医学细菌学重点难点与习题.doc
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1、第一篇医学细菌学第1章细菌的基本性状一、重点与难点(一)革兰阳性和革兰阴性菌细胞壁结构及其差异(二)细菌的特殊结构及功能(三)细菌的生长曲线及其意义根据生长曲线,细菌的群体生长繁殖过程可分为四期。1迟缓期:是细菌适应环境阶段,分裂迟缓,繁殖极少。2对数期:该期活菌数以恒定的几何级数增长(2 n)。此期细菌的形态、染色性、生理活性等均较典型,对外界因素的作用也较敏感。因此,研究细菌形态、染色性、生化反应、药物敏感性等生物学性状时,应选用该期的细菌。3稳定期:由于培养基中营养物质减少,有害代谢产物的产生,该期细菌繁殖速度渐减,死亡菌数逐渐增加,但活菌数处于动态的相对稳定,即在一定的时间内,增加的活
2、菌数与死亡菌数基本相等。此期细菌形态、染色性和生理活性常有一些改变。细菌芽胞及外毒素、抗生素等代谢产物大多在稳定期中产生。4衰亡期:由于培养基中营养物质消耗及有害代谢产物累积,细菌繁殖速度更慢,死亡菌数更多并超过活菌数。该期细菌形态显著改变,出现衰退型或菌体自溶,生理代谢活动也趋于停滞。(四)细菌的耐药机制常见的细菌耐药机制有产生药物钝化酶、改变药物作用靶位、改变外膜通透性、药物主动外排等。-内酰胺类抗生素(青霉素和头胞菌素)是临床使用最广泛的抗生素。细菌对-内酰胺类抗生素耐药机制主要是产生-内酰胺酶,该酶能特异性地切开-内酰胺类分子中的-内酰胺环,使其完全失去抗菌活性。另一种常见的-内酰胺类
3、抗生素耐药机制是,细菌青霉素结合蛋白(PBPs)分子中与-内酰胺类抗生素的结合位点发生突变,可使PBPs与药物结合能力下降甚至消失。PBPs的本质是细胞壁合成相关内肽酶、转肽酶和羧肽酶等,与-内酰胺类抗生素结合后导致分子变构失去酶活性,细胞壁合成受阻,但对已合成的细胞壁无作用。由于细菌繁殖迅速,子代细菌需要合成细胞壁,此时-内酰胺类抗生素发挥作用。此外,主动外排及外膜通透性下降通常是细菌对一些结构互不相同的药物多重耐药的主要机制。二、练习题(一)选择题(A型题)17一般不用革兰染色法鉴定的细菌是( )A 金黄色葡萄球菌B 链球菌 C 结核分枝杆菌 D 肺炎链球菌 E 脑膜炎奈瑟菌23描述大肠埃
4、希菌生长速度时常用的时间单位是( )A 分钟B 小时 C 天D 周E 秒(二)名词解释参考答案1细菌细胞壁的肽聚糖受到理化、生物因素的直接破坏或其合成被抑制,形成的细胞壁缺损型细菌称为细菌L型。细菌L型仍有一定的致病力,但由于细胞壁缺失,常规细菌分离培养阴性、以细胞壁为作用靶位的抗生素无效、以细胞壁抗原为靶点的免疫学检测结果往往为阴性。2质粒是存在于细菌细胞质中、染色体DNA以外的遗传物质,为闭合环状双链DNA,携带有遗传信息,控制细菌某些遗传性状,但非细菌生命所必须,即丢失质粒的细菌仍能正常存活。由质粒控制的细菌性状有菌毛、细菌素、毒素和耐药酶等。3是细菌合成的一种物质,注入人体或动物体内后
