增殖和代谢。
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13、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。20.8.1320.8.1309:36:4809:36:48August 13, 2020
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14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。2020年8月13日星期四上午9时36分48秒09:36:4820.8.13
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15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。。2020年8月上午9时36分20.8.1309:36August 13, 2020
内质网
是分布在整个细胞中的由膜构成 的管道和网状结构。在细胞中和 核膜或细胞膜相连在一起。
根据表面结构分为：

（Introduction)
微生物学 （ microbiology ）
三 微生物的分类及细菌的命名
• 生物的界级分类学说
– 在人类的历史上，对生物界级的划分存在着一个由浅 入深、由简至繁、由低级到高级的认识过程。
• 生物界级学说的发展过程
– 两界系统三界系统四界系统五界系统六界系 统三域学说
三、微生物的分类及细菌的命名
根瘤菌
自生固氮菌
微生物的农业生产
环境污染日益严重
五、微生物与环境保护 污水处理 TNT 有机磷 石油 重金
属
染料
六、微生物与医药的发展
头孢霉素
青霉素
真菌产生的抗生素
(一）抗生素 1. β-内酰胺类抗生素:包括青霉素、头孢菌素、碳青霉烯类、
头霉素类等。青霉素是很常用的抗菌药品。但每次使用前必须做 皮试，以防过敏。
属（genus) ——生物学性状基本相同、具 有密切关系的一些种组成的集体。
种（species）——是一大群表型特征高度相似，亲缘 关系极其接近、与同属内其他种有着明显差异的菌株总称。 同一菌种的各个细菌，虽性状基本相同，但在某些方面仍 有一定差异。
差异明显——亚种（变种）； 差异小——型（血清型、噬菌体型、细菌素型等）；
编号表示 E.coli B 4.通俗名称 结核分枝杆菌 结核杆菌
每年都有无数的动植物死亡，可 是千万年过去了，为什么没见堆 积如山的死亡的动植物尸体？
请举例两种由微生物引起的 疾病
试举例说明微生物与人们 日常生活的密切关系？
第二节 微生物与人类的关系
• 一、微生物在自然界物质循环中的作用
• 地球上每年都要死亡大量动植物，千万 年过去了，这些动植物的遗体到哪里去 了呢?这就是细菌和其他微生物的功劳 。 它们能把地球上一切生物的残躯遗体 “吃”个精光，同时转化成植物能够利 用的养料，为促进自然界的物质循环立 下了汗马功劳。更何况许多细菌在工农 业生产上起着重要的作用呢!

三、干扰素（interferon ，IFN ）
——干扰素诱变剂作用下由活细胞产生的 一种具有多种功能 的免疫活性蛋白质，主要是糖蛋白，有抗病毒、抗肿瘤和 免疫调节的作用。 1957 Issacs 和 Lindenmann 发现并命名 1、干扰素特点 1）无特异性
I型（α—IFN β —IFN） ——成纤维细胞产生的糖蛋白 II型（免疫干扰素，γ —IFN） ——T细胞产生单体糖蛋白
类毒素（toxoid）和抗毒素（antitoxin）：
利用外毒素对热和某些化学物质敏感的特点，用0.3-0.4%甲
醛处理，使其毒性完全丧失，但仍保持抗原性，这种经处理
的外毒素为类毒素，常用来预防注射。 用类毒素注射动物（如马），以制备外毒素的抗体，称为 抗毒素，作治疗用。
外毒素
0.3~0.4%甲醛 脱毒
2）抗吞噬作用
肺炎链球菌：荚膜，避免中性粒细胞、巨噬细胞 A族链球菌表面M蛋白：抗吞噬、抵御抗体等作用 （E.coli K抗原等）
3）繁殖与扩散能力
a、透明质酸酶（旧称扩散因子） 水解结缔组织中透明质酸，透性增加，利于病原体迅速扩散 （链球、葡球等）
b、胶原酶
水解胶原蛋白，利于扩散（产气荚膜梭菌）
免疫细胞
免疫分子
(一) 特异性免疫类型
1、体液免疫（Humoral immunity） 抗体参与的特异性免疫。抗体存在于血清中得名主要作用： 对抗细胞外微生物及其分泌的毒素 2、细胞免疫（Cellular immunity） T细胞受到抗原或有丝分裂原刺激后，分化、增殖、转化为致 敏淋巴细胞，产生特异性免疫应答过程。
炎症（inflammatory）
炎症是机体受到有害刺激时所表现的一系列局部和
全身性防御应答，可以看作是非特异免疫的综合作用

