微生物学(2024春)

沈阳师范大学 佟德利

目录

  • 1 微生物与人类
    • 1.1 微生物及其种类
    • 1.2 微生物学及其分科
    • 1.3 人类对微生物世界的认识过程
    • 1.4 微生物的五大共性
    • 1.5 练习
  • 2 原核生物的形态、结构和功能
    • 2.1 细菌(一)
    • 2.2 细菌(二)
    • 2.3 细菌(三)
    • 2.4 细菌(四)
    • 2.5 放线菌
    • 2.6 其他原核微生物
    • 2.7 练习
  • 3 真核微生物的形态、构造和功能
    • 3.1 真核微生物概述
    • 3.2 霉菌
    • 3.3 蕈菌
    • 3.4 酵母菌
    • 3.5 练习
  • 4 病毒和亚病毒
    • 4.1 病毒
    • 4.2 亚病毒
    • 4.3 练习
  • 5 微生物的营养和培养基
    • 5.1 微生物的6类营养要素
    • 5.2 微生物的营养类型
    • 5.3 营养物质进入细胞的方式
    • 5.4 培养基
    • 5.5 练习
  • 6 微生物的新陈代谢
    • 6.1 代谢概论
    • 6.2 微生物的生物氧化
    • 6.3 生物固氮
    • 6.4 微生物次级代谢
    • 6.5 练习
  • 7 微生物的生长及其控制
    • 7.1 微生物生长的测量方法
    • 7.2 微生物的生长繁殖规律
    • 7.3 影响微生物生长的主要因素
    • 7.4 有害微生物的控制
    • 7.5 练习
  • 8 微生物的遗传变异和育种
    • 8.1 遗传变异的物质基础(一)
    • 8.2 遗传变异的物质基础(二)
    • 8.3 基因突变
    • 8.4 诱变育种
    • 8.5 微生物的基因重组
    • 8.6 菌种的衰退、复壮和保藏
    • 8.7 练习
  • 9 微生物的生态
    • 9.1 微生物在自然界中的分布
    • 9.2 微生物与生物环境间的关系
    • 9.3 微生物的地球化学作用
    • 9.4 微生物与环境保护
    • 9.5 练习
  • 10 传染与免疫
    • 10.1 传染与传染病
    • 10.2 非特异性免疫
    • 10.3 特异性免疫
    • 10.4 免疫学方法及其应用
    • 10.5 生物制品及其应用
    • 10.6 练习
  • 11 微生物的分类和鉴定
    • 11.1 微生物的分类单元和命名
    • 11.2 原核微生物分类系统
    • 11.3 微生物的分类鉴定方法
    • 11.4 练习
  • 12 实践单元
    • 12.1 实践大纲
    • 12.2 单元一
    • 12.3 单元二
    • 12.4 单元三
    • 12.5 单元四
    • 12.6 单元五
    • 12.7 单元六
    • 12.8 单元七
    • 12.9 单元八
    • 12.10 单元九
    • 12.11 单元十
特异性免疫
  • 1 内容
  • 2 练习

内容

特异性免疫是生物个体在其后天活动中接触了相应的抗原后获得的,故又称获得性免疫。主要功能是识别非自身和自身的抗原物质,并对它产生免疫应答,从而保证机体内环境的稳定状态。

特点:获得性、特异性、体液免疫和细胞免疫及细胞介导免疫系统、个体差异

免疫应答:抗原有选择地识别其特异性淋巴细胞,继而触发一系列变化和产生免疫效应的生理过程。

免疫刺激——抗原识别——抗原特异性淋巴细胞发生活化、增殖和分化——表现出体液免疫或细胞免疫效应过程

特异性免疫的获得方式:

◆ 自动的 

  天然的:经临床或亚临床感染(受活生物或其产物刺激后获得)

  人工的:接种疫苗(包括杀死的或减毒的微生物)后获得的 

被动的 

  天然的:从胎盘或初乳获得 

  人工的:注射免疫血清(抗毒素、丙种球蛋白等)或淋巴细胞后获得  

免疫应答

◆ 一般仅指特异性免疫的进行过程。这是一个从抗原的刺激开始,机体内的抗原特异性淋巴细胞识别抗原后,发生了活化、增殖、分化等一系列变化,并表现出一定的体液免疫或(和)细胞免疫的过程。