5、能引起发热反应。革兰阴性菌的热原质即是细胞壁的脂多糖(LPS)。革兰阳性菌细胞壁糖肽或糖脂,也能引起较弱的发热反应。4细菌在固体培养基上由一个细菌分裂繁殖后形成的细菌集落称为菌落,其意义是获得可供细菌鉴定的纯种细菌。5一些细菌有一种主要成分为RNA和多偏磷酸盐的颗粒,强嗜碱性,用亚甲蓝染色时着色较深呈紫色,称为异染颗粒。异染颗粒有助于某些细菌的鉴定。第2章细菌的遗传与变异一、重点与难点(一)遗传与变异的物质基础染色体或核酸(拟核)、质粒、噬菌体、转座因子、整合子和转座噬菌体等。(二)质粒的概念及其特点质粒是细菌染色体DNA以外独立的遗传物质。其特点有:(1)质粒是双股闭合环状DNA,以超螺旋状
6、态存在于细菌胞浆中;(2)质粒有自我复制的能力,一个质粒即是一个复制子;(3)质粒并非是细菌生长繁殖不可缺少的物质,若自行丢失或被理化因素消除后,虽然其基因控制的生物学性状消失,但细菌仍可生存;(4)质粒可通过接合、转化、转导等方式在细菌间转移,即具有可转移性;(5)几种不同的质粒可同时共存于同一细菌内,此现象称相容性;有些质粒则不能共存于同一细菌内,称为不相容性;(6)质粒控制的生物学性状众多,分别与细菌耐药、遗传物质转移、毒力因子等有关。(三)关于噬菌体的几个概念1噬菌体:是一类侵袭细菌、螺旋体、放线菌或真菌等微生物的病毒(立克次体除外)。根据噬菌体感染宿主菌后是否裂解宿主菌分为毒性噬菌体
7、和温和噬菌体。2毒性噬菌体:感染宿主菌后在菌细胞内独立复制增殖,产生许多子代噬菌体并裂解细菌,故称为毒性噬菌体。毒性噬菌体在宿主菌内的增殖过程包括吸附、穿入、生物合成、成熟和释放等几个阶段,称为溶菌性周期。3温和噬菌体:温和噬菌体感染细菌后,可将其基因组整合到宿主菌染色体DNA中,随细菌DNA复制而复制,并随细菌分裂而分配至子代细菌核质DNA中,细菌并不裂解破坏,故称温和噬菌体或溶原性噬菌体,整个过程称为溶原性周期。整合在细菌基因组中的噬菌体基因组称为前噬菌体,带有前噬菌体基因组的细菌称为溶原性细菌。 温和噬菌体可有溶原性周期和溶菌性周期,而毒性噬菌体只有一个溶菌性周期。若前噬菌体使溶原性细菌
8、出现新的生物学性状,则称为溶原性转换。(四)细菌基因转移和重组的方式及其差异1转化:受体菌直接摄取供体菌游离的DNA片段而获得新的遗传性状。2接合:受体菌通过性菌毛获取供体菌的DNA片段而获得新的遗传性状。3转导:受体菌通过温和噬菌体获取供体菌的DNA片段而获得新的遗传性状。分为普遍性转导和局限性转导。4溶原性转换:温和噬菌体的DNA片段整合在宿主菌的染色体上导致细菌的遗传性状发生改变。5重组:是指两个或两个以上不同的核酸分子进行重排,产生新的核苷酸排列顺序的过程。(五)常见的细菌变异现象及实际意义1常见的细菌变异现象(1)形态和结构变异:细菌的形态与结构可受外界因素影响发生变异。(2)毒力变
9、异:包括毒力降低和毒力增强:毒力降低:通过人工诱导细菌发生毒力降低的变异,可制备人工减毒活疫苗用于人工自动免疫,预防传染病的发生,卡介苗BCG即是最典型的例子;毒力增强:多见于细菌获得质粒或前噬菌体后毒力增强,由不产毒素的变为可产毒素的细菌,如白喉杆菌毒力的变异。(3)耐药性变异:细菌的耐药性变异可严重影响临床上抗生素治疗相应感染性疾病的效果。最易产生耐药的细菌有金黄色葡萄球菌、痢疾杆菌、结核杆菌等。(4)菌落变异:细菌的菌落主要有光滑型(smooth,S)和粗糙型(rough,R)两种。细菌菌落从S型转变为R型称为S-R变异,其主要意义是在细菌鉴定时易发生错误,同时S-R变异往往伴随细菌毒力
