2)每支移液管及涂布棒只能接触一个稀释度的菌液; 3)同一稀释度三个以上重复,取平均值 4)每个平板上的菌落数目合适,便于准确计数 个菌落可能是多个细胞一起形成,所以在科研中一般用菌落为单位来表示,而不是直接表示为细胞数 液体稀释法 1)未知样品进行十倍稀释 2)取三个连续的稀释度平行接种多支试管并培养; 3)长菌的为阳性,未长菌的为阴性; 4)查表推算出样品中的微生物数目(统计学原理) 根据测定结果,研究人员发现细菌的生长速率并不是始终不变的,而是随时间的推移发生了有规律的变化.如果以时间为横坐标,以细菌数 目的对数为纵坐标作图,便可以得到反映细菌生长规律的曲线,叫做生长曲线(图5-11).从图5-11中可以看出,细菌群体从开始生长到死亡 的动态变化可以分为以下四个主要时期 调整期刚刚接种到培养基上的细菌,对新环境有一个短暂的调整或适应过程,因此,一般不立即开始分裂繁殖,这段时间称为调整期.这时 细菌的代谢活跃,体积增长较快,大量合成细胞分裂所需的酶类,ATP以及其他细胞成分.调整期(迟缓期)的特点 )细胞形态变大或增长,例如巨大芽孢杆菌,在迟缓期末,细胞的平均长度比刚接种时长6倍.一般来说处于迟缓期的细菌细胞体积最大; 2)细胞内RNA,尤其是rRNA含量增高,合成代谢活跃,核糖体,酶类和ATP的合成加快,易产生诱导酶. 3)对外界不良条件反应敏感 调整期的长短与菌种,培养条件等因素有关, 对数期这个时期的细菌进入快速分裂阶段,细胞数目以等比数列的形式增加:1→2→48…即20→21→22→23…因此,一个细菌繁殖 n代,可以产生2n个细菌.处于对数期的细菌,代谢旺盛,个体的形态和生理特性比较稳定,常作为生产用的菌种(也叫种子)和科研的材料. 稳定期经过一段时间的高速生长以后,随着营养物质的消耗,有害代谢产物的积累,pH的变化等,细菌的分裂速率下降,死亡细胞的数目逐 渐增加,整个培养基中新增加的细胞数和死亡的细胞数达到动态平衡,这个时期称为稳定期.在稳定期,活菌数目达到最高峰,细胞内大量积 累代谢产物,特别是次级代谢产物,某些细菌的芽孢也是在这个时期形成的 衰亡期随着培养的继续,细菌的死亡速率超过繁殖速率,最终导致培养基中的活菌数目急剧下降,这个时期称为衰亡期.到了衰亡期,细胞 会出现多种形态,甚至畸形,有些细胞开始解体,释放出代谢产物等.衰亡期特点 1)细菌代谢活性降低; 2)细菌衰老并出现自溶 3)产生或释放出一些产物;如氨基酸,转化酶,外肽酶或抗生素等 4)菌体细胞呈现多种形态,有时产生畸形,细胞大小悬殊;有些革兰氏染色反应阳性菌此时会变成阴性反应 认识和掌握微生物的生长曲线,具有重要的实践意义,例如,处于对数期的细菌,生长繁殖速率快,代谢旺盛,因此,生产上常用这个时期的细 菌作为菌种,以缩短生产周期.又如,进入稳定期后,抗生素等代谢产物逐渐增多,这时如果适当补充营养物质,就有助于延长稳定期,提高代 谢产物的产量.为此,人们经过长期的探索,总结出一种连续培养的方法,就是在一个流动装置中(图5-12),以一定的速度不断地添加新的培 养基,同时又以同样的速度不断地放出老的培养基,以保证微生物对营养物质的需要,并排出部分有害代谢产物,使微生物保持较长时间的 高速生长.目前,这种方法已成功地应用于酒精,丙酮,丁醇等产品的生产中.连续培养缩短了培养周期,提高了设备利用率,并且便于自动化 管理.连续培养法(恒浊连续发酵)与单批发酵相比的优点 1)缩短发酵周期,提高设备利用率; 2)便于自动控制 3)降低动力消耗及体力劳动强度 4)产品质量较稳定 影响微生物生长的环境因素 环境中影响微生物生长的因素很多,主要的有温度,pH和氧 温度每种微生物只能在一定的温度范围内生长,其中,微生物生长最旺盛时的温度叫最适生长温度,绝大多数微生物的最适生长温度为 25~37℃.在最适生长温度范围内,微生物的生长速率随温度的上升而加快.超过最适生长温度以后,微生物的生长速率会急剧下降,这是由 于细胞内的蛋白质和核酸等发生了不可逆的破坏 湿热比干热灭菌更好∷1)更易于传递热量;2)更易破坏保持蛋白质稳定性的氢键等结构 湿热对一般营养体和孢子的杀灭条件: 1)多数细菌和真菌的营养细胞:在60℃左右处理5-10分钟 2)酵母菌和真菌的孢子:用80℃以上温度处理 3)细菌的芽孢:121℃处理15分钟以上
2)每支移液管及涂布棒只能接触一个稀释度的菌液; 3)同一稀释度三个以上重复,取平均值; 4)每个平板上的菌落数目合适,便于准确计数; 一个菌落可能是多个细胞一起形成,所以在科研中一般用菌落为单位来表示,而不是直接表示为细胞数. 液体稀释法 1)未知样品进行十倍稀释; 2)取三个连续的稀释度平行接种多支试管并培养; 3)长菌的为阳性,未长菌的为阴性; 4)查表推算出样品中的微生物数目(统计学原理); 根据测定结果,研究人员发现细菌的生长速率并不是始终不变的,而是随时间的推移发生了有规律的变化.如果以时间为横坐标,以细菌数 目的对数为纵坐标作图,便可以得到反映细菌生长规律的曲线,叫做生长曲线(图 5-11).从图 5-11 中可以看出,细菌群体从开始生长到死亡 的动态变化可以分为以下四个主要时期. 