【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(xiàn)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(duì)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(chēng)為 溶原性細(xì)菌 。一個(gè)空斑系由一個(gè)噬菌體復(fù)制增殖并裂解細(xì)菌后形成，稱(chēng)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(jī)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(lèi)：能夠引起人類(lèi)或動(dòng)物嚴(yán)重疾病，比較容易直接或間接在人與人、動(dòng)物與動(dòng)物、動(dòng)物與人間傳播的微生 物。 ㈢濾過(guò)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(jìn)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(dòng)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(shí)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(xiàn)（ ultraviolet ray,UV）：波長(zhǎng) 240— 300nm 的紫外線(xiàn)具有殺菌作用，其中以 265— 266nm 最強(qiáng)。 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(wú)菌操作： 防止細(xì)菌進(jìn)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(dòng) ；無(wú)鞭毛細(xì)菌沿穿刺線(xiàn)線(xiàn)狀生長(zhǎng) 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(shí)驗(yàn)室生物安全 第一節(jié) 消毒滅菌的常用術(shù)語(yǔ) 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(lèi)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(jī)體組織，促使菌體的侵襲和擴(kuò)散，是細(xì)菌重要的致病物質(zhì)。 厭氧呼吸，專(zhuān)性厭氧菌和兼性厭氧菌都能進(jìn)行厭氧呼吸。大多數(shù)細(xì)菌共有的基本代謝途徑，有些專(zhuān)性厭氧菌產(chǎn)能的唯一途徑。 呼吸： 以無(wú)機(jī)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(dòng)中主要涉及 ATP 形式的化學(xué)能。活菌數(shù)保持穩(wěn)定。但少數(shù)細(xì)菌代時(shí)較長(zhǎng)，如結(jié)核分枝桿菌代時(shí)為 18 小時(shí)。 ③ 專(zhuān)性厭氧菌 ：缺乏完善的呼吸酶系統(tǒng)，只能進(jìn)行無(wú)氧發(fā)酵，必須在無(wú)氧環(huán)境中生長(zhǎng)。 氣體： O2： 根據(jù)細(xì)菌代謝時(shí)對(duì)氧氣的需要與否分四類(lèi)： ①專(zhuān)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(zhǎng)。 生長(zhǎng)因子：某些細(xì)菌細(xì)菌生長(zhǎng)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(shí)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(jiàn)于少數(shù) G菌。 ■ 鞭毛的功能： 使細(xì)菌能在液體中自由游動(dòng)，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(yùn)；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(chēng)為中介體（擬 線(xiàn)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(chēng)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(yáng)性菌（ G+）：顯紫色；革蘭陰性菌（ G）：顯紅色。甚至數(shù)萬(wàn)倍才能觀(guān)察到的微小生物。 微生物的分類(lèi) ： 種類(lèi) 細(xì)胞結(jié)構(gòu) 核酸 特點(diǎn) 代表 非細(xì)胞型微物 無(wú)典型細(xì)胞結(jié)構(gòu)構(gòu) DNA 或RNA，兩者不同時(shí)存在 無(wú)產(chǎn)生能量的酶系統(tǒng)，只能在活細(xì)胞內(nèi)生長(zhǎng)增值 病毒 原核細(xì)胞型微生物 無(wú)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(xiàn)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(lèi)、植物病害的微生物。 細(xì)胞壁結(jié)構(gòu) 革蘭陽(yáng)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(jiān)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(wú) 外膜 無(wú) 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(hù) 細(xì)菌 L 型特點(diǎn)：多態(tài)性， 大小不一，大多染成 G。 青霉素：能與細(xì)菌競(jìng)爭(zhēng)合成肽聚糖過(guò)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(duì)人體核糖體無(wú)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(dòng) 。 ④莢膜對(duì)一般堿性染料親和力低，不易著色。 細(xì)菌的運(yùn)動(dòng)有化學(xué)趨向性，常向營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)處前進(jìn)，而逃離有害物質(zhì)。 