10、改变。(5)抗原性变异:细菌在发生形态结构变异和菌落变异时,常常伴随抗原性的变异。肠道杆菌发生S-R变异时,细菌失去O特异多糖抗原。有鞭毛细菌发生H-O变异时,失去了H 抗原即鞭毛抗原。有荚膜的细菌如肺炎球菌在体外培养时丢失荚膜同时也失去了荚膜抗原,其主要意义是在实验室诊断易发生困难或错误。(6)酶活性变异:有些细菌变异后其酶活性发生改变,不能合成某种营养成分,在缺乏该营养成分的培养基中不能生长,又称为营养缺陷型(auxotroph)变异,如his-组氨酸营养缺陷型菌。2细菌变异的实际意义:可提醒我们注意变异菌株,提高实验室诊断的正确率,减少误诊和漏诊。进行抗菌治疗时,应选用敏感抗生素,足量、
11、联合应用,以减少耐药菌株的产生。利用细菌的变异性,人工诱导细菌发生毒力降低变异,可用来制备预防疾病的疫苗等。(六)F质粒(F因子)接合有哪几种情况?1 F+FF+ + F+ :F因子复制为两个F质粒,接合时一个F质粒通过性菌毛传给F菌。这种接合只是传递F质粒,而不传递细菌DNA。2F+FF+ F: F菌株既可以得到F菌体DNA,又可以获得F质粒。3Hfr+F Hfr+ F、Hfr+Hfr:整合于细菌染色体中特定位点的F质粒在接合过程中能发生染色体DNA发生高频率转移及重组。对F接合时Hfr菌染色体在F质粒整合处发生断裂,由环状变成线状,继而发生线状染色体DNA片段、随后为F因子的转移,该过程常
12、会受到外界条件的影响而终止,故先转移的染色体DNA片段进入F菌株的可能性大,F质粒进入F菌的可能性小。(七)耐药质粒及其在细菌间传递的方式耐药质粒主要是指含有编码钝化酶基因的质粒,分为两类。1接合性耐药质粒(R质粒):能通过接合方式在细菌间传递耐药性。该质粒由耐药传递因子(RTF)和耐药决定子(r-det)两部分组成,这两部分可以单独存在,也可结合在一起,但单独存在时不能发生质粒的接合性传递。RTF与F质粒相似,具有编码性菌毛并介导接合的功能。r-det基因产物具有对抗抗菌药物的功能,可由几个转座子连接排列而成,每个转座子两端以及RTF与r-det之间均有插入序列,可自由结合与分离。2非接合性
13、耐药质粒(r质粒):不能通过接合的方式传递,但可通过转导、转化等方式在细菌间传递耐药性。(八)普遍性转导与局限性转导的区别转导可分为普遍性转导和局限性转导两类。1普遍性转导:发生于温和噬菌体的裂解期,噬菌体仅作为载体,可转移供体菌染色体DNA的任何部位或质粒,转导频率较局限性转导低。供体菌DNA进入受体菌后可产生完全转导和流产转导两种结果。2局限性转导:发生于温和噬菌体的溶原期,可转导噬菌体及前噬菌体附近特定部位的供体菌DNA片段,从而使受体菌获得供体菌DNA特定部位的遗传特性。(八)转导与溶原性转换的区别转导过程中受体菌获得的外源性DNA来源于供体菌,溶原性转换过程中受体菌获得的外源性DNA
14、来源于噬菌体。二、练习题(一)选择题(A型题)疑惑10R质粒在细菌之间自然转移途径中,下列那一项是错误的( )A 转化B 局限性转导C 普遍性转导D 接合E 溶原性转换(二)名词解释参考答案1供体菌游离的DNA片段被受体菌摄取并重组,使受体菌获得新的生物学性状的过程称为转化。无荚膜、弱毒力的型肺炎链球菌可通过转化形成能合成荚膜、强毒力菌株。2供体菌与受体菌直接接触,供体菌将遗传物质(质粒或染色体DNA)通过性菌毛转移入受体菌,使受体菌获得新的生物学性状的过程称为接合。许多细菌的耐药性可通过接合方式传递。3以温和噬菌体为载体,将供体菌DNA片段转移到受体菌内,使受体菌获得新的性状的过程称为转导。