调整期 刚刚接种到培养基上的细菌,对新环境有一个短暂的调整或适应过程,因此,一般不立即开始分裂繁殖,这段时间称为调整期.这时 细菌的代谢活跃,体积增长较快,大量合成细胞分裂所需的酶类,ATP 以及其他细胞成分.调整期(迟缓期)的特点: 1)细胞形态变大或增长,例如巨大芽孢杆菌,在迟缓期末,细胞的平均长度比刚接种时长 6 倍.一般来说处于迟缓期的细菌细胞体积最大; 2)细胞内 RNA,尤其是 rRNA 含量增高,合成代谢活跃,核糖体,酶类和 ATP 的合成加快,易产生诱导酶. 3) 对外界不良条件反应敏感. 调整期的长短与菌种,培养条件等因素有关. 对数期 这个时期的细菌进入快速分裂阶段,细胞数目以等比数列的形式增加: 1→2→4→8……即 20→21→22→23……因此,一个细菌繁殖 n 代,可以产生 2n 个细菌.处于对数期的细菌,代谢旺盛,个体的形态和生理特性比较稳定,常作为生产用的菌种(也叫种子)和科研的材料. 稳定期 经过一段时间的高速生长以后,随着营养物质的消耗,有害代谢产物的积累,pH 的变化等,细菌的分裂速率下降,死亡细胞的数目逐 渐增加,整个培养基中新增加的细胞数和死亡的细胞数达到动态平衡,这个时期称为稳定期.在稳定期,活菌数目达到最高峰,细胞内大量积 累代谢产物,特别是次级代谢产物,某些细菌的芽孢也是在这个时期形成的. 衰亡期 随着培养的继续,细菌的死亡速率超过繁殖速率,最终导致培养基中的活菌数目急剧下降,这个时期称为衰亡期.到了衰亡期,细胞 会出现多种形态,甚至畸形,有些细胞开始解体,释放出代谢产物等.衰亡期特点: 1)细菌代谢活性降低; 2)细菌衰老并出现自溶; 3)产生或释放出一些产物;如氨基酸,转化酶,外肽酶或抗生素等. 4)菌体细胞呈现多种形态,有时产生畸形,细胞大小悬殊;有些革兰氏染色反应阳性菌此时会变成阴性反应 认识和掌握微生物的生长曲线,具有重要的实践意义.例如,处于对数期的细菌,生长繁殖速率快,代谢旺盛,因此,生产上常用这个时期的细 菌作为菌种,以缩短生产周期.又如,进入稳定期后,抗生素等代谢产物逐渐增多,这时如果适当补充营养物质,就有助于延长稳定期,提高代 谢产物的产量.为此,人们经过长期的探索,总结出一种连续培养的方法,就是在一个流动装置中(图 5-12),以一定的速度不断地添加新的培 养基,同时又以同样的速度不断地放出老的培养基,以保证微生物对营养物质的需要,并排出部分有害代谢产物,使微生物保持较长时间的 高速生长.目前,这种方法已成功地应用于酒精,丙酮,丁醇等产品的生产中.连续培养缩短了培养周期,提高了设备利用率,并且便于自动化 管理.连续培养法(恒浊连续发酵)与单批发酵相比的优点: 1) 缩短发酵周期,提高设备利用率; 2) 便于自动控制; 3) 降低动力消耗及体力劳动强度; 4) 产品质量较稳定; 影响微生物生长的环境因素 环境中影响微生物生长的因素很多,主要的有温度,pH 和氧. 温度 每种微生物只能在一定的温度范围内生长,其中,微生物生长最旺盛时的温度叫最适生长温度,绝大多数微生物的最适生长温度为 25～37℃.在最适生长温度范围内,微生物的生长速率随温度的上升而加快.超过最适生长温度以后,微生物的生长速率会急剧下降,这是由 于细胞内的蛋白质和核酸等发生了不可逆的破坏. 灭菌: 湿热比干热灭菌更好:1)更易于传递热量;2)更易破坏保持蛋白质稳定性的氢键等结构; 湿热对一般营养体和孢子的杀灭条件: 1)多数细菌和真菌的营养细胞:在 60℃左右处理 5-10 分钟; 2)酵母菌和真菌的孢子:用 80℃以上温度处理; 3)细菌的芽孢:121℃处理 15 分钟以上;
pH每种微生物的最适p不同,如多数细菌的最适pH为6.5~7.5,真菌的最适p为5.0~6.0.超过最适p范围以后,就会影响酶的活性, 细胞膜的稳定性等,从而影响微生物对营养物质的吸收等. 氧有些种类的微生物只能生活在有氧的条件下,如多种细菌和大多数真菌等好氧型微生物.有些种类的微生物在生活过程中不需要氧气 属于厌氧型微生物,如某些链球菌等.有些厌氧型微生物甚至是严格厌氧的,它们即使短时间接触空气,也会造成生长停滞,甚至导致死亡, 如某些产甲烷杆菌.在自然界中,还有一类兼性厌氧微生物,它们在有氧和无氧条件下,能以不同的代谢方式生长繁殖,如酵母菌可见,环境 中氧含量的状况,对不同代谢类型的微生物群体的生长,具有不同的影响 药物作用 黄胺是叶酸组成部分对氨基苯甲酸的结构类似物 磺胺的抑菌作用是因为很多细菌需要自己合成叶酸而生长 胺对人体细胞无毒性,因为人缺乏从对氨基苯甲酸合成叶酸的相关酶一二氢叶酸合成酶,不能用外界提供的对氨基苯甲酸自行合成叶 酸,而必须直接利用叶酸为生长因子进行生长 青霉素b-内酰胺环结构与D-丙氨酸末端结构相似,从而能占据D-丙氨酸的位置与转肽酶结合,并将酶灭活,肽链之间无法彼此连接,抑制了 细胞壁的合成 微生物的致病原理及免疫 病原微生物( Pathogenic microorganism):寄生于生物(包括人)机体并引起疾病的微生物.又称病原体( pathogen) 感染( infection),又称传染:机体与病原体在一定条件下相互作用而引起的病理过程 病原体,宿主和环境是决定传染结局的三个因素 感染的建立,首先需有病原体的接触.