医学微生物复习资料Word格式文档下载.docx

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革兰阳性（G＋）菌的肽聚糖由聚糖骨架、四肽侧链和五肽交联桥三部分组成，革兰阴性（G－）菌的肽聚糖仅由多糖骨架、四肽侧链两部分组成。

2．G＋菌和G－菌细胞壁的结构和医学意义 

G＋菌细胞壁由肽聚糖和穿插其间的磷壁酸（teichoic 

acid）组成，特点是肽聚糖含量高、层数多、结构致密，具有高机械强度的三维立体空间结构。

磷壁酸有膜磷壁酸与壁磷壁酸两种，是G＋菌细胞壁内特有的成分。

G－菌细胞壁特点是肽聚糖含量少（1～2层），结构疏松，在肽聚糖之外具有外膜。

外膜由内向外依次为脂蛋白、脂质双层、脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）。

脂多糖由脂质A（lipid 

A）、核心多糖（core 

polysaccharide）和特异多糖（specific 

polysaccharide）所构成。

脂质双层的结构类似细胞膜，其上镶嵌有孔蛋白（porin），参与菌体内外物质交换。

3．细胞壁的功能 

细胞壁坚韧而富有弹性，主要功能是维持菌体固有形态，并保护细菌抵抗低渗环境。

G＋菌的磷壁酸是重要表面抗原，与血清型分类有关，有助于维持菌体内离子平衡。

膜磷壁酸与细菌粘附宿主细胞有关。

G－菌的外膜可阻止一些抗菌药物的进入，成为细菌耐药的机制之一。

G－菌的脂多糖是G－菌的内毒素（endotoxin），与细菌致病性有关。

可见，由于G＋菌与G－菌细胞壁结构显著不同，导致两类细菌在染色性、抗原性、致病性、对药物的敏感性等方面有很大差异。

4．细菌L型 

肽聚糖是G－菌和G＋菌共有的成分。

凡是能破坏肽聚糖的结构或抑制其合成的物质，都能使细胞壁出现缺陷，甚至没有细胞壁，从而导致细菌在一般渗透压环境中死亡。

由于人和动物细胞无细胞壁，也无肽聚糖结构，故细菌细胞壁成为抗菌药物的重要作用靶位。

在高渗环境下，细胞壁缺陷的细菌仍可存活而成为细菌L型（bacterial 

L 

form）。

溶菌酶、青霉素是细菌L型的最常用人工诱导剂。

细菌Ｌ型因缺乏完整的细胞壁呈现高度多形性，均为革兰染色阴性，在高渗、低琼脂、含血清的培养基中能缓慢生长，形成 

“油煎蛋”状细小菌落。

细菌L型可以返祖，与许多慢性反复发作的感染有关，在临床上可引起尿路感染、骨髓炎、心内膜炎等。

（二）细胞质内的重要结构及意义

1．核糖体 

是合成蛋白质的场所。

细菌核糖体为70S，由50S和30S两个亚基组成，与真核生物的核糖体（80S）不同。

