【正文】 噬菌體 頭部 尾部：蛋白質(zhì) 與細(xì)菌（受體）接觸的部位 核心：核酸（ DNA或 RNA），多位 DNA線狀雙鏈 蛋白衣殼：蛋白質(zhì)呈 20面體 第五章 細(xì)菌的遺傳與變異 ● 遺傳（ heredity）： 使微生物的性狀保持相對穩(wěn)定，子代與親代生物學(xué)的性狀基本相同，且 代代相傳。帶有前噬菌體基因組的細(xì)菌稱為 溶原性細(xì)菌 。一個空斑系由一個噬菌體復(fù)制增殖并裂解細(xì)菌后形成，稱為 噬斑（ plaque） ，不同噬菌體噬斑的形態(tài)與大小不盡相同。 ②溫和噬菌體（ temperate phage）： 噬菌體基因與宿主染色體整合，成為前噬菌體，細(xì)菌變成溶原性菌，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，建立溶原狀態(tài)。 結(jié)構(gòu)及化學(xué)組成： 抗原性：噬菌體具有抗原性，能刺激機體產(chǎn)生特異性抗體。 ■ 噬菌體分布極廣。通常有預(yù)防治療措施。 第二類：能夠引起人類或動物嚴(yán)重疾病，比較容易直接或間接在人與人、動物與動物、動物與人間傳播的微生 物。 ㈢濾過殺菌法 ㈣干燥殺菌法 ㈤低溫殺菌法 二、化學(xué)消毒滅菌法 原理：⑴ 促進菌體蛋白質(zhì)變形或凝固； ⑵干擾細(xì)菌的酶系統(tǒng)和代謝；⑶ 損傷細(xì)菌的細(xì)胞膜而影響細(xì)菌的化學(xué)組成。 ②煮沸法（ 100 ℃， 5min）食具、注射器等消毒 ③流動蒸汽消毒法（ 100 ℃ 1530min） ④ 歇蒸汽滅菌法（ 100 ℃ 530min， 37 ℃ 24h 3 天） ⑤高壓蒸汽滅菌法：（滅菌效果最好的方式） *壓力 — （ ） *溫度 — ℃ *時間 — 1520min *效果 — 殺滅包括芽胞在內(nèi)所有微生物 *應(yīng)用 — 所有耐高溫、高壓、耐濕的物品 ㈡輻射殺菌法： ① 外線（ ultraviolet ray,UV）：波長 240— 300nm 的紫外線具有殺菌作用，其中以 265— 266nm 最強。 ①焚燒：廢棄物、尸體 ②灼燒：接種環(huán)、試管口 ③ 干烤： （ 160~170℃， 2h）利用干烤箱滅菌，一般加熱至 171℃經(jīng) 1h 或 160℃ 2h 或 121℃ 16h。 無菌操作： 防止細(xì)菌進入人體或其他物品的操作技術(shù)。 光滑型菌落（ S 型） 粗糙型菌落（ R 型） 粘液型菌落（ M 型） ㈢ 半固體培養(yǎng)基：有鞭毛細(xì)菌可以自由游動 ；無鞭毛細(xì)菌沿穿刺線線狀生長 三、人工培養(yǎng)細(xì)菌的用途 醫(yī)學(xué)：①感染性疾病的病原學(xué)診斷 ②細(xì)菌學(xué)的研究 ③生物制品的制備 工農(nóng)業(yè)生產(chǎn) 基因工程 第三章 消毒滅菌與病原微生物實驗室生物安全 第一節(jié) 消毒滅菌的常用術(shù)語 滅菌（ sterilization）： 殺滅生物體上所有微生物的方法。 細(xì)菌素：某些菌株產(chǎn)生的一類具有抗菌作用的蛋白質(zhì)。 ③侵襲性酶：某些細(xì)菌產(chǎn)生的，能損傷機體組織，促使菌體的侵襲和擴散，是細(xì)菌重要的致病物質(zhì)。 厭氧呼吸，專性厭氧菌和兼性厭氧菌都能進行厭氧呼吸。大多數(shù)細(xì)菌共有的基本代謝途徑，有些專性厭氧菌產(chǎn)能的唯一途徑。 呼吸： 以無機物為受氫體的生物氧化。 第三節(jié) 細(xì)菌的新陳代謝和能量轉(zhuǎn)換 一、細(xì)菌的能量代 謝 ■細(xì)菌能量代謝活動中主要涉及 ATP 形式的化學(xué)能?；罹鷶?shù)保持穩(wěn)定。但少數(shù)細(xì)菌代時較長，如結(jié)核分枝桿菌代時為 18 小時。 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。 