它们具有侵袭宿主机体,在其中生长繁殖和产生毒性物质等能力 感染不 同义词 大多数的感染为亚临床的,不明显的,不产生任何显著的症状与体征 有些病原体在最初感染后,潜伏影响可持续多年.病原体亦可与宿主建立起共生关系. 传染病:由有生命力的病原体引起的疾病,与由其它致病因素引起的疾病在本质上是有区别的 传染病的基本特征是有病原体,有传染性,有流行性,地方性和季节性,有免疫性 免疫( Immunity):生物体能够辩认自我与非自我,对非我做出反应以保持自身稳定的功能 传统的免疫概念是机体抵抗病原微生物的能力,即抗传染免疫.随着科学的发展,免疫的的现代概念已大大超出了抗传染免疫的范围.实际 上,机体除了对微生物的刺激,能发生免疫反应外,对一切抗原异物甚至改变了的自身成分也能发生反应,并且反应的结果可能是对身体有 利的,也可能是有害的 免疫功能的分类 功能正常功能异常免疫防御 抵御病原体的侵害和中和其毒素(抗传染免疫) 变态反应,反复感染或免疫缺陷综合症 免疫稳定 清除体内自然衰老或损伤的细胞,进行免疫调节,以维护机体内环境的相对稳定性 识别紊乱,导致自身免疫病的发生 免疫监视 某些免疫细胞发现并清除突变的自身细胞(癌细胞) 功能失调时,导致癌变或持续感染的发生 一,感染的途径与方式 1.感染的途径 外源性感染:来源于宿主体外的感染称为外源性感染,主要来自病人,健康带菌(毒)者和带菌(毒)动,植物 内源性感染:而当滥用抗生素导致菌群失调或某些因素致使机体免疫功能下降时,宿主体内的正常菌群可引起感染称内源性感染. 2.感染的部位及方式 二,微生物的致病性 1.细菌的致病性:细菌的致病性是对特定宿主而言,能使宿主致病的为致病菌,反之为非致病菌,但二者并无绝然界限.有些细菌在一般情 况下不致病,但在某些条件改变的特殊情况下亦可致病,称为条件致病菌( opportunistic pathogen)或机会致病菌病原菌致病力的强弱称 为毒力,其侵袭力和毒素是构成毒力的基础 2.1)侵袭力( InvasIveness):病原菌突破宿主防线,并能于宿主体内定居,繁殖,扩散的能力,称为侵袭力 (1)吸附和侵入能力∶细菌通过具有粘附能力的结构如革兰氏阴性菌的菌毛粘附于宿主的呼吸道,消化道及泌尿生殖道粘膜上皮细胞的相应 受体,于局部繁殖,积聚毒力或继续侵入机体内部.例如淋病奈瑟氏球菌的菌毛可使其吸附于尿道粘膜上皮的表面而不被尿液冲走;变异链
pH 每种微生物的最适 pH 不同,如多数细菌的最适 pH 为 6.5～7.5,真菌的最适 pH 为 5.0～6.0.超过最适 pH 范围以后,就会影响酶的活性, 细胞膜的稳定性等,从而影响微生物对营养物质的吸收等. 氧 有些种类的微生物只能生活在有氧的条件下,如多种细菌和大多数真菌等好氧型微生物.有些种类的微生物在生活过程中不需要氧气, 属于厌氧型微生物,如某些链球菌等.有些厌氧型微生物甚至是严格厌氧的,它们即使短时间接触空气,也会造成生长停滞,甚至导致死亡, 如某些产甲烷杆菌.在自然界中,还有一类兼性厌氧微生物,它们在有氧和无氧条件下,能以不同的代谢方式生长繁殖,如酵母菌.可见,环境 中氧含量的状况,对不同代谢类型的微生物群体的生长,具有不同的影响. 药物作用: 磺胺是叶酸组成部分对氨基苯甲酸的结构类似物 磺胺的抑菌作用是因为很多细菌需要自己合成叶酸而生长. 磺胺对人体细胞无毒性,因为人缺乏从对氨基苯甲酸合成叶酸的相关酶----二氢叶酸合成酶,不能用外界提供的对氨基苯甲酸自行合成叶 酸,而必须直接利用叶酸为生长因子进行生长. 青霉素 b-内酰胺环结构与 D-丙氨酸末端结构相似,从而能占据 D-丙氨酸的位置与转肽酶结合,并将酶灭活,肽链之间无法彼此连接,抑制了 细胞壁的合成. 微生物的致病原理及免疫: 病原微生物(Pathogenic microorganism):寄生于生物(包括人)机体并引起疾病的微生物.又称病原体(pathogen). 感染(infection),又称传染:机体与病原体在一定条件下相互作用而引起的病理过程. 病原体,宿主和环境是决定传染结局的三个因素 感染的建立,首先需有病原体的接触.它们具有侵袭宿主机体,在其中生长繁殖和产生毒性物质等能力. 感染不是疾病的同义词, 大多数的感染为亚临床的,不明显的,不产生任何显著的症状与体征. 有些病原体在最初感染后,潜伏影响可持续多年.病原体亦可与宿主建立起共生关系. 传染病:由有生命力的病原体引起的疾病,与由其它致病因素引起的疾病在本质上是有区别的. 传染病的基本特征是有病原体,有传染性,有流行性,地方性和季节性,有免疫性. 免疫(immunity):生物体能够辩认自我与非自我,对非我做出反应以保持自身稳定的功能, 传统的免疫概念是机体抵抗病原微生物的能力,即抗传染免疫.随着科学的发展,免疫的的现代概念已大大超出了抗传染免疫的范围.实际 上,机体除了对微生物的刺激,能发生免疫反应外,对一切抗原异物甚至改变了的自身成分也能发生反应,并且反应的结果可能是对身体有 利的,也可能是有害的. 