有些抗生素能与细菌50S或30S亚基结合，干扰其蛋白质合成，从而杀死细菌，但通常不会损害人体细胞。

2．质粒（plasmid） 

为染色体外的遗传物质，为闭合环状的双链DNA，控制细菌某些特定的遗传性状。

三、细菌的特殊结构

特殊结构仅某些细菌具有，主要包括荚膜（capsule）、鞭毛（flagellum）、菌毛（pilus）和芽胞（spore）。

1．荚膜 

某些细菌分泌的包绕在细胞壁外的一层粘液性物质。

具有抗原性，为分型和鉴定细菌的依据。

荚膜有抗吞噬作用，与细菌的致病性有关。

如化脓性球菌常有荚膜。

2．鞭毛 

多数杆菌、所有螺形菌在菌体上附着的细长并呈波状弯曲的丝状物。

鞭毛是细菌的运动器官，有利于细菌主动地趋向高浓度营养物质和逃避有害环境，可用以鉴定细菌。

有些细菌，如霍乱弧菌、幽门螺杆菌、空肠弯曲菌的鞭毛与致病性有关。

3．菌毛 

存在于许多G－菌、少数G＋菌菌体表面的比鞭毛更细、更短而直硬的丝状物，在电子显微镜下才能看见。

菌毛可分为普通菌毛（common 

pilus）和性菌毛（sex 

pilus），前者具有粘附能力，与细菌致病力有关；

后者可传递遗传物质（质粒或核质DNA片段等），与细菌的毒力或耐药性转移等有关。

4．芽胞 

又称内芽胞（endospore），是某些细菌在一定环境条件下，细胞质、核质逐渐脱水浓缩，在菌体内形成的一个圆形或卵圆形小体。

芽胞对热、干燥、化学消毒剂、辐射等抵抗力极强，故以杀灭芽胞作为判断灭菌效果的指标。

芽胞的形状、大小、位置等可用于鉴别细菌。

芽胞是细菌的休眠状态，在适宜条件下可发芽转化为繁殖体（vegetative 

form），继而产生毒素而致病。

芽胞不是细菌的繁殖方式。

四、细菌形态与结构的检查法

包括不染色标本检查法和染色标本检查法，后者包括单染色法、鉴别染色法和特殊染色法。

1．革兰染色法的步骤、结果和医学意义 

革兰染色法（Gram 

stain）是最常用最重要的染色法，其步骤是：

在细菌涂片固定后，先用结晶紫初染、芦戈碘液媒染，然后用95%乙醇脱色，最后用稀释复红或沙黄复染。

菌体染成紫色者为革兰阳性菌，染成红色者为革兰阴性菌。

革兰染色法在鉴别细菌、选择抗菌药物、了解细菌致病性等方面具有极其重要的意义。

第2章 

细菌的生理

一、细菌的营养与生长繁殖

（一）细菌生长繁殖的基本条件

营养物质、能量和适宜的环境是细菌生长繁殖的必备条件。

1.营养物质 

提供必要的原料和能量。

根据细菌所利用的能源和碳源不同，将其分为两大营养类型：

自养菌（autotroph）和异养菌（heterotroph）。

所有的病原菌都是异养菌。

2.酸碱度 

每种细菌都有一个可生长的pH范围和最适生长pH。

多数病原菌最适pH为7.2～7.6.

