上海交通大学微生物课复习资料(6)

本站小编免费考研网/2016-08-13

1．变异：即通过变异而失去重要的遗传特性，例如发酵生产能力下降，或研究中所需要的营养缺陷型由于回复突变等而改变
2．污染：由于微生物在自然界中种类多，分布广，空气、桌面、皮肤表面都有大量的各种微生物存在，因此在进行微生物菌种操作（包括接种、培养等）时非常容易污染，从而造成菌种的丢失。
3．死亡：微生物容易在实验室里用人工配制的各种培养基培养，但如果超过时间不转接菌种，由于疏忽培养条件发生改变，及其它各种以外情况（如冰箱停电）都容易造成菌种的死亡。而且这种损失有时是不可挽回的。

菌种保藏：在一定时间内使菌种不死、不变、不乱！

[基因工程]
目前常用的三种体外DNA连接方法为：
① 用T4或E.coli DNA连接酶可连接具有互补粘性末端的DNA片段；
② 用T4 DNA连接酶连接具有平末端的DNA片段；
③ 先在DNA片段末端加上人工接头，使其形成粘性末端，然后再行连接。
④ 将粘性末端补平或修平（用单链酶，如绿豆芽核酸酶）连接
柯斯质粒用于克隆大片段的DNA分子特别有效，而这种特性对于研究高等生物的基因组十分重要。其特点：
1）具有λ噬菌体的特性：在克隆了外源片段后可在体外被包装成噬菌体颗粒，高效地感染对λ噬菌体敏感的大肠杆菌细胞。进入寄主的柯斯质粒DNA分子，按照λ噬菌体DNA的方式环化，但无法按噬菌体的方式生活，更无法形成子代噬菌体颗粒。
2）具有质粒载体的特性：在寄主细胞内如质粒一样进行复制，携带有抗性基因和克隆位点，并具氯霉素扩增效应。
3）具有高容量的克隆能力：柯斯质粒本身一般只有5～7kb左右，而它克隆外源DNA片段的极限值竟高达45kb，远远超过质粒载体及λ噬菌体载体的克隆能力。同时，由于包装限制，柯斯质粒载体的克隆能力还存在一个最低极限值。例如， 5 kb大小的柯斯质粒载体，插入的外源片段至少不能小于30 kb。
M13是大肠杆菌丝状噬菌体，其基因组为环状ssDNA，大小为6407bp。其生活史为：
1）通过性毛感染雄性（F+或Hfr）大肠杆菌，或通过转染进入雌性大肠杆菌细胞；
2）进入细胞后，转变成复制型 (RF) dsDNA，然后以滚环方式复制出ssDNA。每当复制出单位长度正链，即被切出和环化，并被立即组装成子代噬菌体和以出芽方式（即宿主细胞不被裂解）被释放至胞外。
M13克隆载体是对野生型M13进行改造后建成，其特点是虽然克隆外源DNA的能力较小，一般只适于克隆300～400bp的外源DNA片段，但特别适合用于制备克隆基因的单链DNA。主要被用于制备测序用单链DNA模板、特异的单链DNA探针，进行定位诱变等，也可用于噬菌体展示（phage display）。
建立16 S r RNA系统发育树的意义
a）使生物进化的研究范围真正覆盖所有生物类群；
传统的生物进化研究，主要基于复杂的形态学和化石记载，因此多限于研究后生生物（metazoa），而后者仅占整个生物进化历程的1/5
b）提出了一种全新的正确衡量生物间系统发育关系的方法；
c）对探索生命起源及原始生命的发育进程提供了线索和理论依据；
d）突破了细菌分类仅靠形态学和生理生化特性的限制，建立了全新的微生物分类、鉴定理论；
e）为微生物生物多样性和微生物生态学研究建立了全新的研究理论和研究方法，特别是不经培养直接对生态环境中的微生物进行研究。
“Taxonomists' counts suggest that insects dominate the diversity game, but new analyses reveal that microbes are the real winners.”
核酸的碱基组成和分子杂交：
与形态及生理生化特性的比较不同，对DNA的碱基组成的比较和进行核酸分子杂交是直接比较不同微生物之间基因组的差异，因此结果更加可信。