免疫功能的分类: 类别 功能正常 功能异常 免疫防御 抵御病原体的侵害和中和其毒素(抗传染免疫) 变态反应,反复感染或免疫缺陷综合症 免疫稳定 清除体内自然衰老或损伤的细胞,进行免疫调节,以维护机体内环境的相对稳定性 识别紊乱,导致自身免疫病的发生 免疫监视 某些免疫细胞发现并清除突变的自身细胞(癌细胞) 功能失调时,导致癌变或持续感染的发生 一,感染的途径与方式 1. 感染的途径 外源性感染:来源于宿主体外的感染称为外源性感染,主要来自病人,健康带菌(毒)者和带菌(毒)动,植物. 内源性感染:而当滥用抗生素导致菌群失调或某些因素致使机体免疫功能下降时,宿主体内的正常菌群可引起感染称内源性感染. 2. 感染的部位及方式 二,微生物的致病性 1. 细菌的致病性:细菌的致病性是对特定宿主而言,能使宿主致病的为致病菌,反之为非致病菌,但二者并无绝然界限.有些细菌在一般情 况下不致病,但在某些条件改变的特殊情况下亦可致病,称为条件致病菌(opportunistic pathogen)或机会致病菌.病原菌致病力的强弱称 为毒力,其侵袭力和毒素是构成毒力的基础. 2. 1)侵袭力(invasiveness):病原菌突破宿主防线,并能于宿主体内定居,繁殖,扩散的能力,称为侵袭力. (1)吸附和侵入能力:细菌通过具有粘附能力的结构如革兰氏阴性菌的菌毛粘附于宿主的呼吸道,消化道及泌尿生殖道粘膜上皮细胞的相应 受体,于局部繁殖,积聚毒力或继续侵入机体内部.例如淋病奈瑟氏球菌的菌毛可使其吸附于尿道粘膜上皮的表面而不被尿液冲走;变异链
球菌( Streptococcus mutants)能用蔗糖合成葡聚糖,使细菌与牙齿表面粘连成菌班,而其它细菌例如乳杆菌( Lactobacillus)可在菌班上进 步发酵蔗糖产生大量有机酸(p降低至4.5左右),二者共同作用,导致牙釉质和牙质脱钙,造成齲齿 病原菌宿主细胞表面后,有的不再侵入,仅在原处生长繁殖并引起疾病,如霍乱弧菌( Vibrio),有的侵入细胞内生长繁殖并产生毒素,使细胞 死亡,造成溃疡,例如痢疾志贺氏菌( Shigella dysenteriae),有的则通过粘膜上皮细胞或细胞间质侵入表层下部组织或血液中进一步扩散, 例如溶血链球菌( Streptococcus haemolyticus)引起的化脓性感染等 (②)繁殖与扩散能力:产生,分泌水解性酶类,使组织疏松,通透性増加,有利于病原菌扩散.例如链球菌产生的透明质酸酶(水解机体结缔组 织中的透明质酸,从而使该组织疏松,通透性増加,有利于病原菌迅速扩散,引起全身感染),链激酶,链道酶等可协助细菌扩散 (3)对宿主防御杋能的抵抗能力:a)细菌的荚膜和微荚膜具有抗吞噬和体液杀菌物质的能力,有助于病原菌于在体内存活,例如肺炎球菌 的荚膜.b)致病性葡萄球菌产生的血浆凝固酶有抗昋噬作用(加速血浆凝圊成纤维蛋白屏障,以保护病原菌免受宿主的吞噬细胞和抗体的作 用);c)有些可分泌一些活性物质如溶血素,抑制白细胞的趋化作用;d)有的具抵抗在吞噬细胞内杀被死的能力,能在吞噬细胞内寄生(二者 力量平衡时,则细胞内寄生状态可持续存在,若失去平衡,则必有一方受到伤害),等等 外毒素与内毒素的比较 项目 外毒素内毒素产生菌革兰氏阳性菌为主革兰氏阴性菌 化学成分蛋白质脂多糖(LPS)释放时间一般随时分泌菌体死亡裂解后释放 致病特异性不同外毒素各不相同不同病原菌的内毒素作用基本相同毒性强*弱抗原性完全原,抗原性强不完全抗原,抗原性弱制 成类毒素能不能热稳定性差耐热性强 *lng肉毒毒素纯品可杀死2亿(2000万)只小鼠或一百万只豚鼠,中毒的死亡率几近100%,但及时注射抗毒素及对症治疗可使之降低1mg破 伤风毒素可杀死100万只小鼠,lng白喉毒素可杀死1000只豚鼠 传染的类型 1.隐性传染 如果宿主的免疫力很强,而病原体的毒力相对较弱,数量又较少,传染后只引起宿主的轻微伤害,且很快就将病原体彻底消灭,因而基本上不 表现临床症状. 2.带菌状态 如果病原体与宿主双方都有一定的优势,但病原体仅被限制于某一局部且无法大量繁殖,二者长期处于僵持状态,就称为带菌状态.这种长 期处于带菌状态的宿主,称为带菌者在隐性传染或传染病痊愈后,宿主有可能会成为带菌者,如不注意,就成为该传染病的传染源,十分危 险.这种情况在伤寒,白喉等传染病中时有发生 3.显性传染 如果宿主的免疫力较低,或入侵病原菌的毒力较强,数量较多,病原菌很快在体内繁殖并产生大量有毒产物,使宿主的细胞和组织蒙受严重 损害,生理功能异常,于是就出现了一系列临床症状,这就是显性传染. 按发病时间的长短,可将将显性传染分为急性传染和慢性传染二种.前者的病程仅数日至数周,如流行性脑膜炎和霍乱等;后者的病程往往 长达数月至数年,如结核病,麻风病等 急性传染病一般由对宿主吞噬细胞吞噬敏感的病原体造成,这些病原体在杋体内被昋噬细胞吞噬后即被迅速破坏,属于细胞外寄生物,即它 们伤害宿主组织仅在吞噬细胞外的时间内.而与此相反,细胞内寄生物能在细胞内存活和繁殖,常引起慢性病 非特异性免疫 一,生理屏障 1.皮肤与粘膜 1)机械的阻挡和排除作用:健康机体的外表面覆盖着连续完整的皮肤和粘膜结构,其外面的角质层是坚韧的,不可渗透的,组成了阻挡微生 物入侵的有效屏障 2)分泌液中所含化学物质有局部抗菌作用:汘腺分泌物中的乳酸和皮肤腺分泌物中的长链不饱和脂肪酸均有一定的杀菌抑菌能力.