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细菌学概论

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  • 上传时间:2019-04-21
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    • 1、第一章 细菌学概论及 常见的病原性细菌,第一节 细菌的形态、结构与分类,一 细菌的大小和形态,基本形状,球状,杆状,螺旋状,一 细菌的大小和形态 1 球状 外观呈球形或近似球形,球菌分裂后,其子代细胞常保持一定的排列方式,这对球菌的分裂鉴定有重要意义。,一 细菌的大小和形态 2. 杆状 细胞呈杆状或圆柱形,一般其粗细(直径)比较稳定,而长度则因培养时间、培养条件不同有较大变化。,3 螺旋菌 菌体呈弯曲状,按弯曲程度不同,可分为弧菌,螺旋菌和螺旋体菌.,一 细菌的大小和形态 4 其他形状,环境条件的变化,物理、化学因子的刺激,阻碍细胞正常发育,培养时间过长,细胞衰老,营养缺乏,自身代谢产物积累过多,异常形态,正常形态,环境条件恢复正常,二大小,一般细菌的大小范围,0,5-1 微米 直径,0,2-1 微米 直径 1-80 微米 长度,0,3-1 微米 直径 1-50 微米 长度,长度是菌体两端点间距离,而非实际长度,三细胞的结构,一般构造:一般细菌都具有的构造.,特殊构造:部分细菌具有的或一般细菌在特殊环境下才有的.,三细胞的结构,1. 细胞壁 1概念 位于细菌细胞膜的外层,坚韧并且有弹性

      2、的结构.,细胞壁,三细胞的结构,1. 细胞壁 2研究证实细胞壁的方法,1细菌超薄切片的电镜直接观察,三细胞的结构,1. 细胞壁 2研究证实细胞壁的方法,1细菌超薄切片的电镜直接观察,2适当的脂、璧染色,可以在光学显微镜下看到细胞壁,巨大芽孢杆菌,三细胞的结构,1. 细胞壁 2研究证实细胞壁的方法,1细菌超薄切片的电镜直接观察,2适当的脂、璧染色,可以在光学显微镜下看到细胞壁,3机械法破碎细胞后,分离得到纯的细胞壁,三细胞的结构,1. 细胞壁 2研究证实细胞壁的方法,1细菌超薄切片的电镜直接观察,2适当的脂、璧染色,可以在光学显微镜下看到细胞壁,3机械法破碎细胞后,分离得到纯的细胞壁,4制备原生质体,观察细胞形态的改变,三细胞的结构,1. 细胞壁 3细胞壁的功能,1固定细胞外形并提高机械强度,有报道说,大肠杆菌的膨压可达两个大气压,相当于汽车内胎的压力,三细胞的结构,1. 细胞壁 3细胞壁的功能,三细胞的结构,1. 细胞壁 3细胞壁的功能,1固定细胞外形并提高机械强度,2为细菌的生长、分裂和鞭毛运动所必需.,(3)渗透屏障 阻拦酶蛋白和某些抗生素等大分子物质(分子量大于 800)进入细胞

      3、,保护细胞免受溶菌酶,消化酶和青霉素等有害物质损伤.,(4)细菌特定的抗原性、致病性以及对抗生素和噬菌体的敏感性的物质基础.,三细胞的结构,1. 细胞壁 4革兰氏染色与细胞壁,细菌染色法,死菌,活菌,正染色,负染色,简单染色法,鉴别染色法,荚膜染色法,用美兰或TTC(氧化三苯基四氮唑)等作活菌染色,革兰氏染色法 抗酸性染色法 芽孢染色法 姬姆萨染色法,4)革兰氏染色与细胞壁,4)革兰氏染色与细胞壁,表一 革兰氏阳性细菌和阴性细菌细胞壁成分的比较,4)革兰氏染色与细胞壁,(2)革兰氏阳性细菌细胞壁,特点 厚度大 (20-80nm),化学组分简单,一般只含90%肽聚糖和10%磷壁酸,4)革兰氏染色与细胞壁,(2)革兰氏阳性细菌细胞壁,A 肽聚糖 厚约20-80nm, 由40层左右的网格状分子交织成的网套覆盖在整个细胞上,肽,聚糖,肽聚糖,4)革兰氏染色与细胞壁,(2)革兰氏阳性细菌细胞壁,肽聚糖,4)革兰氏染色与细胞壁,(2)革兰氏阳性细菌细胞壁,双糖中的-1,4糖苷键很容易被溶菌酶(lysozyme)所水解,从而引起细菌因肽聚糖散架而死亡.,4)革兰氏染色与细胞壁,(2)革兰氏阳性细菌细

