医学微生物学第二章细菌的生物学性状山东大学期末考试知识点复习.docx

1、医学微生物学第二章细菌的生物学性状山东大学期末考试知识点复习第二章 细菌的生物学性状学习纲要(一)细菌的形态结构 1细菌按形态分类球菌、杆菌和螺形菌。测量单位是微米(micro-meter，m)。 2细菌的基本结构 由外向内依次为细胞壁、细胞膜、细胞质及核质。 (1)细胞壁： 1)肽聚糖(peptidoglycan)：是细菌细胞壁中的主要组分，为原核细胞所特有。 2)革兰阳性菌与革兰阴性菌细胞壁的结构不同点及其医学意义。A革兰阳性菌与阴性菌细胞壁结构比较见表2-1。表2-1革兰阳性菌与阴性菌细胞壁结构比较 B医学意义：凡能破坏肽聚糖结构或抑制其合成的物质均能损伤细胞壁，而使细菌变形、裂解，如溶

2、菌酶能裂解肽聚糖中N-乙酰葡萄糖胺和N-乙酰胞壁酸之间的l，4糖苷键，破坏聚糖骨架，引起细菌裂解；青霉素能与细菌竞争合成肽聚糖过程中所需的转肽酶，抑制四肽侧链上D-丙氨酸与五肽桥之间的联结，使细菌不能合成完整的肽聚糖，导致细菌死亡。革兰阴性菌的特有结构外膜，由外向内由脂多糖(LPs)、脂质双层和脂蛋白组成，LPs即革兰阴性菌的内毒素，包括脂类A、核心多糖和寡糖重复单位，其中脂类A是内毒素的毒性和生物学活性的主要组分，无种属特异性。 C细胞壁的功能：主要功能是维持菌体固有形态，保护细菌抵抗低渗环境。革兰阳性菌的磷壁酸是重要的表面抗原，并带有较多的负电荷，有助于维持菌体内离子的平衡，磷壁酸还可起到

3、稳定和加强细胞壁的作用。革兰阴性菌的外膜是有效的屏障结构，还可阻止某些抗生素的进入，成为细菌耐药的机制之一。LPS是革兰阴性菌重要的致病物质之一。 D细菌细胞壁缺陷型(L型细菌)：细胞壁受损的L型细菌在普通环境中不能耐受，但在高渗环境下仍能存活；革兰阳性菌L型称为原生质体，阴性菌L型称为原生质球；细菌L型的诱发因素很多(青霉素和溶菌酶是常用的人工诱导剂)；L型细菌呈高度多形性，大小不一，染色多呈革兰阴性；在软琼脂平板上培养27d后，可形成中间较厚、四周较薄的荷包蛋样细小菌落；某些L型细菌会引起慢性感染。 (2)细胞膜： 1)细胞膜的功能：渗透和运输、呼吸、生物合成和参与细胞分裂等作用。 2)中

4、介体(mesosome)：部分细胞膜内陷、折叠、卷曲形成的囊状物，多见于革兰阳性菌，常位于菌体侧面(侧中介体)或靠近中部(横膈中介体)，可有一个或多个。中介体的形成有效地扩大了细胞膜面积，相应增加了酶的含量和能量的产生，其功能类似于真核细胞的线粒体，故亦称为拟线粒体(chondroid)。 (3)细胞质：是细菌新陈代谢的重要场所。包括以下颗粒： 1)核糖体(ribosome)：是细菌合成蛋白质的场所。细菌核糖体的沉降系数为70S，由50S和30S两个亚基组成。 2)质粒(plasmid)：是染色体以外的遗传物质，为闭合环状双链DNA，控制细菌某些特定的遗传性状。 3)胞浆颗粒：多为储藏营养物质

5、的颗粒，典型的如：白喉棒状杆菌的异染颗粒。 (4)核质：是细菌的遗传物质。单倍体，无核膜、核仁和有丝分裂器，为单一闭合环状DNA。 3细菌的特殊结构荚膜、鞭毛、菌毛、芽孢。 (1)荚膜(capsule)：某些细菌在其细胞壁外包绕的一层黏液性物质称荚膜，为疏水性多糖或蛋白质的多聚体，用理化方法去除后并不影响细菌的生命活动。其功能包括抗吞噬、黏附及抗有害物质损伤。 (2)鞭毛(flagellum)：为细菌的运动器官，是鉴定细菌的依据，又称H抗原，与分型有关；有些细菌的鞭毛与致病性有关。 (3)菌毛(pilus)： 1)普通菌毛：是细菌的黏附结构，与细菌的致病性密切相关。 2)性菌毛：带有性菌毛的细

