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绪 论
一、微生物的定义
微生物是存在于自然界的一大群体形微小、结构简单、肉眼直接看不见的微小生物，必须借助显微镜放大数百倍、几千倍甚至数万倍后才能观察到。 二、微生物的种类
按大小、结构、组成不同等，可将微生物分为三大类：
1．非细胞型微生物 无典型的细胞结构，无产生能量的酶系统，只能在活细胞中生长繁殖。核酸类型为DNA或RNA，两者不同时存在。如病毒。
2．原核细胞型微生物 原始核呈环状裸DNA团块结构，无核膜、核仁，细胞器很不完善，只有核糖体。如细菌、支原体、立克次体、衣原体、螺旋体和放线菌。
3．真核细胞型微生物 细胞核分化程度高，有核膜和核仁，细胞器完整。如真菌。 三、医学微生物学的定义
医学微生物学是一门基础医学课程，主要研究与医学有关的致病性和条件致病性微生物的生物学特性、致病和免疫机制，以及特异性诊断、防治措施，以控制和消灭感染性疾病和与之有关的免疫损伤等疾病，达到保障和提高人类健康水平的目的。
医学微生物学今后研究的重点应加强微生物基因组学和蛋白质组学的研究，阐明病原微生物与宿主之间的相互关系，特别是致病机制和免疫机制，研制安全、有效的预防性和治疗性疫苗，创建特异、敏感、快速、简便的诊断方法，深入研究微生物的耐药机制，探讨防止和逆转耐药性措施，开发新型抗感染药物，控制医院感染。 第一篇 细 菌 学
第1章 细菌的形态与结构 复习提要
一、细菌的大小与形态
1．细菌的测量单位 细菌是一种单细胞原核细胞型微生物，需放大一千倍左右才能看到。细菌的测量单位是微米（μm）。
2．细菌的形态 细菌按其外形，主要有三大类：球菌、杆菌和螺形菌。球菌具有不同的排列方式，可分为双球菌、链球菌、葡萄球菌等，这对球菌的鉴定有重要意义。杆菌有粗大、细小、棒状、分枝和链状之分。螺形菌分为弧菌和螺菌。
细菌的形态可受培养时间、培养基成分、温度、pH等因素影响。 二、细菌的基本结构
基本结构是指每种细菌都具有的结构，由外向内依此为细胞壁、细胞膜、细胞质和核质。 （一）细胞壁
1．肽聚糖的结构 肽聚糖（peptidoglycan）又称为粘肽（mucopeptide）、糖肽（glycopeptide）或胞壁质（murein），是细菌细胞壁中的主要组分，为原核细胞所特有。革兰阳性（G＋）菌的肽聚糖由聚糖骨架、四肽侧链和五肽交联桥三部分组成，革兰阴性（G－）菌的肽聚糖仅由多糖骨架、四肽侧链两部分组成。
2．G＋菌和G－菌细胞壁的结构和医学意义 G＋菌细胞壁由肽聚糖和穿插其间的磷壁酸（t
eichoic acid）组成，特点是肽聚糖含量高、层数多、结构致密，具有高机械强度的三维立体空间结构。磷壁酸有膜磷壁酸与壁磷壁酸两种，是G＋菌细胞壁内特有的成分。 G－菌细胞壁特点是肽聚糖含量少（1～2层），结构疏松，在肽聚糖之外具有外膜。外膜由内向外依次为脂蛋白、脂质双层、脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）。脂多糖由脂质A（lipid A）、核心多糖（core polysaccharide）和特异多糖（specific polysaccharide）所构成。脂质双层的结构类似细胞膜，其上镶嵌有孔蛋白（porin），参与菌体内外物质交换。 3．细胞壁的功能 细胞壁坚韧而富有弹性，主要功能是维持菌体固有形态，并保护细菌抵抗低渗环境。G＋菌的磷壁酸是重要表面抗原，与血清型分类有关，有助于维持菌体内离子平衡。膜磷壁酸与细菌粘附宿主细胞有关。G－菌的外膜可阻止一些抗菌药物的进入，成为细菌耐药的机制之一。G－菌的脂多糖是G－菌的内毒素（endotoxin），与细菌致病性有关。可见，由于G＋菌与G－菌细胞壁结构显著不同，导致两类细菌在染色性、抗原性、致病性、对药物的敏感性等方面有很大差异。
