兽医微生物学与免疫学

1.细菌的结构与生理

细菌是原核生物界的一大类单细胞微生物，个体形态可分为球菌、杆菌、螺形菌三类。 基础结构：细胞壁、细胞膜、细胞质、核体。 特殊结构：鞭毛、菌毛、荚膜、芽孢。

多以二分裂方式进行无性繁殖，因每种细菌所具有的酶不同，利用生化反应可以鉴别不同种类细菌。细菌大小介于细胞与病毒之间，以微米（μm）为测量单位，适宜条件下，培养8~18h的形态较为典型。

细胞壁是细菌最外层结构，经高渗溶液处理使其与细胞膜分离，以革兰氏染色法可将细菌分为革兰氏阴性菌（G-菌）和革兰氏阳性菌（G+菌）。

G+菌 细胞壁较厚（20~80nm）,由肽聚糖和穿插于其内的磷壁酸组成。肽聚糖（黏肽）为原核生物细菌特有，是构成细胞壁的成分，占G+菌细胞壁干重50%~80%，由聚糖骨架、四肽侧链、五肽交联桥组成。磷壁酸是G+菌特有成分，分为壁磷壁酸和膜磷壁酸，其抗原性较强，介导细菌对宿主细胞的黏附，或为噬菌体提供特异性的受体；

G-菌细胞壁较薄（10~15mm）除含肽聚糖，还有外膜和周质间隙，属于疏松薄弱的二维结构。

外膜由外膜蛋白、脂质双层、脂多糖组成。

外膜蛋白 外膜中镶嵌的多种蛋白质的统称，主要包括脂蛋白、微孔蛋白。微孔蛋白一般由3个相同分子质量的亚单位组成，形成跨越外膜的孔道，起分子筛选作用，仅允许小分子质量的物质通过，一些细菌的外膜蛋白也作为噬菌体、性菌毛、细菌素的受体。

脂质双层 结构类似细胞膜，阻止大分子物质进入菌体。

脂多糖 由类脂A、核心多糖、特异性多糖组成。是内毒素的主要毒性成分，能够导致动物体发热、白细胞增多，甚至休克、死亡。

G-菌外膜与细胞膜之间有2~3nm厚的间隙，占细胞体积20%~40%，称周浆间隙。在细菌获得营养、解除有害物质毒性等方面起重要作用。

细胞壁主要功能： a 维持菌体固有形态。

b 与细胞内、外物质交换有关。

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c 表面抗原决定簇。 d 与细菌的致病性有关。

当细菌受到某些理化因素或药物作用时，细胞壁被破坏或合成受到抑制，仍能够生长、繁殖、分裂，称为L型细菌。

细胞膜位于细胞壁内侧，为脂质双层并镶嵌有特殊功能蛋白质和酶类，不含胆固醇。主要功能：a具有选择通透性；b分泌胞外酶；c有多种呼吸酶；d细胞生物合成场所；

细胞质是细菌新陈代谢的主要场所。核糖体是游离与细胞质中的微小颗粒，由RNA和蛋白质组成。mRNA与核糖体结合并将核糖体串成多聚核糖体时，成为蛋白质合成的场所；质粒是细菌染色体外的遗传物质，为闭合环状双股DNA分子。常用作目的基因的运载体。

核体（拟核）是细菌染色体，由裸露的双链DNA堆积而成。

荚膜 菌体细胞壁外包绕的一层边界清楚的黏液样物质。大多数细菌荚膜为多糖（炭疽芽孢杆菌、鼠疫耶尔森菌为多肽），少数为透明质酸。主要功能：a抵御吞噬细胞的吞噬，增加细菌侵袭力；b具有特异性，可作为细菌鉴定及细菌分型的依据。

鞭毛 细菌表面细长而弯曲的丝状物，成分是蛋白质。可将有鞭毛的细菌分为单毛菌、双毛菌、丛毛菌、周毛菌。主要功能：a菌体运动；b具有特异的抗原性，统称为H抗原；

菌毛 大多数G-菌、少数G+菌表面遍布，比鞭毛细而短的丝状物，成分是蛋白质，电子显微镜下可观察到。可分为普通菌毛、性菌毛。

普通菌毛：一种黏附结构，与细菌致病性有关。

性菌毛（F菌毛）：由质粒携带的致育因子（F因子）编码，与细菌的接合、F质粒的转移有关，菌毛分六个型，其中2型（F2）为性菌毛。

芽孢 细菌一定条件下胞质脱水浓缩形成的多层膜包裹、通透性低的圆形或椭圆形小体。芽孢的形成不是细菌的繁殖方式，而是休眠体，抵御不良环境的特殊存活形式。杀灭芽孢的方法：160℃干热灭菌或高压蒸汽灭菌。（炭疽杆菌芽孢为卵圆形，破伤风杆菌芽孢为圆形。）

革兰氏染色法：草酸铵结晶紫染色1min→水洗后加碘液染1min→95%乙醇脱色30s→用稀释的石碳酸复红或沙黄复染1min后水洗→干后镜检；G-菌革兰氏染色为红色，G+菌革兰氏染色为紫色。（“大红大紫”联想记忆）；大多数G+菌对溶菌酶、青霉素、头孢菌素、龙胆紫等敏感。大多数G-菌对链酶素、庆大霉素、卡那酶素、新酶素等敏感。