15、少数细菌的耐药性可通过转导方式传递。4溶原菌染色体DNA中整合的前噬体基因使宿主菌获得新的遗传性状称为溶原性转换。溶原性转换可使某些细菌发生毒力变异或抗原性变异,如不产生毒素的白喉棒状杆菌被携带毒素编码基因的-棒状杆菌噬菌体感染成为溶原性细菌后,便可产生白喉外毒素。(三)问答题参考答案1细菌变异的主要途径有基因突变、基因转移和重组两类,但以后者为主要的变异机制。细菌的基因转移和重组方式有转化、接合、转导和溶原性转换。供体菌游离的DNA片段被受体菌摄取并重组,使受体菌获得新的生物学性状的过程称为转化。无荚膜、弱毒力的型肺炎链球菌可通过转化形成能合成荚膜、强毒力菌株。供体菌与受体菌直接接触,供体菌
16、将遗传物质(质粒或染色体DNA)通过性菌毛转移入受体菌,使受体菌获得新的生物学性状的过程称为接合。许多细菌的耐药性可通过接合方式传递。以温和噬菌体为载体,将供体菌DNA片段转移到受体菌内,使受体菌获得新的性状的过程称为转导。少数细菌的耐药性可通过转导方式传递。溶原菌染色体DNA中整合的前噬体基因使宿主菌获得新的遗传性状称为溶原性转换。溶原性转换可使某些细菌发生毒力或抗原性变异,如不产生毒素的白喉棒状杆菌被携带毒素编码基因的-棒状杆菌噬菌体感染成为溶原性细菌后可产生白喉外毒素。2致病岛又称毒力岛,是不少病原菌染色体DNA中一段具有典型结构的基因簇,大小约为10200 kb,GC含量与其他DNA片
17、段序列有明显区别,其两侧往往具有重复序列和插入序列。毒力岛可以丢失,其丢失频率高于突变频率,并可通过转化、转导或接合等方式全部或部分转移给其他细菌。致病岛基因主要编码细菌毒力相关的产物,如菌毛等黏附因子、透明质酸酶等侵袭因子、多种毒素及其调节系统,有的毒力岛还包含细菌的蛋白分泌系统、铁摄取系统和或信号传导系统,也多与细菌毒力有关。第3章细菌感染与免疫一、重点与难点 本章是仅次于细菌基本结构的重要章节,其重点内容为正常菌群与机会性感染、细菌致病性及其机制以及显性全身感染的类型。(一)正常菌群与机会性感染(二)细菌致病性及其机制细菌致病性具有种特异性和宿主特异性。种特异性是指不同病原菌引起不同疾病
18、,如伤寒沙门菌引起人伤寒、痢疾志贺菌引起人细菌性痢疾等。宿主特异性是指一些病原菌仅对人致病,如淋病奈瑟菌等;一些仅对动物致病,如猪巴氏杆菌引起的猪肺疫等;一些是能对人和动物均能致病的人兽共患病原微生物,如沙门菌等。在宿主合适的前提下,细菌致病性主要取决于细菌本身的毒力、侵入宿主的途径和侵入数量三个方面。以往对细菌致病性往往过多考虑细菌的毒素,忽视了细菌在宿主体内生存、繁殖能力在致病过程中的重要作用。实际上,以毒性强烈的外毒素为主要致病机制的病原菌不多,即不需要大量细菌,只要有微量外毒素足以引起疾病的病原菌很少。对大多数病原菌而言,对抗宿主抗感染免疫力而获得生存是致病的重要环节,生存是繁殖的前提
