[医学]1 细菌形态与结构.ppt

第一篇 细菌学 第1章 细菌的形态与结构,第一节 细菌的大小与形态,一、细菌的大小与测量单位,m （1 m= 1/1000 mm） 球菌 直径 1 m 杆菌 直径 0.3-0.9 m 长 0.6-10 m,球菌,螺形菌,杆菌,细菌的基本形态,弧菌,螺菌,双,链,葡萄,球 菌,多种形态的杆菌,棒状杆菌,双歧杆菌,分枝杆菌,鼠疫杆菌,大肠杆菌,螺形菌（spiral bacterium）,弧菌,螺菌,螺杆菌,幽门螺杆菌,弧 菌,球菌,杆菌,螺菌,二、 细菌的基本结构,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,细菌的结构,细菌的革兰氏染色,革兰氏染色是1884年由丹麦医师Gram创立的。革兰氏染色法（Gram stain）不仅能观察到细菌的形态而且还可将所有细菌区分为两大类： 染色反应呈蓝紫色的称为革兰氏阳性细菌，用G+表示；染色反应呈红色（复染颜色）的称为革兰氏阴性细菌，用G-表示。 细菌对于革兰氏染色的不同反应，是由于它们细胞壁的成分和结构、所含核糖核酸以及等电点不同而造成的。,G-细菌,G+细菌,细胞壁 细胞壁主要成分是肽聚糖，是G+菌和G-菌的共有组分，但各自有其特殊组分。,G- / G+ 细菌细胞壁比较示意图,肽聚糖层,磷脂层,LPS,磷壁酸,聚糖骨架 N-乙酰葡糖胺、N-乙酰胞壁酸交替排列，以-1，4糖苷键连接 四肽侧链 ( L-丙氨酸、D-谷氨酸、L-赖氨酸、D-丙氨酸) 五肽交联桥 由五个甘氨酸组成 “三维立体结构”,G+菌肽聚糖结构,G菌肽聚糖结构,聚糖骨架 四肽侧链 二氨基庚二酸 （DAP） “二维结构”,G+菌细胞壁的特殊组分 磷壁酸,作用： 重要的表面抗原与血清分型、分类有关 带有较多负电荷 与Mg2+等结合，有助维持菌体内离子平衡 与致病性有关（粘附宿主细胞）是细菌感染最初步骤（壁磷壁酸）,G+菌细胞壁结构模式图, 某些G+菌有特殊蛋白： 例如金黄色葡萄球菌的A蛋白（SPA）、A族链球菌的M蛋白等，均与致病性和抗原性有关。,（1）脂蛋白 位于肽聚糖和脂质双层之间，稳定外膜 （2）脂质双层 类似于细胞膜结构，双层内镶嵌着多种蛋白质称为外膜蛋白,LPS结构示意图,(3)脂多糖 （LPS） 内毒素,脂质A 毒性和生物学活性组分 无种属特异性,核心多糖 有属特异性,特异多糖 G菌体抗原（O抗原） 缺失时菌落S-R变异 有种特异性,S型菌落,R型菌落,革兰阳性菌 肽聚糖 聚糖骨架 四肽侧链 五肽交联桥 磷壁酸 特殊表面蛋白,革兰阴性菌 肽聚糖 聚糖骨架 四肽侧链 脂蛋白 脂质双层 脂多糖,G菌与G菌细胞壁结构,外膜,G- / G+ 细菌细胞壁比较示意图,肽聚糖层,磷脂层,LPS,磷壁酸,G菌与G菌细胞壁结构比较,区别G菌与G菌的意义,4.细胞壁功能,维持细菌形态，承受细胞内高渗透压 参与菌体内外的物质交换 带有多种抗原表位，可以诱发机体的免疫应答 细胞壁的某些成分与细菌致病性有关,细胞壁缺陷型细菌（细菌的L型）,概念：细胞壁中的肽聚糖结构受到理化或生物因素的直接破坏或合成被抑制，成为无细胞壁或仅少量细胞壁成分的细菌，它仍能够生长或分裂称之为细胞壁缺陷细菌（细菌的L型）。 G 原生质体 G 原生质球,诱 因,溶菌酶：裂解肽聚糖中G-M之间-1，4糖苷键，破坏聚糖骨架，引起细菌裂解。 青霉素：与细菌竞争合成肽聚糖过程中的转肽酶，抑制了四肽侧链上丙氨酸与五肽交联桥之间的联结，使得细菌不能合成完整的肽聚糖。,特点,大小形态不一，呈高度多形性。 