3.温度 

各类细菌对温度的要求不一，籍此分为嗜冷菌（psychrophile）、嗜温菌（mesophile）和嗜热菌（thermophile）。

病原菌最适生长温度为37℃。

4.气体 

病原菌所需气体是氧和CO2。

一般细菌在代谢过程中自身产生的CO2即可满足。

有些细菌如脑膜炎球菌、淋球菌和布鲁菌等，在初代分离培养时需提供5～10%的CO2才能生长。

根据细菌对氧气的需要分为四类：

专性需氧菌（obligate 

aerobe）、微需氧菌（microaerophilic 

bacterium）、兼性厌氧菌（facultative 

anaerobe）和专性厌氧菌（obligate 

anaerobe）。

大多数病原菌属于兼性厌氧菌。

专性厌氧菌在有氧环境下不能生长，可能由于缺乏氧化还原电势高的呼吸酶和分解有毒氧基团的酶。

（二）细菌生长繁殖方式

以二分裂方式（binary 

fission）进行无性繁殖。

细菌分裂数量倍增所需要的时间称为代时（generation 

time），多数细菌为20～30分钟。

将一定数量的细菌接种于适宜的液体培养基中培养时，细菌群体生长繁殖可分为四期，即生长曲线：

growth 

curve）：

迟缓期（lag 

phase）、对数期（log 

phase）、稳定期（stationary 

phase）和衰亡期（decline 

phase）。

其中，对数期细菌的生物学特性较典型，对外界环境因素的作用敏感。

因此，研究细菌的形态染色、生化反应、药物敏感试验等应选用该期的细菌。

二、细菌的分解和合成代谢

1．细菌生化反应的概念 

各种细菌所具有的酶不完全相同，对营养物质的分解能力不一致，因而其代谢产物有差异。

检测细菌对各种基质的代谢作用及代谢产物，借以区别和鉴定细菌的生化试验，称为细菌的生化反应。

细菌的生化反应对菌体形态、革兰染色反应和菌落特征相同和相似的细菌的鉴定尤为重要。

实验室常用的细菌生化反应有：

糖发酵试验、VP试验、甲基红试验、枸橼酸盐利用试验、吲哚试验、硫化氢试验、尿素酶试验。

其中吲哚（I）、甲基红（M）、VP（V）、枸橼酸盐利用（C）四种试验常用于鉴定肠道杆菌。

现代临床细菌学已普遍采用微量、快速和全自动的生化鉴定方法。

2．与医学有关的合成代谢产物 

细菌利用分解代谢中的产物、能量和辅酶，不断合成菌体自身成分，如细胞壁、蛋白质、核酸等，同时还合成一些在医学上具有重要意义的代谢产物，其中，毒素、侵袭性酶与细菌致病性有关；

色素、细菌素与鉴别细菌有关；

抗生素和细菌素能抑制和杀灭其他微生物。

热原质（pyrogen）是细菌细胞壁的脂多糖，注入人体或动物体内能引起发热反应。

因此，在制备和使用注射药品过程中应严格遵守无菌操作，防止细菌污染。

三、细菌的人工培养

1．培养基的概念 

培养基（culture 

medium）是由人工方法配制而成的，专供微生物生长繁殖所需的混合营养物制品。

培养基的制备原则是：

充足的营养物质，合适的pH，灭菌后方可使用。

培养基按营养组成和用途，分为基础培养基（basic 

medium）、增菌培养基（enrichment 

medium）、鉴别培养基（differential 

medium）、选择培养基（selective 

medium）和厌氧培养基（anaerobic 

medium）等；

按物理性状分为液体培养基、半固体培养基和固体培养基三大类。

2．细菌在培养基中的生长表现 

大多数细菌在液体培养基生长繁殖后呈均匀混浊状态；

少数出现沉淀和形成菌膜。

无鞭毛的细菌在半固体培养基中仅沿穿刺线生长，有的鞭毛细菌可沿穿刺线生长并向四周游动扩散，所以半固体培养基可用作检查细菌有无鞭毛和动力。

在固体培养基上，单个细菌分裂繁殖后形成肉眼可见的细菌集团，称为菌落（colony），菌落的特征有助于鉴别细菌。

将单菌落移种到另一培养基中，生长出来的细菌均为纯种，成为纯培养（pure 

culture）。

故固体培养基可用作纯种的分离。

3．人工培养细菌在医学中的应用 

①感染性疾病的病原学诊断。

由细菌引起的感染性疾病，最确切最可靠的诊断依据是，从病人材料中把病原菌分离培养出来，并鉴定其菌属、种和型。

药物敏感试验能指导临床选用抗菌药物；

②细菌学研究；

③生物制品的制备，制备疫苗、类毒素、抗毒素等用于防治，制备菌液、抗血清等用于诊断。

第3章 

消毒与灭菌

一、概述

从预防感染出发，医务工作者必须建立“处处有菌”和无菌观念，严格执行无菌操作，这就要求必须对所用的物品（如注射器、手术器械、手术衣等）、工作环境（如手术室、产房等）和人体体表进行消毒或灭菌，以确保所用的物品和工作环境的无菌或处于无菌状态。

