微生物学
本章节学习重点：掌握：微生物、病原微生物和医学微生物学概念、病原微生物的种类
微生物:是广泛存在于自然界中的一大群形体微小、结构简单、肉眼直接看不见，必须借助光学显微镜或电 子显微镜放大数百倍、数千倍甚至数万倍才能观察到的微小生物的总称。 微生物的分类：
1）非细胞型微生物 2）原核细胞型微生物 3） 真核细胞型微生物 本章节学习重点：
掌握或熟悉细菌的基本形态、基本结构及特殊结构的特征与功能；
熟悉细菌生长繁殖的条件及繁殖方式、人工培养方法以及与细菌鉴别和致病有关的代谢产物。 细菌的结构
1、基本结构：细胞壁、细胞膜、细胞浆及核质。 2、特殊结构：荚膜、鞭毛、菌毛和芽胞。 革兰氏阳性菌，革兰氏阴性菌细胞壁比较 特 征 肽聚糖组成 厚度 肽聚糖含量 肽聚糖层数 交联方式 交联率 结构 强度 磷壁酸 外膜 G+菌 聚糖、侧链、交联桥 厚，20～80nm 多，可占胞壁干重50～80% 多，可达50层 侧链间以肽桥交联 75～100% 三维空间（立体结构） 较坚韧 + － G-菌 聚糖、侧链 薄，5～10nm 少，占胞壁干重10～20% 少，1～3层 侧链间以肽键交联 25%以下 二维空间（平面结构） 较疏松 － + 细胞壁结构显著不同，导致G+菌与G-菌染色性、抗原性、致病性、对药物的敏感性等方面的很大差异 细胞壁的功能:维持细菌的外形，对细菌起保护作用；参与细胞内外物质交换；具抗原性等。 细胞膜的功能:
细胞膜有选择性通透作用，与细胞壁共同完成菌体内外的物质交换。膜上有多种呼吸酶，参与细胞的呼吸过程。膜上有多种合成酶，参与生物合成过程。细菌细胞膜可以形成特有的结构。 荚膜的特点及功能：
定义:细胞壁外一层透明黏液状物质。 化学成分: 多数：多糖 少数：多肽 观察：特殊染色法、 墨汁负染法； 功能：
（1）抗干燥作用：贮留水分
（2）形成生物膜：荚膜多糖可使细菌彼此之间粘连，也可粘附于组织细胞或物体表面形成生物膜
（3）抗吞噬作用：能保护细菌免受溶菌酶、补体、抗体、抗菌药物等有害物质的损伤，保护细菌抵抗宿主细胞的吞噬与消化作用，从而成为侵袭力的组成之一。 （4） 荚膜抗原：分型依据。
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鞭毛的特点及功能:
定义：某些细菌菌体表面附着有细长呈波状弯曲的丝状物 化学成分:蛋白质
观察：染色加粗法；半固体培养基穿刺法； 功能：运动器官
致病性有关，如霍乱弧菌可以通过其鞭毛的运动穿过小肠粘液层，到达细胞表面生长繁殖，产生毒素而致病
抗原性，可帮助鉴别细菌 菌毛的特点及功能：
定义:多数革兰阴性菌及少数革兰阳性菌的菌体表面有比鞭毛更细、更短的丝状物 特征：菌毛只有在电子显微镜下才能见到 化学成分:主要是蛋白质（菌毛蛋白) 种类: 普通菌毛 性菌毛 普通菌毛(ordinary pilus)
特点：数目多：可 达百余根 细：直径仅为3～8nm，长0.2～2μm。 功能：黏附结构，抗原性（F抗原）：菌毛疫苗。 性菌毛
特点 ：仅见于少数革兰阴性菌
较普通菌毛粗大，数量少，一个菌只有1～4根。
由一种称为致育因子 (Fertility factor，F factor)的质粒编码 带有性菌毛的细菌 F+菌或雄性菌 无性菌毛细菌 F-菌或雌性菌。
功能： F+菌可借助性菌毛与F-菌株进行遗传物质的接合转移 性菌毛也是一些噬菌体的吸附位点。 芽孢的特点及功能：
定义:细菌在一定环境条件下，胞浆脱水浓缩，在菌体内形成的多层膜状结构的圆形或卵圆形小体。 形成条件：缺乏营养物质，有害代谢产物堆积：休眠状态，不是繁殖方式 功能:：鉴别细菌：大小、形状、菌体内的位置