4．细菌L型 肽聚糖是G－菌和G＋菌共有的成分。凡是能破坏肽聚糖的结构或抑制其合成的物质，都能使细胞壁出现缺陷，甚至没有细胞壁，从而导致细菌在一般渗透压环境中死亡。由于人和动物细胞无细胞壁，也无肽聚糖结构，故细菌细胞壁成为抗菌药物的重要作用靶位。 在高渗环境下，细胞壁缺陷的细菌仍可存活而成为细菌L型（bacterial L form）。 溶菌酶、青霉素是细菌L型的最常用人工诱导剂。细菌Ｌ型因缺乏完整的细胞壁呈现高度多形性，均为革兰染色阴性，在高渗、低琼脂、含血清的培养基中能缓慢生长，形成 “油煎蛋”状细小菌落。细菌L型可以返祖，与许多慢性反复发作的感染有关，在临床上可引起尿路感染、骨髓炎、心内膜炎等。 （二）细胞质内的重要结构及意义
1．核糖体 是合成蛋白质的场所。细菌核糖体为70S，由50S和30S两个亚基组成，与真核生物的核糖体（80S）不同。有些抗生素能与细菌50S或30S亚基结合，干扰其蛋白质合成，从而杀死细菌，但通常不会损害人体细胞。
2．质粒（plasmid） 为染色体外的遗传物质，为闭合环状的双链DNA，控制细菌某些特定的遗传性状。 三、细菌的特殊结构
特殊结构仅某些细菌具有，主要包括荚膜（capsule）、鞭毛（flagellum）、菌毛（pilus）和芽胞（spore）。
1．荚膜 某些细菌分泌的包绕在细胞壁外的一层粘液性物质。具有抗原性，为分型和鉴定细菌的依据。荚膜有抗吞噬作用，与细菌的致病性有关。如化脓性球菌常有荚膜。 2．鞭毛 多数杆菌、所有螺形菌在菌体上附着的细长并呈波状弯曲的丝状物。鞭毛是细菌的运动器官，有利于细菌主动地趋向高浓度营养物质和逃避有害环境，可用以鉴定细菌。有些细菌，如霍乱弧菌、幽门螺杆菌、空肠弯曲菌的鞭毛与致病性有关。
3．菌毛 存在于许多G－菌、少数G＋菌菌体表面的比鞭毛更细、更短而直硬的丝状物，在电子显微镜下才能看见。菌毛可分为普通菌毛（common pilus）和性菌毛（sex pilus），前者具有粘附能力，与细菌致病力有关；后者可传递遗传物质（质粒或核质DNA片段等），与细菌的毒力或耐药性转移等有关。
4．芽胞 又称内芽胞（endospore），是某些细菌在一定环境条件下，细胞质、核质逐渐脱水浓缩，在菌体内形成的一个圆形或卵圆形小体。芽胞对热、干燥、化学消毒剂、辐射等抵抗力极强，故以杀灭芽胞作为判断灭菌效果的指标。芽胞的形状、大小、位置等可用于鉴别细菌。芽胞是细菌的休眠状态，在适宜条件下可发芽转化为繁殖体（vegetative form），继而产生毒素而致病。芽胞不是细菌的繁殖方式。 四、细菌形态与结构的检查法
包括不染色标本检查法和染色标本检查法，后者包括单染色法、鉴别染色法和特殊染色法。 1．革兰染色法的步骤、结果和医学意义 革兰染色法（Gram stain）是最常用最重要的染色法，其步骤是：在细菌涂片固定后，先用结晶紫初染、芦戈碘液媒染，然后用95%乙醇脱色，最后用稀释复红或沙黄复染。菌体染成紫色者为革兰阳性菌，染成红色者为革兰阴性菌。革兰染色法在鉴别细菌、选择抗菌药物、了解细菌致病性等方面具有极其重要的意义。 第2章 细菌的生理 复习提要
一、细菌的营养与生长繁殖 （一）细菌生长繁殖的基本条件
营养物质、能量和适宜的环境是细菌生长繁殖的必备条件。
1.营养物质 提供必要的原料和能量。根据细菌所利用的能源和碳源不同，将其分为两大营养类型：自养菌（autotroph）和异养菌（heterotroph）。所有的病原菌都是异养菌。 2.酸碱度 每种细菌都有一个可生长的pH范围和最适生长pH，多数病原菌最适pH为7.2~7.6 3.温度 各类细菌对温度的要求不一，籍此分为嗜冷菌（psychrophile）、嗜温菌（mesophile）和嗜热菌（thermophile）。病原菌最适生长温度为37℃。
4.气体 病原菌所需气体是氧和CO2。一般细菌在代谢过程中自身产生的CO2即可满足。有些细菌如脑膜炎球菌、淋球菌和布鲁菌等，在初代分离培养时需提供5～10%的CO2才能生长。