为防止疾病的传播，对传染病患者的排泄物和实验废弃的培养物亦须进行灭菌或消毒处理。

消毒（disinfection）是指杀灭物体上病原微生物，并不一定能杀死含芽胞的细菌或非病原微生物。

灭菌（sterilization）是指杀灭物体上所有的微生物。

应以杀灭芽胞为标准。

无菌（asepsis）是指物品中没有活的微生物存在。

防止细菌进入人体或其他物品的操作技术，称为无菌操作。

防腐（antisepsis）是指防止或抑制体外微生物的生长繁殖，细菌一般不会死亡。

二、物理消毒灭菌法

（一）热力灭菌法

这是最常用、最经济、最有效的方法，其杀菌机制主要是，使菌体蛋白质（酶）变性和凝固，失去生物活性而死亡。

主要包括：

1.干热灭菌法 

①焚烧：

适用于废弃物品和死于传染病的人或动物尸体；

②烧灼：

适用于接种环、试管口等的灭菌；

③干烤：

适用于玻璃器皿等的灭菌。

2.湿热灭菌法 

①巴氏消毒法（pasteurization）：

71.7℃15～30秒，用于牛奶和酒类等不耐高温物品的消毒；

②煮沸法：

100℃5min，常用于饮水、食具、刀剪、注射器等消毒；

③流通蒸气消毒法：

100℃水蒸气15～30 

min；

④间歇灭菌法（fractional 

sterilization）：

min，取出后放37℃培养过夜，连续3d，达到灭菌目的，用于不耐高温的含糖、牛奶或血清等培养基灭菌；

⑤高压蒸气灭菌法（autoclaving）：

在1．05kg／cm2蒸气压下，水蒸气温度达到121．3℃，维持15～30 

min。

这是最有效和最常用的灭菌方法，常用于一般培养基、生理盐水、手术敷料等耐高温、耐湿物品的灭菌。

（二）紫外线

　波长200～300nm的紫外线具有杀菌作用。

紫外线主要干扰DNA的复制与转录，导致细菌变异或死亡。

紫外线穿透力较弱，主要用于手术室、传染病房、婴儿室、细菌实验室等的空气消毒，或不耐热物品的表面消毒。

（三）滤过除菌法

滤菌器含有微细小孔，只允许液体或气体通过，而大于孔径的细菌等颗粒不能通过。

滤过除菌法（filtration）主要用于不耐高温灭菌的血清、抗毒素、抗生素，以及空气等的除菌。

三、化学消毒灭菌法

1．常用化学消毒剂的种类和消毒浓度 

具有杀菌作用的化学药物称为化学消毒剂（antiseptics）。

消毒剂一般对病原微生物和人体都有毒性，因此只能用于人体体表（皮肤及粘膜伤口）、医疗器械、排泄物及周围环境的消毒。

根据消毒剂的杀菌机制不同，主要分为：

①使菌体蛋白质变性或凝固，例如酚类（高浓度）、醇类、重金属盐类（高浓度）、酸碱类；

②干扰细菌的酶系统，例如氧化剂、重金属盐类（低浓度）；

③损伤细菌细胞膜的通透性，例如酚类（低浓度）、表面活性剂。

绝大多数消毒剂在高浓度时杀菌作用大，当降至一定浓度时只有抑菌作用。

第4章 

噬菌体

一、噬菌体的生物学特性

1．噬菌体的概念、形态和化学组成 

噬菌体（bacteriophage，phage）是感染细菌、真菌、放线菌或螺旋体等微生物的病毒。

噬菌体个体微小，可通过细菌滤器，多为蝌蚪形。

噬菌体没有完整的细胞结构，主要由蛋白质构成的衣壳和包含于其中的核酸组成。

噬菌体的核酸为DNA或RNA。

蛋白质起保护核酸的作用，并决定噬菌体外形和表面特征。

噬菌体只能在活的易感细胞内复制增殖，有严格的宿主特异性。

二、毒性噬菌体和温和噬菌体

1．概念 

噬菌体侵入宿主菌后有两种结局：

一是能在宿主菌细胞内复制增殖，产生许多子代噬菌体，并最终裂解细菌，这类噬菌体称为毒性噬菌体（virulent 

phage）；

二是噬菌体基因与宿主菌染色体基因组整合，且随细菌DNA复制而复制，随细菌分裂而传代，不引起细菌裂解，不产生子代噬菌体，这类噬菌体称为温和噬菌体（temperate 

