第3章细菌与环境.

第三章细菌与环境说出正常菌群、条件致病菌、灭菌、消毒、无菌、无菌操作等概念；叙述高压蒸汽灭菌法及其他常用物理化学消毒灭菌法；明确学习细菌与环境的基本意义。学习目标细菌与人类的关系分部广泛、无所不在多数细菌对人类无害、必不可少少数有害，需主动防御学习细菌与环境关系的意义第一节细菌的分布1、土壤中的细菌土壤是细菌生存的天然场所（因为土壤中有水分、营养物质、空气、一定的PH环境和温度）自然界中，以土壤的含菌量（种类）最多，土壤素有“天然培养基”之称。土壤也是一切自然环境中细菌的总发源地，也是人类利用细菌的主要来源在肥沃的土壤中，每克土壤含菌量达几十亿-几仟亿（沙漠含菌量仅10万/g）。细菌在土壤各层分布不均：表面含菌量少；距表面10-20cm土壤含菌量最多土壤中的细菌多数为非病原菌，它们在自然界的物质循环中起着重要的作用，是动植物与人类生存的必要条件之一。土壤中仅有少数病原菌，它们来自人和动物体（粪、尿、痰、尸体等）。多数病菌在土壤中很容易死亡。主要为球菌和芽胞杆菌，如炭疽杆菌、破伤风杆菌、气性坏疽可长期存活。所以，当人体创伤处污染泥土时，要严防破伤风和气性坏疽感染。2、水中的细菌细菌来源：土壤、垃圾、污染物、人畜排泄物水质细菌学检查三项指标指标名称意义国家标准菌总数检定1ml自来水中所含各种活细菌数100个大肠杆菌价能检出1个大肠杆菌的最小自来水量300ml大肠杆菌指数在1000ml自来水中检出的大肠杆菌数3个3、空气中的细菌空气细菌来源空气中的细菌来自土壤、尘埃和高声说话、喷啑及咳嗽飞沫。在人口密集的公共场所或医院，空气中细菌种类和数量显著增多。空气中的病原菌及空气感染空气中一般没有病原菌，但疫区或患者周围空气中有大量病原菌。如乳牛的唾液沫（结核）随咳嗽或喷啑可喷射5m远，且飘浮很长时间。带有病原菌的尘埃也会飞扬到大气中。空气中非病原菌常常污染药物制剂、培养基、生物制剂（品），引起食品、饲料变质以及造成手术感染。所以在外科手术、细菌接种、制备生物药剂及生物制品等工作中，应严格无菌操作杜绝污染。二、细菌在正常人体的分布鼻咽腔葡萄球菌、甲，丙型链球菌肺炎球菌、奈氏菌、类杆菌等外耳道葡萄球菌、类白喉杆菌绿脓杆菌、非致病性分枝杆菌表皮葡萄球菌口腔甲，丙型链球菌类白喉杆菌、肺炎球菌奈氏菌、乳杆菌、梭杆菌螺旋体、放线菌、白念珠菌肠道大肠杆菌、产气杆菌、变形杆菌绿脓杆菌、葡萄球菌、厌氧性细菌真菌、乳杆菌，双歧杆菌等阴道大肠杆菌、乳杆菌白念珠菌、类白喉杆菌非致病性分枝等皮肤葡萄球菌、绿脓杆菌、白念珠菌丙酸杆菌、类白喉杆菌、非致病性分枝杆菌人体内正常菌群的分布眼结膜白色葡萄球菌、干燥杆菌尿道白色葡萄球菌、类白喉杆菌、非致病性分枝杆菌正常菌群的概念正常人体的体表以及与外界相通的腔道中存在着不同种类和数量的细菌及其他微生物，这些微生物通常对人体无害，称为正常菌群或正常微生物群。正常菌群的生理学意义营养作用生物拮抗作用免疫作用人体正常菌群的病理学意义在某些情况下，正常菌群之间、正常菌群与人体之间的生态关系可遭到破坏，此时某些正常寄居人体的菌群就可以引起疾病。这些在正常情况下不致病，在特殊情况下可引起疾病的细菌，称为条件致病菌或机会致病菌。正常菌群转化为条件病原菌寄居部位发生改变机体免疫机能低下菌群失调：指机体、菌群、环境三者之间的动态平衡发生改变，导至体内正常菌群中各种细菌的数量和比例发生大幅度的变化，生态体系表现出的不平衡状态。菌群失调症：指严重的菌群失调使机体发生功能紊乱表现出明显临床症状者。菌群失调症又叫菌群交替症（二重感染）。患二重感染的机体抵抗力很弱，细菌对抗菌素药物不敏感，治疗难度大，应严加预防，避免发生。第二节外界因素对细菌的影响一、消毒灭菌的基本概念消毒：杀死物体上病原微生物但不一定能杀死细菌芽胞的方法。灭菌：杀灭物体上所有微生物的方法。