      4、胞壁,4)革兰氏染色与细胞壁,(2)革兰氏阳性细菌细胞壁,B 磷壁酸,主要生理功能:,细胞壁形成负电荷环境,增强细胞膜对二价阳离子的吸收. 贮藏磷元素. 增强某些致病菌对宿主细胞的粘联,避免被白细胞吞噬以及抗补体的作用. 革兰氏阳性细菌特异性表面抗原的物质基础. 噬菌体特异性吸附受体. 调节细胞内自溶素活力,防止细胞因自溶而死亡.,4)革兰氏染色与细胞壁,(3)革兰氏阴性细菌细胞壁,肽聚糖,外膜,外膜蛋白,4)革兰氏染色与细胞壁,(3)革兰氏阴性细菌细胞壁,A 肽聚糖,埋藏在外膜层之内,是仅由1-2层肽聚糖网状分子组成的薄层(2-3nm),含量约占细胞壁总重10%,故对机械强度的抵抗力较革兰氏阳性菌弱.,4)革兰氏染色与细胞壁,(3)革兰氏阴性细菌细胞壁,A 肽聚糖,埋藏在外膜层之内,是仅由1-2层肽聚糖网状分子组成的薄层(2-3nm),含量约占细胞壁总重10%,故对机械强度的抵抗力较革兰氏阳性菌弱.,内消旋二胺基庚二酸(m-DAP) (仅在原核微生物细胞壁上发现),4)革兰氏染色与细胞壁,(3)革兰氏阴性细菌细胞壁,A 肽聚糖,埋藏在外膜层之内,是仅由1-2层肽聚糖网状分子组成的薄层

      5、(2-3nm),含量约占细胞壁总重10%,故对机械强度的抵抗力较革兰氏阳性菌弱.,内消旋二胺基庚二酸(m-DAP) (仅在原核微生物细胞壁上发现),没有特殊的肽桥,只形成较为稀疏的、机械强度较差的肽聚糖网套,4)革兰氏染色与细胞壁,(3)革兰氏阴性细菌细胞壁,B, 外膜(outer membrane),位于革兰氏阴性细菌细胞壁外层,由脂多糖、磷脂和脂蛋白等若干种蛋白组成的膜,有时也称为外壁.,4)革兰氏染色与细胞壁,(3)革兰氏阴性细菌细胞壁,B, 外膜(outer membrane),脂多糖,位于革兰氏阴性细菌细胞壁最外层的一层较厚的(8-10nm)类脂多糖类物质,由类脂A,核心多糖(core polysacchride)和O-特异侧链(O-specific side chain)组成。,4)革兰氏染色与细胞壁,(3)革兰氏阴性细菌细胞壁,B, 外膜(outer membrane),脂多糖的主要功能,LPS的多变,决定了革兰氏阴性细菌细胞表面抗原决定簇的多样性。,O-特异侧链种类的变化,1.躲避宿主免疫系统攻击,保持感染成功。 2.用灵敏的血清学方法对病原菌进行鉴定,在传染病的诊断中

      6、有重要意义。,4)革兰氏染色与细胞壁,(3)革兰氏阴性细菌细胞壁,B, 外膜(outer membrane),脂多糖的主要功能,LPS的负电荷较强,与磷壁酸相似,也有吸附Ca2+和Mg2+以提高其在细胞表面浓度的作用,对细胞膜结构起稳定作用。,4)革兰氏染色与细胞壁,(3)革兰氏阴性细菌细胞壁,B, 外膜(outer membrane),脂多糖的主要功能,类脂A是革兰氏阴性细菌致病物质内毒素的物质基础。,(3)革兰氏阴性细菌细胞壁,B, 外膜(outer membrane),脂多糖的主要功能,具有控制某些物质进出细胞的部分选择性屏障功能。,许多噬菌体在细胞表面的吸附受体。,4)革兰氏染色与细胞壁,(3)革兰氏阴性细菌细胞壁,C, 外膜蛋白,嵌合在LPS和磷脂层外膜上的蛋白,有20多种,但多数功能尚不清楚。,4)革兰氏染色与细胞壁,(3)革兰氏阴性细菌细胞壁,D, 周脂空间(periplasmic space or pariplasm),又称壁膜间隙,在革兰氏阴性细菌中,一般指其外膜与细胞膜之间的狭窄空间(宽约12-15nm),呈胶状。,4)革兰氏染色与细胞壁,(3)革兰氏阴性细菌细胞壁