对细菌起保护作用：多层膜包绕，通透性降低 作为灭菌是否彻底的指标：抵抗力强 芽胞的特性：
对高温、干燥、辐射、化学药物有强大的抵抗力。
含水量低、壁厚而致密，通透性差,不易着色，折光性强。
芽胞内新陈代谢几乎停止，处于休眠状态，但保持潜在萌发力。 一个芽胞萌发只产生一个繁殖体的细菌。
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本章节学习重点：
1.掌握细菌的营养、生长繁殖的条件及繁殖方式。2.熟悉医学上具有重要意义的代谢产物。3. 掌握细菌在培养基内的生长现象 ，菌落的概念。4.了解细菌群体生长规律。 细菌生长繁殖的条件
1、营养物质：一般细菌所需要的营养物质有水分、无机盐类、蛋白胨(或氨基酸)和糖等。对营养要求较高的细菌还需要某些生长因子。这些营养物质是细菌进行新陈代谢的基础。人工培养细菌时，用培养基满足细菌对营养物质的需要。
2、PH：营养物质的吸收、分解以及能量的产生，都需要酶来参与反应。酶活性必须在一定的酸碱度和温度下才能发挥作用。绝大多数细菌和放线菌生长最适宜的pH为中性或弱硷性(pH7.0-7.6)。个别细菌如霍乱弧苗在pH为7.8-8.0中生长最好，所以常利用碱性培养基(pH8.4-9.2)分离霍乱弧菌，因为碱性条件能抑制其它细菌生长，起到抑制作用。
3、温度：细胞生长的温度极限为-7℃～90℃。各类细菌对温度的要求不同，可分为嗜冷菌,最适生长温度为（10℃～20℃）；嗜温菌,20℃～40℃;嗜热菌,在高至56℃～60℃生长最好。病原菌均为嗜温菌，最适温度为人体的体温，即37℃，故实验室一般采用37℃培养细菌。
有些嗜温菌低温下也可生长繁殖，如5℃冰箱内，金黄色葡萄球菌缓慢生长释放毒素，故食用过夜冰箱冷存食物，可致食物中毒。 4、气体环境：氧的存大与否和生长有关，专性需氧菌仅能在有氧条件下生长；微需氧菌：在低氧压（5-6％）生长最好，氧压大于10％对其有抑制作用。如空肠弯曲菌、幽门螺杆菌。兼性厌氧菌：兼有需氧呼吸和发酵两种功能，不论在有氧或无氧环境中均能生长，以有氧时较好。大多数病原菌属此类.专性厌氧菌有的只能在无氧环境下生长；而大多数病原菌在有氧及无氧的条件下均能生存。一般细菌代谢中都需CO2，但大多数细菌自身代谢所产生的CO2即可满足需要。有些细菌，如脑膜炎双球菌在初次分离时需要较高浓度的CO2（5～10%），否则生长很差甚至不能生长。 营养物质：
1．水：细菌湿重的80～90%为水。细菌代谢过程中所有的化学反应、营养的吸收和渗透、分泌、排泄均需有水才能进行。
2．碳源：各种无机或有机的含碳化合物（CO2、碳酸盐、糖、脂肪等）都能被细菌吸收利用，作为合成菌体所必需的原料，同时也作为细菌代谢的主要能量来源。致病性细菌主要从糖类中获得碳，己糖是组成细菌内多糖的基本成分，戊糖参与细菌核酸组成。
3．氮源：从分子态氮到复杂的含氮化合物都可被不同的细菌利用。但多数病原菌是利用有机氮化物如氨基酸、蛋白胨作为氮源。少数细菌（如固氮菌）能以空气中的游离氮或无机氮如硝酸盐、铵盐等为氮源，主要用于合成菌体细胞质及其他结构成分。
4．无机盐：钾、钠、钙、镁、硫、磷、铁、锰、锌、钴、铜、钼等是细菌生长代谢中所需的无机盐成份。除磷、钾、钠、镁、 硫、铁需要量较多外，其他只需微量。各类无机盐的作用为：①构成菌体成份；②调节菌体内外渗透压；③促进酶的活性或作为某些辅酶组分；④某些元素与细菌的生长繁殖及致病作用密切相关
5．生长因子：很多细菌在其生长过程中还必需一些自身不能合成的化合物质，称为生长因子。生长因子必须从外界得以补充，其中包括维生素、某些氨基酸、脂类、嘌呤、嘧啶等。