多种分 泌性体液含有杀菌的成分,如唾液,泪水,乳汁,鼻涕及痰中的溶菌酶,胃液的胃酸,精液的精胺等. 机体呼吸道,消化道,泌尿生殖道表面由粘膜覆盖,其表面屏障作用较弱,但有多种附件和分泌物.粘膜所分泌的粘液具有化学性屏障作用, 并且能与细胞表面的受体竞争病毒的神经氨酸酶而抑制病毒进入细胞.当微生物和其它异物颗粒落入附于粘膜面的粘液中,机体可用机械 的方式如纤毛运动,咳嗽和喷嚏而排出,同时还有眼泪,唾液和尿液的清洗作用 3)共生菌群人的体表和与外界相通的腔道中存在大量正常菌群,通过在表面部位竞争必要的营养物,或者产生如象大肠杆菌素,酸类,脂类 等抑制物,而抑制多数具有疾病潜能的细菌或真菌生长.临床上长期大量应用广谱抗菌素,肠道内对药物敏感的细菌被抑制,破坏了菌群间 的拮抗作用,则往往引起菌群失调症,如耐药性金黄色葡萄球菌性肠炎 2.生理上的屏障结构 体内的某些部位具有特殊的结构而形成阻挡微生物和大分子异物进入的局部屏障,对保护该器官,维持局部生理环境恒定有重要作用. )血脑屏障:不是一种专有的解剖结构,主要由软脑膜,脉络丛,脑毛细血管壁及其外的脑星形细胞组成的,具有细胞间连接紧密,胞饮作用
球菌(Streptococcus mutants)能用蔗糖合成葡聚糖,使细菌与牙齿表面粘连成菌班,而其它细菌例如乳杆菌(Lactobacillus)可在菌班上进 一步发酵蔗糖产生大量有机酸(pH 降低至 4.5 左右),二者共同作用,导致牙釉质和牙质脱钙,造成龋齿. 病原菌宿主细胞表面后,有的不再侵入,仅在原处生长繁殖并引起疾病,如霍乱弧菌(Vibrio),有的侵入细胞内生长繁殖并产生毒素,使细胞 死亡,造成溃疡,例如痢疾志贺氏菌(Shigella ddysenteriae),有的则通过粘膜上皮细胞或细胞间质侵入表层下部组织或血液中进一步扩散, 例如溶血链球菌(Streptococcus haemolyticus)引起的化脓性感染等. (2)繁殖与扩散能力:产生,分泌水解性酶类,使组织疏松,通透性增加,有利于病原菌扩散.例如链球菌产生的透明质酸酶(水解机体结缔组 织中的透明质酸,从而使该组织疏松,通透性增加,有利于病原菌迅速扩散,引起全身感染),链激酶,链道酶等可协助细菌扩散. (3)对宿主防御机能的抵抗能力: a)细菌的荚膜和微荚膜具有抗吞噬和体液杀菌物质的能力,有助于病原菌于在体内存活,例如肺炎球菌 的荚膜.b)致病性葡萄球菌产生的血浆凝固酶有抗吞噬作用(加速血浆凝固成纤维蛋白屏障,以保护病原菌免受宿主的吞噬细胞和抗体的作 用);c)有些可分泌一些活性物质如溶血素,抑制白细胞的趋化作用;d)有的具抵抗在吞噬细胞内杀被死的能力,能在吞噬细胞内寄生(二者 力量平衡时,则细胞内寄生状态可持续存在,若失去平衡,则必有一方受到伤害),等等. 外毒素与内毒素的比较 项目 外毒素 内毒素 产生菌 革兰氏阳性菌为主 革兰氏阴性菌 化学成分 蛋白质 脂多糖(LPS) 释放时间 一般随时分泌菌体死亡裂解后释放 致病特异性 不同外毒素各不相同 不同病原菌的内毒素作用基本相同 毒性 强* 弱 抗原性 完全原,抗原性强 不完全抗原,抗原性弱 制 成类毒素 能 不能 热稳定性 差 耐热性强 *1mg 肉毒毒素纯品可杀死 2 亿(2000 万)只小鼠或一百万只豚鼠,中毒的死亡率几近 100%,但及时注射抗毒素及对症治疗可使之降低.1mg 破 伤风毒素可杀死 100 万只小鼠,1mg 白喉毒素可杀死 1000 只豚鼠. 传染的类型: 1. 隐性传染 如果宿主的免疫力很强,而病原体的毒力相对较弱,数量又较少,传染后只引起宿主的轻微伤害,且很快就将病原体彻底消灭,因而基本上不 表现临床症状. 2. 带菌状态 如果病原体与宿主双方都有一定的优势,但病原体仅被限制于某一局部且无法大量繁殖,二者长期处于僵持状态,就称为带菌状态.这种长 期处于带菌状态的宿主,称为带菌者.在隐性传染或传染病痊愈后,宿主有可能会成为带菌者,如不注意,就成为该传染病的传染源,十分危 险.这种情况在伤寒,白喉等传染病中时有发生. 3. 显性传染 如果宿主的免疫力较低,或入侵病原菌的毒力较强,数量较多,病原菌很快在体内繁殖并产生大量有毒产物,使宿主的细胞和组织蒙受严重 损害,生理功能异常,于是就出现了一系列临床症状,这就是显性传染. 按发病时间的长短,可将将显性传染分为急性传染和慢性传染二种.前者的病程仅数日至数周,如流行性脑膜炎和霍乱等;后者的病程往往 长达数月至数年,如结核病,麻风病等. 急性传染病一般由对宿主吞噬细胞吞噬敏感的病原体造成,这些病原体在机体内被吞噬细胞吞噬后即被迅速破坏,属于细胞外寄生物,即它 们伤害宿主组织仅在吞噬细胞外的时间内.而与此相反,细胞内寄生物能在细胞内存活和繁殖,常引起慢性病. 非特异性免疫: 一, 生理屏障 二, 1. 皮肤与粘膜: 1)机械的阻挡和排除作用:健康机体的外表面覆盖着连续完整的皮肤和粘膜结构,其外面的角质层是坚韧的,不可渗透的,组成了阻挡微生 物入侵的有效屏障. 2)分泌液中所含化学物质有局部抗菌作用:汗腺分泌物中的乳酸和皮肤腺分泌物中的长链不饱和脂肪酸均有一定的杀菌抑菌能力.多种分 泌性体液含有杀菌的成分,如唾液,泪水,乳汁,鼻涕及痰中的溶菌酶,胃液的胃酸,精液的精胺等. 