特点:穿透力较弱 ? 应用:物体表面及空气消毒
2、 电离辐射: 高速电子、X射线、γ射线 3、 微波
(三) 滤过除菌法——用物理阻留的方法除去液体或空气中的细菌, 真菌。
? 常用滤器:薄膜滤器、玻璃滤器、石棉滤器(Seitz)
? 特点:只能除去细菌,真菌, 不能除去病毒、支原体、L型细菌。
? 应用:用于一些不耐高温灭菌的血清、毒素、抗生素,以及空气的除菌。
(四)干燥低温抑菌法 干燥法
低温法:低温可使细菌的新陈代谢减慢,常用作保冷冻真空干燥法是目前保存菌种最好的方法目前保存菌种的最好方法。 二、化学消毒灭菌法
1、消毒机制:引起菌体蛋白凝固变性,干扰细菌的酶系统,损伤细菌的细胞膜 2、消毒剂的种类:酚类、醇类、重金属盐类、氧化剂、表面活性剂、烷化剂。 3、消毒剂的特点:作用无选择性 对人体细胞有损伤 故只能外用不能内服
4、消毒剂的应用:病人排泄物与分泌物、皮肤、粘膜、饮水、厕所、空气、手、器械、 环境。
第四节 影响消毒灭菌效果的因素
2、 微生物的种类: 敏感性由高到低依次为: 真菌、细菌繁殖体、有包膜病毒、无包膜病毒、分枝
杆菌、细菌芽胞。
3、 微生物的物理状态: 营养差, 抵抗力强; 细菌自稳定期开始, 抵抗力差. 4、 微生物的数量:
5、 消毒剂的性质、浓度与作用时间(70% 乙醇) 6、 温度: 7、 酸碱度:
8、 有机物: 脓汁、痰
第五节 病原微生物实验室生物安全
一、病原微生物的分类
根据传染性、感染后对个体或者群体的危害程度,病原微生物分为四类:
第一类是指能够引起人类或者动物非常严重疾病的微生物,以及我国尚未发现或者已经宣布消灭的微生物。天花病毒,新疆出血热病毒,埃博拉病毒等.
第二类是指能够引起人类或者动物严重疾病,比较容易直接或者间接在人与人、动物与人、动物与动物间传播的微生物。 艾滋病毒,霍乱弧菌,结核杆菌等.
第三类是指能够引起人或动物疾病,但一般情况下对人、动物或环境不构成严重危害,传播风险有限,实验室感染后很少引起严重疾病,并且具备有效治疗和预防措施的微生物。肝炎病毒,流感病毒,金黄色葡萄球菌, 伤寒沙门菌等.
第四类是指在通常情况下不会引起人或动物疾病的微生物。如小鼠白血病病毒等。 第一类、第二类统称为高致病性病原微生物 二、病原微生物实验室的分级
一、二级实验室不得从事高致病性病原微生物实验活动。三级、四级实验室从事高致病性病原微生物实验活动。
第四章 噬菌体
噬菌体是感染细菌、真菌、放线菌或螺旋体等微生物的病毒;
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基本特征:个体微小,可以通过细菌滤器;无细胞结构,主要由衣壳(蛋白质)和核酸组成;只能在活的微生物细胞内复制增殖,是一种专性胞内寄生的微生物。噬菌体分布极广。
第一节 噬菌体的生物学性状
1、形态与结构
噬菌体很小,在光镜下看不见,需用电镜观察。不同的噬菌体在电镜下有三种形态:蝌蚪形、微球形和丝形。大多数噬菌体呈蝌蚪形,由头部和尾部两部分组成。 2、化学组成:
核心:核酸(DNA或RNA),多位DNA线状双链
头部
蛋白衣壳:蛋白质呈20面体(六边形立体对称)
噬菌体
尾部:蛋白质 与细菌(受体)接触的部位
3、抗原性:噬菌体具有抗原性,能刺激机体产生特异性抗体。
4、抵抗力:噬菌体对理化因素及多数化学消毒剂的抵抗力比一般细菌的繁殖体强,75 ℃30min灭活。噬菌体能耐受低温和冰冻,但对紫外线和X射线敏感。
第二节 毒性噬菌体
? 毒性噬菌体(virulent phage) 能在宿主细胞内复制增殖,产生许多子代噬菌体,并最终裂解细
菌,建立溶菌周期。
? 温和噬菌体(temperate phage):基因与宿主染色体整合,成为前噬菌体,细菌变成溶原性菌,
不产生子代噬菌体,但噬菌体DNA能随细菌DNA复制,并随细菌的分裂而传代,建立溶原状态。
毒性噬菌体在敏感菌内以复制方式进行增殖,增殖过程包括:吸附、穿入、生物合成、成熟和释放。
液体培养基 噬菌现象可使浑浊菌液变得澄清。
固体培养基 若用适量的噬菌体和宿主菌液混合后接种培养,培养基表面可有透亮的溶菌空斑出现。一个空斑系由一个噬菌体复制增殖并裂解细菌后形成,称为噬斑(plaque),不同噬菌体噬斑的形态与大小不尽相同。
若将噬菌体按一定倍数稀释,通过噬斑计数,可测定一定体积内的噬斑形成单位(plaque forming units,pfu)数目,即噬菌体的数目。
第三节 温和噬菌体
温和噬菌体的基因组能与宿主菌基因组整合,并随细菌分裂传至子代细菌的基因组中,不引起细菌裂解。整合在细菌基因组中的噬菌体基因组称为前噬菌体(prophage)。带有前噬菌体基因组的细菌称为溶原性细菌。
溶原性转换 (lysogenic conversion) :某些前噬菌体可导致细菌基因型和性状发生改变。例如白喉棒状杆菌产生白喉毒素的机理 。
第五章 细菌的遗传与变异
? 遗传(heredity):使微生物的性状保持相对稳定,子代与亲代生物学的性状基本相同, 且代代
相传。
? 变异(variation):在一定条件下,子代与亲代之间以及子代与子代之间的生物学性状出现的差
异, 有利于物种的进化。
? 基因型(genotype): 细菌的遗传物质.