◆ 其突出特征是识别异己具有特异性和记忆性。

◆ 免疫应答的整个过程可分为感应阶段,增殖和分化阶段以及效应阶段三个阶段,在此过程中,还须有单核吞噬细胞系统的参与。

◆ 根据参与的免疫活性细胞的种类和功能的不同,免疫应答又可分为细胞免疫和体液免疫两种类型。

免疫应答两种类型:

◆ 细胞免疫:机体受到抗原刺激后,一类依赖胸腺的T淋巴细胞发生增殖、分化,直接攻击靶细胞或间接地释放一些淋巴因子,这类免疫作用称为细胞免疫。

◆ 体液免疫:机体受到抗原刺激后,来源于骨髓的小淋巴细胞—B细胞进行增殖和分化为浆细胞,它可合成称为抗体的各类免疫球蛋白,并把它们释放到体液中去发挥作用,称为体液免疫。

免疫系统

(一)免疫器官

中枢免疫器官

◆ 骨髓:是形成各类淋巴、巨噬和血细胞的部位。 

◆ 胸腺:是T细胞分化和成熟的部位。 

◆ 法氏囊或类囊器官:鸟类特有。

外周免疫器官:

◆ 淋巴结:捕获局部组织中的微生物和病原

◆ 脾脏:捕获血液中的微生物和病原

◆ 其他淋巴组织 

(二)免疫细胞及其在细胞免疫中的作用

免疫细胞的涵义

免疫活性细胞及其来源

T细胞:即T淋巴细胞,一种具有免疫活性的小淋巴细胞

◆ 调节细胞:

①辅助性T细胞(TH);

②抑制性T细胞(TS)

◆ 效应细胞:

①迟发型超敏T细胞(TDTH):TDTH细胞释放的淋巴因子及其作用的靶细胞

②细胞毒T细胞(TC)

B细胞:即B淋巴细胞,又称骨髓依赖性淋巴细胞。

其他淋巴细胞:

◆ K细胞  

◆ NK细胞

  自然杀伤细胞(NK细胞):NK细胞属于淋巴细胞,主要分布于外周血和脾脏;具有不须事先致敏,不须其它辅助细胞或分子的参与而直接杀伤靶细胞的功能;  NK细胞通过释放穿孔素(perforin)和颗粒酶造成靶细胞死亡,也可通过释放肿瘤坏死因子(TNF)杀伤靶细胞。

在感染过程中,各免疫器官、组织、细胞和分子间互相协作、互相制约、密切配合,共同完成复杂的免疫防御功能。病原体侵入人体后,首先遇到的是天然免疫功能的抵御。一般经7-10天,产生了获得性免疫;然后两者配合,共同杀灭病原体。

免疫分子及其在体液免疫中的作用 

抗原: 

◆ 抗原:是能与机体中相应克隆的淋巴细胞上的独特抗原受体发生特异性结合,诱导该淋巴细胞发生免疫应答,并能与相应的抗体在体内体外发生特异性结合反应的一类物质。

抗原一般都具有免疫原性(刺激机体产生免疫应答的能力)和反应原性(与免疫应答的产物发生相互反应的能力)。 

◆ 免疫原性的物质基础 

     分子量大;     结构复杂;      异物性;

◆ 抗原决定簇:抗原表面决定其特异性的特定化学基团,是决定抗原反应性能呈现高度特异性地物质基础。  

◆ 半抗原:一类不完全抗原,它只具有免疫原性而不具有反应原性。 

◆ 细菌的抗原:表现在表面抗原(荚膜)、菌体抗原(O抗原)、鞭毛抗原、菌毛抗原、外毒素和类毒素抗原

◆ 共同抗原与交叉反应 

抗体 

◆ 抗体:高等动物在抗原物质的刺激下,由浆细胞产生的一类能与相应抗原物质发生特异性结合的免疫球蛋白。

作为抗体的基本条件是:

  ①只有脊椎动物的浆细胞才能产生;

  ②必须要由抗原物质的刺激;

  ③能与相应的抗原发生特异性的结合;

  ④其化学本质是一类具有免疫功能的球状蛋白质。

◆ Ig的化学结构:

四链(两长两短,两重两轻)

三区(恒定区C区、可变区V区和铰链区)

两种片段(木瓜蛋白酶水解后产生的,Fab和FC两种片段,其中Fab为N端,是抗原结合位点,FC为C端,是补体结合位点)


◆ 五类免疫球蛋白的结构和特性:IgG、IgA、IgM、IgD、IgE;

