细菌的基本性状细菌形态学

1、细菌学总论,细菌的基本概念： 单细胞的原核细胞型微生物 狭义概念：单指细菌（如葡萄球菌、链球菌、肺炎球菌等） 广义概念：所有原核细胞型微生物（细菌、支原体、立克次体、衣原体、螺旋体、放线菌）,第一节 细菌的形态与结构,一、细菌的大小与形态 观察细菌常用光学显微镜，其大小用测微尺在显微镜下进行测量，以微米(m)为单位。不同种类的细菌大小不一，同一种细菌也因菌龄和环境因素的影响而有差异。 细菌按其外形，主要有,球菌（coccus） 杆菌（bacillus） 螺形菌（spiral bacterium）,形态与结构,细菌的大小与形态,细菌的测量单位：,微米(m),细菌的形态,球菌,杆菌,螺菌,弧菌,螺形菌,球菌(coccus),脑膜炎奈瑟菌,双球菌(diplococcus),链球菌(streptococcus),球菌(coccus),球菌(coccus),葡萄球菌(straphylococcus),球菌(coccus),四联球菌(tetrad),球菌(coccus),八叠球菌(sarcina),杆菌(bacillus),不同杆菌的大小、长短、粗细很不一致。,杆菌的形态多样,杆菌(bacillu

2、s),杆菌(bacillus),杆菌的形态多样,分枝杆菌,双歧杆菌,螺形菌(spiral bacterium),二、细菌的结构,基本结构：细胞壁、细胞膜、细胞质、核质,特殊结构：荚膜、鞭毛、菌毛、芽胞,形态与结构,（一）细胞壁(cell wall) 是位于细菌细胞最外层，包绕在细胞膜周围，无色透明、坚韧而富有弹性的膜状结构。平均厚度为1230nm，组成较复杂，并随不同菌种而异。,（一 ）基本结构 各种细菌都有的结构,两类细菌细胞壁的共同组分为肽聚糖，但各有其特殊组分。,革兰染色法（Gram Stain）： 涂片 风干 固定 结晶紫 碘液 95%乙醇 复红,1革兰阳性菌肽聚糖(peptidoglycan)聚糖骨架、四肽侧链、五肽交联桥（三维立体结构）,革兰阳性菌肽聚糖组成 1、聚糖骨架 N-乙酰葡糖胺(G) N-乙酰胞壁酸(M) 2、四肽侧链（L-丙、D-谷、L-赖、D-丙） 3、五肽交联桥（5个甘氨酸组成） 肽聚糖层厚，形成坚韧的三维立体网架结构,革兰阳性菌细胞壁肽聚糖经这样的三级链接，构成了交叉的、机械强度相当大的空间框架结构，交联率为75%，坚固而致密。这种三维立体结构的肽聚糖在革

3、兰阳性菌中高达50层，为其细胞壁主要成分。,2革兰阴性菌肽聚糖(peptidoglycan)聚糖骨架、四肽侧链（二维平面结构）,革兰阴性菌肽聚糖组成 1、聚糖骨架 N-乙酰葡糖胺(G) N-乙酰胞壁酸(M) 2、四肽侧链（L-丙、D-谷、M-二氨基庚二酸DAP、D-丙） 缺乏五肽交链桥 仅有二维结构，肽聚糖层少，结构松散。,革兰阴性菌细胞壁肽聚糖由于缺乏交联桥，只能形成二维平面结构，而且交联率低，只有25%，故多数侧链呈游离状。这种二维平面的肽聚糖在革兰阴性菌中只有12层，只作为其细胞壁的组成成分之一。,细胞壁的破坏物质,青霉素、头孢菌素和溶菌酶的杀菌作用主要作用于+菌。 G-菌肽聚糖含量少，有外膜保护，青霉素 和溶菌酶对其作用微弱。,革兰阳性菌、革兰阴性菌肽聚糖组成与数量不同，因此在许多理化性状、致病性、染色性、药物的敏感性等上均有差异。,细菌细胞壁中基本成分:肽聚糖 此外，革兰阳性菌、阴性菌细胞壁中还有各自的特殊成分。,革兰阳性菌：磷壁酸,革兰阴性菌：外膜,3革兰阳性菌细胞壁特殊组分磷壁酸(teichoic acid),化学结构： 由核糖醇和甘油残基经磷酸二酯键连接组成长链，穿插于

