【正文】 細菌總論 微生物 ：存在于自然界的一大群體形微小、結構簡單、肉眼直接看不見，必須借助光學顯微鏡或電子顯微鏡放大數(shù)百倍、數(shù)千倍。甚至數(shù)萬倍才能觀察到的微小生物。 微生物的分類 ： 種類 細胞結構 核酸 特點 代表 非細胞型微物 無典型細胞結構構 DNA 或RNA，兩者不同時存在 無產生能量的酶系統(tǒng)，只能在活細胞內生長增值 病毒 原核細胞型微生物 無核膜、核仁，僅有核糖體 DNA和 RNA 古生菌、細菌（細菌、支原體、衣原體、立克次體、螺旋體和放線菌） 真核細胞型微生物 細胞核分化程度很高，有核膜核 仁，細胞器完整 DNA和 RNA 真菌 病原微生物 ：少數(shù)具有致病性，能引起人類、植物病害的微生物。 機會致病性微生物 ：在正常情況下不致病，只有在特定情況下導致疾病的微生物。 醫(yī)學微生物發(fā)展簡史：微生物經驗時期、實驗微生物學時期（巴氏消毒法 ,免疫學 ,抗生素發(fā)明）、現(xiàn)代微生物學時期（微生物基因組） 第一章 細菌的形態(tài)與結構 第一節(jié) 細菌的大小與形態(tài) 觀察細菌常采用光學顯微鏡，一般以微米為單位。 按細菌外形可分為： ① 球菌 coccus（雙球菌、鏈球菌、葡萄球菌、四聯(lián)球菌、八疊球菌） ② 桿菌 bacillus（鏈桿菌、棒狀桿菌、球桿菌、分枝桿菌、雙歧桿菌） ③ 螺形菌 spiral bacterium（弧菌、螺菌、螺桿菌） 第二節(jié) 細菌的結構 基本結構：細胞壁、細胞膜、細胞質、核質 特殊結構：莢膜、鞭毛、菌毛、芽胞 革蘭陽性菌（ G+）：顯紫色；革蘭陰性菌（ G）：顯紅色。 細胞壁結構 革蘭陽性菌 G+ 革蘭陰性菌 G 肽聚糖組成 由 聚糖骨架、四肽側鏈、五肽交聯(lián)橋 構成堅韌三維立體結構 由 聚糖骨架、四肽側鏈 構成疏松二維平面網絡結構 肽聚糖厚度 20～ 80nm 10～ 15nm 肽聚糖層數(shù) 可達 50 層 僅 1～ 2 層 肽聚糖含量 占胞壁干重 50～ 80% 僅占胞壁干重 5～ 20% 磷壁酸 有 無 外膜 無 有 聚糖骨架組成： N乙酰葡糖胺 —— β 1,4 糖苷鍵 —— N乙酰胞壁酸 G菌的外膜 ｛脂蛋白、脂多糖（ LPS）→【脂質 A，核心多糖，特異多糖】、脂質雙層｝ 脂多糖（ LPS）：即 G菌的內毒素 。 LPS 是 G菌的重要致病物質，使白細胞增多，直至休克死亡；另一方面， LPS 也可增強機體非特異性抵抗力，并有抗腫瘤等有益作用。 ①脂質 A：內毒素的毒性和生物學活性的 主要成分，無種屬特異性，不同細菌的脂質 A 骨架基本一致，故不同細菌產生的內毒素的毒性作用均相似。 ②核心多糖： 有屬特異性 ，位于脂質 A 的外層。 ③特異多糖：即 G菌的菌體抗原（ O 抗原 ），是脂多糖的最外層。 細胞壁的功能： ? 維持菌體固有的形態(tài) ? 保護細菌抵抗低滲環(huán)境。 ? 參與菌體內外物質的交換 ? 菌體表面帶有多種抗原表位，可以誘發(fā)機體免疫應答 ? 某些成分與致病性相關 ? G菌的外膜是一種有效的屏障結構，使細菌不易受到機體的體液殺菌物質、腸道的膽鹽及消化酶等的作用。 