微生物细菌的形态与结构

第一章 细菌的形态与结构第一节 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。球菌（ coccus） ex. Staphylococcus杆菌（ bacillus） ex. B.anthracis螺形菌（ spiral bacterium） ex.V.choleran细菌按其外形，主要有：球菌 (coccus)脑膜炎奈瑟菌 Neisseria meningitidis.Copyright 2001 Dennis Kunkel Microscopy双球菌 (diplococcus)肺炎链球菌链球菌(streptococcus)球菌 (coccus)球菌 (coccus)葡萄球菌 (staphylococcus)球菌 (coccus)四联球菌 (tetrad)杆菌 (Bacillus)链杆菌大肠杆菌 (E. coli) /biodefense/Public/Images.htm杆菌炭疽芽胞杆菌 (Bacillus anthracis, Todar 2003). 双歧杆菌(bifidobacterium) From MicrobeWiki 螺形菌 (spiral bacterium)霍乱弧菌(V.cholera)弧菌鼠咬热螺菌(Spirillum minor)螺菌 螺杆菌幽门螺杆菌(Helicobacter pylori)第二节 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The prototype bacterial cell . From:Dr Alvin Fox一 基本结构（一）细胞壁 (cell wall)是位于细菌细胞最外层，包绕在细胞膜周围。平均厚度为 1230nm，组成较复杂，并随不同菌种而异。革兰阳性菌革兰阴性菌革兰染色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1min 1min 脱色S.aureus 肽聚糖 (peptidoglycan): 聚糖骨架、四肽侧链、五肽交联桥 .转肽酶催化五肽交联桥的形成 ,青霉素抑制转肽酶 , 从而抑制交联桥和细胞壁的形成溶菌酶作用点(-1,4 glycosidic bond)N-乙酰葡糖胺N-乙酰胞壁酸E.coli 肽聚糖 (peptidoglycan): 聚糖骨架、四肽侧链二氨基庚二酸G-肽聚糖 , 缺乏五肽交联桥，而且交联率低，故多数侧链呈游离状。这种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。G+肽聚糖，构成了立体结构，坚固而致密。这种三维立体结构的肽聚糖在革兰阳性菌中高达 50层，为其细胞壁主要成分。Fig. from Larry Mckane/Judy Kandel 革兰阳性菌细胞壁特殊组分 磷壁酸 (teichoic acid)壁磷壁酸膜磷壁酸磷壁酸为革兰阳性菌细胞壁特有成分，是由核糖醇或甘油残基经磷酸二酯键互相连接而成的多聚物。按结合部位不同分为壁磷壁酸和膜磷壁酸两种。与粘附有关， 组成表面抗原。革兰阴性菌细胞壁特殊组分 外膜 (outer membrane)： 脂蛋白，脂质双层，脂多糖。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，可进行物质交换，有选择性通透作用脂多糖（ LPS） 即革兰阴性菌内毒素(endotoxin)脂多糖 (lipopolysaccharide, LPS)脂多糖（由内向外）脂质 A一种糖磷脂，是内毒素的毒性成分，无种属特异性 , 不同 G-感染时， LPS的毒性作用大致相同。脂多糖由三部分组成 ：核心多糖特异多糖即革兰阴性菌的菌体抗原（ O抗原），此糖如果缺失，细菌菌落将发生 SR变异某些细菌 (奈瑟菌 )特异多糖为寡糖 , 其 LPS 称LOS(lipooligosaccharide)壁磷壁酸膜磷壁酸革兰阴性菌细胞壁革兰阳性菌细胞壁革兰阳性菌与阴性菌细胞壁结构比较细 胞壁 革 兰 阳性菌 革 兰 阴性菌强 度 较坚韧 较 疏松厚度 厚 , 20-80nm 薄 , 10-15nm肽 聚糖 层 数 多 , 达 50层 少 , 1-2层糖 类 含量 多 , 45% 少 , 15-20%脂 类 含量磷壁酸少 , 1-4%+多 , 11-22%脂蛋白 +脂 质 双 层 +脂多糖 +细胞壁的功能 : 维持细菌固有外形 .保护细菌抵抗低渗环境 .参与物质交换 .决定菌体的抗原性 . 细菌细胞壁缺陷型或 L型 (bacterial L form)： 细胞壁受损的细菌 , 在高渗环境下，仍可存活，称细菌 L型 。在一般环境中，因菌体内的高渗透压而会涨破死亡。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, 如尿路感染。去除诱发因素后， 有的 L型可回复为原菌。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型的形态和染色性葡萄球菌 L型 (A)及恢复后 (B)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。（ 2）细菌 L型的培养特性和菌落形态油煎蛋样菌落 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、呼吸和分泌 、 生物合成、细菌分裂等作用。细菌细