细菌形态结构医学

细菌学细菌学 细菌（bacterium）：是属于原核生物界的 一种单胞生物. 狭义概念：单指数量最大、种类最多的细菌 （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 ） 第第1 1章章 细菌的形态与结构细菌的形态与结构 第一节第一节 、细菌的大小与形态、细菌的大小与形态 l细菌的大小 测量单位： 微米(m） l细菌的形态 球 菌（coccus):不同种类的球菌排列方式不同，有不同的 名称。如葡萄球菌、链球菌等。 杆 菌（bacillus):长短粗细很不一致。 螺形菌（spiral bacterium):菌体弯曲。一个弯曲为弧菌 (vibrio)，数个弯曲为螺菌(spirillum)，也有的菌体细长弯曲呈 弧形或螺旋形为螺杆菌（helico-bacterium）。 在自然界及人和动物体内，绝大多数细菌是黏附在无生 命或有生命的物体表面，以生物被膜的形式存在。 双球菌 链球菌 链球菌 葡萄球菌 葡萄球菌 四联球菌 八叠球菌 链杆菌 棒状杆菌 球杆菌 分枝杆菌 两端齐平 炭疽芽胞杆菌 弧 菌 螺 菌螺杆菌 第二节 细菌的结构 细菌的基本结构 细菌的特殊结构 细胞壁 cell wall 荚膜 capsule 细胞膜 cell membrane 鞭毛 flagellum 细胞质 cytoplasm 菌毛 pilus 核质 nuclear material 芽胞 spore 鞭毛 核质DNA 荚膜 细胞壁 细胞膜 核糖体 胞质颗粒 细胞质 中介体 菌毛 （一）细胞壁(cell wall): 细菌细胞的最外层 ，包绕在细胞膜周围. v细胞壁中的基本成分为肽聚糖。 肽聚糖是原核细胞特有的组分，又称粘肽、糖肽或胞壁质。 v细胞壁中的特殊结构 革兰阳性菌（G+）：肽聚糖（多）、磷壁酸 革兰阴性菌（G-）：肽聚糖（少）、外膜 作用(p14)： 具有抗原性，是 重要的表面抗原； 有粘附作用，与致 病性有关 壁磷壁酸 膜磷壁酸 1.磷壁酸 膜磷壁酸 壁磷壁酸 G+细胞壁中细胞壁中特殊结构特殊结构 2.表面蛋白 某些革兰阳性菌细胞壁表面有一些特殊蛋白成分 vA族链球菌表面-M蛋白 v金黄色葡萄球菌表面-蛋白（） 作用：具有粘附宿主细胞、抗吞噬及其它生物学活性 G+G+细胞壁中细胞壁中特殊结构特殊结构 脂蛋白 脂多糖 脂质双层 特殊组分： 外 膜 肽聚糖 G-G-细胞壁中细胞壁中特殊结构特殊结构外膜外膜(p12)(p12) 外 膜 G+ 菌与G-菌细胞壁结构比较 细胞壁G+G- 肽聚糖强度 较坚韧较疏松 肽聚糖层数 可多达50层1-2层 磷壁酸 有无 外膜 无有 肽聚糖结构 三维立体二维结构 抗原成分主要为磷壁酸主要为外膜 青霉素的作用 +- 溶菌酶的作用 + 细胞壁的功能(p13)： 1.维持细菌外形 2.保护作用,抵抗低渗环境（菌体内高渗） 3.物质交换作用 4.具有抗原性（磷壁酸、表面蛋白、外膜） ，可以诱发机体的免疫应答 5.致病作用 细菌细胞壁缺陷型（细菌L型）: 概念： 某些理化或生物因素作用于细菌，可抑制细菌肽 聚糖的合成或破坏细菌细胞壁的结构，在高渗环境下，细菌仍 可存活，成为细胞壁缺陷型,最早在Lister研究院发现，故名 细菌L型。 