? 表型(phenotype): 基因表现出的各种性状.
? 遗传性变异:是细菌的基因结构发生了改变,故又称 基因型变异。常发生于个别的细菌,不受
环境因素的影响,变异发生后是不可逆的,产生的新性状可稳定地遗传给后代。
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? 非遗传性变异:细菌在一定的环境条件影响下产生的变异,其基因结构未改变,称为表型变异。
易受到环境因素的影响,凡在此环境因素作用下的所有细菌都出现变异,而且当环境中的影响因素去除后,变异的性状又可复原,表型变异不能遗传。
第一节 细菌的遗传物质
一 、染色体(chromosome)
? 一条环状双螺旋DNA长链,按一定构型反复回旋形成松散的网状结构; ? 缺乏组蛋白,无核膜包裹; ? 约含有5000个基因;
二、质粒:是细菌染色体以外的遗传物质,是闭合环状的双链DNA。 特征:
? 质粒具有自我复制的能力。
? 质粒DNA所编码的基因产物赋予细菌某些性状特征。 ? 质粒可自行丢失与消除。 ? 质粒的转移性。
? 质粒可分为相容性与不相容性两种 质粒的分类
1) 致育质粒(fertility plasmid、F质粒)编码性菌毛,介导细菌之间的接合传递;
2) 耐药性质粒(resistance plasmid、R质粒) 编码细菌对抗菌药物或重金属盐类的耐药性。
分两类,一是接合性耐药质粒(R质粒),另一是非接合耐药性质粒(r质粒); 3) 毒力质粒(Vi质粒) 编码与该菌致病性有关的毒力因子; 4) 细菌素质粒 编码细菌产生细菌素; 5) 代谢质粒 编码产生相关的代谢酶。 三、转位因子(transposable element):是一类在细菌染色体、质粒或噬菌体之间可自行移动的一段特异的具有转位特性的核苷酸序列片段,又称移动基因。 转座子有二类:
1) 插入序列(insertion sequence , IS):最小,不超过2kb, 只携带与转座功能有关的基因。 2) 转座子(transposon , Tn):长度一般超过2kb,除携带与转位有关的基因外还携带其他基因(如
耐药性、毒素基因等)。 四、整合子
定位: 细菌染色体、质粒或转座子上.
基本结构:两端为保守末端(attI ,59-be) ,中间为可变区(orf 1),含一个或多个基因盒. 功能元件:重组位点 (attI ,59-be) ;整合酶基因(intI);启动子(Pc). 功能: 通过转座子或接合性质粒,使多种耐药基因在细菌中进行水平传播.
第三节 基因的转移与重组
? 基因转移(gene transfer):外源性的遗传物质由供体菌进入某受体菌细胞内的过程。 ? 基因重组(recombination):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。
? 细菌的基因转移和重组方式:转化、接合、转导、溶原性转换、原生质体融合。
1. 转化(transformation):受体菌直接摄取供体菌游离的DNA片段获得新的遗传性状的过程称为转化。
2. 接合(conjugation):是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。能通过结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为非接合性质粒。
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,使受体菌
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获得新的性状。
分为两类:普遍性转导(转导的DNA可是供菌染色体上的任何部分)、局限性转导(转导的DNA只限供菌染色体上的特定基因)。
4. 溶原性转换(lysogenic conversion)溶原性细菌因染色体上整合有前噬菌体而获得新的遗传性状称为溶原性转换。
5. 原生质体融合(protoplast fusion):是将两种不同细菌经溶菌酶或青霉素等处理,失去细胞壁成为原生质体后进行彼此融合的过程聚乙二醇(PEG)可使两种细胞发生融合。
第四节 基因突变
一 基因突变规律:
? 突变可以自然发生为: 自发突变. 具自发性, 随机性. ? 人工诱导产生的突变为诱发突变, 可提高突变率.
彷徨试验(fluctuation test, 波动试验):随机的、非定向的突变是在接触噬菌体之前就已发生,噬菌体对突变仅起筛选而不是诱导作用。
影印试验(replica plating):耐药突变株在接触药物之前出现,药物的作用是选择耐药株,淘汰敏感株
? 野生型(wild type):未发生突变的菌株.
