第三章 消毒灭菌与病原微生物实验室生物安全
第一节 消毒灭菌的常用术语
1、灭菌：杀灭生物体上所有微生物的方法。
2、消毒：杀死物体上或环境中的病原 微生物，并不一定能杀死细菌芽胞或非病原微生物的方法。 3、防腐：防止或抑制皮肤表面细菌生长繁殖的方法。
4、无菌：无菌即不存在活菌，多是灭菌的结果。无菌操作：防止细菌进入人体或其他物品的操作技术。 5、清洁：减少微生物数量的过程。
第二节 消毒灭菌的方法
一、物理消毒灭菌法：热力、辐射、滤过、干燥和低温等。 ㈠热力灭菌法：分为干热灭菌和湿热灭菌
1、干热灭菌法：一般细菌繁殖体在干燥状态下，80-100℃经1小时可被杀死，芽胞则需要更高温度才能被杀死。 ①焚烧：废弃物、尸体 ②灼烧：接种环、试管口 ③干烤：（160~170℃，2h）利用干烤箱灭菌，一般加热至171℃经1h或160℃ 2h或121℃ 16h。适用于高温下不变质、不损害、不蒸发的器皿（如：玻璃器皿）。 ④红外线（0.7~1000um波长的电磁波）：医疗器械
2、湿热灭菌法：最常用，在相同温度下湿热灭菌法比干热灭菌法效果更好，因为：ⅰ湿热中细菌菌体蛋白较易凝固变性；ⅱ湿热的穿透力比干热大；ⅲ湿热的蒸汽有潜热效应存在。
①巴氏消毒法：用较低的温度杀灭液体中的病原菌或特定微生物，以保持物品中所需的不耐热成分不被破坏的消毒方法（61.1-62.8 ℃ 30min 或71.7℃15-30s，主要用于牛乳消毒和酒类）。 ②煮沸法（100 ℃，5min）食具、注射器等消毒 ③流动蒸汽消毒法（100 ℃ 15-30min）
④间歇蒸汽灭菌法（100 ℃ 5-30min，37 ℃24h×3天） ⑤高压蒸汽灭菌法：
*压力—103.4KPa（1.05Kg/cm2） *温度—121.3 ℃ *时间—15-20min
*效果—杀灭包括芽孢在内所有微生物 *应用—所有耐高温、高压、耐湿的物品
㈡辐射杀菌法：
①紫外线：波长240—300nm的紫外线具有杀菌作用，其中以265—266nm最强。紫外线杀菌机理是干扰细菌DNA合成，导致细菌变异和死亡。手术室空气消毒常采用紫外线消毒 ②电离辐射：高速电子、X射线、γ射线
③微波：波长为1—1000mm的电磁波，不能穿透金属表面。微波主要靠热效应发挥作用，且必须在有一定含水量条件下才能显示出来。
㈢滤过杀菌法
㈣干燥杀菌法
㈤低温杀菌法
二、化学消毒灭菌法 原理（填空）：⑴破坏菌体蛋白；⑵干扰细菌的酶系统和代谢；⑶改变细胞膜的通透性。
第四节 影响消毒灭菌效果的因素
㈠微生物的种类
微生物对消毒灭菌的敏感性高低排序大致如下：真菌、细菌繁殖体、有包膜病毒、无包膜病毒、分枝杆菌、细菌芽胞。 ㈡微生物的物理状态 ㈢微生物的数量
㈣消毒剂的性质、浓度及作用时间
㈤温度：消毒剂的杀菌作用速度随温宿升高而加快。 ㈥酸碱度 ㈦有机物
第五节 病原微生物实验室生物安全 一、病原微生物的分类
第一类：能够引起人类或动物非常严重疾病的微生物，以及我国尚未发现或已经宣布消灭的微生物。
第二类：能够引起人类或动物严重疾病，比较容易直接或间接在人与人、动物与动物、动物与人间传播的微生物。
第三类：能够引起人类或动物疾病，但一般情况下对人、动物或环境不构成严重危害，传播风险有限，实验室感染后很少引起严重疾病并且具备有效治疗和预防措施的微生物。 第四类：通常情况下不会引起人类或动物疾病的微生物。
二、病原微生物实验室的分级：根据生物安全防护水平（BSL）及实验室生物安全国家标准 一级： 二级：
三级：对人体、植物、动物或环境具有高度危险性，主要通过气溶胶使人类传染上严重的甚至是致命的疾病，或对动物植物或环境具有高度危险的致病因子。通常有预防治疗措施。
四级：对人体、植物、动物或环境具有高度危险性，主要通过气溶胶途径传播或传播途径不明或未知的危险的致病因子。没有预防治疗措施。
第四章 噬菌体
■噬菌体是感染细菌、真菌、放线菌或螺旋体等微生物的病毒； ■具有病毒的基本特性：个体微小，可以通过细菌滤器； ■无细胞结构，主要由衣壳（蛋白质）和核酸组成；