1. DNA的碱基组成(G+Cmol%)
DNA碱基因组成是各种生物一个稳定的特征，即使个别基因突变，碱基组成也不会发生明显变化。
分类学上，用G+C占全部碱基的克分子百分数(G+Cmol%)来表示各类生物的DNA碱基因组成特征。
1）每个生物种都有特定的GC%范围，因此后者可以作为分类鉴定的指标。细菌的GC%范围为25--75%，变化范围最大，因此更适合于细菌的分类鉴定。
2）GC%测定主要用于对表型特征难区分的细菌作出鉴定，并可检验表型特征分类的合理性，从分子水平上判断物种的亲缘关系。
3）使用原则：
G+C含量的比较主要用于分类鉴定中的否定每一种生物都有一定的碱基组成，亲缘关系近的生物，它们应该具有相似的G+C含量，若不同生物之间G+C含量差别大表明它们关系远。
但具有相似G+C含量的生物并不一定表明它们之间具有近的亲缘关系。
同一个种内的不同菌株G+C含量差别应在4～5%以下；同属不同种的差别应低于10～15%。所以G+C含量已经作为建立新的微生物分类单元的一项基本特征，它对于种、属甚至科的分类鉴定有重要意义。
若二个在形态及生理生化特性方面及其相似的菌株，如果其G+C含量的差别大于5%，则肯定不是同一个种，大于15%则肯定不是同一个属。
在疑难菌株鉴定、新种命名、建立一个新的分类单位时，G+C含量是一项重要的，必不可少的鉴定指标。其分类学意义主要是作为建立新分类单元的一项基本特征和把那些G+C含量差别大的种类排除出某一分类单元。

[免疫]

病原微生物(Pathogenic microorganism)：寄生于生物(包括人)机体并引起疾病的微生物。又称病原体(pathogen)。
感染(infection)，又称传染：机体与病原体在一定条件下相互作用而引起的病理过程。
病原体、宿主和环境是决定传染结局的三个因素
感染的建立，首先需有病原体的接触。它们具有侵袭宿主机体，在其中生长繁殖和产生毒性物质等能力。
感染不是疾病的同义词，大多数的感染为亚临床的、不明显的、不产生任何显著的症状与体征。
有些病原体在最初感染后，潜伏影响可持续多年。病原体亦可与宿主建立起共生关系。
传染病：由有生命力的病原体引起的疾病，与由其它致病因素引起的疾病在本质上是有区别的。
传染病的基本特征是有病原体，有传染性，有流行性、地方性和季节性，有免疫性。
免疫(immunity)：生物体能够辩认自我与非自我，对非我做出反应以保持自身稳定的功能，传统的免疫概念是机体抵抗病原微生物的能力，即抗传染免疫。随着科学的发展，免疫的的现代概念已大大超出了抗传染免疫的范围。实际上，机体除了对微生物的刺激，能发生免疫反应外，对一切抗原异物甚至改变了的自身成分也能发生反应，并且反应的结果可能是对身体有利的，也可能是有害的。

免疫功能的分类：
类别    功能正常    功能异常
免疫防御    抵御病原体的侵害和中和其毒素（抗传染免疫）    变态反应、反复感染或免疫缺陷综合症
免疫稳定    清除体内自然衰老或损伤的细胞，进行免疫调节，以维护机体内环境的相对稳定性    识别紊乱，导致自身免疫病的发生
免疫监视    某些免疫细胞发现并清除突变的自身细胞（癌细胞）    功能失调时，导致癌变或持续感染的发生


一、感染的途径与方式
1.感染的途径
外源性感染：来源于宿主体外的感染称为外源性感染，主要来自病人、健康带菌(毒)者和带菌(毒)动、植物。
内源性感染：而当滥用抗生素导致菌群失调或某些因素致使机体免疫功能下降时，宿主体内的正常菌群可引起感染称内源性感染。
2.感染的部位及方式