細菌細胞壁缺陷型（細菌 L 型）： 細菌細胞壁的肽聚 糖結構受到理化或生物因素的直接破壞或合成被抑制，這種細胞壁受損的細菌在高滲環(huán)境下仍可存活者稱為細菌細胞壁缺陷型。 原生質體： G+菌細胞壁缺失后，原生質層僅被一層細胞膜包住 原生質球： G菌肽聚糖層受損后尚有外膜保護 細菌 L 型特點：多態(tài)性， 大小不一，大多染成 G。 Clinical：臨床遇有癥狀明顯癥狀而標本顯示為陰性，應考慮細菌 L 型感染，應換用 L 型培養(yǎng)基并更換抗菌藥。 ■ 細菌 L 型的誘發(fā)因素 ，如：溶菌酶，青霉素，溶葡萄球菌素，膽汁，抗體，補體等。 溶菌酶：能裂解肽聚糖中 N乙酰葡萄胺和 N乙 酰胞壁酸之間的 β 1， 4 糖苷鍵 ，破壞聚糖骨架，引起細菌裂解。 青霉素：能與細菌競爭合成肽聚糖過程中所需的轉肽酶，抑制四肽側鏈上 D丙氨酸與五肽橋間的聯(lián)結，使細菌不能合成完整的肽聚糖，在一般滲透壓環(huán)境中科導致細菌死亡。 ■ 細菌 L 型需在 高滲低瓊脂含血清 的培養(yǎng)基中生長。 G+菌細胞壁缺損形成的原生體，在普通培養(yǎng)基中很容易脹裂死亡，必須保存在高滲環(huán)境中。 細胞膜： 細胞膜的主要功能： ①物質轉運；②呼吸和分泌；③生物合成（ PBP）；④參與細菌分裂： 細菌部分細胞膜內陷、折疊、卷曲形成的囊狀物，稱為中介體（擬 線粒體）。 細胞質： ①核糖體：鏈霉素（與細菌核糖體的 30S 亞基結合）和紅霉素（與細菌核糖體的 50S 亞基結合）均能干擾其蛋白質合成，從而殺死細菌，但對人體核糖體無害。 ② 質粒 ：染色體外的遺傳物質，為閉合環(huán)狀的雙鏈 DNA ③胞質顆粒：貯藏有營養(yǎng)物質。異染顆粒（也成迂回體，嗜堿性強，用甲基藍染色時著色較深呈紫色）常見于白喉棒狀桿菌。 核質： 細菌的遺傳物質。 細菌的特殊結構 ⑴莢膜 capsule：包繞在細胞壁外的一層 粘液性物質 ，為多糖或蛋白質的多聚體，用理化方法去除后并不影響菌細胞的生命活動 。 ①厚度≧ 微米邊界明顯的稱為莢膜或大莢膜；厚度﹤ 0、 2 微米的為 微莢膜 。 ②若粘液物質疏松地附著于菌細胞表面，邊界不明顯且易被洗脫者成為粘液層。 ③大多數(shù)細菌的莢膜為多糖，多糖分子組成和構型的多樣化使其結構極為復雜，成為血清學分型的基礎。 ④莢膜對一般堿性染料親和力低，不易著色。 ■ 莢膜的功能： ①抗吞噬作用；②粘附作用；③抗有害物質的損傷作用。 ⑵鞭毛 flagellum：包括：單毛菌、雙毛菌、叢毛菌、周毛菌 鞭毛由基礎小體、鉤狀體、絲狀體三部分組成。 ■ 鞭毛的功能： 使細菌能在液體中自由游動，速度 迅速。 細菌的運動有化學趨向性，常向營養(yǎng)物質處前進，而逃離有害物質。 有些細菌的鞭毛與 致病性 有關。 ⑶菌毛 pilus 或 fimbriae：必須用電子顯微鏡觀察 ② 通菌毛： 與 細菌粘附 有關。 ②性菌毛：僅見于少數(shù) G菌。 具有 傳遞遺傳物質 作用。（ F+/F） ⑷ 芽胞 spore： 某些細菌在一定環(huán)境條件下胞質脫水濃縮，在菌體內部形成的一個圓形或者卵圓形小體，是 細菌的休眠形式，營養(yǎng)缺乏尤其是 C、 N、 P 元素不足時，細菌生長繁殖減速，啟動芽胞形成的基因。 ■ 細菌的芽胞由內向外依次是：核心、內膜、芽胞壁、皮質、外膜、芽胞殼和芽胞 外衣。 ■芽胞的形成與發(fā)芽： 芽胞具有完整的核質、酶系統(tǒng)和合成菌體組分的結構，能保存細菌的全部生命必須物質，芽胞形成后細菌即失去繁殖能力。 一個細菌只形成一個芽胞，一個芽胞也只能生成一個菌體。 ■ 芽胞的功能：細菌的芽胞對熱力、干燥、輻射、化學消毒劑等理化因素均有強大的抵抗力。此外，當芽胞成為繁殖體后，能迅速大量繁殖而致病。 ■殺滅芽胞應使用高壓蒸汽滅菌，消毒滅菌時應該以芽胞是否被殺死作為是否徹底的判斷依據(jù)。 附：革蘭氏染色法：結晶紫初染 —— 碘液媒染 —— 95%乙醇脫色 —— 稀釋復紅復染 第二章 細菌的生理 第 一節(jié) 細菌的理化性質 細菌的化學組成：水、無機鹽、蛋白質、糖類、脂肪、核酸 細菌的物理性狀：①光學性質；②表面積；細菌的相對表面積大，有利于同外界進行物質交換；③帶電現(xiàn)象；④半透性：細菌的細胞膜和細胞壁都有半透性，有利于吸收營養(yǎng)和排除代謝產物；⑤滲透壓：細菌所處一般環(huán)境相對低滲。 第二節(jié) 細菌的營養(yǎng)和生長繁殖 一、細菌的營養(yǎng)類型 自養(yǎng)菌：化能自養(yǎng)菌、光能自養(yǎng)菌 異養(yǎng)菌：腐生菌、寄生菌 所有的病原菌都是異養(yǎng)菌，大部分屬寄生菌。 二、細菌的營養(yǎng)物質 水 碳源 氮源：作為菌體成分 的原料 無機鹽：常用元素（ P、 S、 K、 Na、 Mg、 Ga、 Fe）微量元素（ Zn、 Cu、 Mn、鈷） 各類無機鹽的公用： ①構成有機化合物，成為菌體的成分； ②作為酶的組成成分，維持酶的活性； ③參與能量的儲存和轉運； ④調節(jié)菌體內外滲透壓； ⑤某些元素與細菌的生長繁殖和致病作用密切相關。 生長因子：某些細菌細菌生長所必須的但自身又不能合成，必須由外界供給的物質。 三、細菌攝取營養(yǎng)物質的機制 被動擴散 主動轉運系統(tǒng)：①依賴于周漿間隙結合蛋白的轉運系統(tǒng)； ② 化學滲透趨勢轉運系統(tǒng)； ③基團轉移。 四、影響細菌生長的環(huán)境因素（簡答） 營養(yǎng)物質： 水 、 碳源 、 氮源 、 無機鹽 及 生長因子 為細菌代謝及生長繁殖提供必需的原料和充足的能量 酸堿度 (pH)：多數(shù)病原菌 最適 pH 為 ，而 結核桿菌 最適 pH 值為 ， 霍亂弧菌 最適 pH 值為 。 溫度：病原菌最適溫度為 37 度 。 氣體： O2： 根據(jù)細菌代謝時對氧氣的需要與否分四類： ①專性需氧菌 ：具有完善的呼吸酶系統(tǒng)，需要分子氧作為受氫體以完成需氧呼吸，僅能 在有氧環(huán)境下生長。（結核分枝桿菌，銅綠假單胞桿菌） ② 微需氧菌 ：在低氧壓（ 5%6%）生長最好。（幽門螺旋桿菌） ③ 兼性厭氧菌 ：兼有有氧呼吸和無氧發(fā)酵兩種功能，在有氧、無氧環(huán)境中均能生長，但以有氧時 生長較好。大多數(shù)病原菌屬于此。 ③ 專性厭氧菌 ：缺乏完善的呼吸酶系統(tǒng)，只能進行無氧發(fā)酵，必須在無氧環(huán)境中生長。（破傷風梭菌） CO2：對細菌生長也很重要，大部分細菌在代謝中產生的 CO2 可滿足需要，個別細菌初次分離時需人工供給 510%CO2。 