《病原體的形態(tài)與結(jié)構(gòu)》課件

病原體的形態(tài)與結(jié)構(gòu)探索微觀世界中各類病原體的結(jié)構(gòu)特征及其致病機(jī)制課程概述課程目標(biāo)掌握各類病原體的基本形態(tài)與結(jié)構(gòu)特征主要內(nèi)容病毒、細(xì)菌、真菌、原蟲、蠕蟲等病原體的特點(diǎn)學(xué)習(xí)方法理論結(jié)合實(shí)踐，微觀觀察與宏觀分析并重病原體的定義什么是病原體能侵入宿主體內(nèi)并引起疾病的微生物或生物因子病原體的主要類型病毒、細(xì)菌、真菌、原蟲、蠕蟲和朊病毒等病原體的分類按大小分類從最小的病毒到肉眼可見的蠕蟲按結(jié)構(gòu)分類非細(xì)胞結(jié)構(gòu)（病毒）與細(xì)胞結(jié)構(gòu)（細(xì)菌、真菌等）按遺傳物質(zhì)分類DNA型、RNA型或無核酸（如朊病毒）病毒概述病毒的定義非細(xì)胞型微生物，由核酸和蛋白質(zhì)組成基本特征體積微小，結(jié)構(gòu)簡單，專性寄生復(fù)制特點(diǎn)必須在活細(xì)胞內(nèi)復(fù)制，利用宿主細(xì)胞機(jī)制病毒的大小20-400納米范圍大多數(shù)病毒的直徑在20-400納米之間1000x比細(xì)菌小病毒比最小的細(xì)菌小約1000倍1930電鏡發(fā)現(xiàn)電子顯微鏡發(fā)明后才能直接觀察病毒病毒的基本結(jié)構(gòu)核酸DNA或RNA，單鏈或雙鏈，病毒的遺傳物質(zhì)1蛋白質(zhì)外殼由衣殼蛋白組成，保護(hù)內(nèi)部核酸包膜部分病毒具有，源自宿主細(xì)胞膜病毒體完整病毒顆粒，具有感染性病毒的形態(tài)球形（如流感病毒）、桿狀（如煙草花葉病毒）、螺旋形（如狂犬病毒）和復(fù)雜形態(tài)（如噬菌體）病毒的化學(xué)組成1DNA病毒含DNA的病毒，如皰疹病毒、腺病毒RNA病毒含RNA的病毒，如流感病毒、艾滋病毒3病毒蛋白結(jié)構(gòu)蛋白和功能蛋白，決定病毒特性病毒的復(fù)制周期吸附病毒與宿主細(xì)胞表面受體結(jié)合穿透病毒進(jìn)入宿主細(xì)胞內(nèi)部脫殼病毒核酸釋放，蛋白質(zhì)外殼解體生物合成利用宿主機(jī)制合成病毒組分組裝釋放新病毒粒子形成并釋放感染新細(xì)胞典型病毒結(jié)構(gòu)：流感病毒RNA基因組分節(jié)段單鏈RNA2表面糖蛋白血凝素(HA)和神經(jīng)氨酸酶(NA)形態(tài)特點(diǎn)球形，直徑80-120nm，有包膜典型病毒結(jié)構(gòu)：艾滋病毒形態(tài)特征球形，直徑約100-120nm，有包膜表面糖蛋白gp120和gp41，介導(dǎo)病毒入侵內(nèi)部結(jié)構(gòu)錐形核心，含兩條相同RNA和逆轉(zhuǎn)錄酶典型病毒結(jié)構(gòu)：冠狀病毒形態(tài)特征球形，直徑60-220nm，表面有刺突呈冠狀刺突蛋白S蛋白，識別宿主受體ACE2內(nèi)部結(jié)構(gòu)單股正鏈RNA，是已知最大RNA病毒細(xì)菌概述原核生物無核膜和細(xì)胞器的單細(xì)胞微生物獨(dú)立生活能獨(dú)立生長繁殖，不依賴宿主細(xì)胞微小體積直徑0.5-5微米，比真核細(xì)胞小得多細(xì)菌的大小細(xì)菌的基本形態(tài)球菌球形，如葡萄球菌、鏈球菌桿菌桿狀，如大腸桿菌、枯草桿菌螺旋菌螺旋