机体呼吸道,消化道,泌尿生殖道表面由粘膜覆盖,其表面屏障作用较弱,但有多种附件和分泌物.粘膜所分泌的粘液具有化学性屏障作用, 并且能与细胞表面的受体竞争病毒的神经氨酸酶而抑制病毒进入细胞.当微生物和其它异物颗粒落入附于粘膜面的粘液中,机体可用机械 的方式如纤毛运动,咳嗽和喷嚏而排出,同时还有眼泪,唾液和尿液的清洗作用. 3)共生菌群 人的体表和与外界相通的腔道中存在大量正常菌群,通过在表面部位竞争必要的营养物,或者产生如象大肠杆菌素,酸类,脂类 等抑制物,而抑制多数具有疾病潜能的细菌或真菌生长.临床上长期大量应用广谱抗菌素,肠道内对药物敏感的细菌被抑制,破坏了菌群间 的拮抗作用,则往往引起菌群失调症,如耐药性金黄色葡萄球菌性肠炎. 2.生理上的屏障结构 体内的某些部位具有特殊的结构而形成阻挡微生物和大分子异物进入的局部屏障,对保护该器官,维持局部生理环境恒定有重要作用. 1)血脑屏障:不是一种专有的解剖结构,主要由软脑膜,脉络丛,脑毛细血管壁及其外的脑星形细胞组成的,具有细胞间连接紧密,胞饮作用
弱的特点,可阻挡病原体及其有毒产物从血液透入脑组织或脑脊液,从而保护了中枢神经系统的稳定.婴幼儿因其血脑屏障还未发育完善, 故易患脑膜炎或流行性乙型脑炎等传染病 2)血胎屏障:由怀孕母体子宫内膜的基蜕膜和胎儿的绒毛膜滋养层细胞共同组成,当它发育成熟(一般在妊娠3个月)后,能阻挡病原微生物 由母体通过胎盘感染胎儿,但并不妨碍母子间的物质交换 细胞因素 体液因素 四,炎症( inflammatory) 免疫应答的基本过程 免疫应答十分复杂,其过程分为感应阶段,反应阶段和效应阶段 1.感应阶段 〖是机体接受抗原刺激的阶段.巨噬细胞(非特异性免疫的细胞因素)在此阶段起重要作用,抗原进入机体后,一般到达周围淋巴器官,在那 里发生免疫应答.除少数可溶性物质可直接作用于淋巴细胞外,大多数抗原都要经过巨噬细胞的处理.经过处理后,抗原决定簇与巨噬细胞 的RNA组成复合物,可增强免疫原性 巨噬细胞将抗原信息传递给T细胞,引起细胞免疫. 大多数引起体液免疫的抗原,也要经巨噬细胞处理后,将抗原信息传递给辅助性T细胞,再传给B细胞,少数抗原可不经巨噬细胞,直接刺激B 细胞,由抗原诱导免疫应答,免疫活性细胞表面有抗原受体,所以能够识别抗原.每个淋巴细胞表面只有一种抗原受体,只能识别一种抗原 当它们结合后,抗原刺激细胞增殖,分化而产生免疫应答. 2.反应阶段 淋巴细胞识别抗原后,即活化进入反应阶段在这一阶段中,T细胞转化为淋巴母细胞,再增殖,分化,成为有免疫效应的致敏淋巴细胞B细胞 被活化后,转化为浆母细胞,再增殖,分化为浆细胞,分泌抗体.致敏淋巴细胞和浆细胞是终末细胞,不再分化,寿命短,只有几天受抗原刺激 的淋巴细胞,在分化过程中,还有一部分细胞在中途停顿下来,不再增殖分化,成为记忆细胞,在体内能较长时间存在.当再次受到同种抗原 刺激时,能迅速分化增殖成大量致敏淋巴细胞和浆细胞,分别产生大量淋巴因子及抗体 3.效应阶段 在免疫应答的效应阶段,抗原成为被打击的对象.抗体和致敏淋巴细胞都可以与抗原结合产生特异性免疫反应.当同种抗原再次侵入机体时 致敏τ细胞可直接作用于抗原,同时释放多种淋巴因子消灭抗体,行使细胞免疫功能抗体也可直接作用于抗原,或与巨噬细胞,补体等协同 作用,消灭或破坏抗原,完成体液免疫作用. 武汉大学微生物讲义 第1章:绪论 〖目的要求〗 通过本章的课堂教学,引导学生走进微生物世界,了解微生物是什么?做什么?以及它们与人类的特殊关系;明确微生物学作为一 门独立学科在生命科学发展中的重要作用和地位:展望未来,激发学生的学习兴趣和明确肩负的重任 〖教学内容〗 第2章:纯培养和显微技术 〖目的要求〗 通过本章的课堂教学,向学生介绍进行微生物学研究的基本技术,即无菌技术、纯种分离技术、培养技术和显微技术,使他们了解 微生物学的基本研究方法和研究手段,为后面介绍其他微生物学相关知识打下基础。 〖教学内容〗 、微生物的分离和纯培养 1.1无菌技术1.2用固体培养基分离纯培养1.3用液体培养基分离纯培养1.4单细胞(孢子)分离1.5选择培养分离1.6二元培养 2、显微镜和显微技术2.1显微镜的种类及原理2.2显微观察样品的制备 思考题 1、为什么说Koch等建立的微生物纯培养技术是微生物学建立与发展的基石?一般可用哪些方法获得微生物的纯培养? 2、微生物的最显著特征就是个体微小,通常只能通过显微镜进行观察。试列举在显微观察中通过改变样品的反差以改善观察效果的技术 及方法 第3章:微生物类群与形态结构 〖目的要求〗 通过本章的课堂教学,学习各种微生物,包括细菌、古生菌和真核微生物的基本结构特点和生活特性,了解微生物的多样性 〖教学内容〗
