《病原体的形态与结构》课件

病原体的形态与结构探索微观世界中各类病原体的结构特征及其致病机制课程概述课程目标主要内容学习方法掌握各类病原体的基本形态与结构病毒、细菌、真菌、原虫、蠕虫等理论结合实践，微观观察与宏观分特征病原体的特点析并重病原体的定义什么是病原体病原体的主要类型能侵入宿主体内并引起疾病的微生物或生物因子病毒、细菌、真菌、原虫、蠕虫和朊病毒等病原体的分类按大小分类按结构分类从最小的病毒到肉眼可见的蠕虫非细胞结构（病毒）与细胞结构（细菌、真菌等）按遗传物质分类DNA型、RNA型或无核酸（如朊病毒）病毒概述病毒的定义非细胞型微生物，由核酸和蛋白质组成基本特征体积微小，结构简单，专性寄生复制特点必须在活细胞内复制，利用宿主细胞机制病毒的大小20-4001000x纳米范围比细菌小大多数病毒的直径在20-400纳米之间病毒比最小的细菌小约1000倍1930电镜发现电子显微镜发明后才能直接观察病毒病毒的基本结构核酸蛋白质外壳DNA或RNA，单链或双链，病毒的遗传物由衣壳蛋白组成，保护内部核酸质1病毒体包膜完整病毒颗粒，具有感染性部分病毒具有，源自宿主细胞膜病毒的形态球形（如流感病毒）、杆状（如烟草花叶病毒）、螺旋形（如狂犬病毒）和复杂形态（如噬菌体）病毒的化学组成病毒1DNA含DNA的病毒，如疱疹病毒、腺病毒病毒RNA含RNA的病毒，如流感病毒、艾滋病毒病毒蛋白3结构蛋白和功能蛋白，决定病毒特性病毒的复制周期吸附病毒与宿主细胞表面受体结合穿透病毒进入宿主细胞内部脱壳病毒核酸释放，蛋白质外壳解体生物合成利用宿主机制合成病毒组分组装释放新病毒粒子形成并释放感染新细胞典型病毒结构流感病毒基因组RNA分节段单链RNA表面糖蛋白2血凝素HA和神经氨酸酶NA形态特点球形，直径80-120nm，有包膜典型病毒结构艾滋病毒形态特征表面糖蛋白内部结构球形，直径约100-gp120和gp41，介导病锥形核心，含两条相同120nm，有包膜毒入侵RNA和逆转录酶典型病毒结构冠状病毒形态特征刺突蛋白内部结构球形，直径60-220nm，表面有刺S蛋白，识别宿主受体ACE2单股正链RNA，是已知最大RNA病突呈冠状毒细菌概述原核生物独立生活微小体积无核膜和细胞器的单细胞微生物能独立生长繁殖，不依赖宿主细胞直径

0.5-5微米，比真核细胞小得多细菌的大小细菌的基本形态杆菌杆状，如大肠杆菌、枯草杆菌球菌球形，如葡萄球菌、链球菌螺旋菌螺旋形，如螺旋体、弯曲菌细菌的基本结构细胞壁维持形态，保护细胞，决定染色性细胞膜选择性通透屏障，参与物质转运细胞质含核糖体、酶等，进行代谢活动核区4含环状DNA，无核膜包围细菌的特殊结构鞭毛细长蛋白质纤维，负责运动菌毛短而细的突起，协助附着芽胞休眠形式，耐热耐干燥荚膜外层黏液，抵抗吞噬，增强毒力革兰氏阳性菌和阴性菌革兰氏阳性菌革兰氏阴性菌细胞壁厚，主要成分为肽聚糖细胞壁薄，外有脂多糖外膜染色后呈紫色染色后呈红色代表金黄色葡萄球菌、枯草杆菌代表大肠杆菌、铜绿假单胞菌细菌的繁殖方式二分裂最常见方式，细胞复制DNA后分成两个子细胞芽殖母细胞表面形成芽，发育成新