■只能在活的微生物细胞内复制增殖，是一种专性胞内寄生的微生物。 ■噬菌体分布极广。
第一节 噬菌体的生物学性状
1、形态与结构：
噬菌体很小，在光镜下看不见，需用电镜观察。不同的噬菌体在电镜下有三种形态：蝌蚪形、微球形和丝形。大多数噬菌体呈蝌蚪形，由头部和尾部两部分组成。
2、结构及化学组成：
核心：核酸（DNA或RNA），多位DNA线状双链
头部
蛋白衣壳：蛋白质呈20面体
噬菌体
尾部：蛋白质 与细菌（受体）接触的部位
3、抗原性：噬菌体具有抗原性，能刺激机体产生特异性抗体。
4、抵抗力：噬菌体对理化因素及多数化学消毒剂的抵抗力比一般细菌的繁殖体强，75℃ 30min灭活。噬菌体能耐受低温和冰冻，但对紫外线和X射线敏感。
第二节 毒性噬菌体
1、噬菌体感染细菌有两种结果： ①毒性噬菌体（virulent phage）：能在宿主细胞内复制增殖，产生许多子代噬菌体，并最终裂解细菌，建立溶菌周期。 ②温和噬菌体（temperate phage）：噬菌体基因与宿主染色体整合，成为前噬菌体，细菌变成溶原性菌，不产生子代噬菌体，但噬菌体DNA能随细菌DNA复制，并随细菌的分裂而传代，建立溶原状态。
2、毒性噬菌体
■毒性噬菌体在宿主菌内以复制方式进行增殖，增殖过程包括：吸附、穿入、生物合成、成熟和释放。 液体培养基——噬菌现象可使浑浊菌液变得澄清。
固体培养基——若用适量的噬菌体和宿主菌液混合后接种培养，培养基表面可有透亮的溶菌空斑出现。一个空斑系由一个噬■菌体复制增殖并裂解细菌后形成，称为噬斑（plaque），不同噬菌体噬斑的形态与大小不尽相同。
■若将噬菌体按一定倍数稀释，通过噬斑计数，可测定一定体积内的噬斑形成单位（plaque forming units，pfu）数目，即噬菌体的数目。
第三节 温和噬菌体
■前噬菌体（prophage）温和噬菌体的基因组能与宿主菌基因组整合，并随细菌分裂传至子代细菌的基因组中，不引起细菌裂解。整合在细菌基因组中的噬菌体基因组称为前噬菌体（prophage）。带有前噬菌体基因组的细菌称为溶原性细菌。 ■溶原性转换（lysogenic conversion）：某些前噬菌体可导致细菌基因型和性状发生改变。例如白喉棒状杆菌产生白喉毒素的机理 。
第五章 细菌的遗传与变异
●遗传（heredity）：使微生物的性状保持相对稳定，子代与亲代生物学的性状基本相同，且代代相传。 ●变异（variation）：在一定条件下，子代与亲代之间以及子代与子代之间的生物学性状出现的差异，有利于物种的进化。 ●基因型（genotype）：细菌的遗传物质。 ●表型（phenotype）：基因表现出的各种性状。
●遗传性变异：是细菌的基因结构发生了改变，故又称基因型变异。常发生于个别的细菌，不受环境因素的影响，变异发生后是不可逆的，产生的新性状可稳定地遗传给后代。
●非遗传性变异：细菌在一定的环境条件影响下产生的变异，其基因结构未改变，称为表型变异。易受到环境因素的影响，凡在此环境因素作用下的所有细菌都出现变异，而且当环境中的影响因素去除后，变异的性状又可复原，表型变异不能遗传。
第一节 细菌的遗传物质
●DNA的结构与功能：
结构——两条互相平行而方向相反的多核苷酸链
功能——储存、复制和传递遗传信息 复制——半保留复制
特点——复制中易发生错误—基因突变
蛋白合成——分子生物学中心法则（DNA-RNA-蛋白质）
●基因与基因的转录
结构基因——编码结构蛋白质基因结构 非结构基因——编码功能蛋白质基因转录
●遗传信息的翻译
第二节 细菌的遗传与变异
一 、染色体（chromosome）
①一条环状双螺旋DNA长链，按一定构型反复回旋形成松散的网状结构； ②缺乏组蛋白，无核膜包裹； ③约含有5000个基因；
二、质粒——是细菌染色体以外的遗传物质，是闭合环状的双链DNA。 1、质粒的特征：
①质粒具有自我复制的能力。