弱的特点,可阻挡病原体及其有毒产物从血液透入脑组织或脑脊液,从而保护了中枢神经系统的稳定.婴幼儿因其血脑屏障还未发育完善, 故易患脑膜炎或流行性乙型脑炎等传染病. 2)血胎屏障:由怀孕母体子宫内膜的基蜕膜和胎儿的绒毛膜滋养层细胞共同组成,当它发育成熟(一般在妊娠 3 个月)后,能阻挡病原微生物 由母体通过胎盘感染胎儿,但并不妨碍母子间的物质交换. 二,细胞因素 三,体液因素 四,炎症(inflammatory) 免疫应答的基本过程 免疫应答十分复杂,其过程分为感应阶段,反应阶段和效应阶段. 1. 感应阶段 这是机体接受抗原刺激的阶段.巨噬细胞(非特异性免疫的细胞因素)在此阶段起重要作用,抗原进入机体后,一般到达周围淋巴器官,在那 里发生免疫应答.除少数可溶性物质可直接作用于淋巴细胞外,大多数抗原都要经过巨噬细胞的处理.经过处理后,抗原决定簇与巨噬细胞 的 RNA 组成复合物,可增强免疫原性. 巨噬细胞将抗原信息传递给 T 细胞,引起细胞免疫. 大多数引起体液免疫的抗原,也要经巨噬细胞处理后,将抗原信息传递给辅助性 T 细胞,再传给 B细胞,少数抗原可不经巨噬细胞,直接刺激 B 细胞,由抗原诱导免疫应答,免疫活性细胞表面有抗原受体,所以能够识别抗原.每个淋巴细胞表面只有一种抗原受体,只能识别一种抗原, 当它们结合后,抗原刺激细胞增殖,分化而产生免疫应答. 2. 反应阶段 淋巴细胞识别抗原后,即活化进入反应阶段.在这一阶段中,T 细胞转化为淋巴母细胞,再增殖,分化,成为有免疫效应的致敏淋巴细胞.B细胞 被活化后,转化为浆母细胞,再增殖,分化为浆细胞,分泌抗体.致敏淋巴细胞和浆细胞是终末细胞,不再分化,寿命短,只有几天.受抗原刺激 的淋巴细胞,在分化过程中,还有一部分细胞在中途停顿下来,不再增殖分化,成为记忆细胞,在体内能较长时间存在.当再次受到同种抗原 刺激时,能迅速分化增殖成大量致敏淋巴细胞和浆细胞,分别产生大量淋巴因子及抗体. 3. 效应阶段 在免疫应答的效应阶段,抗原成为被打击的对象.抗体和致敏淋巴细胞都可以与抗原结合产生特异性免疫反应.当同种抗原再次侵入机体时, 致敏 T 细胞可直接作用于抗原,同时释放多种淋巴因子消灭抗体,行使细胞免疫功能.抗体也可直接作用于抗原,或与巨噬细胞,补体等协同 作用,消灭或破坏抗原,完成体液免疫作用. 武汉大学微生物讲义 第 1 章：绪论 〖目的要求〗 通过本章的课堂教学，引导学生走进微生物世界，了解微生物是什么？做什么？以及它们与人类的特殊关系；明确微生物学作为一 门独立学科在生命科学发展中的重要作用和地位；展望未来，激发学生的学习兴趣和明确肩负的重任。 〖教学内容〗 第 2 章：纯培养和显微技术 〖目的要求〗 通过本章的课堂教学，向学生介绍进行微生物学研究的基本技术，即无菌技术、纯种分离技术、培养技术和显微技术，使他们了解 微生物学的基本研究方法和研究手段，为后面介绍其他微生物学相关知识打下基础。 〖教学内容〗 1、微生物的分离和纯培养 1.1 无菌技术 1.2 用固体培养基分离纯培养 1.3 用液体培养基分离纯培养 1.4 单细胞（孢子）分离 1.5 选择培养分离 1.6 二元培养 物 2、 显微镜和显微技术 2.1 显微镜的种类及原理 2.2 显微观察样品的制备 思考题： 1、为什么说 Koch 等建立的微生物纯培养技术是微生物学建立与发展的基石？一般可用哪些方法获得微生物的纯培养？ 2、微生物的最显著特征就是个体微小，通常只能通过 显微镜进行观察。试列举在显微观察中通过改变样品的反差以改善观察效果的技术 及方法。 第 3 章：微生物类群与形态结构 〖目的要求〗 通过本章的课堂教学，学习各种微生物，包括细菌、古生菌和真核微生物的基本结构特点和生活特性，了解微生物的多样性。 〖教学内容〗
1、真细菌 1.1一般形态及细胞结构1.2放线菌1.3支原体、立克次氏体和衣原体1.4粘细菌( my bacteria)1.5蛭弧菌( Bdellovibrio)1.6蓝 细菌( Cyanobacteria) 2、古生菌2.1概念的提出2.2细胞形态2.3细胞结构 3、真核微生物3.1霉菌3.2酵母菌 思考题 1、试根据细菌细胞结构的特点,分析并举例说明为什么它们能在自然界中分布广泛 2、细菌、粘细菌、放线菌、霉菌、酵母在繁殖方式上各有什么特点? 第4章:微生物的营养 〖目的要求〗 通过本章的课堂教学,使学生了解微生物营养类型的特点及多样性,以及根据不同微生物各自的营养要求,配制相应的培养基对微 生物培养的理论知识,为今后对微生物的研究与利用打下基础 〖教学内容〗 1、微生物的营养要求1.1微生物细胞的化学组成1.2营养物质及其生理功能1.3微生物的营养类型( nutritional types) 2、培养基2.1选用和设计培养基的原则和方法2.2培养基的类型及应用 3、营养物质进入细胞3.1扩散( diffusion)3.2促进扩散( facilitated diffusion)3.3主动运输( active transport) 3.4膜泡运输( memberane vesicle transport) 思考题: 试比较营养物质进入微生物细胞的几种方式的特点。 第5章:微生物的代谢 〖目的要求〗 通过本章的课堂教学,使学生了解微生物代谢类型的特点及多样性。 〖教学内容〗 1、代谢概论2、生物产能代谢2.1生物氧化2.2异养微生物的生物氧化2.3自养微生物的生物氧化2.4能量转换 3、微生物次级代谢与次级代谢产物3.1次级代谢与次级代谢产物3.2次级代谢的调节 思考题:不同营养类型的微生物在不同条件下产生ATP和还原力的方式与特点。 