19、,繁殖是达到引起疾病足够细菌数量的前提。(三)抗细菌感染免疫二、练习题(三)问答题1试述正常菌群的生理功能与致病条件2试述细菌内、外毒素理化和生物学功能的差别3试述细菌内毒素致病相关的主要生物学活性4试述特异性抗体的抗菌作用及其机制三、练习题答案与题解(二)名词解释参考答案1有健康带菌者和恢复期带菌者两类,前者是指感染并排出病原菌但未出现临床症状和体征的个体,后者是病人临床症状和体征已消失,但仍有一段时间内从体内排出病原菌。2细菌等病原微生物通过直接接触或间接经污染空气、水和土壤、物品等从人到人、动物到人进行播散的方式,称为水平转播。3细菌等病原微生物通过胎盘或产道从母体进入胎儿或新生儿的方式
20、称为垂直传播。4寄生于正常人或动物的体表及某些与外界相通腔道中、在正常情况下对宿主有利无害的的细菌群落称为正常菌群。5在长期进化过程中形成的正常菌群之间、正常菌群与宿主之间形成一种质与量的生理性动态平衡称为微生态平衡,包括正常寄居部位的定位、正常菌群种类的定性、不同正常菌群数量相对恒定的定量三个方面。6正常菌群之间、正常菌群与宿主之间的微生态平衡被破坏称为微生态失调,包括菌群失调和异位寄生两类。7正常菌群可在发生异位寄生、菌群失调、机体免疫功能低下等特定条件下引起感染,此类感染称为机会性感染或条件致病性感染。8是指病人住院48小时后发生的新的感染,不包括住院前已发生或已处于潜伏期的感染。正常菌
21、群是医院感染的主要病原体。9菌血症是指病原菌短暂侵入血流但未在血流中生长繁殖或极少量繁殖,临床症状轻微。致病性较弱的病原菌侵入血流往往仅引起菌血症。但有不少强致病性病原菌以菌血症的方式进行体内播散,如伤寒沙门菌感染引起的菌血症。10毒血症是指病原菌在局部组织中生长繁殖,细菌未侵入血流,但其内、外毒素被吸收进入血循环,损害组织和器官引起相应病变和症状。例如,外毒素引起的白喉、内毒素引起的中毒性细菌性痢疾等。11败血症是指病原菌侵入血液并在其中大量繁殖,产生的内、外毒素等各种毒性代谢产物引起明显的全身中毒症状。主要症状有高热、皮肤和粘膜瘀血、肝脾肿大、肾衰竭等。12脓毒血症是指化脓性细菌侵入血流并
22、在其中繁殖并通过血流播散至机体其他组织或器官产生新的化脓性病灶,如金黄色葡萄球菌等引起的多发性肝脓肿、肺脓肿等。13侵袭力是指细菌对抗宿主机体抗感染免疫力、黏附及侵入宿主细胞、在宿主体内生存和生长繁殖及扩散的能力。14细菌通过某些表面组分与宿主细胞表面受体或其胞外基质特异性结合并附着于细胞表面的现象称为黏附。一般认为黏附是细菌致病的第一步。15吞噬细胞将吞噬的细菌杀死并消化、未消化残渣通过胞吐作用排出的吞噬过程称为完全吞噬。16病原菌被吞噬细胞吞噬后未被杀灭、甚至在吞噬细胞内生长繁殖并随吞噬细胞游走而播散的吞噬过程称为不完全吞噬。(三)问答题参考答案1在正常情况下,正常菌群具有抵御外源性病原菌
23、、提供某些维生素、促进粘膜免疫系统发育等生理功能:生物拮抗:正常菌群通过生物屏障、化学屏障及营养竞争,拮抗外来病原菌的侵入和定居;营养作用:正常菌群参与了机体的物质代谢、转化及合成,主要体现在氮利用、糖代谢和维生素合成等方面;免疫促进作用:正常菌群可作为抗原,刺激并促进机体免疫器官发育成熟;抗衰老和抗肿瘤作用:一些正常菌群可产生超氧化物歧化酶抗抗氧化损伤、分解食物中致癌物亚硝酸盐,发挥一定的抗衰老、抗肿瘤作用。正常菌群可在以下特定条件下引起感染并致病:异位寄生:是指正常菌群进入非正常部位定植;菌群失调:是指寄居在正常部位的正常菌群发生数量上的异常改变,通常因长期不合理使用抗生素所致;免疫功能下
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