细菌的生化反应：细菌的分解代谢产物因各种细菌具备的酶不完全相同，而有所差异。各代谢产物可通过生化试验的方法检测，通常称为细菌的生化的反应。 糖代谢测定 糖发酵试验：细菌对各种糖的分解能力及代谢产物不同，可借以鉴别细菌。一般非致病菌能发酵多种单糖，如大肠杆菌能分解葡萄糖和乳糖，产生甲酸等产物，并有甲酸解氢酶，可将其分解为CO2和H2，故生化反应结果为产酸产气，以“⊕”表示。伤寒杆菌分解葡萄糖产酸，但无解氢酶。故生化结果为产酸不产气，以“+”表示。伤寒杆菌及一般致病菌大都不能分解乳糖，以“-”表示。
甲基红试验：产气杆菌使丙酮酸脱羧后形成中性产物，培养液pH＞5.4，甲基红指示剂呈桔黄色，为甲基红试验阴性，大肠杆菌分解葡萄糖产生丙酮酸，培养液呈酸性pH＜5.4，指示剂甲基红呈红色，称甲基红
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试验（Methyl red test,MR）阳性。
VP试验：大肠杆菌与产气杆菌均分解葡萄糖⊕，为区分两菌可采用VP试验及甲基红试验。产气杆菌能使丙酮酸脱羧、氧化（在碱性溶液中）生成二乙酰，后者可与含胍基的化合物反应，生成红色化合物，称VP阳性。大肠杆菌分解葡萄糖产生丙酮酸，VP阴性。
枸橼酸盐利用试验（Citrate ultiliazation test）:能利用枸橼酸盐作为唯一碳源的细菌如产气杆菌，分解枸橼酸盐生成碳酸盐，同时分解培养基的铵盐生成氨，由此使培养基变为碱性，使指示剂溴麝香草酚蓝（BTB）由淡绿转为深蓝，此为枸橼酸盐利用试验阳性。 蛋白质代谢测定
（1）吲哚试验（Indol test）：含有色氨酸酶的细菌（如大肠杆菌、变形杆菌等）可分解色氨酸生成吲哚，若加入二甲基氨基苯甲醛，与吲哚结合，形成玫瑰吲哚，呈红色，称吲哚试验阳性。
（2）硫化氢试验：变形杆菌、乙型副伤寒杆菌等能分解含硫氨基酸如胱氨酸、甲硫氨酸等，生成硫化氢。在有醋酸铅或硫酸亚铁存在时，则生成黑色硫化铅或硫化亚铁，可借以鉴别细菌。 3．尿素分解试验
变形杆菌具有尿素酶，可分解尿素产生氨，培养基呈碱性，以酚红为指示剂检测呈红色，由此区别于沙门氏菌。 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，合称之为IMViC试验。
大肠杆菌呈“+ +－－”， 产气杆菌为“－－+ +”。 合成代谢产物
1．热原质：热原质即菌体中的脂多糖，大多是革兰氏阴性菌产生的，是细胞壁的脂多糖（LPS)。注入人或动物体内能引起发热反应，故名热原质。
2.毒素与侵袭性酶：毒素分为外毒素和内毒素。外毒素毒性强于内毒素。 3.色素：分脂溶性和水溶性，有助于鉴别菌种。
4抗生素：某些微生物代谢过程中产生的一类能抑制或杀死其他微生物或肿瘤细胞的物质。 5.细菌素： 6,维生素
（二）根据培养基的物理性状，可分为： 液体培养基、固体培养基、半固体培养基。 细菌在培养基中的生长情况
1．液体培养基：兼性厌氧菌生长后使液体呈均匀混浊状态。链球菌等少数细菌可沉淀生长。专性需氧菌则多生长在液体表面，形成菌膜。
2．固体培养基：将细菌划线接种于固体培养基表面，在合适温度下培养一段时间后，在培养基表面出现由单个细菌分裂繁殖而形成的、肉眼可见的细菌集团，称为菌落
挑取一个菌落转种到另一个新鲜培养基中则可获得该菌的纯种，称为纯培养。
菌落的概念：将细菌划线接种于固体培养基表面，在合适温度下培养一段时间后，在培养基表面出现由单个细菌分裂繁殖而形成的、肉眼可见的细菌集团，称为菌落（colony）。