第6章:微生物的生长繁殖及其控制 〖目的要求〗 通过本章的课堂教学,使学生了解微生物生长繁殖的规律,掌握微生物生长的测定方法,及各种物理、化学因素对微生物生长的影 〖教学内容〗 1、生物生长的测定1.1以数量变化对微生物生长情况进行测定1.2以生物量为指标测定微生物的生长 2、细菌的群体生长繁殖2.1生长曲线2.2同步培养2.3连续培养 3、微生物生长繁殖的控制3.1控制微生物的化学物质3.2控制微生物的物理因素 思考题:细菌的生长繁殖与高等动植物的有哪些异同?其典型生长曲线可分几期,其划分依据是什么? 第七章:病毒 〖目的要求〗 通过本章的课堂教学,使学生了解病毒,包括噬菌体、动植物病毒等的生活周期,掌握反映病毒生长繁殖规律的一步生长曲线的原 理和实验方法,及有关病毒非增殖性感染特别是噬菌体溶原性反应的基本概念。 〖教学内容〗 1、概述1.1病毒的发现和研究历史1.2病毒的特点和定义1.3病毒的宿主范围1.4病毒的培养和纯化 2、毒粒的性质2.1毒粒的形态结构2.2毒粒的化学组成 3、病毒的复制3.1病毒的复制周期3.2病毒感染的起始3.3病毒大分子的合成3.4病毒的装配与释放 4、病毒的非增殖性感染4.Ⅰ概念4.2温和噬菌体的溶源性反应。 思考题试结合一步生长曲线分析病毒的特点,并与细菌进行比较 第8章:微生物遗传 〖目的要求〗 通过本章的课堂教学,使学生了解细菌的染色体基因组及染色体外的遗传因子(质粒和转座子)的结构和基本特点,掌握微生物基 因突变、遗传的基本规律,并在此基础上了解微生物菌种保藏的基本理论和实验方法。 〖教学内容〗
1、真细菌 1.1 一般形态及细胞结构 1.2 放线菌 1.3 支原体、立克次氏体和衣原体 1.4 粘细菌（myxobacteria）1.5 蛭弧菌（Bdellovibrio）1.6 蓝 细菌（Cyanobacteria） 2、古生菌 2.1 概念的提出 2.2 细胞形态 2.3 细胞结构 3、真核微生物 3.1 霉菌 3.2 酵母菌 思考题： 1、试根据细菌细胞结构的特点，分析并举例说明为什么它们能在自然界中分布广泛。 2、细菌、粘细菌、放线菌、霉菌、酵母在繁殖方式上各有 什么特点？ 第 4 章：微生物的营养 〖目的要求〗 通过本章的课堂教学，使学生了解微生物营养类型的特点及多样性，以及根据不同微生物各自的营养要求，配制相应的培养基对微 生物培养的理论知识，为今后对微生物的研究与利用打下基础。 〖教学内容〗 1、 微生物的营养要求 1.1 微生物细胞的化学组成 1.2 营养物质及其生理功能 1.3 微生物的营养类型(nutritional types) 2、 培养基 2.1 选用和设计培养基的原则和方法 2.2 培养基的类型及应用 3、营养物质进入细胞 3.1 扩散(diffusion)3.2 促进扩散(facilitated diffusion)3.3 主动运输(active transport) 3.4 膜泡运输(memberane vesicle transport) 思考题： 试比较营养物质进入微生物细胞的几种方式的特点。 第 5 章：微生物的代谢 〖目的要求〗 通过本章的课堂教学，使学生了解微生物代谢类型的特点及多样性。 〖教学内容〗 1、 代谢概论 2、 生物产能代谢 2.1 生物氧化 2.2 异养微生物的生物氧化 2.3 自养微生物的生物氧化 2.4 能量转换 3、 微生物次级代谢与次级代谢产物 3.1 次级代谢与次级代谢产物 3.2 次级代谢的调节 思考题：不同营养类型的微生物在不同条件下产生 ATP 和还原力的方式与特点。 第 6 章：微生物的生长繁殖及其控制 〖目的要求〗 通过本章的课堂教学，使学生了解微生物生长繁殖的规律，掌握微生物生长的测定方法，及各种物理、化学因素对微生物生长的影 响。 〖教学内容〗 1、 生物生长的测定 1.1 以数量变化对微生物生长情况进行测定 1.2 以生物量为指标测定微生物的生长 2、 细菌的群体生长繁殖 2.1 生长曲线 2.2 同步培养 2.3 连续培养 3、 微生物生长繁殖的控制 3.1 控制微生物的化学物质 3.2 控制微生物的物理因素 思考题：细菌的生长繁殖与高等动植物的有哪些异同？其典型生长曲线可分几期，其划分依据是什么？ 第七章：病毒 〖目的要求〗 通过本章的课堂教学，使学生了解病毒，包括噬菌体、动植物病毒等的生活周期，掌握反映病毒生长繁殖规律的一步生长曲线的原 理和实验方法，及有关病毒非增殖性感染特别是噬菌体溶原性反应的基本概念。 〖教学内容〗 1、概述 1.1 病毒的发现和研究历史 1.2 病毒的特点和定义 1.3 病毒的宿主范围 1.4 病毒的培养和纯化 2、 毒粒的性质 2.1 毒粒的形态结构 2.2 毒粒的化学组成 3、 病毒的复制 3.1 病毒的复制周期 3.2 病毒感染的起始 3.3 病毒大分子的合成 3.4 病毒的装配与释放 4、 病毒的非增殖性感染 4.1 概念 4.2 温和噬菌体的溶源性反应。 思 考 题 试结合一步生长曲线分析病毒的特点，并与细菌进行比较。 第 8 章：微生物遗传 〖目的要求〗 通过本章的课堂教学，使学生了解细菌的染色体基因组及染色体外的遗传因子（质粒和转座子）的结构和基本特点，掌握微生物基 因突变、遗传的基本规律，并在此基础上了解微生物菌种保藏的基本理论和实验方法。 〖教学内容〗