氣體： O2： 根據(jù)細(xì)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。 生長因子：某些細(xì)菌細(xì)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(zhì)。 ■殺滅芽胞應(yīng)使用高壓蒸汽滅菌，消毒滅菌時應(yīng)該以芽胞是否被殺死作為是否徹底的判斷依據(jù)。 ■芽胞的形成與發(fā)芽： 芽胞具有完整的核質(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)，芽胞形成后細(xì)菌即失去繁殖能力。 ②性菌毛：僅見于少數(shù) G菌。 ■ 鞭毛的功能： 使細(xì)菌能在液體中自由游動，速度 迅速。 ③大多數(shù)細(xì)菌的莢膜為多糖，多糖分子組成和構(gòu)型的多樣化使其結(jié)構(gòu)極為復(fù)雜，成為血清學(xué)分型的基礎(chǔ)。 核質(zhì)： 細(xì)菌的遺傳物質(zhì)。 細(xì)胞膜： 細(xì)胞膜的主要功能： ①物質(zhì)轉(zhuǎn)運；②呼吸和分泌；③生物合成（ PBP）；④參與細(xì)菌分裂： 細(xì)菌部分細(xì)胞膜內(nèi)陷、折疊、卷曲形成的囊狀物，稱為中介體（擬 線粒體）。 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(xì)菌裂解。 細(xì)菌細(xì)胞壁缺陷型（細(xì)菌 L 型）： 細(xì)菌細(xì)胞壁的肽聚 糖結(jié)構(gòu)受到理化或生物因素的直接破壞或合成被抑制，這種細(xì)胞壁受損的細(xì)菌在高滲環(huán)境下仍可存活者稱為細(xì)菌細(xì)胞壁缺陷型。 ②核心多糖： 有屬特異性 ，位于脂質(zhì) A 的外層。 按細(xì)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(xì)菌的結(jié)構(gòu) 基本結(jié)構(gòu)：細(xì)胞壁、細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)、核質(zhì) 特殊結(jié)構(gòu)：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。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(xì)胞結(jié)構(gòu) 核酸 特點 代表 非細(xì)胞型微物 無典型細(xì)胞結(jié)構(gòu)構(gòu) DNA 或RNA，兩者不同時存在 無產(chǎn)生能量的酶系統(tǒng)，只能在活細(xì)胞內(nèi)生長增值 病毒 原核細(xì)胞型微生物 無核膜、核仁，僅有核糖體 DNA和 RNA 古生菌、細(xì)菌（細(xì)菌、支原體、衣原體、立克次體、螺旋體和放線菌） 真核細(xì)胞型微生物 細(xì)胞核分化程度很高，有核膜核 仁，細(xì)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。 細(xì)胞壁結(jié)構(gòu) 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(cè)鏈、五肽交聯(lián)橋 構(gòu)成堅韌三維立體結(jié)構(gòu) 由 聚糖骨架、四肽側(cè)鏈 構(gòu)成疏松二維平面網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 肽聚糖厚度 20～ 80nm 10～ 15nm 肽聚糖層數(shù) 可達(dá) 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(zhì) A，核心多糖，特異多糖】、脂質(zhì)雙層｝ 脂多糖（ LPS）：即 G菌的內(nèi)毒素 。 ③特異多糖：即 G菌的菌體抗原（ O 抗原 ），是脂多糖的最外層。 原生質(zhì)體： G+菌細(xì)胞壁缺失后，原生質(zhì)層僅被一層細(xì)胞膜包住 原生質(zhì)球： G菌肽聚糖層受損后尚有外膜保護 細(xì)菌 L 型特點：多態(tài)性， 大小不一，大多染成 G。 青霉素：能與細(xì)菌競爭合成肽聚糖過程中所需的轉(zhuǎn)肽酶，抑制四肽側(cè)鏈上 D丙氨酸與五肽橋間的聯(lián)結(jié)，使細(xì)菌不能合成完整的肽聚糖，在一般滲透壓環(huán)境中科導(dǎo)致細(xì)菌死亡。 細(xì)胞質(zhì)： ①核糖體：鏈霉素（與細(xì)菌核糖體的 30S 亞基結(jié)合）和紅霉素（與細(xì)菌核糖體的 50S 亞基結(jié)合）均能干擾其蛋白質(zhì)合成，從而殺死細(xì)菌，但對人體核糖體無害。 細(xì)菌的特殊結(jié)構(gòu) ⑴莢膜 capsule：包繞在細(xì)胞壁外的一層 粘液性物質(zhì) ，為多糖或蛋白質(zhì)的多聚體，用理化方法去除后并不影響菌細(xì)胞的生命活動 。 ④莢膜對一般堿性染料親和力低，不易著色。 細(xì)菌的運動有化學(xué)趨向性，常向營養(yǎng)物質(zhì)處前進，而逃離有害物質(zhì)。 具有 傳遞遺傳物質(zhì) 作用。 一個細(xì)菌只形成一個芽胞，一個芽胞也只能生成一個菌體。 附：革蘭氏染色法：結(jié)晶紫初染 —— 碘液媒染 —— 95%乙醇脫色 —— 稀釋復(fù)紅復(fù)染 第二章 細(xì)菌的生理 第 一節(jié) 細(xì)菌的理化性質(zhì) 細(xì)菌的化學(xué)組成：水、無機鹽、蛋白質(zhì)、糖類、脂肪、核酸 細(xì)菌的物理性狀：①光學(xué)性質(zhì)；②表面積；細(xì)菌的相對表面積大，有利于同外界進行物質(zhì)交換；③帶電現(xiàn)象；④半透性：細(xì)菌的細(xì)胞膜和細(xì)胞壁都有半透性，有利于吸收營養(yǎng)和排除代謝產(chǎn)物；⑤滲透壓：細(xì)菌所處一般環(huán)境相對低滲。 三、細(xì)菌攝取營養(yǎng)物質(zhì)的機制 被動擴散 主動轉(zhuǎn)運系統(tǒng)：①依賴于周漿間隙結(jié)合蛋白的轉(zhuǎn)運系統(tǒng)； ② 化學(xué)滲透趨勢轉(zhuǎn)運系統(tǒng)； ③基團轉(zhuǎn)移。（結(jié)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。（破傷風(fēng)梭菌） CO2：對細(xì)菌生長也很重要，大部分細(xì)菌在代謝中產(chǎn)生的 CO2 可滿足需要，個別細(xì)菌初次分離時需人工供給 510%CO2。 細(xì)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(biāo)，培養(yǎng)物種活菌對數(shù)為縱坐標(biāo)） 遲緩期（ lag phase）： 細(xì)菌被接種培養(yǎng)基的最初一段時間，主要是適應(yīng)新環(huán)境，同時為分裂繁 殖作物質(zhì)準(zhǔn)備，此時細(xì)菌體積比較大，含有豐富的酶和中間代謝產(chǎn)物。一些細(xì)菌的 芽胞、外毒素和抗生素 等代謝產(chǎn)物大多在 穩(wěn)定期 產(chǎn)生。細(xì)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。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。 磷酸戊糖途徑，又稱一磷酸己糖途徑。 