4、肽聚糖中 类别： 壁磷壁酸- 与细胞壁中肽聚糖中N-乙酰胞壁酸连接 膜磷壁酸- 与细胞膜相连 作用： 具有抗原性，是重要的表面抗原；有一定致病作用,磷壁酸-革兰阳性菌特有成分,4革兰阴性菌细胞壁特殊组分外膜(outer membrane),外膜由脂蛋白、脂质双层、脂多糖三部分组成，位于肽聚糖外面，是G- 菌细胞壁中主要成分。,外膜位于肽聚糖外侧，由内向外由脂蛋白、脂质双层和脂多糖三部分组成。,外膜,脂蛋白,连接肽聚糖与脂质双层,脂质双层,结构类似细胞膜，有选择性通透作用，也可作为噬菌体、性菌毛、或细菌素的受体,脂多糖（LPS）,即革兰阴性菌内毒素,脂多糖 （由内向外）,脂类A,一种糖磷脂，是内毒素的毒性成分，无种属特异性,脂多糖由三部分组成：,核心多糖,有种属特异性，同一菌属细菌核心多糖相同,特异多糖,即革兰阴性菌的菌体抗原（O抗原），具有种的特异性，此糖如果缺失，细菌菌落将发生SR变异,革兰阴性菌细胞壁特殊组分-外膜,G+ 菌与G- 菌细胞壁的比较,细胞壁 革兰阳性菌 革兰阴性菌 强度 较坚韧 较疏松 厚度 20-80nm 10-15nm 肽聚糖的组成 聚糖骨架， 聚糖骨架 四肽侧链

5、 四肽侧链 五肽交联桥 肽聚糖层数 可多达50层 1-2层 肽聚糖含量 50%-80% 5%-20% 磷壁酸 有 无 外膜 无 有,细 胞 壁,G+ 菌与G- 菌的差别及与细胞壁的关系,维持菌体固有的形态 保护细菌抵抗低渗环境 参与菌体内外的物质交换 菌体表面带有多种抗原分子，可诱发机体的免疫应答。,5.细胞壁的功能,细菌细胞壁缺陷型或L型(bacterial L form)：细胞壁受损后仍能生长和分裂的细菌。在一般环境中不能耐受菌体内的高渗透压而将会涨破死亡。在高渗环境下，仍可存活。 革兰阳性菌细胞壁缺失后，原生质仅被一层细胞膜包住原生质体(protoplast)。 革兰阴性菌肽聚糖层受损后尚有外膜保护原生质球(spheroplast)。 某些L型仍有一定的致病力，通常引起慢性感染。,6.细菌细胞壁缺陷型（细菌L型）,细菌L型呈高度多形性，大小不一。着色不匀，无论其原为革兰阳性或阴性菌，形成L型大多染成革兰阴性。,(1) 细菌L型的形态和染色性,细菌L型生长缓慢，营养要求高，对渗透压敏感，普通营养基上不能生长，培养时必须用高渗的含血清的培养基。 细菌L型在高渗的含血清的培养基上生长后

6、形成三种类型的菌落。,（2）细菌L型的培养特性和菌落形态,丝状菌落,颗粒型菌落,油煎蛋样菌落 典型的L型菌落,细菌细胞膜的结构与真核细胞者基本相同，由磷脂和多种蛋白质组成，但不含胆固醇。 细菌细胞膜的功能与真核细胞者类似，主要有物质转运、生物合成、分泌和呼吸等作用。 细菌细胞膜可形成一种特有的结构，称为中介体。,（二）细胞膜 (cell membrane),中介体：是部分细胞膜内陷、折叠、卷曲形成的囊状物，多见于革兰阳性菌。其功能类似于真核细胞的线粒体，故亦称为拟线粒体(chondroid)。扩大了细胞膜的表面积，为细菌提供大量能量。,中介体(mesosome),细胞质,细胞膜包裹的溶胶状物质是细菌进行新陈代谢的主要场所。 有水、蛋白质、脂类、核酸及少量糖和无机盐组成,细胞质内含有许多重要结构,常见有,核糖体,质粒,胞质颗粒,与真核细胞不同，抗菌素作用部位,染色体外遗传物质，与遗传变异有关,异染颗粒等，可鉴别细菌,Cytoplasm,（三）细胞质 (cytoplasm),细菌合成蛋白质的场所，沉降系数70s 50s+30s（真核80s 60s+40s，与人类不同，抗菌素作用）,核糖体,