形成条件：溶菌酶、青霉素、胆汁、抗体、补体等 生物学特性：多形性;革兰阴性;高渗低琼脂含血清的培养 基培养(3%5%NaCl、10%20%人或马血清、0.8%1.0%的琼 脂);生长缓慢;荷包蛋样、颗粒状或丝状菌落; 与医学关系：仍有一定致病性，常引起慢性和反复发作的 感染,如尿路感染、骨髓炎、心内膜炎等， 发生在使用作用细 胞壁的抗菌素治疗过程中，临床上遇有症状明显而常规细菌培 养阴性者应考虑此菌感染。 临床分离葡萄球菌L型葡萄球菌L型回复后 细菌L型菌落类型 电 镜 照 片 A：原细菌型菌落 B：荷包蛋样L型菌落 C：颗粒型L型菌落 D：丝状型L型菌落 （二）细胞膜(cell membrane）又称胞 质膜 （cytoplasmic membrane)，位于细菌细胞 壁内侧，紧包着细胞质。 组成：脂质双层，蛋白质（无胆固醇）。结构 与真核细胞基本相同， 功能：物质转运;呼吸和分泌;生物合成;参与 细菌分裂等 细胞膜包裹的溶胶状物质 组成：水、蛋白质、脂类、核酸、糖、无机盐 功能：细菌新陈代谢的场所 细胞质内重要结构 核糖体 质粒 胞质颗粒 （三）细胞质(cytoplasm） 核糖体 v 细菌蛋白质合成场所。沉降系数为70S，由50S和30S两个亚基 组成。与人类不同（真核（真核沉降系数为80s 60s+40s80s 60s+40s） v 核糖体是某些抗生素的作用靶点，可抑制细菌蛋白质的合成 。 如：链霉素 30S 红霉素 50S 质粒 plasmid 概念：是染色体外的遗传物质；为闭合环状的双链DNA，控制 细菌某些特定的遗传性状；能独立复制并传代；非细菌生命 活动所必需；可通过接合、转导等将有关性状传递给其他细 菌。 胞质颗粒（内含物 inclusion) 多为细菌储存的营养物质。其中有一种主要成分是RNA 和多偏磷酸盐的颗粒，其嗜碱性强，用亚甲蓝染色时着色 较深呈紫色，称为异染颗粒(metachromatic granule)或迂 回体。常见于白喉棒状杆菌，位于菌体两端，故又称极体 (polar body)，有助于鉴定。 （四）核质(nuclear material ） 又称核质或拟核，是一个闭合环状双链DNA分子 ,亦称细菌的染色体（chromosome） 化学组成： DNA（主要）、 RNA（较少）、蛋白质 特点：无核膜、核仁及有丝分裂器 作用：细菌生长繁殖、遗传变异的物质基础 二、细菌的特殊结构 荚膜 鞭毛 菌毛 芽胞 （一）荚膜(capsule) v概念：某些细菌细胞壁外包绕的一层黏液性物质，为多糖 或多肽，用理化方法去除后并不影响细胞的生命活动。边界清 楚，厚度 0.2m者（厚度 0.2m 称微荚膜或粘液层）,称 为荚膜。 v化学组成：多糖（少数为多肽） v形成条件：营养丰富。受遗传控制和环境条件的影响，体 内或在含大量血清或糖的培养基上 v染色：不易着色。（墨汁）负染, 荚膜染色 v荚膜的功能 （1）抗吞噬作用：是病原菌的重要毒力因子，如肺炎链球菌 （2）黏附作用：与致病性有关；形成生物被膜（导管，医院 内感染） （3）抗有害物质的损伤作用：如溶酶体、补体 肺炎球菌 产气荚膜杆菌 （二）鞭毛(flagellum) 概念：许多细菌菌体上附着的细长并呈波状弯曲的丝状物， 是细菌的运动器官。 