复旦普通微生物学课件46

（二）噬菌体的感染实验
1953年美国人Hershey和Chase用放射性同位素方法，提 供了DNA是噬菌体遗传物质的直接证据。
用含32P和35S的培养基培养大肠杆菌H，再用被标记的大肠 杆菌Ｈ培养Ｔ2噬菌体，直至完全标记上32P和35S的T2噬菌体为 止。用标记的T2噬菌体侵染没有标记的大肠杆菌Ｈ，结果表 明，Ｔ2噬菌体外壳蛋白中有35S放射性并与细菌的细胞壁连接， 而DNA部分则有32P放射性并进如细菌的细胞质中。这一事实说 明，在噬菌体侵染细菌过程中蛋白质外壳留在细菌细胞外， 只有DNA进入了细胞，又一次证明遗传物质是DNA，而不是蛋 白质。
降解质粒以其所分解的底物命名，例如， CAM（樟脑）质粒， OCT（辛烷）质粒， XYL（二甲苯）质粒， SAL（水杨酸）质粒， MDL（扁桃酸）质粒， NAP（萘）质粒， TOL（甲苯）质粒等
“超级菌”
通过遗传工程手段构建 具有数种降解质粒的菌 株，具有广谱降解能力 的工程菌。
（一）转化实验 最早进行转化（transformation）实验的是F. Griffith（
真核生物的基因一般无操纵子结构。
大肠杆菌基因组
4100个基因，4.7×106bp 遗传信息的连续性,共价、闭合、环状 功能相关的结构基因组成操纵子 结构基因单拷贝及rRNA多拷贝 基因的重复序列少而短
质粒——原核生物遗传物质存在的一种方式
质粒：一种独立于染色体外，能进行自主复制的细胞
质遗传因子，主要存在于各种微生物细胞中。
（2）R质粒（R plasmid）
称R因子（R factor）、抗性因子（ resisitrance plasmid ），包括抗 药性和抗重金属二大类
R质粒一般由两个相连的DNA片段组成

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！
39 -
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）
36 -
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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标本的处理

涂片光镜检查

诊断病原最基本和快速的方法：脑脊液 直接形态学检查 革兰染色或特殊染色

分离培养和鉴定


动物接种
免疫学检查
11
痰标本
主要病原菌：肺炎链球菌，克雷伯菌属，流感嗜血杆菌，金黄色葡萄球菌，铜绿 假单胞菌。 非病原菌：酵母菌，草绿色链球菌，凝固酶阴性葡萄球菌
病人需用水清洁口腔， 深咳肺部痰， 不要唾液 肺炎链球菌

8
试验菌的结果报告可用MIC（ug/ml ）或
用敏感(S)、中介(I)和耐药(R)报告。
16
多点接种仪
试管稀释法
试管稀释法
32
16
8
4
2
1
0.5
0.25
0.125
0.06
MIC＝1ug/ml
微量稀释法
微量稀释法
128 64 A B C D E F G H 32 16 8 4 2 1 0.5 0.25 0.125 0.06
30
流感嗜血杆菌的卫星现象
31
菌种鉴定—鉴定到种

根据纯分细菌的形态、菌落特征，特征性的生化反应，选 择合适的细菌鉴定系统。
如手工的API条和半自动的ATB



肠杆菌科细菌：API 20E
非发酵革兰阴性杆菌：API 20NE 葡萄球菌属：Slidex Staph Plus、API Staph 链球菌属：Slidex Strepto Kit、API Strep 奈瑟菌属、嗜血杆菌属：API NH
流感嗜血杆菌
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革兰染色评估呼吸道标本是否合格？
有代表性的好标本 中性粒细胞多
白细胞>25/低倍视野

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1.4 微生物的一般特点
A.种类多、分布广。 B.体积小、新陈代谢旺盛、繁殖快。 C.易变异。
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A.微生物在自然界物质转化中的作用. B.微生物在工农业生产中的作用.
1.微生物体的应用 2.微生物代谢产物的应用 3.微生物代谢活动的应用 C.微生物在医药卫生中的作用. D.微生物的危害.
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A. 球菌的形态及排列
单球菌: 尿素微球菌 双球菌: 肺炎双球菌 链球菌: 乳链球菌 四联球菌: 四联微球菌 八叠球菌: 藤黄八叠球菌. 尿素八叠球菌 葡萄球菌: 金黄色葡萄球菌
B.杆菌的形态及排列
链状、栅栏状、八字型、分散存在
C.螺旋菌的形态及排列
分散存在
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1.2.2 目前的六界分类系统：
非细胞生物——————————————— 病毒界 动物界
生物
高等生物————
植物界
真核生物
真核原生生物界
细胞生物
低等生物— 菌物界
原核生物—————————原核生物界
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目前的三域分类系统：
生物
细菌域 真核生物域 古生菌域
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的病毒；单细胞的立克次式体、细菌、 放线菌；属于真菌的酵母菌与霉菌；单 细胞 藻类、原生动物等。
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1.2 微生物在分类学中的地位：
1.2.1 魏塔克(Whittaker) 1969年提出的 关于生物分类的五界系统:
原 核 生 物 界 (Monera) 、 原 生 生 物 界 (Protistae) 、 真 菌 界 (Fungi) 、 植 物 界 (Plantae)、动物界(Animalia)。