具有 傳遞遺傳物質(zhì) 作用。 一個(gè)細(xì)菌只形成一個(gè)芽胞，一個(gè)芽胞也只能生成一個(gè)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(wú)機(jī)鹽、蛋白質(zhì)、糖類(lèi)、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(duì)表面積大，有利于同外界進(jìn)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(yíng)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(duì)低滲。 三、細(xì)菌攝取營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的機(jī)制 被動(dòng)擴(kuò)散 主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)：①依賴(lài)于周漿間隙結(jié)合蛋白的轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)； ② 化學(xué)滲透趨勢(shì)轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)； ③基團(tuán)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(zhǎng)最好。（破傷風(fēng)梭菌） CO2：對(duì)細(xì)菌生長(zhǎng)也很重要，大部分細(xì)菌在代謝中產(chǎn)生的 CO2 可滿(mǎn)足需要，個(gè)別細(xì)菌初次分離時(shí)需人工供給 510%CO2。 細(xì)菌群體的生長(zhǎng)繁殖： 遲緩期、對(duì)數(shù)期、穩(wěn)定期、衰退期 繁殖規(guī)律 生長(zhǎng)曲線(xiàn) （以培養(yǎng)時(shí)間為橫坐標(biāo)，培養(yǎng)物種活菌對(duì)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(shí)間，主要是適應(yīng)新環(huán)境，同時(shí)為分裂繁 殖作物質(zhì)準(zhǔn)備，此時(shí)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(jī)物分解或無(wú)機(jī)物氧化過(guò)程中釋放的能量通過(guò)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(wú)機(jī)物為受氫體的是厭氧呼吸。 磷酸戊糖途徑，又稱(chēng)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(shí)驗(yàn)：吲哚實(shí)驗(yàn)（ I），甲基紅實(shí)驗(yàn)（ M）， VP 實(shí)驗(yàn)（ V），枸櫞酸鹽利用實(shí)驗(yàn)（ C） 4 種實(shí)驗(yàn)合稱(chēng) 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(dòng)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(duì)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(guò)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(xiàn)殺菌機(jī)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(lèi) 微生物對(duì)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(wú)包膜病毒、分枝桿菌、細(xì)菌芽胞。 第三類(lèi)：能夠引起人類(lèi)或動(dòng)物疾病，但一般情況下對(duì)人、動(dòng)物或環(huán)境不構(gòu)成嚴(yán)重危害，傳播風(fēng)險(xiǎn)有限，實(shí)驗(yàn)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(jí)： 對(duì)人體、植物、動(dòng)物或環(huán)境具有高度危險(xiǎn)性，主要通過(guò)氣溶膠途徑傳播或傳播途徑不明或未知的危險(xiǎn)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(jiàn)，需用電鏡觀(guān)察。 抵抗力：噬菌體對(duì)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(qiáng) ， 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(jìn)行增殖，增殖過(guò)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?zhuān)ㄟ^(guò)噬斑計(jì)數(shù)，可測(cè)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(jìn)化。 常發(fā)生于個(gè)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(gè)質(zhì)粒是一個(gè)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)粒可自行丟失與消除，為非細(xì)菌生命活動(dòng)必不可少的遺傳物質(zhì)； ④ 質(zhì)粒的轉(zhuǎn)移性； ⑤ 質(zhì)粒可分為相容性與不相容性?xún)煞N； 質(zhì)粒的分類(lèi) 根據(jù)所編碼的生物學(xué)性狀進(jìn)行分類(lèi)： ■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(wú)性菌毛無(wú) F質(zhì)粒，為雌性菌。 ●轉(zhuǎn)座子有二類(lèi)： ①插入序列（ insertion sequence， IS）： 最小，不超過(guò) 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(gè)或多個(gè)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(shí)發(fā)生遺傳性變異重要原因之一。 接合（ conju