④F’菌株： 细胞中含有游离的、带小段染色体基因的环状F因子，可与F–
菌株接合，使其成为F′菌株。 F′菌株的形成：由Hfr菌株中的F因子在不正常切离而脱离核染
色体组时所形成，并因此造成细胞染色体发生缺失， F因子 也缺失一段DNA. 由Hfr异常释放所生成的F’菌株，称为初生F’菌株； 由F– 接受外来F′因子所产生的F′叫作次生F′细胞； F因子转导F-mediated transduction: 利用F’菌株与F–接合可将 供体染色体DNA传入F– 菌株，从而使F– 既获得供体菌的若 干遗传特性，又可获得F因子。这种接合方式叫做F因子转导, 又称性导sexduction. ——因为F因子可在细菌的染色体多位 点整合，所以F因子转导可实现不同基因的转移和重组。
• 到1983年E. coli染色体上已定位1027个基因
d
e
Hfr中F因子的整合、断裂和转移
感谢大家参与
、
复旦普通微生物学课件46
1、接合及其发现
接合——两个亲本细胞通过直接接触来转移遗传物质的基 因重组方式。通过接合而获得新性状的受体细胞就是接合 子（conjugant）
Met-bio-thr+leu+
Met+bio+thr-leu-
1946年用E.cAoli的两个营养缺陷型所作的实验： B
[-]
混合培养
[-]
[Met.bio.thr.leu]
离心洗涤后
[-] Met+bio+thr+leu+
U型管实验：
A [-]
B 过滤器
[-]
接合：
供体与受体细胞直 接接触，借性菌毛传递 DNA，在受体细胞中发 生交换、整合，使之获 得供体菌的遗传性状的 现象，称为接合。通过 接合而获得新性状的受 体细胞就称接合子。

• 反之，G-细胞因其细胞壁较薄，外膜层 的类脂含量高，肽聚糖层薄和交联度低， 在遇脱色剂后以类脂为主的外膜迅速溶 解，薄而松散的肽聚糖网不能阻挡结晶 紫与碘复合物的溶出，因此通过乙醇脱 色后细胞褪成无色。这时再经沙黄等红 色染料进行复染，就使革兰氏阴性菌呈 现红色，而革兰氏阳性菌仍保留紫色 （实为紫加红色）。
1.2，革兰氏阴性菌的细胞壁
• 革兰氏阴性菌的细胞壁的特点：细 胞壁薄（15—20nm），有多层结 构（外膜和肽聚糖层，在细胞壁和 细胞质膜之间还有一个明显的空间， 称为壁膜间隙。外膜位于肽聚糖层 之外，由内向外依次又可分为脂蛋 白层、磷脂层和脂多糖层。），一 般肽聚糖为单层，不含有磷壁酸。
（1）肽聚糖
双五环C40二植烷醇四乙醚 二联植烷醇二甘油二乙醚 植烷醇甘油二乙醚
植烷醇
醚键
硬脂酸
酯键
古生菌与真细菌（真核）质膜的区别
• 亲水头与疏水尾间是通过醚键而不是酯键连接的
• 组成疏水尾的长链烃是异戊二烯的重复单位，与甘 油形成甘油二醚或二甘油四醚，而不是脂肪酸
• 质膜中存在着独特的单分子层膜或单、双分子层混 合膜，而真细菌为双分子层
It is a typical UNIT MEMBRANE ! B. Colorized electron micrograph of'the cytoplasmic membrane (CM) of the bacterium Bacillus subtilis reveals the characteristic railroad track appearance of this lipid bilayer.
肽聚糖
• 肽聚糖分子基本组成单位为肽聚糖单体。 肽聚糖单体由双糖单位（N—乙酰葡萄 糖胺、N—乙酰胞壁酸）、四肽尾或四 肽侧链、肽桥或肽间桥组成。