◆ 产生抗体的细胞 抗体的产生必须有三种细胞同时参与:巨噬细胞、T细胞和B细胞。  

◆ 抗体产生的一般规律 初次应答与免疫记忆

◆ 抗体形成的机制: ⑴克隆选择学说;⑵模板学说;⑶选择学说;

◆ 淋巴细胞杂交瘤技术与单克隆抗体 

案例

免疫血清的制备

将适当的抗原物质注入动物体内,经过一定时间,动物血清中可出现大量特异性抗体,这种含抗体的血清称为免疫血清。

具有免疫原性的抗原可刺激机体相应B细胞增殖、分化形成浆细胞并分泌特异性抗体。由于抗原分子表面的不同决定簇为不同特异性的B细胞克隆所识别,因此由某一抗原刺激机体后产生的抗体,实际上为针对该抗原分子表面不同决定簇的抗体混合物(即多克隆抗体)。另外,抗体的产生具有回忆应答的规律性,表现为初次免疫注射与再次免疫注射后的抗体应答特点截然不同。这是由于记忆性B细胞参与再次应答所致。

免疫方法:根据抗原的性质不同而异。下面以制备家兔抗人IgG免疫血清为例作具体说明。 

1)用剪刀剪去家兔两后脚掌的部分兔毛,以酒精及碘酒消毒皮肤; 

2)第一次免疫:用2ml注射器吸取弗氏完全佐剂(FCA)乳化的抗原(人IgG)下称FCA-IgG)液1ml,每侧脚掌皮下各注入0.5ml。

3)第二次免疫:间隔10-14天后,于两侧 窝及鼠蹊部肿大的淋巴结内注入FCA-IgG,每个淋巴结注0.1ml,其余注入淋巴结附近皮下共1ml。如淋巴结未肿大或肿大不明显时,直接注入两侧窝及鼠蹊部皮下。

4)间隔7-10天后,从耳静脉采血0.5~1.0ml,分离血清,以双相琼脂扩散试验测定免疫血清的抗体效价(即试血)。效价至少应达到1∶16以上时才能放血。

5)若效价未达到要求,可用不加佐剂的抗原液(人IgG)耳静脉内注射免疫。即于1周内注射3次,分别为

0.1、0.3、0.5ml。间隔1周再试血。如效价达到要求应立即放血。另外,也可在第2次免疫后,以弗氏不完全佐剂(FIA)乳化的抗原(人IgG)(简称FIA-IgG)再免疫1-2次。注射部位、剂量和间隔均同第2次,再试血测抗体效价,如效价达到要求立即放血。

放血:

1)心脏采用血法 

家兔仰面,四肢缚于动物固定架上(或由助手抓住四肢固定);剪去左胸部兔毛,消毒皮肤;用左姆指摸到胸骨剑突处,食指及中指放在右胸处轻轻向左推心脏,并使心脏固定于左胸侧位置。然后,以左拇指触摸心脏搏动最强的部位;用50ml注射器(连接16

号针头),倾针45°角度,对准心搏最强处刺入心脏抽血致死;将抽取的血液立即注入无菌三角烧瓶中,待凝固后分离血清。

2)颈动脉放血法 

家兔仰卧同上固定。头部略放低以暴露颈部。剃毛及消毒皮肤;沿颈部中线切开皮肤约10cm,分离皮下组织,直至暴露出气管两侧的胸锁乳突肌;分离胸锁乳突肌与气管间的颈三角区疏松组织,暴露出颈总动脉后使之游离;于动脉下套入两根黑丝线,分别置于远心及近心端。结扎远心端的丝线。近心端的动脉用血管夹夹住;用尖头小剪刀在两根丝线间的动脉璧上剪一小口,插入塑料放血管。再将近心端的丝线结扎固定于放血管上,以防放血管滑脱;松开血管夹,使血液流入灭菌三角烧瓶中。一般一只家兔可放血80~100ml。

分离血清

将三角烧瓶的血置37℃温箱1小时,再置4℃冰箱内3~4小时。待血液凝固血块收缩后,用毛细滴管吸取血清。于3000rpm离心15分钟,取上清加入防腐剂(0.01%硫柳汞或0.02%叠氮钠,最终浓度),分装后置4℃冰箱中保存备用。

结果鉴定

以双相琼脂扩散试验测定所获免疫血清的抗体效价,并用琼指免疫电泳鉴定免疫血清中抗体的质量,应产生单一的沉淀弧线。

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课程讲义:

知识点3 特异性免疫

教学课件:

知识点3 特异性免疫

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