一、消毒灭菌的基本概念防腐：防止或抑制微生物生长繁殖的方法。无菌：不含有活菌。无菌操作：防止细菌进入机体或其他物品的操作方法称无菌操作。热力消毒灭菌法辐射杀菌法滤过除菌法二、物理因素对细菌的影响热力消毒灭菌法概念：主要利用热力破坏微生物的蛋白质、核酸、细胞壁和细胞膜，从而导致其死亡。是效果可靠、使用最广泛的方法。作用机制：破坏微生物的蛋白质、核酸、细胞壁和细胞膜，从而导致其死亡。干热法由空气导热，传热较慢；湿热法由空气和水蒸气导热，传热较快，穿透力强。干热灭菌法焚烧和烧灼干烤法湿热灭菌法煮沸法巴氏消毒法流通蒸汽法间歇灭菌法高压蒸汽灭菌法103.4kPa121.3℃15~30分钟低温紫外线和电离辐射紫外线和电离辐射日光暴晒：直射暴晒6h适用于书籍、被服、床垫等紫外线消毒：杀菌作用最强波段265-266nm用于室内空气消毒时，有效距离不超过2m，照射时间不少于30min适用于物体表面及空气的消毒电离辐射：杀菌机制是破坏菌体的DNA适用于不耐热的医用塑料制品的消毒紫外线杀菌机制：作用于微生物的DNA,使菌体DNA失去转化能力而死亡破坏菌体蛋白质中的氨基酸，使菌体蛋白光解变性降低菌体内氧化酶的活性使空气中的氧电离产生具有极强杀菌作用的臭氧其他物理因素滤过其他物理因素超声波其他物理因素干燥三、化学因素对细菌的影响具有消毒作用的化学药物称为消毒剂对细菌和机体都有毒性，故只能外用化学因素对细菌的影响类型作用机制常用种类酚类蛋白质变性，细胞膜损伤石炭酸醇类蛋白质变性与凝固乙醇氧化剂氧化作用、蛋白质凝固高锰酸钾、碘酒过氧乙酸、重金属盐氧化作用、蛋白质变性与凝固红汞、硫柳汞表面活性剂蛋白变性，细胞膜损伤新洁而灭染料抑制繁殖龙胆紫酸碱类破坏膜、壁，蛋白凝固醋酸、生石灰烷化剂蛋白质及核酸烷基化环氧乙烷影响消毒灭菌效果的因素消毒剂的性质、浓度与作用时间微生物的种类、状态与数量消毒剂相互间的作用环境中有机物的存在四、噬菌体噬菌体的概念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的总称，因部分能引起宿主菌的裂解，故称为噬菌体。病毒的特性：个体微小，可以通过细菌滤器没有完整的细胞结构，由蛋白质和核酸组成专性细胞内寄生的微生物分布极广有严格的宿主特异性生物学性状形态个体小，需用电子显微镜观察蝌蚪形、微球形和细杆形，大多数呈蝌蚪形。生物学性状结构大多数噬菌体呈蝌蚪形，由头部和尾部两部分组成。头部呈六边形立体对称，由蛋白质衣壳包绕核酸组成；尾部是一管状结构，由中空的尾髓和外面包裹的尾鞘组成，尾髓具有收缩功能，可将头部的核酸注入宿主菌；尾部末端上有尾板、尾刺和尾丝；头部和尾部连接处有尾领、尾须结构。噬菌体的生物学性状化学组成蛋白质构成噬菌体的头部的衣壳及尾部，包括尾髓、尾鞘、尾板、尾刺和尾丝，起着保护核酸的作用，并决定噬菌体外形和表面特征。核酸-遗传物质基因组大小2~200Kb核酸为DNA或RNA，大多数噬菌体的DNA为双链DNA，但一些微小DNA噬菌体的DNA为环状单链。多数RNA噬菌体的RNA为线状单链，少数为线状双链，且分成几个节段。噬菌体的生物学性状抗原性噬菌体具有抗原性，能刺激机体产生抗体。该抗体能抑制相应噬菌体侵袭敏感细菌，但对已吸附或已进入宿主菌的噬菌体不起作用，噬菌体仍能复制增殖。噬菌体的生物学性状抵抗力比一般细菌的繁殖体强抵抗乙醚、氯仿和乙醇75℃30min或更久才能被灭活耐受低温和冰冻但对紫外和X射线敏感，一般经紫外照射10~15min即失去活性。毒性噬菌体毒性噬菌体(virulentphage)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，称为毒性噬菌体。