结核病是人类的灾难之一，到二十世纪 四十年代链霉素等抗结核药物发明之前，结 核病仍然是不治之症。
2020/4/1
自１８８２年柯霍发现结核菌以来，迄今 结核病死亡人数已达２亿，结核病被称为 “白色瘟疫”，在人类历史上演绎了一幕 幕的悲剧。中国人曾经被称为“东亚病夫 ” ，主要是由于结核病的蔓延。
上世纪20年代末，全国有肺结核病人约 1000余万，每年死于结核病的人数为120余 万。1949年结核病患病率高达1750／10万 ，结核病死亡率200/10万，结核病是成人 传染病中的第一杀手。
2020/4/1
• 一、微生物的概念与分类 • 二、微生物的发展简史与特征 • 三、微生物的生长繁殖大小 • 四、微生物对人类健康的威胁与药品微生物
学检查的意义 • 五、药品生产中微生物的控制及药品微生物
检测标准 • 六、无菌生产工艺
2020/4/1
一、微生物的概念与分类
• 1、概念 微生物是一群体形细小、结构简
2020/4/1
道传染病的发生和流行。如果使用了被铜绿 假单胞杆菌污染的滴眼剂，致使患者受伤的 眼睛严重感染，导致失明。金黄色葡萄球是 人类化脓性感染中最重要的病原菌。
受到微生物污染的药品还可能产生化学 和物理化学变化而变质，使药品失效或产生 毒害作用。 （2）、药品的质量决定药品是“雪中送炭还 是雪上加霜”。
无菌生产工艺应严密监控其生产的洁 净度，并应在无菌控制的环境下进行过 滤操作。相关的设备、包装容器、塞子 及其他物品应采用适当的方法进行灭菌 ，并防止被再次污染。
2020/4/1
无菌生产工艺过程的无菌保证应通过 培养基无菌灌装模拟试验验证。在生产 过程中，应严密监控生产环境的无菌空 气质量、操作人员的素质、各物品的无 菌性。

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29
（五）分布广、种类多
1、分布广
微生物因其体积小、重量轻，可以随空气流动 到处传播。但其怕明火，地球上除了火山的中心区 域外，到处都有微生物的踪迹。
万米深海、85公里高空、 地层下128米和427米 沉 积岩中都发现有微生物存在。
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2、种类多
（1） 物种的多样性 （2） 生理代谢类型的多样性 （3） 代谢产物的多样性 （4） 遗传基因的多样性 （5） 生态类型的多样性
这是微生物五大共性的基础，由它可发展出一 系列其他共性。
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（二） 吸收多，转化快
微生物对于营养物质的吸收和代谢产物的排出都是通 过细胞表面进行的，因此体积小、面积大就为其提供 一个巨大的营养物质吸收面和对于外界环境信息（冷、 热、干、湿、酸、碱、盐、渗透压等等）的接收面。 吸收多就转化快。
3克地鼠每天消耗与体重等重的粮食； 1克闪绿蜂鸟每天消耗两倍于体重的粮食； 大肠杆菌每小时消耗2000倍于体重的糖。
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6
（二）微生物的种类
微生物类群十分庞杂，包括真核类、原核类及非细胞 类。
真核类：属于真核生物的真菌（酵母菌、霉菌和蕈 菌），单细胞藻类、原生动物等；
原核类：属于原核生物的细菌（真细菌和古细菌）、 放线菌、蓝细菌、支原体、立克次氏体、衣原体等；
非细胞类：无细胞结构的病毒、类病毒、拟病毒等。
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7
二、微生物在生物界的位置
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15
6、三总界五界系统
我国学者陈世骧（1979年）等按生物历史发展的三 个阶段的不同将生物分为来分三个总界，再按生理、 生态特性的差别分五个界。
Ⅰ．非细胞总界（SuperkingdomAcytonia）
Ⅱ．原核总界（SuperkingdomProcaryota）