• 放线菌：Streptomyces 、Nocardia
• 接合还可发生在不同属的菌种之间，如E. coli与Salmonella typhimurium之间或S. typhimurium与Shigella dysenteriae之间
• E. coli的F因子：决定性别的质粒，属于附加体（episome），可以通过接 合作用获得，也可以通过丫啶类化合物、溴化乙锭或丝裂霉素C的处理而 消除。
F′× F–
F′ + F′
F因子转导（F-duction）：
• 通过F’菌株与与F–菌株间的接合，就可以使后者转变成F’菌株，为次 生F’菌株。它是一个部分双倍体，具有一个不完整的F因子，缺少部 分基因，仍可进行与F–菌株间的接合。
• 由F’因子来传递供体基因的方式，称为F因子转导、性导（sexduction） 或F因子媒介的转导（F-mediated transduction）。
离心洗涤后
[-] Met+bio+thr+leu+
U型管实验：
A [-]
B 过滤器
[-]
F因子的存在方式
根据F因子在E. coli中的有无，及与染色体的关系， 可将E. coli分为四种类型：
① F– （“雌性”）菌株： 细胞中不含有F因子， 细胞表面不具有有性纤毛。 可以通过与F+、F’或Hfr菌株接合而接受供体菌的F因 子、 F’因子或Hfr菌株的部分或全部遗传信息，相应 地可以转变成F+菌株、 F’菌株或重组子。 据估计，从自然界分离到的2000株E. coli中约有30% 是F–菌株。
约120分钟。由于种种原因DNA转移过程常会发生中
断，所以越是前端的基因进入F– 细胞的机会越大。F 因子位于线状DNA的末端，进入受体细胞的机会最小， 故这种接合引起转性的频率最低，但可以出现各种重

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
、
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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。

病毒缺乏独立的代谢和能量系统 ，必须利用宿主细胞的酶系统、 原料和能量进行复制。
形态多样 结构简单 寄生生活
严格细胞内寄生
病毒粒子形态各异，有球形、杆 状、砖形、蝌蚪形等。
病毒必须寄生在活细胞内才能复 制和增殖。
病毒的复制与变异
复制周期
包括吸附、注入、脱壳、生物合 成、组装与释放等步骤。
变异机制
病毒的变异机制包括错误复制、 基因重组和基因重配等。
通过接种疫苗可以预防某些由微生物引起的疾病，如麻疹、流感等 。
微生物与药物的关系
微生物是药物的重要来源
许多抗生素、抗真菌药物等都来源于微生物或其代谢产物。
微生物在药物生产中的应用
利用微生物发酵技术可以生产多种药物，如青霉素、维生素等。
微生物与药物相互作用
某些药物可以影响微生物的生长和代谢，同时微生物也可以影响药 物的吸收、分布和代谢。
06
实验诊断与防治原则
Chapter
实验诊断方法与技术
细菌学诊断方法
包括细菌培养、生化反应、血 清学试验等，用于鉴定细菌种
类和检测细菌感染。
病毒学诊断方法
包括病毒分离、病毒抗原检测 、病毒核酸检测等，用于鉴定 病毒种类和检测病毒感染。
免疫学诊断方法
包括抗原抗体反应、免疫荧光 技术、酶联免疫吸附试验等， 用于检测病原体特异性抗原或 抗体。
03
人类通过培养有益微生物和消灭有害微生物来维护自身健康，
如疫苗接种、消毒灭菌等。
02
细菌学
Chapter
细菌的形态与结构
细菌的基本形态
球菌、杆菌、螺形菌
细菌的结构
细胞壁、细胞膜、细胞质、核质
特殊结构
荚膜、鞭毛、菌毛、芽孢

• 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。

杆菌是细菌中种类最多的类型,因菌种不同,菌体细胞的长 短、粗细等都有所差异。
杆菌的形态：短杆状、长杆状、棒杆状、梭状杆状、月亮 状、竹节状等；按杆菌细胞繁殖后的排列方式则有链状、 栅状、“八”字状等。
短杆菌
长杆菌 星空8538的个人中心
梭状芽孢杆菌
细菌耐药与抗菌药物的合理应用施光 峰上海 复旦大 学人寿 保险基 本法宣 导部经 理基本 法课标 研教材 是集体 备课的 主要内 容是高 效课堂 的基础 高校基 建管理 相关法 规培训 七年级 生物下 册第七 章第一 节分析 人类活 动破坏 生态环 境的实 例期权 定价与 动态无 套利
细菌耐药与抗菌药物的合理应用施光 峰上海 复旦大 学人寿 保险基 本法宣 导部经 理基本 法课标 研教材 是集体 备课的 主要内 容是高 效课堂 的基础 高校基 建管理 相关法 规培训 七年级 生物下 册第七 章第一 节分析 人类活 动破坏 生态环 境的实 例期权 定价与 动态无 套利
第二章 微生物的形态和构造（一） 原核微生物
原核细胞和真核细胞的区别
原核细胞 真核细胞
细胞核 细胞器
原核细胞
真核细胞
有明显核区， 有核膜，核仁 无核膜、核仁
无线粒体，能 有线粒体，能量
量代谢和许多 代谢和许多合成
物质代谢在质 代谢在线粒体中
膜上进行
进行
核糖体 分布在细胞 质中，沉降
星空8538的系个人数中心为70S
分布在内质网 膜上，沉降系 数为80S
八叠球菌：
细胞按三个互相垂直的 平面进行分裂后，每八 个球菌特征性地连在一 起成立方体形.
如藤黄八叠球菌
（Sarcina ureae)
星空8538的个人中心
葡萄球菌： 细菌耐药与抗菌药物的合理应用施光峰上海复旦大学人寿保险基本法宣导部经理基本法课标研教材是集体备课的主要内容是高效课堂的基础高校基建管理相关法规培训七年级生物下册第七章第一节分析人类活动破坏生态环境的实例期权定价与动态无套利