二、微生物的致病性
1.细菌的致病性：细菌的致病性是对特定宿主而言，能使宿主致病的为致病菌，反之为非致病菌，但二者并无绝然界限。
有些细菌在一般情况下不致病，但在某些条件改变的特殊情况下亦可致病，称为条件致病菌(opportunistic pathogen)或机会致病菌。
病原菌致病力的强弱称为毒力，其侵袭力和毒素是构成毒力的基础。
1）侵袭力(invasiveness)：病原菌突破宿主防线，并能于宿主体内定居、繁殖、扩散的能力，称为侵袭力。
（1）吸附和侵入能力：细菌通过具有粘附能力的结构如革兰氏阴性菌的菌毛粘附于宿主的呼吸道、消化道及泌尿生殖道粘膜上皮细胞的相应受体，于局部繁殖，积聚毒力或继续侵入机体内部。例如淋病奈瑟氏球菌的菌毛可使其吸附于尿道粘膜上皮的表面而不被尿液冲走；变异链球菌（Streptococcus mutants）能用蔗糖合成葡聚糖，使细菌与牙齿表面粘连成菌班，而其它细菌例如乳杆菌（Lactobacillus）可在菌班上进一步发酵蔗糖产生大量有机酸（pH降低至4.5左右），二者共同作用，导致牙釉质和牙质脱钙，造成龋齿。
病原菌宿主细胞表面后，有的不再侵入，仅在原处生长繁殖并引起疾病，如霍乱弧菌（Vibrio），有的侵入细胞内生长繁殖并产生毒素，使细胞死亡，造成溃疡，例如痢疾志贺氏菌（Shigella ddysenteriae），有的则通过粘膜上皮细胞或细胞间质侵入表层下部组织或血液中进一步扩散，例如溶血链球菌（Streptococcus haemolyticus）引起的化脓性感染等。
（2）繁殖与扩散能力：产生、分泌水解性酶类，使组织疏松、通透性增加，有利于病原菌扩散。例如链球菌产生的透明质酸酶（水解机体结缔组织中的透明质酸，从而使该组织疏松、通透性增加，有利于病原菌迅速扩散，引起全身感染）、链激酶、链道酶等可协助细菌扩散。
（3）对宿主防御机能的抵抗能力：a）细菌的荚膜和微荚膜具有抗吞噬和体液杀菌物质的能力，有助于病原菌于在体内存活，例如肺炎球菌的荚膜。b）致病性葡萄球菌产生的血浆凝固酶有抗吞噬作用（加速血浆凝固成纤维蛋白屏障，以保护病原菌免受宿主的吞噬细胞和抗体的作用）；c）有些可分泌一些活性物质如溶血素，抑制白细胞的趋化作用；d）有的具抵抗在吞噬细胞内杀被死的能力，能在吞噬细胞内寄生（二者力量平衡时，则细胞内寄生状态可持续存在，若失去平衡，则必有一方受到伤害），等等。
外毒素与内毒素的比较
项目    外毒素    内毒素
产生菌    革兰氏阳性菌为主    革兰氏阴性菌
化学成分    蛋白质    脂多糖(LPS)
释放时间    一般随时分泌    菌体死亡裂解后释放
致病特异性    不同外毒素各不相同    不同病原菌的内毒素作用基本相同
毒性    强*    弱
抗原性    完全抗原，抗原性强    不完全抗原，抗原性弱
制成类毒素    能    不能
热稳定性    差    耐热性强
*1mg肉毒毒素纯品可杀死2亿（2000万）只小鼠或一百万只豚鼠，中毒的死亡率几近100%，但及时注射抗毒素及对症治疗可使之降低。1mg破伤风毒素可杀死100万只小鼠，1mg白喉毒素可杀死1000只豚鼠。
传染的类型：
1．隐性传染
如果宿主的免疫力很强，而病原体的毒力相对较弱，数量又较少，传染后只引起宿主的轻微伤害，且很快就将病原体彻底消灭，因而基本上不表现临床症状。
2. 带菌状态
如果病原体与宿主双方都有一定的优势，但病原体仅被限制于某一局部且无法大量繁殖，二者长期处于僵持状态，就称为带菌状态。这种长期处于带菌状态的宿主，称为带菌者。在隐性传染或传染病痊愈后，宿主有可能会成为带菌者，如不注意，就成为该传染病的传染源，十分危险。这种情况在伤寒、白喉等传染病中时有发生。
3．显性传染
如果宿主的免疫力较低，或入侵病原菌的毒力较强、数量较多，病原菌很快在体内繁殖并产生大量有毒产物，使宿主的细胞和组织蒙受严重损害，生理功能异常，于是就出现了一系列临床症状，这就是显性传染。
按发病时间的长短，可将将显性传染分为急性传染和慢性传染二种。前者的病程仅数日至数周，如流行性脑膜炎和霍乱等；后者的病程往往长达数月至数年，如结核病、麻风病等。

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