形，如螺旋體、彎曲菌細(xì)菌的基本結(jié)構(gòu)細(xì)胞壁維持形態(tài)，保護(hù)細(xì)胞，決定染色性細(xì)胞膜選擇性通透屏障，參與物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)細(xì)胞質(zhì)含核糖體、酶等，進(jìn)行代謝活動4核區(qū)含環(huán)狀DNA，無核膜包圍細(xì)菌的特殊結(jié)構(gòu)鞭毛細(xì)長蛋白質(zhì)纖維，負(fù)責(zé)運(yùn)動菌毛短而細(xì)的突起，協(xié)助附著芽胞休眠形式，耐熱耐干燥莢膜外層黏液，抵抗吞噬，增強(qiáng)毒力革蘭氏陽性菌和陰性菌革蘭氏陽性菌細(xì)胞壁厚，主要成分為肽聚糖染色后呈紫色代表：金黃色葡萄球菌、枯草桿菌革蘭氏陰性菌細(xì)胞壁薄，外有脂多糖外膜染色后呈紅色代表：大腸桿菌、銅綠假單胞菌細(xì)菌的繁殖方式二分裂最常見方式，細(xì)胞復(fù)制DNA后分成兩個子細(xì)胞芽殖母細(xì)胞表面形成芽，發(fā)育成新細(xì)胞孢子形成產(chǎn)生耐受不良環(huán)境的休眠體典型細(xì)菌結(jié)構(gòu)：大腸桿菌形態(tài)特征桿狀，長約2微米，革蘭氏陰性細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)外膜含脂多糖，具內(nèi)毒素活性鞭毛分布周生鞭毛，使細(xì)菌能夠游動典型細(xì)菌結(jié)構(gòu)：金黃色葡萄球菌形態(tài)特征球形，直徑約1微米，革蘭氏陽性1排列方式呈不規(guī)則的葡萄串狀排列2細(xì)胞壁主要成分為肽聚糖，結(jié)構(gòu)堅固3毒素產(chǎn)生能產(chǎn)生多種外毒素，如溶血素、腸毒素4典型細(xì)菌結(jié)構(gòu)：結(jié)核分枝桿菌抗酸性細(xì)胞壁含蠟質(zhì)，抗酸染色呈紅色形態(tài)特征細(xì)長桿狀，略彎曲，有分枝細(xì)胞壁特點(diǎn)富含脂質(zhì)，耐干燥，耐消毒真菌概述真核生物具有完整細(xì)胞核和細(xì)胞器細(xì)胞壁含幾丁質(zhì)，區(qū)別于植物和動物異養(yǎng)營養(yǎng)分解有機(jī)物獲取養(yǎng)分真菌的大小和形態(tài)酵母菌單細(xì)胞，卵圓形，通過出芽繁殖絲狀真菌多細(xì)胞菌絲體，形成菌落二形性真菌根據(jù)環(huán)境可轉(zhuǎn)換形態(tài)真菌的基本結(jié)構(gòu)細(xì)胞壁含幾丁質(zhì)和葡聚糖，提供支持和保護(hù)2細(xì)胞膜含麥角固醇，是抗真菌藥物靶點(diǎn)細(xì)胞核有核膜包圍，含染色體細(xì)胞器含線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)等，進(jìn)行生命活動真菌的繁殖方式有性繁殖通過配子或菌絲融合產(chǎn)生子囊孢子或擔(dān)孢子增加遺傳多樣性無性繁殖通過分生孢子或芽殖速度快，效率高在適宜條件下廣泛應(yīng)用典型真菌結(jié)構(gòu)：白色念珠菌形態(tài)特征二形性，可表現(xiàn)為酵母型或菌絲型芽殖酵母型以出芽方式繁殖致病機(jī)制形態(tài)轉(zhuǎn)換與毒力相關(guān)，產(chǎn)生生物膜典型真菌結(jié)構(gòu)：曲霉菌形態(tài)特征有隔菌絲，形成特征性分生孢子頭分生孢子在孢子頭上產(chǎn)生大量分生孢子，呈放射狀排列致病機(jī)制孢子吸入肺部，引起過敏或侵襲性感染原蟲概述單細(xì)胞真核生物微觀可見，結(jié)構(gòu)復(fù)雜動物性特征能運(yùn)動，異養(yǎng)營養(yǎng)寄生生活多數(shù)為寄生蟲，少數(shù)自由生活原蟲的大小和形態(tài)鞭毛蟲（具鞭毛）、阿米巴（具偽足）、纖毛蟲（具纖毛）和孢子蟲（無特殊運(yùn)動器官）原蟲的基本結(jié)構(gòu)1細(xì)胞膜柔軟可變形或堅硬，具多種功能2細(xì)胞質(zhì)分為外質(zhì)和內(nèi)質(zhì)，含各種細(xì)胞器3細(xì)胞核單核或多核，控制生命活動4特殊器官運(yùn)動器官、收縮泡、食物泡等原蟲的運(yùn)動方式鞭毛運(yùn)動鞭毛擺動，如錐蟲、梨形鞭毛蟲偽足運(yùn)動胞質(zhì)流動形成偽足，如阿米巴纖毛運(yùn)動纖毛協(xié)調(diào)擺動，如草履蟲典型原蟲結(jié)構(gòu)：瘧原蟲環(huán)狀體侵入紅細(xì)胞初期形態(tài)1滋養(yǎng)體生長階段，吞噬血紅蛋白2裂殖體分裂階段，形成多個子體3配子體在蚊體內(nèi)發(fā)育成配子4典型原蟲結(jié)構(gòu)：阿米巴原蟲細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞核偽足食物泡收縮泡蠕蟲概述大型多細(xì)胞寄生蟲體型比微生物大，有些肉眼可見組織分化具有各種器官系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜寄生生活方式適應(yīng)寄生環(huán)境，生活史復(fù)雜蠕蟲的分類線蟲圓柱形，有消化道，雌雄異體吸蟲扁平葉狀，有吸盤，雌雄同體絳蟲扁平帶狀，分節(jié)，頭部有吸盤或鉤蠕蟲的基本結(jié)構(gòu)體壁保護(hù)內(nèi)部組織，有些具吸收功能消化系統(tǒng)線蟲有完整消化道，吸蟲盲端，絳蟲無消化道循環(huán)系統(tǒng)部分有原始循環(huán)系統(tǒng)，多依賴擴(kuò)散生殖系統(tǒng)發(fā)達(dá)，產(chǎn)卵量大，保證種族延續(xù)典型蠕蟲結(jié)構(gòu)：蛔蟲30cm體長雌蟲可達(dá)20-35厘米，雄蟲較小200K日產(chǎn)卵量單只雌蟲每日可產(chǎn)20萬枚卵1年壽命在人體內(nèi)可存活1-2年典型蠕蟲結(jié)構(gòu)：血吸蟲形態(tài)特征雌雄異形同體，雄蟲體短粗雌蟲細(xì)長，常棲居于雄蟲腹溝中特殊結(jié)構(gòu)口吸盤和腹吸盤，用于吸附體表有棘刺，有保護(hù)作用生活周期需要淡水螺作為中間宿主尾蚴穿透人皮膚引起感染朊病毒概述蛋白質(zhì)性質(zhì)僅由蛋白質(zhì)組成，無核酸錯誤折疊正常蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)改變導(dǎo)致疾病神經(jīng)親和性主要影響中樞神經(jīng)系統(tǒng)朊病毒的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)蛋白質(zhì)組成PrP蛋白，分子量33-35kD1正常構(gòu)象PrPC，富含α螺旋結(jié)構(gòu)2異常構(gòu)象PrPSc，富含β折疊結(jié)構(gòu)3聚集特性形成淀粉樣沉積，抵抗蛋白酶4朊病毒相關(guān)疾病克雅氏病人