二、細(xì)菌的代謝產(chǎn)物 ㈠分解代謝產(chǎn)物和細(xì)菌的生化反應(yīng) 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(chǎn)物及其醫(yī)學(xué)上的意義 熱原質(zhì)（致熱原）：是細(xì)菌合成的一種注入人體或動物體內(nèi) 能引起發(fā)熱反應(yīng)的物質(zhì)。 色素：①水溶性；②脂溶性。細(xì)菌素僅對與產(chǎn)生菌有親緣關(guān)系的細(xì)菌有殺傷作用。 消毒（ disinfection)： 殺死物體上或環(huán)境中的病原 微生物，并不一定能殺死細(xì)菌芽胞或非病原微生物的方法。 清潔（ cleaning）： 減少微生物數(shù)量的過程。適用于高溫下不變質(zhì)、不損害、不蒸發(fā)的器皿（如：玻璃器皿）。 紫外線殺菌機理是 干擾細(xì)菌 DNA 合成， 導(dǎo)致細(xì)菌 變異和死亡。 第四節(jié) 影響消毒滅菌效果 的因素 ㈠微生物的種類 微生物對消毒滅菌的敏感性高低排序大致如下：真菌、細(xì)菌繁殖體、有包膜病毒、無包膜病毒、分枝桿菌、細(xì)菌芽胞。 第三類：能夠引起人類或動物疾病，但一般情況下對人、動物或環(huán)境不構(gòu)成嚴(yán)重危害，傳播風(fēng)險有限，實驗室感染后很少引起嚴(yán)重疾病并且具備有效治療和預(yù)防措施的微生物。 四級： 對人體、植物、動物或環(huán)境具有高度危險性，主要通過氣溶膠途徑傳播或傳播途徑不明或未知的危險的致病因子。 第一節(jié) 噬菌體的生物學(xué)性狀 形態(tài)與結(jié)構(gòu)： 噬菌體很小，在光鏡下看不見，需用電鏡觀察。 抵抗力：噬菌體對理化因素及多數(shù)化學(xué)消毒劑的抵抗力 比一般細(xì)菌的繁殖體強 ， 75℃ 30min 滅活。 毒性噬菌體 ■ 毒性噬菌體在宿主菌內(nèi)以 復(fù)制方式 進行增殖，增殖過程包括： 吸附、穿入、生物 合成、成熟和釋放。 ■ 若將噬菌體按一定倍數(shù)稀釋，通過噬斑計數(shù)，可測定一定體積內(nèi)的 噬斑形成單位（ plaque forming units，PFU） 數(shù)目，即噬菌體的數(shù)目。 ■溶原性（ lysogeny）：溫和噬菌體具有產(chǎn)生成熟子代噬菌體顆粒和裂解宿主菌的潛在能力。 ● 變異（ variation） ： 在一定條件下，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)的差異，有利于物種的進化。 常發(fā)生于個別的細(xì)菌，不受環(huán)境因素的影響，變異發(fā)生后是不可逆的，產(chǎn)生的新性狀可穩(wěn)定地遺傳給后代。 質(zhì)粒的特征 ： ① 質(zhì)粒具有自我復(fù)制的能力，一個質(zhì)粒是一個復(fù)制子（ replicon）； ② 質(zhì)粒 DNA 所編碼的基因產(chǎn)物賦予細(xì)菌某些性狀特征； ③ 質(zhì)?？勺孕衼G失與消除，為非細(xì)菌生命活動必不可少的遺傳物質(zhì)； ④ 質(zhì)粒的轉(zhuǎn)移性； ⑤ 質(zhì)?？煞譃橄嗳菪耘c不相容性兩種； 質(zhì)粒的分類 根據(jù)所編碼的生物學(xué)性狀進行分類： ■致育質(zhì)粒（ fertility plasmid、 F 質(zhì)粒）編碼性菌毛，介導(dǎo)細(xì)菌之間的接合傳遞，為雄性菌；無性菌毛無 F質(zhì)粒，為雌性菌。 ●轉(zhuǎn)座子有二類： ①插入序列（ insertion sequence， IS）： 最小，不超過 2kb，只攜帶與轉(zhuǎn)座功能有關(guān)的基因。 基本結(jié)構(gòu)：兩端為保守末端，中間為可變區(qū)，含一個或多個基因盒。 第三節(jié) 基因的轉(zhuǎn)移與重組 ●基因重組與轉(zhuǎn)移時發(fā)生遺傳性變異重要原因之一。 接合（ conju