瑞氏染色法：滴加瑞氏染色液1~3min→再加等量的中性蒸馏水或缓冲液，轻晃玻片

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→3~5min后直接水冲洗→吸干后镜检。细菌染成蓝色，细胞核呈蓝色，组织细胞的胞浆呈红色。

抗酸染色法：滴加较多石碳酸复红染色液→以酒精灯火焰微加热至产生蒸汽→3~5min后水洗，用3%盐酸酒精脱色→水洗后用碱性美蓝染色液复染1min→水洗吸干后镜检。抗酸性细菌（结核分枝杆菌）呈红色，非抗酸性细菌呈蓝色。

细菌生长繁殖基本条件

营养物质：水、碳源、氮源、无机盐、生长因子 酸碱度：大多数细菌最适pH为7.2~7.6 温度：大多数细菌最适生长温度为37℃

气体：主要有氧气和二氧化碳。专性需氧菌：结核分支杆菌、铜绿假单胞菌；专性厌氧菌：破伤风杆菌。

渗透压：一般培养基渗透压对大多数细菌是安全的。

单个细菌在固体培养基上分裂繁殖后可以形成肉眼可见的细菌集落，称为菌落。 生长曲线，分为四个时期：

迟缓期 适应阶段，主要是合成和积累生长繁殖所需的各种酶系统。

对数期（指数期） 此期细菌的大小、形态、染色性、生物活性较典型，对外界因素（抗生素等）作用也较敏感。

稳定期 新繁殖细菌与死亡细菌大致平衡，一些细菌的芽孢、外毒素、抗生素等代谢产物大多在此期产生。

衰亡期 细菌繁殖速度减慢或停止，生理代谢活动也趋于停滞。

能量代谢是细菌代谢活动的核心，细菌代谢所需的绝大部分能量是通过生物氧化作用获得，可分为呼吸和发酵：以有机物为受氢体的为发酵，以无机物为受氢体的为呼吸。细菌获得能量的基质主要是糖类。

细胞的合成代谢产物及其作用

热源质 微量注入动物体内即可引起发热反应的物质。G-菌热源质为细胞壁中的脂多糖，G+菌热源质为多糖。热源质耐热，高压蒸汽灭菌20min不会被破坏。

毒素 病毒在代谢过程中合成的对机体有毒害作用的物质。 侵袭性酶类 促使细菌扩散，增强病原菌的侵袭力。

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色素 细菌代谢过程中产生，对细菌鉴别有一定意义。

细菌素 仅对近缘菌株有抗菌作用的蛋白质或蛋白质与脂多糖的复合物。

抗生素 微生物代谢产生的一种能抑制和杀灭其他微生物或肿瘤细胞的物质。多由放线菌和真菌产生。

维生素 大肠杆菌在肠道能合成Vc、Vk。 生化反应试验

氧化发酵试验 有氧条件下的分解为氧化，无氧条件下的分解为发酵。大肠杆菌可分解葡萄糖和乳糖，产酸产气；沙门氏菌仅分解葡萄糖，产酸不产气。

氧化酶试验 假单胞菌、气单胞菌氧化酶试验为阳性；肠杆菌科细菌为阴性。 过氧化氢酶试验 葡萄球菌和微球菌均产生过氧化氢酶，而链球菌属为阴性，故此试验常用于革兰氏阳性球菌的初步分群；乳杆菌及许多厌氧菌为阴性。

VP试验 产气杆菌为VP试验阳性，生产红色化合物，而大肠杆菌VP试验阴性。 甲基红试验 产气杆菌甲基红试验阴性，呈橘黄色；大肠杆菌为阳性，呈红色。 枸橼酸盐利用试验 产气杆菌能使指示剂溴麝香草酚蓝由淡绿转为深蓝，阳性；大肠杆菌在培养基上不能生长，阴性。

吲哚试验 大肠杆菌、变形杆菌含色氨酸酶，能分解色氨酸生成吲哚。当培养基滴加靛蓝基质试剂（对二甲基氨基苯甲醛），生产玫瑰吲哚而呈红色，为吲哚试验阳性。

硫化氢试验 变形杆菌分解培养基中的硫氨基酸产生硫化氢，遇铁离子产生黑色硫化物，为硫化氢试验阳性。

哚试(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，统称为IMVC试验。大肠杆菌呈“++--”，产气杆菌“--++”。

培养基种类

液体培养基 可供细菌增菌及鉴定使用；液体培养基中加入0.5%的琼脂即成为半固体培养基，可用于观察细菌的动力及菌种的短期保存；液体培养基中加入1.5%~2%琼脂，即为固体培养基，可供细菌的分离培养、计数、药敏试验等使用。

基础培养基 可供大多数细菌培养用。最常用的是普通肉汤培养基，用于糖发酵试验。 营养培养基 最常用的是血琼脂平板。可供营养要求较高的细菌生长。

选择培养基 如麦康凯培养基含胆酸盐，能抑制G+菌生长，利于大肠杆菌和沙门氏菌生长。

鉴别培养基 用肉眼可以初步鉴别细菌。如糖发酵、硫化氢、伊红美蓝培养基。

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