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2020/1/161兽医微生物学兽医微生物学与免疫学教研室2006-2007第二学期2020/1/162参考书目：陆承平主编，兽医微生物学，中国农业出版社2001殷震刘景华主编，动物病毒学，科技出版社1997徐建国主编，分子医学细菌学，科学出版社，2000黄文林主编，分子病毒学，人民卫生出版社，2002金琦主编，分子病毒学，科学出版社，2001…………2020/1/163绪言2020/1/164•微生物（定义）：一切微小生物的总称。指生物界中所有形体细小、结构简单、直接用肉眼看不见、只能借助光学显微镜或电子显微镜才能观察到的微小生物，这些微小生物统称为微生物（Microorganism）。包括病毒、细菌、放线菌、螺旋体、立克次氏体、衣原体、支原体和真菌等，有的学者把单细胞藻类和原生动物也包括在内。由此可见，微生物不是分类学的概念，而是一个十分庞杂的低等生物类群。2020/1/165微生物的特点:个体微小、结构简单种类繁多、分布广泛、数量大代谢旺盛、繁殖迅速容易变异2020/1/166微生物的分类:在微生物学产生以前，两界系统:植物和动物两大界19世纪70年代，三界系统:生物界分为微生物界（或原生生物界），植物界和动物界现代又有人提出五界系统:原核生物界（细菌、蓝绿藻等）、真菌界（霉菌和酵母）、原生生物界（原虫、单细胞藻类）、植物界和动物界。2020/1/167按照微生物的细胞结构和组成不同将其分成三种类型原核细胞型微生物，如细菌等；真核细胞型微生物，如霉菌等；非细胞型微生物，如病毒等。2020/1/168原核细胞型仅有原始的核，无核膜、核仁，缺乏细胞器。包括：细菌、螺旋体、放线菌、立克次氏体、衣原体以及支原体。真核细胞型细胞的分化程度高，有核膜、核仁和染色体，胞浆内有完整的细胞器。包括：真菌。非细胞型病毒，体积小，能通过滤菌器，只能在活细胞内生长繁殖。2020/1/169微生物的应用：酿酒食品制作微生物所致疾病的预防：狂犬病防御天花预防预防牛瘟2020/1/16102020/1/1611微生物学：研究微生物形态、生理、遗传变异、生态分布、分类及其与人类关系的科学。广义的微生物学包括免疫学，甚至还包括寄生虫学，特别是原虫学。2020/1/1612微生物学的发展：•第一阶段——形态学时期1683年，荷兰人，吕文虎克•第二阶段——生理学及免疫学的奠基时期十九世纪，法国人，巴斯德•第三阶段——近代及现代微生物学2020/1/16132020/1/16142020/1/16152020/1/16162020/1/1617理论上取得的成就及其应用价值•第一，微生物遗传理论的研究大大发展•第二，组织移植、免疫耐受的研究•第三，化学治疗药剂及抗生素的研究•第四，抗体研究及应用2020/1/1618技术上的重大创新及其应用价值第一，电子显微镜的应用第二，标记抗原和标记抗体的应用第三，细胞培养、空斑技术、蛋白质及核酸的提纯的应用第四，核磁共振仪的应用第五，分子克隆、PCR、电子计算机等技术的应用2020/1/1619兽医微生物学的作用与贡献（P4）2020/1/1620第一章细菌的形态与结构2020/1/1621内容提要：细菌个体微小，要经染色后在光学显微镜下才能看见。最常用的有革兰氏染色法，可将细菌分为革兰氏阳性和阴性两大类。就某种细菌而言，菌体有一定的大小及形态。细菌的基本结构包括细胞壁、细胞膜、细胞质及核体等，革兰氏阳性菌的细胞壁有较厚的肽聚糖及特有的磷壁酸。革兰氏阴性菌则有外膜，外膜由外膜蛋白、脂多糖等构成，外膜下有一薄层肽聚糖。细菌的特殊结构有荚膜、S层、鞭毛、菌毛、芽孢等，各有一定的结构及特殊的生理功能，与细菌的致病性及免疫原性有关。2020/1/1622细菌（bacterium）定义：一类形态微小、结构简单，具有细胞壁，无典型细胞核（核膜、核仁），而只有核质（染色体），不能有丝分裂而主要靠二等分裂法繁殖的原核单细胞微生物。