细胞孢子形成产生耐受不良环境的休眠体典型细菌结构大肠杆菌形态特征细胞壁结构杆状，长约2微米，革兰氏阴性外膜含脂多糖，具内毒素活性鞭毛分布周生鞭毛，使细菌能够游动典型细菌结构金黄色葡萄球菌形态特征排列方式球形，直径约1微米，革兰氏阳性呈不规则的葡萄串状排列12毒素产生细胞壁43能产生多种外毒素，如溶血素、肠毒素主要成分为肽聚糖，结构坚固典型细菌结构结核分枝杆菌抗酸性细胞壁含蜡质，抗酸染色呈红色形态特征细长杆状，略弯曲，有分枝细胞壁特点富含脂质，耐干燥，耐消毒真菌概述真核生物具有完整细胞核和细胞器细胞壁含几丁质，区别于植物和动物异养营养分解有机物获取养分真菌的大小和形态酵母菌丝状真菌二形性真菌单细胞，卵圆形，通过出芽繁殖多细胞菌丝体，形成菌落根据环境可转换形态真菌的基本结构细胞壁含几丁质和葡聚糖，提供支持和保护细胞膜2含麦角固醇，是抗真菌药物靶点细胞核有核膜包围，含染色体细胞器含线粒体、内质网等，进行生命活动真菌的繁殖方式有性繁殖无性繁殖通过配子或菌丝融合通过分生孢子或芽殖产生子囊孢子或担孢子速度快，效率高增加遗传多样性在适宜条件下广泛应用典型真菌结构白色念珠菌形态特征二形性，可表现为酵母型或菌丝型芽殖酵母型以出芽方式繁殖致病机制形态转换与毒力相关，产生生物膜典型真菌结构曲霉菌形态特征有隔菌丝，形成特征性分生孢子头分生孢子在孢子头上产生大量分生孢子，呈放射状排列致病机制孢子吸入肺部，引起过敏或侵袭性感染原虫概述单细胞真核生物微观可见，结构复杂动物性特征能运动，异养营养寄生生活多数为寄生虫，少数自由生活原虫的大小和形态鞭毛虫（具鞭毛）、阿米巴（具伪足）、纤毛虫（具纤毛）和孢子虫（无特殊运动器官）原虫的基本结构细胞膜1柔软可变形或坚硬，具多种功能细胞质2分为外质和内质，含各种细胞器细胞核3单核或多核，控制生命活动特殊器官4运动器官、收缩泡、食物泡等原虫的运动方式鞭毛运动伪足运动纤毛运动鞭毛摆动，如锥虫、梨胞质流动形成伪足，如纤毛协调摆动，如草履形鞭毛虫阿米巴虫典型原虫结构疟原虫环状体滋养体1侵入红细胞初期形态生长阶段，吞噬血红蛋白2配子体裂殖体4在蚊体内发育成配子3分裂阶段，形成多个子体典型原虫结构阿米巴原虫蠕虫概述大型多细胞寄生虫组织分化体型比微生物大，有些肉眼可见具有各种器官系统，结构复杂寄生生活方式适应寄生环境，生活史复杂蠕虫的分类线虫吸虫绦虫圆柱形，有消化道，雌雄异体扁平叶状，有吸盘，雌雄同体扁平带状，分节，头部有吸盘或钩蠕虫的基本结构体壁保护内部组织，有些具吸收功能消化系统线虫有完整消化道，吸虫盲端，绦虫无消化道循环系统部分有原始循环系统，多依赖扩散生殖系统发达，产卵量大，保证种族延续典型蠕虫结构蛔虫30cm200K体长日产卵量雌虫可达20-35厘米，雄虫较小单只雌虫每日可产20万枚卵年1寿命在人体内可存活1-2年典型蠕虫结构血吸虫形态特征特殊结构生活周期雌雄异形同体，雄虫体短粗口吸盘和腹吸盘，用于吸附需要淡水螺作为中间宿主雌虫细长，常栖居于雄虫腹沟中体表有棘刺，有保护作用尾蚴穿透人皮肤引起感染朊病毒概述蛋白质性质仅由蛋白质组成，无核酸错误折叠正常蛋白质结构改变导致疾病神经亲和性主要影响中枢神经系统朊病毒的结构特点蛋白质组成正常构象1PrP蛋白，分子量33-35kD