      7、,D, 周脂空间(periplasmic space or pariplasm),又称壁膜间隙,在革兰氏阴性细菌中,一般指其外膜与细胞膜之间的狭窄空间(宽约12-15nm),呈胶状。,4)革兰氏染色与细胞壁,(3)革兰氏阴性细菌细胞壁,D, 周脂空间(periplasmic space or pariplasm),在周脂空间中,存在着多种周脂蛋白(periplasmic proteins),水解酶类 合成酶类 结合蛋白 受体蛋白,4)革兰氏染色与细胞壁,(3)革兰氏阴性细菌细胞壁,D, 周脂空间,细胞壁,4)革兰氏染色与细胞壁,(4)革兰氏阳性细菌和阴性细菌的比较,4)革兰氏染色与细胞壁,(4)革兰氏阳性细菌和阴性细菌的比较,革兰氏阳性菌,肽聚糖层次多、厚,机械抗性强,对溶菌酶、青霉素敏感,不含类脂和脂蛋白,不产生内毒素,4)革兰氏染色与细胞壁,(4)革兰氏阳性细菌和阴性细菌的比较,革兰氏阴性菌,肽聚糖层次少、薄,机械抗性差,对溶菌酶、青霉素不敏感,类脂、脂蛋白组成外膜,内毒素,革兰氏染色阴性,1. 细胞壁,(5)细胞壁缺陷细菌,缺壁细胞,实验室或宿主 体内形成,在自然界中长期进化形成

      8、,缺壁突变,L型细菌,人工去壁,基本去尽,原生质体,部分去除,圆球体,支原体,(5)细胞壁缺陷细菌,1. L型细菌(L-form of bacteria),细菌在某些环境条件下(实验室或宿主体内)通过自发突变而形成的遗传性稳定的细胞壁缺陷变异型,(5)细胞壁缺陷细菌,1. L型细菌(L-form of bacteria),细菌在某些环境条件下(实验室或宿主体内)通过自发突变而形成的遗传性稳定的细胞壁缺陷变异型,因英国Lister研究所首先发现而得名 (1935年,念珠状连杆菌 Streptobacillus moniliformis),特点,没有完整而坚韧的细胞壁,细胞呈多形性; 有些能通过细菌滤器,故又称为滤过型细菌; 对渗透敏感,在固体培养基上形成油煎蛋样的小菌落(0.1mm左右),(5)细胞壁缺陷细菌,(2)原生质体,在人为条件下,用溶菌酶处理或在含青霉素的培养基中培养而抑制新生细 胞壁合成而形成的仅由一层细胞膜包裹的、圆球形、对渗透压变化敏感的细胞,一般由革兰氏阳性细菌形成。,(5)细胞壁缺陷细菌,(2)原生质体,在人为条件下,用溶菌酶处理或在含青霉素的培养基中培养而抑制新生细

      9、 胞壁合成而形成的仅由一层细胞膜包裹的、圆球形、对渗透压变化敏感的细胞,一般由革兰氏阳性细菌形成。,对环境变化敏感,低渗透压、震荡、离心甚至通气都能使其破裂。,(5)细胞壁缺陷细菌,(2)原生质体,在人为条件下,用溶菌酶处理或在含青霉素的培养基中培养而抑制新生细 胞壁合成而形成的仅由一层细胞膜包裹的、圆球形、对渗透压变化敏感的细胞,一般由革兰氏阳性细菌形成。,对环境变化敏感,低渗透压、震荡、离心甚至通气都能使其破裂。,有的原生质体具有鞭毛,但不能运动,也不被相应的噬菌体所感染。,在适宜的条件下(如高渗培养基),可以生长繁殖,形成菌落,形成芽孢,以及恢复成有细胞壁的正常结构。,比正常有细胞的的细菌更易导入外源遗传物质,是研究遗传规律和进行原生质体育种的良好实验材料。,(5)细胞壁缺陷细菌,(3)球状体(sphaeroplast),又称原生质球,采用上述同样方法,针对革兰氏阴性细菌处理后而残留的有部分细胞壁(外壁层)的球形体,与原生质体相比,它对外界环境具有一定的抗性,可在普通培养基上生长。,(5)细胞壁缺陷细菌,(4)支原体(Mycoplasma),在长期进化中形成的,适应自然生活条件的无细胞壁的原核生物,因它细胞膜中含有一般原核生物所没有的甾醇,所以即使缺乏细胞壁,其细胞膜仍有较高的机械强度。,2. 细胞膜,1)概念,细胞膜,(三)细胞的结构,2. 细胞膜,2)观察方法,(三)细胞的结构,质壁分离后结合鉴别性染色在光学显微镜下观察。,原生质体破裂,2. 细胞膜,3)细胞膜的化学组成及结构模型,(三)细胞的结构,(1)磷脂,亲水的极性端,疏水的非极性端,3)细胞膜的化学组成及结构模型,(1)磷脂,3)细胞膜的化学组成及结构模型,(1)磷脂,在生理条件下,脂肪酸形成固定的晶格,不饱和脂肪酸的双键可导致膜结构的变形。当磷脂分子中两者同时存在的时候,在一定条件下就阻碍了形成晶格结构所需的有序排列。,膜的流动性很大程度上取决与不饱和脂肪酸的结构和相对含量。,细胞膜上长链脂肪酸的链长和饱

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