類最常見朊病毒病，腦呈海綿狀瘋牛病牛海綿狀腦病，可傳染人類羊瘙癢癥最早被認(rèn)識的朊病毒病病原體的共同特征微小體積多數(shù)需要顯微鏡才能觀察復(fù)制能力能自我復(fù)制，擴(kuò)大數(shù)量致病性能導(dǎo)致宿主出現(xiàn)疾病癥狀抗原性能刺激宿主產(chǎn)生免疫反應(yīng)病原體的結(jié)構(gòu)差異病毒非細(xì)胞結(jié)構(gòu)，只含核酸和蛋白細(xì)菌原核細(xì)胞，有細(xì)胞壁，無細(xì)胞器真菌真核細(xì)胞，有幾丁質(zhì)細(xì)胞壁原蟲單細(xì)胞真核生物，無細(xì)胞壁蠕蟲多細(xì)胞生物，有組織器官病原體的適應(yīng)性1變異能力基因突變產(chǎn)生新毒株宿主特異性適應(yīng)特定宿主環(huán)境環(huán)境耐受性能在各種環(huán)境條件下存活病原體的傳播方式直接接觸通過皮膚、黏膜接觸傳播飛沫傳播咳嗽、打噴嚏釋放的飛沫媒介傳播通過蚊蟲等生物媒介食物水傳播通過受污染的食物和水病原體的致病機(jī)制直接損傷侵入細(xì)胞，破壞組織結(jié)構(gòu)毒素產(chǎn)生釋放外毒素或內(nèi)毒素免疫反應(yīng)過度免疫反應(yīng)導(dǎo)致組織損傷病原體的檢測方法顯微鏡觀察直接觀察形態(tài)特征培養(yǎng)技術(shù)在特定培養(yǎng)基上培養(yǎng)分離免疫學(xué)方法抗原抗體反應(yīng)，如ELISA分子生物學(xué)PCR、基因測序等檢測特異序列病原體的防控策略消毒滅菌物理或化學(xué)方法殺滅病原體疫苗接種預(yù)防性免疫，建立保護(hù)屏障藥物治療抗生素、抗病毒藥等特異治療新發(fā)病原體新型冠狀病毒、禽流感病毒、耐藥細(xì)菌和尼帕病毒等新發(fā)病原體構(gòu)成重大公共衛(wèi)生威脅病原體與人類健康病原體與生態(tài)系統(tǒng)分解者分解有機(jī)物，參與物質(zhì)循環(huán)1生態(tài)平衡調(diào)節(jié)物種數(shù)量，維持多樣性2協(xié)同進(jìn)化與宿主長期互作形成互利關(guān)系3能源轉(zhuǎn)化參與碳氮循環(huán)，轉(zhuǎn)化生物質(zhì)能4病原體研究的倫理問題生物安全防止高危病原體泄漏，保護(hù)研究人員基因編輯人工改造病原體功能的倫理邊界病原體武器化防止生物武器研發(fā)，保障和平病原體研究的前沿技術(shù)1單細(xì)胞測序分析單個病原體的全基因組基因組編輯CRISPR技術(shù)精準(zhǔn)修改病原體基因人工智能預(yù)測病原體特性和演化趨勢4超分辨率顯微納米級觀察病原體結(jié)構(gòu)病原體與人類歷史75M黑死病14世紀(jì)歐洲約1/3人口死亡50M西班牙流感1918年全球死亡人數(shù)300M天花20世紀(jì)估計死亡總?cè)藬?shù)40M艾滋病1981年以來累計死亡人數(shù)病原體研究的未來展望1個性化醫(yī)療基于宿主和病原體基因組的個體化診療合成生物學(xué)設(shè)計改造病原體作為治療載體微生物組研究研究微生物群落與健康的關(guān)系課程總結(jié)病原體多樣性從病毒到蠕蟲，結(jié)構(gòu)形態(tài)各異1結(jié)構(gòu)決定功能特定結(jié)構(gòu)與致病能力密切相關(guān)2適應(yīng)性強(qiáng)能適應(yīng)不同環(huán)境，產(chǎn)