7、概念：是细菌染色体以外的遗传物质，存在于细胞中，为双股环状DNA，控制细菌某些性状，可自我复制，与细菌的遗传变异有关。 并非细菌生命活动所必需，可随机获得和丢失 医学上重要质粒： R质粒 ：耐药性质粒 F质粒 ：致育性质粒 Vi质粒 ：毒力质粒,质粒 plasmid,功能：胞质颗粒大多为贮藏营养物质的场所。 化学本质：包括多糖、脂类、多磷酸盐等。 特点：这些颗粒常随菌种、菌龄及环境而异。 例如：白喉杆菌 异染颗粒 有利于细菌鉴定（RNA、多偏磷酸盐，嗜碱，着色深，位于菌体两端，特殊染色可与菌体不同的着色）。,异染颗粒,胞质颗粒（内含物 inclusion),（四）核质 (nuclear material),细菌是原核细胞，不具有成形的核，无核膜包裹。细菌的遗传物质称为核质或拟核。 由裸露双股DNA回旋卷曲成疏松网状结构，有少量RNA和组蛋白样的物质。 功能与真核细胞的染色体相似决定细菌各种遗传性状。,二. 特殊结构 某种细菌所特有的结构，故有鉴别细菌的意义,（一）荚膜 (capsule),概念：某些细菌胞壁外围绕一层较厚的粘液性物 质，称为荚膜。为疏水性多糖或蛋白质的多聚体，用 理化方

8、法去除后并不影响菌细胞的生命活动。,形成条件：动物体内、营养丰富的培养基内（荚膜的形成与环境条件有密切关系。 ） 化学成分：多糖或多肽 应用：鉴别细菌（荚膜的有无、抗原性）,染色性：荚膜对一般碱性染料亲和力低，不易着色。 普通染色菌体周围未着色的透明圈 特殊染色染上与菌体不同的颜色。,抗吞噬作用：是病原菌的重要毒力因子，与致病性密切有关 粘附作用 抗有害物质的损伤作用：如溶酶体、补体,荚膜的功能与细菌的致病性有关,（二）鞭毛 (flagellum),许多细菌在菌体上附有细长并呈波状弯曲的丝状物，称为鞭毛，是细菌的运动器官。 鞭毛需用电子显微镜观察，或经特殊染色法使鞭毛增粗后才能在光镜下看到。,鞭毛菌分类,单毛菌,双毛菌,丛毛菌,周毛菌,鞭毛是运动器官。有鞭毛的细菌能主动运动，使细菌做趋向性运动。 鞭毛有抗原性。鞭毛的成分为鞭毛蛋白，并且具有高度的特异性，称为鞭毛抗原（H抗原），可作为细菌分类、分型的依据； 鉴别细菌：鞭毛（动力）的有无、数目、位置、排列、抗原性 有的细菌其鞭毛与致病性有关（穿透粘膜表面粘液层，利于细菌粘附于上皮细胞）。,鞭毛的功能,（三）菌毛（pilus或fimbria

9、e）,概念：许多革兰阴性菌和少数革兰阳性菌菌体表面存在着一种比鞭毛更细、更短而直硬的丝状物，与细菌的运动无关。（电镜观察） 种类及功能 普通菌毛ordinary pilus 性菌毛sex pilus（F菌毛）由F质粒编码 普通菌毛 多，短而细 粘附，致病 性菌毛 少，粗、长、中空 遗传物质传递,普通菌毛：细菌的粘附结构 ，与宿主细胞表面特异性受体结合，与致病性密切相关,性菌毛：接合，毒力、耐药性等性状的遗传物质传递。,芽胞：有些G+细菌在某些条件下，胞质浓缩在菌体内形成一个圆形或卵圆形小体，外包绕很厚的壳，即为芽胞。细菌形成芽胞后，代谢处于休眠状态；在外界环境适宜时，芽胞又可发芽形成菌体，进行生长繁殖。 芽孢折光性强、壁厚、不易着色，经特殊染色光镜下可见,（四）芽胞 (spore),形成条件：营养缺乏（细菌维持生命的特殊形式） 保存全部生命必需物质：核酸、酶、合成菌体成分的结构 休眠状态，无新陈代谢 可发芽 1个细菌1个芽胞1个细菌 细菌繁殖体 芽胞休眠体 每种细菌形成一种类型芽胞,芽胞的大小、形状、位置等随菌种而异，有重要的鉴别意义。,芽胞的意义,芽胞的抵抗力强，可在自然界中存在多年，是重要的传染源。但芽胞并不直接引起疾病，只有发芽成为繁殖体后，才能迅速大量繁殖而致病。 芽胞抵抗力强，故应以杀灭芽胞作为可靠的灭菌指标。高压蒸汽灭菌法是杀灭芽孢最有效的方法。 芽胞抵抗力强的原因： (1)芽胞含水量少，蛋白质受热后不易变性。 (2)芽胞具有多层致密的厚膜，理化因素不易透入。 (3)含有的DAP与钙结合的盐能提高芽胞中各种酶的稳定性。,芽胞的意义,1、简述细菌的基本结构和特殊结构的种类、概念、特点或

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