广义的细菌除细菌外，还包括放线菌、螺旋体、立克次氏体、衣原体、霉形体（支原体）等。2020/1/1623第一节细菌的形态•一、细菌的大小•二、细菌的基本形态及变化•三、细菌的群体形态2020/1/1624一、细菌的大小1.细菌大小的单位是微米（micrometer，μm）和纳米（nanometer，nm）。常见的畜禽病原菌多在几个μm之间。2.球菌的直径常为0.5~2μm3.杆菌---长*宽：较大的杆菌：长3~8μm，宽1~1.25μm中等大的杆菌：长2~3μm，宽0.5~1μm；小杆菌：长0.7~1.5μm，宽0.2~0.4μm。4.螺旋状菌以其两端的直线距离作长度，一般在2~20μm之间，宽0.4~0.2μm。2020/1/1625细菌的重量：约1*10-9---10-10mg细菌的“微小”----相对表面积大---“表面积/体积”之比愈大---新陈代谢愈活跃。细菌的大小具有“种”的特异性，具有鉴定意义。2020/1/1626二、细菌基本形态2020/1/1627球菌（coccus）1.双球菌（Diplococcus）2.链球菌（Streptococcus）3.四联球菌（Tetracoccus）4.八叠球菌（Sarcina）、5.葡萄球菌（Staphylococcus）。2020/1/1628杆菌（Bacterium或Bacillus）球杆菌分枝杆菌棒状杆菌长丝状2020/1/1629单杆菌双杆菌链杆菌2020/1/1630螺旋状菌（Spirillum）弧菌（Vibrio）螺菌（Spirillum）2020/1/1631衰老型、多形性：细菌在老龄培养物或在不适宜的环境（干燥、固定等）中，会出现形状不正常的个体，称为衰老型或退化型(involutionform)，当重新处于正常的培养环境中，可以恢复正常形状。但亦有些细菌（如根瘤菌和棒状杆菌），在正常环境中，其形状也很不一致，这种现象就称为多形性(pleomorphism)。霍乱弧菌的正常形态和衰老型1．正常形态2．衰老型2020/1/1632幼龄菌或快速生长菌往往为：短杆状，形体较大；休眠菌或濒死菌往往为：近圆形，形体较小。细菌的形态具有“种”的特异性，具有鉴定意义。2020/1/1633菌落的群体形态菌落（colony）：某个细菌在适合生长的培养基表面或内部，在适宜的条件中，经过一定时间培养，生长繁殖出巨大数量的菌体，形成一个肉眼可见的、有一定形态的独立群体，又称克隆（clone）。若长出的菌落联成一片称为菌苔（lawn）。在液体培养基中：菌环、悬浮、沉淀等特征性的菌落的群体形态：也具有鉴定意义。2020/1/16342020/1/1635第二节细菌的基本结构•细胞壁•细胞膜•细胞质•核体•间体等图1-4细菌细胞模式图（纵切面）1．荚膜2．细胞壁3．胞浆膜4．间体5．细胞浆6．核体7．质粒8．核蛋白体9．内含物10．鞭毛11．普通纤毛12．性纤毛2020/1/1636细胞壁（cellwall）定义：细胞壁在细菌细胞的外层，是一层无色透明、坚韧而具一定弹性的膜。肽聚糖磷壁酸蛋白质脂多糖G+40-95%少量少量无G-10-20%无少量有2020/1/16372020/1/16382020/1/16392020/1/16402020/1/1641图1-5细菌细胞壁模式图（一）革兰氏阳性菌：1．细胞壁2．胞浆膜（二）革兰氏阴性菌：a．外胞壁b．内胞壁2020/1/1642细胞壁的功能1主要是维持细菌外型，保护细菌耐受低渗环境2阻挡对细菌有害的物质进入菌体，维持菌体内外离子平衡3细胞壁是鞭毛伸出的支柱点4细胞壁上还带有多种抗原决定族，决定了细菌菌体的表面抗原性。5G-菌细胞壁上有脂多糖，具有内毒素作用，与致病性相关。6细胞壁还与噬菌体的吸附性、药物的敏感性及革兰氏染色特性等密切相关。2020/1/1643原生质体（protoplast）：革兰氏阳性菌经溶菌酶或青霉素处理后，可完全除去细胞壁，形成仅有细胞膜包住细胞质的菌体，称为~。