滲透壓 五、細菌的生長繁殖 細菌個體的生長繁殖： 繁殖方式 細菌以簡單的二分裂 (binary fission)方式進行無性繁殖。 繁殖速度 繁殖一代所需時間（代時）約 2030min。但少數(shù)細菌代時較長，如結核分枝桿菌代時為 18 小時。 細菌群體的生長繁殖： 遲緩期、對數(shù)期、穩(wěn)定期、衰退期 繁殖規(guī)律 生長曲線 （以培養(yǎng)時間為橫坐標，培養(yǎng)物種活菌對數(shù)為縱坐標） 遲緩期（ lag phase）： 細菌被接種培養(yǎng)基的最初一段時間，主要是適應新環(huán)境，同時為分裂繁 殖作物質準備，此時細菌體積比較大，含有豐富的酶和中間代謝產物。 對數(shù)期（ logarithmic phase）： 細菌分裂 繁殖最快 的時期，菌數(shù)以幾何級數(shù)增長， 研究細菌 的最佳時期。 穩(wěn)定期（ stationary phase）： 由于營養(yǎng)物質的消耗，代謝產物的堆積，繁殖數(shù)與死亡數(shù)幾乎相等?；罹鷶?shù)保持穩(wěn)定。一些細菌的 芽胞、外毒素和抗生素 等代謝產物大多在 穩(wěn)定期 產生。 衰退期（ decline phase）： 繁殖變慢，死菌數(shù)超過活菌數(shù)。細菌形態(tài)發(fā)生改變，生理活動趨于停滯。 第三節(jié) 細菌的新陳代謝和能量轉換 一、細菌的能量代 謝 ■細菌能量代謝活動中主要涉及 ATP 形式的化學能。細菌的有機物分解或無機物氧化過程中釋放的能量通過底物的磷酸化或氧化磷酸化合成 ATP。 ■生物體能量代謝的基本生化反應是生物氧化，其方式包括：加氧、脫氫和脫電子反應，細菌則以脫氫或氫的傳遞更為常見。 ■發(fā)酵： 以有機物為受氫體的生物氧化。 呼吸： 以無機物為受氫體的生物氧化。以分子氧為受氫體的是有氧呼吸，以其他無機物為受氫體的是厭氧呼吸。 ■病原菌合成細胞組分和獲得能量的基質主要為糖類，通過糖的氧化或酵解釋放能量，并以高能磷酸鍵的形式（ ATP/ADP）儲存能量。 EMP 途徑，又稱糖酵解。大多數(shù)細菌共有的基本代謝途徑，有些專性厭氧菌產能的唯一途徑。 磷酸戊糖途徑，又稱一磷酸己糖途徑。為生物合成提供前提和還原能。 需氧呼吸，需氧菌和兼性厭氧菌進行需氧反應。 厭氧呼吸，專性厭氧菌和兼性厭氧菌都能進行厭氧呼吸。 二、細菌的代謝產物 ㈠分解代謝產物和細菌的生化反應 IMViC 實驗：吲哚實驗（ I），甲基紅實驗（ M）， VP 實驗（ V），枸櫞酸鹽利用實驗（ C） 4 種實驗合稱 ㈡合成代謝產物及其醫(yī)學上的意義 熱原質（致熱原）：是細菌合成的一種注入人體或動物體內 能引起發(fā)熱反應的物質。產生熱原質的細菌大都為 G，熱原質即其細胞壁的 脂多糖 。 毒素及侵襲性酶： ①外毒素（ exotoxin）： 多數(shù) G+菌 和 少數(shù) G菌 在生長繁殖過程中釋放菌體外的蛋白質； ②內毒素（ endotoxin）： G菌細胞壁的脂多糖；外毒素毒性強于內毒素。 ③侵襲性酶：某些細菌產生的，能損傷機體組織，促使菌體的侵襲和擴散，是細菌重要的致病物質。 色素：①水溶性；②脂溶性。 抗生素 (antibiotic)：某些微生物代謝過程中產生的一類能抑制或殺死某些其他微生物或腫瘤細胞的物質。