化学本质：蛋白质 观察方法：普通光学显微镜（鞭毛染色法:增粗作用） 电镜 悬滴或压滴 半固体培养基培养 鞭毛菌分类 单毛菌单毛菌双毛菌双毛菌丛毛菌 丛毛菌 周毛菌周毛菌 鞭毛功能： 运动功能 鞭毛是细菌的运动器官，细菌的运动有化学趋向 性，使细菌游向营养物质而逃离有害物质 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 鉴定细菌和进行细菌分类 鞭毛菌的动力和鞭毛的抗原性（H抗原） （三）菌毛(pilus or fimbriae) v概念：许多G-菌和少数G+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。必须电镜观察。 v化学成分:由菌毛蛋白组成，具有抗原性 v种类及功能:根据功能不同，菌毛可分为普通菌毛和性菌毛 两类。 1、普通菌毛(ordinary pilus)：是细菌的粘附结构，可与宿主 细胞表面受体结合，是细菌感染的第一步，若丢失，致病力消失 。 2、性菌毛(sex pilus) ： 仅见于少数G-菌，一般仅14根， 比普通菌毛长而粗。由F质粒编码；有性菌毛的细菌为F+菌，否 则为F-菌。可通过接合的方式传递细菌的遗传物质。是某些噬菌 体吸附于菌细胞的受体。 普通菌毛：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，有 利于细菌的定 植，与致病性 相关 性菌毛：性菌毛： 接合（与毒 力、耐药性 等性状的遗 传物质的传 递有关）。 有性菌毛的细菌有性菌毛的细菌 称称F F + + 菌菌 雄性菌雄性菌 无性菌毛的细菌无性菌毛的细菌 称称F F - - 菌菌 雌性菌雌性菌 F+F-F+F- F+F+F+F+ 接合 （四）芽胞(spore)： v概念：某些细菌在一定环境条件下胞浆脱水浓缩在菌体内 形成的一个圆形或卵圆形的小体，是细菌的休眠状态。产生芽 胞的细菌都是G+菌. v形成条件：芽胞的形成受遗传因素的控制和环境因素的影 响，在动物体外，营养缺乏时形成。 v染色：难着色（芽胞染色）. v芽胞特点： （1）成熟芽孢由多层膜结构组成. （2）保存全部生命必需物质：带有完整的核质、酶系统和合成 菌体成分的结构。可游离于菌体而独立存在。 （3）可发芽形成新的菌体，但芽胞不是细菌的繁殖方式，只是 渡过不良环境的休眠状态. 芽胞外衣 芽胞壳 芽胞外膜 皮质 芽胞壁 内膜 核心 芽胞的功能 1.抵抗力强 ： 耐干燥、热、辐射、化学消毒剂 消毒灭菌应以杀死芽胞为标准！ 最可靠方法为高压蒸气灭菌 2.致病性：不直接引起疾病，仅当发芽为繁殖体后才能迅 速大量繁殖而致病 3.细菌的鉴定指标：其大小、形态及在菌体中的位置有 助于细菌鉴别 炭疽芽胞杆菌破伤风梭菌 第三节 细菌形态与结构检查法 显微镜放大法： 普通光学显微镜(light microscope)：普通光学显 微镜的分辨率为0.25um。一般细菌都大于0.25um，故可 用普通光学显微镜观察。 电子显微镜(electron microscope)：电子显微镜 的分辨率为1nm。不仅能看清细菌的外形，内部超微结 构可一览无余。 还有暗视野显微镜、相差显微镜、荧光显微镜、激 光共聚焦显微镜等。 染色法：是染色剂与细菌细胞质的结合 单染色法 鉴别染色革兰染色、抗酸染色、特殊染色 负染色法 革兰染色（Gram stain） （原理、方法、结果、意义） 由丹麦细菌学家革兰(Hans Christian Gram)创建的一种鉴 别染色法。标本固定后，采用4 种试剂分4 步： 涂片、干燥、固定 初染-结晶紫 媒染- 碘液 脱色-95%酒精 复