根据细菌对氧气的需要分为四类：专性需氧菌（obligate aerobe）、微需氧菌（microaerophilic bacterium）、兼性厌氧菌（facultative anaerobe）和专性厌氧菌（obligate anaerobe）。大多数病原菌属于兼性厌氧菌。专性厌氧菌在有氧环境下不能生长，可能由于缺乏氧化还原电势高的呼吸酶和分解有毒氧基团的酶。 （二）细菌生长繁殖方式
以二分裂方式（binary fission）进行无性繁殖。细菌分裂数量倍增所需要的时间称为代时（generation time），多数细菌为20～30分钟。
将一定数量的细菌接种于适宜的液体培养基中培养时，细菌群体生长繁殖可分为四期，即生长曲线：growth curve）：迟缓期（lag phase）、对数期（log phase）、稳定期（stationary phase）和衰亡期（decline phase）。其中，对数期细菌的生物学特性较典型，对外界环境因素的作用敏感。因此，研究细菌的形态染色、生化反应、药物敏感试验等应选用该期的细菌。 二、细菌的分解和合成代谢
1．细菌生化反应的概念 各种细菌所具有的酶不完全相同，对营养物质的分解能力不一致，
因而其代谢产物有差异。检测细菌对各种基质的代谢作用及代谢产物，借以区别和鉴定细菌的生化试验，称为细菌的生化反应。细菌的生化反应对菌体形态、革兰染色反应和菌落特征相同和相似的细菌的鉴定尤为重要。
实验室常用的细菌生化反应有：糖发酵试验、VP试验、甲基红试验、枸橼酸盐利用试验、吲哚试验、硫化氢试验、尿素酶试验。其中吲哚（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。现代临床细菌学已普遍采用微量、快速和全自动的生化鉴定方法。
2．与医学有关的合成代谢产物 细菌利用分解代谢中的产物、能量和辅酶，不断合成菌体自身成分，如细胞壁、蛋白质、核酸等，同时还合成一些在医学上具有重要意义的代谢产物，其中，毒素、侵袭性酶与细菌致病性有关；色素、细菌素与鉴别细菌有关；抗生素和细菌素能抑制和杀灭其他微生物。
热原质（pyrogen）是细菌细胞壁的脂多糖，注入人体或动物体内能引起发热反应。因此，在制备和使用注射药品过程中应严格遵守无菌操作，防止细菌污染。 三、细菌的人工培养
1．培养基的概念 培养基（culture medium）是由人工方法配制而成的，专供微生物生长繁殖所需的混合营养物制品。培养基的制备原则是：充足的营养物质，合适的pH，灭菌后方可使用。
培养基按营养组成和用途，分为基础培养基（basic medium）、增菌培养基（enrichment medium）、鉴别培养基（differential medium）、选择培养基（selective medium）和厌氧培养基（anaerobic medium）等；按物理性状分为液体培养基、半固体培养基和固体培养基三大类。 2．细菌在培养基中的生长表现 大多数细菌在液体培养基生长繁殖后呈均匀混浊状态；少数出现沉淀和形成菌膜。
无鞭毛的细菌在半固体培养基中仅沿穿刺线生长，有的鞭毛细菌可沿穿刺线生长并向四周游动扩散，所以半固体培养基可用作检查细菌有无鞭毛和动力。
在固体培养基上，单个细菌分裂繁殖后形成肉眼可见的细菌集团，称为菌落（colony），菌落的特征有助于鉴别细菌。将单菌落移种到另一培养基中，生长出来的细菌均为纯种，成为纯培养（pure culture）。故固体培养基可用作纯种的分离。
3．人工培养细菌在医学中的应用 ①感染性疾病的病原学诊断。由细菌引起的感染性疾病，最确切最可靠的诊断依据是，从病人材料中把病原菌分离培养出来，并鉴定其菌属、种和型。药物敏感试验能指导临床选用抗菌药物；②细菌学研究；③生物制品的制备，制备疫苗、类毒素、抗毒素等用于防治，制备菌液、抗血清等用于诊断。 第3章 消毒与灭菌 一、概述
从预防感染出发，医务工作者必须建立“处处有菌”和无菌观念，严格执行无菌操作，这就要求必须对所用的物品（如注射器、手术器械、手术衣等）、工作环境（如手术室、产房等）和人体体表进行消毒或灭菌，以确保所用的物品和工作环境的无菌或处于无菌状态。为防止疾病的传播，对传染病患者的排泄物和实验废弃的培养物亦须进行灭菌或消毒处理。