6、菌称为F+菌或雄性菌，无性菌毛的细菌称为F-菌或雌性菌。F+与F-菌相遇时，F+菌的性菌毛与F-菌相应的性菌毛受体结合，F+菌体内的质粒或染色体DNA可通过中空的性菌毛进入F-菌体内，这个过程称为接合(conjugation)，细菌的毒力、耐药性等性状可通过此方式传递。此外，性菌毛也是某些噬菌体吸附于菌细胞的受体。 (4)芽孢(spore)：某些细菌在一定的环境条件下，能在菌体内部形成一个圆形或卵圆形的小体，是细菌的休眠形式，称为内芽孢(endospore)，简称芽孢。芽孢对各种理化因素均有强大的抵抗能力，故消毒灭菌时应以芽孢是否被杀死作为判断灭菌效果的指标。 4细菌形态与结构检查法 (1)显

7、微镜放大法： 1)普通光学显微镜：1000以上，油镜观察。 2)电子显微镜：用电子流代替可见光波，以电磁圈代替放大透镜。包括透射电子显微镜和扫描电子显微镜两种。 (2)染色法：革兰染色法的步骤、结果及意义。 1)原理：细菌细胞壁结构的不同；等电点不同(阳性菌pH为23，阴性菌pH为45)。 2)步骤：结晶紫初染卢戈碘液媒染95乙醇脱色稀释复红复染。 3)结果：染成蓝紫色的为革兰阳性菌，染成红色的则为阴性菌。 4)意义：初步鉴别细菌，选择抗菌药物，研究细菌的致病性。(二)细菌的生理 1细菌的理化性状 (1)细菌的化学组成：水、蛋白质、糖类、无机盐、脂类。其中水是最主要成分，占菌体重量的7590。

8、 (2)细菌的物理性状： 1)表面积：细菌体积微小，相对表面积大，有利于同外界进行物质交换，故细菌的代谢旺盛，繁殖迅速。 2)光学性质：细菌为半透明体，细菌悬液呈混浊状态，菌数越多浊度越大。 3)带电现象：革兰阳性菌pI为23，阴性菌pI为45，故在近中性或弱碱性环境中细菌均带负电荷，尤以阳性菌带负电荷为多。 4)布朗运动：细菌含有丰富的蛋白质，是比较大的胶体粒子，在液体中受媒介分子的撞击后可发生不表现位移的颤动，即为布朗运动。 5)半透性和渗透压：细菌的细胞壁和细胞膜都有半透性。细菌体内高渗，其所处环境一般为相对低渗。 2细菌的营养与代谢 (1)细菌的营养类型： 1)自养菌：可以简单的无机物

9、为原料合成菌体成分。 2)异养菌：必须以多种有机物为原料，才能合成菌体成分，并获得能量，包括腐生菌和寄生菌。所有的病原菌都是异养菌，大部分为寄生菌。 3)中间型细菌：介于自养菌和异养菌之间，对有机物和无机物均能利用。 (2)细菌摄取营养物质的机制：扩散、促进扩散、主动运输、基团移位。(3)细菌的能量代谢。 (4)细菌的代谢产物。 1)分解代谢产物和细菌的生化反应： A细菌对糖和蛋白质的分解：细菌对糖的分解：一般不能直接利用多糖，必须经胞外酶分解成单糖(葡萄糖)后才能利用。细菌分解葡萄糖可经多条途径产生丙酮酸。丙酮酸再进一步分解时，需氧菌和厌氧菌则有所不同，需氧菌将丙酮酸通过三羧酸循环分解为二氧

10、化碳和水，并在此过程中产生ATP及其他一些代谢产物；厌氧菌则发酵丙酮酸后产生各种酸、醛、醇、酮等多种产物。细菌对蛋白质的分解：细菌不能直接利用大分子蛋白质，必须由细菌分泌胞外酶，将蛋白质分解为短肽或氨基酸后，才能透过细胞壁和细胞膜，进入细胞后再由胞内酶分解氨基酸，可通过脱氨基生成氨和各种酸类，通过脱羧基生成胺类和二氧化碳。 B细菌的生化反应：糖发酵试验：致病菌多不发酵乳糖。VP(VogesProskauer)试验。甲基红(methy red，M)试验。枸橼酸盐利用(citrate utiliza-tion，C)试验。吲哚(indole，I)试验。硫化氢试验。尿素酶试验 。 吲哚I、甲基红M、V