②质粒DNA所编码的基因产物赋予细菌某些性状特征。 ③质粒可自行丢失与消除。 ④质粒的转移性。
⑤质粒可分为相容性与不相容性两种。
2、质粒的分类
（1）根据质粒能否通过细菌的接合作用进行传递 ①接合性质粒 ②非接合性质粒
（2）根据质粒在细菌内拷贝数多少 ①严紧型质粒 ②松弛型质粒
（3）根据相容性
①相容性——几种质粒同时共存于同一菌体内 ②不相容性——不能同时共存 *可借此对质粒进行分组、分群。
（4）根据所编码的生物学性状
质粒基因可编码多种重要的生物学性状：
致育质粒（fertility plasmid、F质粒）编码性菌毛，介导细菌之间的接合传递；
■耐药性质粒（resistance plasmid、R质粒）编码细菌对抗菌药物或重金属盐类的耐药性。分两类，一是接合性耐药质粒（R质粒），另一是非接合耐药性质粒（r质粒）；
■毒力质粒（Vi质粒） 编码与该菌致病性有关的毒力因子； ■细菌素质粒：编码细菌产生细菌素；
■代谢质粒：编码产生相关的代谢酶。
三、转位因子
●转位因子（transposable element）：是一类在细菌染色体、质粒或噬菌体之间可自行移动的一段特异的具有转位特性的核苷酸序列片段，又称移动基因。 ●转座子有二类：
①插入序列（insertion sequence，IS）：最小，不超过2kb，只携带与转座功能有关的基因。 ②转座子（transposon，Tn）：长度一般超过2kb，除携带与转位有关的基因外还携带其他基因（如耐药性、毒素基因等）。
四、整合子
定位：细菌染色体、质粒或转座子上。 基本结构：两端为保守末端（attI，59-be），中间为可变区（orf 1），含一个或多个基因盒。 功能元件：重组位点（attI，59-be）；整合酶基因（intI）；启动子（Pc）。 功能：通过转座子或接合性质粒，使多种耐药基因在细菌中进行水平传播。
第三节 基因的转移与重组
●基因转移（gene transfer）：外源性的遗传物质由供体菌进入某受体菌细胞内的过程。
●基因重组（recombination）：转移的基因与受体菌DNA整合在一起，使受体菌获得供体菌某些特性。
●细菌的基因转移和重组方式：转化、转导、接合、溶原性转换、原生质体融合。 1、转化（transformation）：受体菌直接摄取供体菌游离的DNA片段获得新的遗传性状的过程称为转化。
2、接合（conjugation）：是细菌通过性菌毛相互连接沟通，将遗传物质（主要是质粒DNA）从供体菌转移给受体菌。能通过结合方式转移的质粒称为接合性质粒，不能通过性菌毛在细菌间转移的质粒为非接合性质粒。
F质粒的接合
■F+ ——即F质粒，编码性菌毛，称雄性菌
■Hfr——F质粒整合到细菌染色体上，使细菌能高效地转移染色体上的基因，故称高频重组菌 ■F’——Hfr菌中的F质粒可从染色体上脱离下来，并带染色体上几个邻近的基因，故称F’ 三者均有性菌毛，均可发生接合
R质粒的接合
■细菌的耐药性与耐药性的基因突变及R质粒的接合转移等有关。
■R质粒有耐药传递因子和耐药决定因子两部分组成。耐药传递因子的功能与F质粒相似，可编码性菌毛的产生和通过接合转移；R决定子能编码对抗菌药物的耐药性。
3、转导（transduction）：是以温和噬菌体为载体，将供体菌的一段DNA转移到受体菌内，使受体菌获得新的性状。 ■根据转导基因片段的范围，可将转导分为两类：普遍性转导（转导的DNA可是供菌染色体上的任何部分）、局限性转导（转导的DNA只限供菌染色体上的特定基因）。
4、溶原性转换（lysogenic conversion）：溶原性细菌因染色体上整合有前噬菌体而获得新的遗传性状称为溶原性转换。
5、原生质体融合（protoplast fusion）：G +菌形成原生质体后，在聚乙二醇（PEG）作用下，可使两种不同的细菌细胞发生融合的过程。
■融合后形成双倍体细胞，可短期生存，染色体重组，获得多种不同表型的重组融合体。
医学微生物学笔记（总结得真的很好）