PrPC，富含α螺旋结构2聚集特性异常构象4形成淀粉样沉积，抵抗蛋白酶3PrPSc，富含β折叠结构朊病毒相关疾病克雅氏病疯牛病羊瘙痒症人类最常见朊病毒病，脑呈海绵状牛海绵状脑病，可传染人类最早被认识的朊病毒病病原体的共同特征微小体积多数需要显微镜才能观察复制能力能自我复制，扩大数量致病性能导致宿主出现疾病症状抗原性能刺激宿主产生免疫反应病原体的结构差异病毒非细胞结构，只含核酸和蛋白细菌原核细胞，有细胞壁，无细胞器真菌真核细胞，有几丁质细胞壁原虫单细胞真核生物，无细胞壁蠕虫多细胞生物，有组织器官病原体的适应性变异能力基因突变产生新毒株1宿主特异性适应特定宿主环境环境耐受性能在各种环境条件下存活病原体的传播方式直接接触飞沫传播媒介传播食物水传播通过皮肤、黏膜接触咳嗽、打喷嚏释放的通过蚊虫等生物媒介通过受污染的食物和传播飞沫水病原体的致病机制直接损伤侵入细胞，破坏组织结构毒素产生释放外毒素或内毒素免疫反应过度免疫反应导致组织损伤病原体的检测方法分子生物学免疫学方法PCR、基因测序等检测特异序培养技术抗原抗体反应，如ELISA列显微镜观察在特定培养基上培养分离直接观察形态特征病原体的防控策略消毒灭菌物理或化学方法杀灭病原体疫苗接种预防性免疫，建立保护屏障药物治疗抗生素、抗病毒药等特异治疗新发病原体新型冠状病毒、禽流感病毒、耐药细菌和尼帕病毒等新发病原体构成重大公共卫生威胁病原体与人类健康病原体与生态系统分解者生态平衡分解有机物，参与物质循环调节物种数量，维持多样性12能源转化协同进化43参与碳氮循环，转化生物质能与宿主长期互作形成互利关系病原体研究的伦理问题生物安全基因编辑防止高危病原体泄漏，保护研究人工改造病原体功能的伦理边界人员病原体武器化防止生物武器研发，保障和平病原体研究的前沿技术单细胞测序1分析单个病原体的全基因组基因组编辑CRISPR技术精准修改病原体基因人工智能预测病原体特性和演化趋势超分辨率显微4纳米级观察病原体结构病原体与人类历史75M黑死病14世纪欧洲约1/3人口死亡50M西班牙流感1918年全球死亡人数300M天花20世纪估计死亡总人数40M艾滋病1981年以来累计死亡人数病原体研究的未来展望个性化医疗合成生物学微生物组研究1基于宿主和病原体基因组的个体化设计改造病原体作为治疗载体研究微生物群落与健康的关系诊疗课程总结病原体多样性结构决定功能1从病毒到蠕虫，结构形态各异特定结构与致病能力密切相关2重要研究对象适应性强4防控疾病，促进生物技术发展3能适应不同环境，产生变异学习资源推荐教材在线课程科研文献•《医学微生物学》•中国大学MOOC微生物学课程•中国知网数据库•《病原生物学》•国家级精品课资源•PubMed医学文献库•《临床微生物与免疫学》•哈佛大学公开课•Science/Nature期刊问题与讨论常见问题解答学习心得分享进一步学习方向如何区分不同类型的病原体病原体形态识别的实用技巧临床微生物学、公共卫生、生物信息学。