11、PV、枸橼酸盐利用c4种试验常用于鉴定肠道杆菌，合称为IMViC试验。大肠埃希菌对这四种试验的结果是“+ + 一一” ；产气杆菌则为“一 一 ” 。 2)合成代谢产物及其在医学上的意义：热原质(pyrogen)：即LPS，耐高温，多由革兰阴性菌产生。毒素与侵袭性酶：内、外毒素。色素：脂溶性、水溶性色素。抗生素：某些微生物代谢过程中产生的一类能抑制或杀死某些其他微生物或肿瘤细胞的物质，多由放线菌和真菌产生。细菌素(bactericin)：某些菌株产生的一类具有抗菌作用的蛋白质，其作用范围狭窄，仅对产生菌有亲缘关系的细菌有杀伤作用。维生素 。 3细菌的生长繁殖 (1)细菌生长繁殖的条件： 1)营养

12、物质：充足的营养可为细菌的新陈代谢及生长繁殖提供必要的原料和能量。包括水、碳源、氮源、生长因子及无机盐；无机盐的功用：构成有机化合物，成为菌体的成分；作为酶的组成部分，维持酶的活性；参与能量的储存和转运；调节菌体内外的渗透压；某些元素与细菌的生长繁殖和致病作用密切相关。 2)酸碱度(pH)：多数病原菌的最适pH为7276。 3)温度：多数病原菌的最适温度为37。 4)气体：根据细菌代谢时对分子氧的需要与否，可将细菌分为四类：专性需氧菌、微需氧菌、兼性厌氧菌和专性厌氧菌。 5)渗透压。 (2)细菌生长繁殖的方式和速度： 1)细菌的繁殖方式：细菌一般以简单的二分裂方式进行无性繁殖。细菌分裂数量倍增

13、所需的时间称为代时(generation time)，多数细菌为2030 min，而结核杆菌为1820h。 2)细菌群体生长繁殖分期：迟缓期：14 h；对数期：48 h，此期细菌的形态、染色性、生理活性等都较典型，对外界环境因素作用敏感，故研究细菌的生物学性状时多选用此期细菌；稳定期：芽孢、外毒素、抗生素等代谢产物多在此期产生；衰亡期：死亡数超过活菌数，形态有明显改变，生理代谢活动趋于停滞。 4细菌的人工培养和菌种保存 (1)细菌的培养基： 1)培养基(culture medium)：培养基由人工方法配制而成的，是专供微生物生长繁殖使用的混合营养物制品。 2)分类：根据营养组成和用途分类：基础

14、培养基；营养培养基；选择培养基；鉴别培养基；厌氧培养基。根据物理状态分类：液体培养基；固体培养基；半固体培养基。 (2)细菌在培养基中的生长情况： 1)在液体培养基中的生长情况：有混浊生长、沉淀生长和菌膜生长3种。 2)在固体培养基中的生长情况：分离培养：将标本或培养物划线接种在固体培养基表面，因划线的分散作用，使许多原混杂的细菌在固体培养基表面上散开；菌落(colony)：经1824 h培养后，单个细菌分裂繁殖成一堆肉眼可见的细菌集团；纯培养(pure culture)：挑取一个菌落，移种到另一培养基中生长，生长出来的细菌均为纯种，称为纯培养；细菌的菌落分型：光滑型(S)、粗糙型(R)、黏液

15、型(M)。 3)在半固体培养基中的生长情况：有鞭毛：沿穿刺线呈羽毛状或云雾状混浊生长；无鞭毛：只沿穿刺线呈明显的线状生长。 (3)人工培养细菌在医学中的应用意义：感染性疾病的病原学诊断；细菌学的研究；生物制品的制备。(三)细菌的遗传和变异 1细菌的变异现象形态结构的变异；毒力变异(BCG)；菌落变异如S-R变异，多见肠道杆菌；抗原性变异，肠道杆菌的鞭毛抗原、菌体抗原常发生变异；酶活性变异；耐药性变异。 2细菌遗传变异的物质基础 (1)细菌染色体：是环状双螺旋DNA长链，呈超螺旋成团，无组蛋白，无核膜，是遗传的物质基础，主要控制细菌的各种遗传性状。 (2)质粒：是细菌染色体外的遗传物质，为双股环状DNA。质粒主要有如下特性： 1)质粒可以自我复制：存在于多种细菌胞浆内的质粒可不依赖染色体而独立进行复制，有严紧型和松弛型两种类型。 2)质粒可赋予细菌某些遗传性状：例如：F质粒：编码细菌性菌毛；R质粒：带有一种或多种耐药基因，可使细菌获得对抗菌药物的耐