温和噬菌体(temperatephage)噬菌体基因与宿主菌染色体整合，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，称为温和噬菌体或溶原性噬菌体(lysogenicphage)。毒性噬菌体增殖过程吸附穿入生物合成成熟与释放毒性噬菌体吸附是噬菌体与细菌表面受体特异性结合的过程，特异性取决于噬菌体蛋白与宿主菌表面受体分子结构的互补性。吸附方式丝形噬菌体以其末端吸附，有尾噬菌体以尾丝、尾刺吸附。丝形噬菌体如M13，f1等及微球形噬菌体如MS2等是吸附在性菌毛上，所以只感染有性菌毛的F+菌。只要细菌有特异性受体，不论死活噬菌体都能吸附，但噬菌体不能进入死亡的宿主菌。毒性噬菌体穿入有尾噬菌体吸附宿主后，借助尾部末端含有的一种类似溶菌酶的物质，在细菌细胞壁上溶一小孔，然后通过尾鞘的收缩，将头部DNA注入细菌体内，而蛋白衣壳留在菌细胞外。无尾噬菌体与丝形噬菌体可以脱壳的方式进入细菌细胞内。毒性噬菌体毒性噬菌体生物合成转录形成mRNA，转移成噬菌体所需的酶、调节蛋白和结构蛋白。以噬菌体核酸为模板，通过核酸多聚酶催化作用，大量复制子代噬菌体的基因核酸。成熟与释放蛋白质和核酸合成后，在细胞质内按一定程序装配成成熟的噬菌体。当子代达一定数目后，菌细胞突然裂解，释放出的噬菌体又能感染新的敏感细菌。但有些丝形噬菌体以出芽方式逐个释放。毒性噬菌体在液体培养基中，噬菌现象可使浑浊菌液变为澄清。在固体培养基中，若用适量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的，称为噬斑（plaque）。若将噬菌体按一定倍数稀释，通过噬斑计数，可测知一定体积内的噬斑形成单位数目，即噬菌体的数量。噬斑温和噬菌体前噬菌体整合在细菌基因组中的噬菌体基因组称为前噬菌体（prophage）溶原性细菌带有前噬菌体基因组的细菌称为溶原性细菌（lysogenicbacterium）温和噬菌体溶原性前噬菌体偶尔可自发或在某些理化和生物因素的诱导下脱离宿主菌基因组而进入溶菌周期，产生成熟噬菌体，导致细菌裂解。温和噬菌体的这种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）。温和噬菌体可有三种存在状态游离的具有感染性的噬菌体颗粒宿主菌胞质内类似质粒形式的噬菌体核酸前噬菌体毒性噬菌体溶原状态十分稳定，能经历许多代在某些条件如紫外线、X线、致癌剂、突变剂等作用下，可中断溶原状态进入溶菌性状态，这称为前噬菌体的诱导与切离，发生率为10-2~10-5。极少数溶原性细菌中的前噬菌体离开细菌基因组后，不进入溶菌性周期，这个现象被形象地称之为“治愈”。温和噬菌体溶原性转换（lysogenicconversion）某些前噬菌体可导致细菌基因型和性状发生改变，这称为溶原性转换。白喉棒状杆菌产生白喉毒素，是因其前噬菌体（β-棒状噬菌体）带有毒素蛋白结构基因（tox基因）。A群溶血性链球菌受有关温和噬菌体感染发生溶原性转换，能产生致热外毒素。肉毒梭菌的毒素、金黄色葡萄球菌溶素的产生，以及沙门菌、志贺菌等的抗原结构和血清型别都与溶原性转换有关。温和噬菌体噬菌体的应用细菌的鉴定噬菌体与宿主菌的关系有高度特异性，可用于未知细菌的鉴定和分型。如应用伤寒沙门菌Vi噬菌体可将有Vi抗原的伤寒沙门菌分成96个噬菌体型。噬菌体的应用分子生物学研究的重要工具噬菌体基因数量少，结构比细菌和高等细胞简单得多，而且容易获得大量的突变体。λ噬菌体可用来构建基因文库基因工程载体噬菌体展示技术噬菌体的应用细菌感染的诊断与治疗应用噬菌体效价增长试验可检测标本中的相应细菌。在怀疑有某种细菌存在的标本中，加入一定数量的已知噬菌体，37℃孵育6~8h，再测定该噬菌体的效价。辅助治疗，如应用铜绿假单胞菌噬菌体治疗创口感染。THEEND谢谢大家！