位于菌细胞的最外层，包绕在细胞膜的周围
。组成较复杂， 并随不同细菌而异。 用革兰染色法可将细菌分为两大类，即革兰 阳性菌和革兰阴性菌细胞壁 cell wall
1. 化学组分 肽聚糖 peptidoglycan G+菌 磷壁酸 teichoic acid 聚糖骨架 四肽侧链 五肽交联桥
肽聚糖 peptidoglycan G- 菌
细菌的一般结构模式图
细菌的结构(Structure of Bacteria)
细菌的基本结构: 细胞壁、细胞膜、细胞质、核质 细菌的特殊结构: 荚膜、鞭毛、菌毛、芽胞
一、细菌的基本结构
Basical Structure of Bacterium
细胞壁 cell wall
细胞壁( Cell Wall)
（3）特异多糖（specific polysaccharide）


最外层，由数个至数十个低聚糖（ 3~5个单糖）重复单位所构成的多 糖链。 是革兰阴性菌的菌体抗原（O抗原 ），具有种特异性
3. G+菌与G-菌细胞壁的区别
细胞壁
强 度 厚 度 肽聚糖层 肽聚糖量
革兰阳性菌
较坚韧 21~80nm 可达50 层 50%~80%
用靶点，可抑制细菌蛋白质的合成。 如：链霉素
红霉素 2. 质粒 plasmid 是存在于细菌胞质中的闭合环状双
链DNA，为染色体外的遗传物质。质粒带有遗传信息， 控制细菌某些特定的遗传性状。如编码菌毛、细菌素、 毒素和耐药性等。
3. 胞质颗粒 又称内含物（inclusion）。大多为储藏
营养物质的场所，包括糖、脂类等。
芽胞的功能及意义

抵抗力强。芽胞对理化因素（热、 干燥、辐射、化学消毒剂等）具有 高强度的抵抗力。炭疽杆菌芽胞可 在草原中存活20~40年。 灭菌是以杀死芽胞为标准的

生理生化鉴定
利用微生物对特定底物的代谢能力或产生的代谢产物进行鉴定，如 API鉴定系统、Biolog鉴定系统等。
免疫学鉴定
利用抗原抗体反应进行微生物鉴定，如酶联免疫吸附试验（ELISA） 、免疫荧光技术等。
分子生物学鉴定
基于微生物基因序列信息进行鉴定，如PCR扩增、基因芯片技术、高 通量测序等。
常见微生物的识别与鉴定实例
基因表达的调控
基因表达受到多种因素的 调控，包括转录因子、表 观遗传学修饰等。
微生物的基因突变与重组
基因突变的类型
包括点突变、插入突变、缺失突 变等。
基因突变的机制
DNA复制错误、诱变剂作用、转 座子等。
基因重组的方式
同源重组、非同源重组、转导等。
微生物的基因工程与应用
1 2
基因工程的基本技术
包括DNA重组技术、基因克隆技术、基因编辑技 术等。
通过微生物的发酵作用，将垃 圾中的有机物质转化为肥料或 燃料。
土壤修复
利用某些微生物能够降解重金 属或有机污染物的特性，进行 土壤修复。
生物防治
利用某些微生物或其代谢产物 对有害生物进行防治，减少化
学农药的使用。
06
微生物的分类与鉴定
微生物的分类方法与系统发育树构建
传统分类法
数值分类法
基于形态学、生理生化特性和生态学特征 进行分类，如细菌的形态、染色反应、培 养特性等。
01
病毒的基本结构
核酸与蛋白质外壳
02
病毒的特殊结构
包膜、刺突等
03
04
病毒的大小与形态
不同病毒的大小与形态差异
病毒的复制与变异
病毒的复制方式及变异机制
03
微生物的生理与代谢