? 突变型(mutant type): 相对于野生型, 某一性状发生改变的菌株.
? 回复突变(reverse mutation):有时突变株经过又一次突变可恢复为野生型的性状.
第七章 细菌的感染与免疫 第一节 正常菌群与机会致病菌
一、正常菌群:自然界中,土壤、空气、水及各种物体广泛存在着大量的,多种多样的微生物。人及动植物的体表及其外界相通的腔道中也存在不同种类和数量的微生物,当人体免疫功能正常时,
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这些微生物对宿主无害,有些对人还有利,是为正常微生物群,通称正常菌群(normal flora)(10)。 寄生部位:皮肤、口腔、鼻咽腔、外耳道、眼结膜、胃、肠道、尿道、阴道,但是血液及组织器官正常情况下是无菌的 正常菌群的生理学意义:
1) 生物拮抗:受体竞争;产生有害代谢产物;营养竞争
2) 营养作用:促进消化吸收;参与营养物质转化;合成维生素供人体利用 3) 免疫作用
2-4) 抗衰老作用:双歧杆菌、乳杆菌及肠球菌等产生过氧化物歧化酶(SOD),消除自由基(0)
毒性,抗氧化损伤,抗衰老
5) 抗肿瘤作用:降解致癌物质;激活巨噬细胞——抑制肿瘤细胞 二、机会感染
正常菌群与宿主间的生态平衡在某些情况下可被打破,原来在正常时不致病的正常菌群就成了条件致病菌(机会性致病菌)而引起宿主发病。常见的情况有:寄居部位的改变;宿主免疫功能低下;菌群失调, 如: 长期大量应用抗生素。
第二节 细菌的致病作用
感染( infection)微生物侵入宿主体内,与宿主相互作用,并导致不同程度的病理变化的过程。 致病菌或病原菌(pathogen):能感染或引起宿主疾病的细菌(具有致病性的细菌)。 致病性(pathogenicity)或病原性:细菌能引起感染的能力或性质。
一、毒力(virulence):致病菌的致病性强弱程度。是细菌致病性量的概念。一般采用半数致死量(LD50)或半数感染量(ID50)作指标。
(一)侵袭力:致病菌能突破宿主皮肤、粘膜生理屏障,进人机体并在体内定植、繁殖扩散的能力,包括荚膜、黏附素和侵袭性物质。
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1.黏附素:黏附与定植是感染的第一步,与致病性密切相关。正常情况下,呼吸道的纤毛运动、肠蠕动等均不利于细菌的定植,所以粘附很必要。分菌毛黏附素和非菌毛黏附素。
黏附机制:主要为配体和受体的结合,细菌配体与宿主细胞受体结合,大多具有组织趋向性。 2.荚膜:
3.侵袭性物质:侵袭素和侵袭类酶类
4.生物被膜:细菌附着在有生命或无生命的材料表面后,由细菌及其分泌的胞外多聚物共同组成的呈膜状的细菌群体--保护性存在形式。
(二)毒素:病原菌产生的毒性物质,可直接引起宿主的组织损伤或生理功能紊乱。
1.外毒素 主要由革兰阳性菌和部分革兰阴性菌产生并释放到菌体外,主要是蛋白质,革兰阴性菌能产生外毒素的主要有铜绿假单胞菌、痢疾杆菌、霍乱弧菌等。
特征:(1)化学本质是毒性蛋白质,大多A—B型毒素;
A亚单位(毒性部分):决定毒素致病作用
B亚单位(结合部分):具有靶细胞的亲和性、具有抗原性
(2)毒性作用强,具有选择性;如肉毒毒素,对人的致死量为1~2ug。 (3)对理化因素不稳定;主要不耐热,加热可以丧失活性。 (4)抗原性强。
(5)可用人工的化学方法脱毒,保留了抗原性。甲醛脱毒形成类毒素。可刺激机体产生抗毒素。
根据外毒素对宿主细胞的亲和性分类: 1) 神经毒素主要干扰神经冲动的传递; 2) 细胞毒素可抑制细胞蛋白合成等; 3) 肠毒素作用于内皮细胞或者呕吐中枢。
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2.内毒素:G菌细胞壁的脂多糖(LPS)成分,菌细胞破解后才能释放出来。分子结构由O特异性多糖、非特异核心多糖、脂质A组成。
特征:1)产生于G-菌;
2)化学性质为LPS 3)对理化因素稳定;
4)毒性作用相对较弱,无选择性;
5)抗原性较弱,不能人工处理为类毒素。 内毒素的生物学作用: 1) 发热反应; 2) 白细胞反应;
3) 内毒素血症与内毒素休克;
二者区别 区别要点 来源
外毒素
革兰阳性菌与部分革兰阴性菌
内毒素
革兰阴性菌
存在部分 化学成分
从活菌分泌出,少数菌崩解后释放
蛋白质
细胞壁组分,菌裂解后释放 脂多糖
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