phage）或溶原性噬菌体（lysogenic 

phage）。

2．与细菌遗传物质转移的关系 

整合在细菌染色体上的噬菌体基因组称为前噬菌体（prophage）。

带有前噬菌体的细菌称为溶原性细菌（lysogenic 

bacterium）。

毒性噬菌体只有溶菌性周期，而温和噬菌体有溶菌性周期和溶原性周期。

具有产生成熟噬菌体颗粒和溶解宿主菌的潜在能力，称为溶原性（lysogeny）。

因此，温和噬菌体可有三种存在状态：

①游离的具有感染性的噬菌体颗粒；

②宿主菌胞质内噬菌体核酸；

③前噬菌体。

通过温和噬菌体介导的细菌基因转移称为转导（transduction）。

某些前噬菌体可导致宿主菌基因型和性状发生改变，称为溶原性转换（lysogenic 

conversion）。

噬菌体是分子生物学研究中的重要载体。

第5章 

细菌的遗传与变异

一、细菌变异的现象

遗传和变异是生物界的普遍现象。

遗传使生物得以保存种属，使其性状保持相对稳定。

变异则是生物进化的源泉，细菌为适应新的环境可在形态、结构、致病性、抗原性和毒力等方面发生变异，以求生存与发展。

掌握细菌遗传变异规律，在疾病的诊断、治疗与预防中具有重要意义。

二、遗传变异的物质基础

细菌的基因组是指细菌染色体和染色体以外遗传物质所携带基因的总称。

染色体外的遗传物质是指质粒DNA和转位因子等。

1．染色体 

细菌染色体是单一的环状双螺旋DNA长链，有4000个以上基因。

革兰阳性菌的染色体连接在中介体上，革兰阴性菌的染色体连接在细胞膜上。

细菌染色体缺乏组蛋白，亦无核膜包围。

2．质粒 

质粒（plasmid）是染色体外的遗传物质，为环状闭合的双螺旋DNA分子。

其主要特性有：

①编码很多重要的生物学性状，如F质粒（fertility 

plasmid）编码性菌毛，R质粒（resistance 

plasmid）编码细菌对抗菌药物或重金属盐类的耐药性；

②具有自我复制能力；

③不是细菌生命活动所必需，可自行丢失；

④质粒可在细菌间转移，携带的性状也随之转移；

⑤一个细菌可带有一种或几种质粒。

3．转位因子 

转位因子又称为“跳跃基因”，是存在于细菌染色体或质粒上的一段特异性DNA片段，它可在质粒之间或质粒与染色体之间随机转移，从而影响插入点附近基因的表达，亦可引入新的基因。

转位因子主要有三类：

①插入序列（insertion 

sequence，IS）：

是最小的转位因子，可能是原核细胞正常代谢的调节开关之一。

②转座子（transposon，Tn）：

长度不超过2kb，不能独立复制，必须依附在染色体或质粒上与之同时复制。

在结构上分为二个部分：

一个中心序列和二个末端反向重复序列，后者与插入有关。

中心序列带有遗传信息，如常带有一种或多种耐药基因、毒素基因及其他结构基因等。

③转座噬菌体或前噬菌体：

是一些具有转座功能的溶原性噬菌体，当整合到细菌染色体上，能改变溶原性细菌的某些生物学性状，并在细菌基因转移过程中起载体作用。

三、细菌变异的机制

（一）基因突变

突变（mutation）是细菌基因的结构发生突然而稳定的改变，导致细菌性状的遗传性变异。

突变是随机的，不定向的。

如耐药性变异中，抗生素只是起选择作用，除去敏感菌留下耐药菌，不是起诱导作用。

（二）基因的转移和重组

基因转移（gene 

transfer）是指外源性遗传物质由供体菌转入受体菌细胞内的过程，转移的基因与受体菌DNA整合在一起，使受体菌获得供体菌某些特性，称为重组（recombination）。