2019 28
细菌细胞的基本结构
（1）细胞壁的基本骨架——肽聚糖
概念： 肽聚糖是由 N—乙酰胞壁酸（NAM） 和N—乙酰葡糖胺（NAG） 以及少数氨基酸短肽链组 成的亚单位聚合而成的大 分子复合体
2019
-
29
细菌细胞的基本结构
肽聚糖单体
由NAG 、 NAM 、肽尾、肽桥构成
2019
-
30
细菌细胞的基本结构
脂多糖; 蛋白质层:脂蛋白、 基质蛋白、 外壁蛋白; 磷脂.
2019 41
细菌细胞的基本结构
脂多糖(LPS,lipopolysaccharide)：
脂质A:两个葡糖胺连接多 个脂肪酸,为内毒素 的中心。 核心多糖:与脂质A相连,由 糖及其衍生物组成。 O-侧链:短多糖链,其顺序有 菌种特异性,具有诊断 细菌学意义。
第二章
微生物的形态与构造 （一）原核微生物
2019
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1
一、研究形态构造意义 二、原核微生物类群
三菌：
光能营养：蓝细菌
化能营养：细菌、放线菌
三体：
可以培养：支原体
专营寄生：立克次氏体、衣原体
2019
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2
第一节 细菌
本节提要： 细菌的形态和染色 细菌细胞的一般结构 细菌细胞的特殊结构 细菌的繁殖和培养
单球菌
双球菌
链球菌
2019
四联球菌
八叠球菌 -
葡萄球菌
8
2.
杆菌(bacillus)
2019
-
9
细菌的形态和染色 2.
杆菌(bacillus)
短杆菌
2019
长杆菌
-
梭状芽孢杆菌
10
细菌的形态和染色 3. 螺旋菌（spirilla):螺旋状的细菌。螺旋不满 一圈称为弧菌(vibrio)，满2~6环称为螺旋菌 (spirllum)，旋转周数在6环以上的称为螺旋体 (spirochaeta)。

赴法国南部的阿雷调查致使蚕死亡的疾病 开始研究啤酒发酵 发表<啤酒发酵>
法国东部爆发炭疽病,开始研究炭疽病
在研究鸡霍乱时,发现使用弱化微生物对疾病免疫的方法 开始研究狂犬病
对羊作炭疽病免疫的大胆实验,大获成功.
约瑟夫.迈斯特遭狂犬咬后,对其进行接种,获得成功. 巴斯德研究院成立
去世
The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1905
基本原则——柯赫原则。
柯赫原则
1、 在每一病例中都出现这种微生物；
2、 要从寄主分离出这样的微生物并在培养基中培 养出来；
3、用这种微生物的纯培养接种健康而敏感的寄 主，同样的疾病会重复发生；
4 、从试验发病的寄主中能再度分离培养出这种微生物 来。
病原菌
麻风杆菌
发现人
汉森（Hansen, 瑞典）
衣原体 支原体
细菌
细菌学 （属于原核生物界）
部分 原核细胞型微生物
分子细菌学
分子病毒学
真菌学
细菌学
病毒学
1865年6月 赴法国南部的阿雷调查致使蚕死亡的疾病
新型疫菌的研究进展很快
戊型肝炎病毒(HEV)
细胞核的分化较低，仅有原始核，无核膜、核仁。
普通微生物学 微生物学 工业微生物学 1880年
开始研究狂犬病
戊型肝炎病毒(HEV) 丙型肝炎病毒(HCV)
好实验课, 不仅可加深对相关理论的 在世界上首创病毒体外培养新技术，为世界病毒学界所公认，为现代病毒学奠定了基础。
伊凡诺夫斯基，俄罗斯著名科学家1892年发现烟草花叶病病源的滤过性 戊型肝炎病毒(HEV)
理解与掌握, 也是学习掌握基本技能 正常菌群：在人体各部位经常寄居而对人体无害的细菌。