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本章节学习要点：
1.掌握消毒、灭菌、无菌、无菌操作和防腐的概念。 2.熟悉消毒灭菌的方法：物理法（热力灭菌（原理）：干热灭菌法，湿热灭菌法（巴氏消毒，高压蒸汽灭菌）；紫外线杀菌；滤过除菌）；
3.了解化学法（常用化学消毒剂的种类, 用途）
（P37~42）消毒灭菌的概念：
灭菌：杀灭物体上所有的微生物（包括细菌芽胞在内的全部病原微生物和非病原微生物）的方法。 消毒：杀灭物体上或环境中的病原微生物的方法。 防腐:防止或抑制微生物生长繁殖的方法。
无菌:物体上或容器内无活菌存在的意思。无菌操作是防止微生物进入机体或其他物品的操作技术。 消毒灭菌的方法 一般可分为物理方法和化学方法
物理法有热力、辐射、滤过、干燥和低温等。化学法主要是使用化学消毒剂。
热力灭菌原理：主要是利用高温使菌体变性或凝固，酶失去活性，而使细菌死亡。此外，高温亦可导致胞膜功能损伤而使小分子物质以及降解的核糖体漏出。热力灭菌是最可靠而普遍应用的灭菌法，包括湿热灭菌和干热灭菌法。
在同样的温度下，湿热的杀菌效果比干热好，其原因有：①蛋白质凝固所需的温度与其含水量有关，湿热中细菌菌体蛋白质易于凝固。②湿热灭菌过程中蒸气放出大量潜热，加速提高温度。。③湿热的穿透力比干热强。
高压蒸汽灭菌法：是在专门的压力蒸汽灭菌器中进行的，是热力灭菌中使用最普遍、效果最可靠的一种方法。其优点是穿透力强，灭菌效果可靠，能杀灭所有微生物。其灭菌条件为：压力103.4KPa（1.05Kg／cm2），温度121.3℃，15～20分钟。适用于耐高温、耐水物品的灭菌。 辐射杀菌法：紫外线杀菌
紫外线：是一种低能量的电磁辐射，波长范围为240～280nm,最适的波长为260nm，这与DNA吸收光谱范围相一致。其杀菌原理是紫外线易被核蛋白吸收，使DNA的同一条螺旋体上相邻的碱基形成胸腺嘧啶二聚体，从而干拢DNA的复制，导致细菌死亡或变异。紫外线的穿透能力弱，不能通过普通玻璃、尘埃，只能用于消毒物体表面及空气、手术室、无菌操作实验室及烧伤病房，亦可用于不耐热物品表面消毒。杀菌波长的紫外线对人体皮肤、眼睛均有损伤作用，使用时应注意防护。 滤过除菌法:将液体或空气通过含有微细小孔的滤器，只允许小于孔径的物体如液体和空气通过，大于孔径的的物体不能通过。主要用于一些不耐热的血清、毒素、抗生素、药液、空气等除菌。一般不能除去病毒、支原体和细菌的L型。
化学消毒剂按其杀菌能力可分为三类：
1、高效消毒剂：可杀灭包括芽胞在内的所有微生物。适用于不能耐受热力灭菌，但要进入人体内的物品，如内窥镜、塑料外科器材等的消毒。
1）含氯消毒剂：次氯酸钠、二氯异氰酸尿酸钠、漂白粉等，用于物品表面、饮用水、皮肤、地面、排泄物和污水等消毒，对金属制品有腐蚀作用。
2）过氧化物消毒剂：过氧化氢、过氧乙酸、二氧化氯等，适用于皮肤、物品表面、空气的消毒。 3）醛类消毒剂：戊二醛，适用于精密仪器、内窥镜的消毒。 4）环氧乙烷
2、中效消毒剂：不能杀灭细菌芽胞，但能杀灭细菌繁殖体、真菌和大多数病毒。适用于纤维内窥镜、喉镜、阴道窥镜、麻醉器材等。
1）含碘消毒剂：碘酊、碘伏等，多用于皮肤粘膜、体温计及其他物品表面的消毒。 2）醇类消毒剂：乙醇、异丙醇，适用于皮肤、医疗护理器械的消毒及浸泡体温计。
3、低效消毒剂：可杀灭多数细菌繁殖体，但不能杀灭细菌芽胞、结核杆菌及某些抵抗力强的真菌和病毒。 1）季铵盐类消毒剂：苯扎溴铵（新洁尔灭）用于皮肤、粘膜、物品表面、地面的消毒。
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