细菌的基因转移与重组主要有四种方式：

1．转化（transformation） 

是指受体菌直接摄取供体菌游离的DNA片段，获得新的性状。

2．接合（conjugation） 

是指细菌通过性菌毛相互连接沟通，将遗传物质（主要是质粒DNA）从供体菌转移给受体菌。

能通过接合方式转移的质粒称为接合性质粒，不能通过性菌毛在细菌间转移的质粒称为非接合性质粒。

带有F质粒的细菌有性菌毛，为雄菌（F＋菌），无性菌毛的无F质粒的细菌为雌菌（F－菌），F＋菌可将F质粒转移给F－菌，使之成为F＋菌。

3．转导（transduction） 

是以温和噬菌体为载体，将供体菌的一段DNA转移到受体菌内，使后者获得新的性状。

根据转导基因片段的范围，可分为普遍性转导（generalized 

transduction）和局限性转导（restricted 

transduction）。

前者所转导的DNA可以是供体菌染色体上的任何部分，发生在裂解期；

后者只限于供体菌染色体上的特定的基因，发生在溶原期。

4．溶原性转换（lysogenic 

conversion） 

是侵入细菌的噬菌体DNA与细菌的染色体发生重组，导致细菌的基因型的改变，获得新的性状。

四、细菌耐药性

1．细菌耐药性的概念 

细菌耐药性分为固有耐药（intrinsic 

resistance）和获得性耐药（acquired 

resistance），前者是指代代相传的天然耐药性，后者是指对原来敏感的抗菌药物产生了抵抗力。

多重耐药性（multidrug 

resistance）是指细菌同时对多种作用机制不同（或结构完全各异）的抗菌药物具有耐性。

2．耐药性产生的生化机制 

①灭活作用：

是细菌产生耐药性的最重要方式。

细菌被诱导产生灭活酶，通过修饰或水解作用破坏抗生素，使之转化成为无活性的衍生物；

②靶位改变：

通过产生诱导酶对抗生素的作用靶位进行化学修饰，或通过基因突变造成靶位变异，使抗菌药物不能与靶位结合，失去杀菌作用；

③药物累积不足：

通过减少药物吸收或增加药物排出，使菌体内的抗生素浓度明显降低，不足以杀死细菌。

3．耐药性产生的分子机制 

①基因突变：

由突变产生的耐药性一般只对一种或两种相类似的药物耐药，且比较稳定，突变频率较低。

②R质粒转移：

细菌的耐药性质粒（R质粒）是由两部分组成：

耐药传递因子（RTF）和耐药决定因子（r决定因子），前者可编码性菌毛和通过接合转移，后者编码对抗菌药物的耐药性。

R决定因子上可有多个携带耐药基因的转座子，是造成多重耐药性的原因。

R质粒主要通过接合方式在细菌间转移，从而造成耐药性的广泛传播。

③转座子转移：

当转座子插入某一基因时，一方面可引起插入基因失活产生基因突变，另一方面可因带入耐药基因，使细菌产生耐药性。

转座子不需要核苷酸碱基对同源才能插入；

宿主范围很广，可在G＋菌和G－菌之间转移；

转座子的插入序列中碱基序列可重新组合，使耐药基因扩大，细菌的耐药水平提高；

转座方式使耐药基因增多。

因此，转座子与多重耐药菌株的产生和扩散有关。

4．对付细菌耐药性的措施 

对临床分离的致病菌，原则上应先做细菌药敏试验，再合理选择用药，避免滥用抗生素。

做好消毒与隔离，防止耐药菌株的产生和扩散。

寻找新型抗感染药物和新的抗感染方法，提高宿主免疫力。

五 

微生物基因组学

微生物基因组学（Genomics）是指利用全基因组DNA序列，研究微生物基因及其功能的学科。

获得微生物的全基因组序列有助于了解病原微生物的致病机制及其与宿主的相互关系；

寻找更灵敏及特异的微生物分子标记，作为诊断、分型等依据；

促进抗微生物新药的开发和新疫苗的发展；

为人类认识遗传疾病的机制提供参考。

第6章 

细菌的感染和免疫

一．正常菌群、条件致病菌、微生态失调、医院感染的概念

1．正常菌群 

是指正常人的体表以及与外界相通的腔道粘膜表面存在的微生物，在机体免疫功能正常时，这些微生物对宿主无害，故称正常菌群（normal 

flora）或正常微生物群（normal 

microbiotia）。

正常菌群对构成微生态平衡（eubiosis）起重要作用，其生理意义有：

抵抗病原菌的生物拮抗作用；

产生维生素，起到营养作用；

促进宿主免疫系统成熟，有免疫作用；

还有抗衰老作用等。

2．条件致病菌 

正常菌群与宿主间的微生态平衡在某些情况下可被打破，出现微生态失调而导致疾病，此时，原来在正常情况下不致病的正常菌群就转化成条件致病菌（conditioned 

pathogen）或机会致病菌（opportunistic 

pathogen）。

3．微生态失调 

正常微生物群之间、正常微生物群与其宿主之间的微生态平衡，在外环境影响下，由生理性组合转变为病理性组合的状态，称为微生态失调（dysbiosis）。

从生态学上，可将微生态失调分为菌群失调、定位转移和宿主转换。

①菌群失调（dysbacteriosis）：

是