原生质球（spheroplast）：用溶菌酶等作用革兰氏阴性菌，仅能去除细胞内的肽聚糖，形成仍有外膜层包裹的菌体，称为~。2020/1/16442020/1/1645细菌L型：通常将细胞壁缺陷的细菌，包括原生质体和原生质球，统称为~。严格意义的是指细菌自发、或经诱导剂形成的遗传稳定的细胞壁缺陷菌株。特点：形态呈多形性，革兰氏染色多呈阴性，生长缓慢2020/1/16462020/1/1647细胞膜（cellmembrane）定义：位于细胞壁内，包围在细胞壁外面的一层富有弹性的半透性薄膜。化学组成：主要为磷脂（20-30%）和蛋白质（55-75%），也有少数碳水化合物（2%左右）和其他物质。功能：1.作为细菌细胞的主要渗透屏障；2.选择性地调节着细胞浆和外界环境间的分子交换，很多物质不是直接进出细胞内外，而需要胞浆膜上一定的转运系统传递；3.分解和吸收营养物质、产生能量、排出代谢产物的场所。2020/1/16482020/1/16492020/1/16502020/1/1651间体（mesosome）定义：细胞膜凹入细胞质内形成的一种囊状、管状或层状的结构。功能：类似于线粒体，与呼吸有关，并有促细胞分裂的作用。2020/1/1652核体（nuclearbody）Def：原核生物基因组DNA无核膜包围，分布于细胞质内，称为~或拟核（nucleoid）。分布、形态：处于菌体的中心或边缘区，或较松散地排列，形成球状、卵状、哑铃状、带状物或呈网状、海绵状，或呈较小的颗粒散布在整个胞浆内。功能：含细菌的遗传基因，控制细菌的遗传与变异。2020/1/1653细胞质（cytoplasm）定义：细菌细胞内包围的、除核体以外的所有物质，是一种无色透明、均质的粘稠胶体。主要成分：水、蛋白质、脂类、多糖类、核糖核酸、少量无机盐类。功能：细菌进行营养物代谢以及合成核酸和蛋白质的场所。其他内含物：核糖体、质粒、包含体、异染颗粒、脂肪滴、糖原。2020/1/16542020/1/1655荚膜鞭毛芽孢菌毛……第三节细菌的特殊结构2020/1/1656一、荚膜capsule定义：一部分细菌，在其生活过程中，在细胞壁外产生一层无色或浅色的粘液样的物质，包围整个菌体。2020/1/16572020/1/1658荚膜或大荚膜：厚度在200nm以上、普通光镜可见、界限明显、有一定的形状和轮廓，能与周围环境明显区分，有较一致的密度，是细菌构造的一部分、对碱性染料亲和力弱（折光性低，普通染色不易染，一般呈空圈）微荚膜：很多细菌虽无明显荚膜，但其外周却有一薄层荚膜样物质，厚度在200nm以下，在光学显微镜下难以辨识（电子显微镜下可看见），称为微荚膜。粘液层：一些细菌能产生并分泌的类似荚膜的、易脱离菌体的疏松粘液样物质。分类：许多细菌细胞壁外的粘液样物质，根据其厚薄、成分、溶解性等可分为三类。2020/1/1659荚膜的化学组成：因细菌种类和型别而异，其中水分占90%以上。大多数细菌的荚膜主要含多糖类少数主要含多肽类极少数两者都有粘液层的主要成分是纯多糖类2020/1/1660细菌种类多聚体性质单体肺炎球菌杂多糖D-葡萄糖+D-葡萄糖醛酸肠膜明串珠菌同多糖D-葡萄糖产气克雷伯氏菌杂多糖D-葡萄糖+L-岩藻糖+D-葡萄糖醛酸炭疽杆菌多肽D-谷氨酸链球菌透明质酸结核杆菌大量核酸和多糖混在一起构成部分细菌荚膜的化学组成一览：2020/1/1661所致细菌群体形态学的变化：细菌产生荚膜或粘液层，可使液体培养基具有粘性；在固体培养基上则形成表面湿润、有光泽的光滑（S）型或粘液（M）型菌落。失去荚膜后的细菌则变为粗糙（R）型。S-R变异。2020/1/1662荚膜的产生有“种”的特征，也与环境条件有密切关系:（1）易在动物机体内形成，人工培养基中往往不形成（2）高糖（蔗糖等）、高N、S、P、高温、低盐提供CO2等环境条件下产生（3）在细菌繁殖的一定时期产生2020/1/1663荚膜的作用：（1）储留