易着色不均，呈G-。 培养必须要高渗低琼脂含血清培养基，生长缓慢。 固体培养基中形成“油煎荷包蛋”样小菌落。 有些L型细菌除去抑制物可返回原有形态。 某些L型细菌仍有致病力，引起慢性感染。,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,“油煎蛋” 样菌落,细胞膜结构,细胞膜电镜照片,载体蛋白,细胞膜结构模式图,脂质双层,细胞膜功能,物质转运 呼吸和分泌 生物合成 参与细菌分裂,中介体,概念：由细胞膜内陷折叠卷曲而成的囊状物,中介体的作用： 当细菌分裂时中介体亦一分为二，各自带着复制好的一套核质移向横隔两侧，进入子代细胞，起着类似真核细胞有丝分裂时纺锤丝的作用； 增大细胞膜表面积，增加呼吸酶含量，为细菌提供大量能量，类似真核细胞线粒体的作用。,细胞质又称细胞浆，为细胞膜内侧的胶状物质，细胞质是细菌新陈代谢的重要场所，胞质内含有核酸和多种酶系统，参与菌体内物质的合成代谢和分解代谢。这些功能与胞质内的核糖体、质粒、胞质颗粒等重要结构有关。,核糖体,游离于胞浆中，每个细菌的体内可含数万个。 成分：沉降系数70S，由50S、30S两个亚基组成。 作用：细菌蛋白质合成场所。 红霉素、链霉素分别与两个亚基结合，干扰其蛋白质的合成，杀死细菌。,质粒,定义：胞浆内染色体外的遗传物质，为双股闭合环状DNA，可携带遗传信息，控制细菌某些特定的遗传性状。在胞浆内自行复制，随细菌分裂转移到子代细菌中。 质粒并不是细菌生命活动所必须的成分，它可以丢失，也可获得，并不影响细菌生存。,大肠杆菌质粒,质 粒,质粒的作用,决定细菌自身的某些生物学性状如产毒素、耐药性等。 通过接合或转导方式将某种遗传性状传递给另一细菌。,胞质颗粒,特征： 主要是营养储存物质，包括糖、脂等。 随细菌种类不同、同一细菌在不同的环境或不同生长期而不同。 营养足时，多；营养不足时，减少。 异染颗粒： 主要成分为RNA和多偏磷酸盐。 嗜碱性强，用亚甲蓝染色呈紫色。 白喉杆菌异染颗粒位于菌体两端，又称为极体。,白喉棒状杆菌的异染颗粒,核 质,细菌的遗传物质称核质。 组成：单一密闭环状双链DNA 少量的RNA RNA聚合酶 蛋白质 功能：同真核细胞染色体的功能,大肠杆菌TEM（transmission electron microscope，透射电子显微镜）照片，核区为低电子密度区。,二、特殊结构,荚膜 鞭毛 菌毛 芽胞,荚 膜,某些细菌胞壁外包绕的一层较厚的粘液性物质，本质为疏水性多糖或蛋白质多肽，以理化方法除去后不影响细菌的生命活动。,产气荚膜梭菌,肺炎链球菌,荚 膜,荚膜的化学组成,多数细菌荚膜为多糖（是细菌血清分型的基础）：脑膜炎奈瑟菌 、肺炎链球菌 少数细菌的荚膜为多肽或糖与蛋白复合物： 炭疽杆菌 厚度200nm 厚荚膜 厚度200nm 微荚膜 荚膜肿胀试验： 荚膜与同型血清结合发生反应后即逐渐增大，可藉此将细菌分型 。,荚膜形成条件,一般在动物体内或体外营养丰富（含大量血清或糖）培养基中才能形成 ，在普通培养基上或连续传代则易消失 有荚膜的细菌在固体培养基上形成是M型或S型 失去荚膜后成为R型菌落,荚膜功能,抗吞噬作用 黏附作用 抗有害物质的损伤作用,鞭毛,概念：附着在某些细菌表面的细长并呈波状弯曲的丝状物。 化学成分：蛋白质，具有特殊的抗原性，称H抗原，少量糖类、脂类，鞭毛是细菌的运动器官。,鞭毛,鞭 毛,单毛菌霍乱弧菌 双毛菌空肠弯曲菌 丛毛菌绿脓杆菌 周毛菌伤寒杆菌,鞭毛作用,细菌运动器官 与致病性有关 用于鉴定细菌 （根据鞭毛数量、排列 ，鞭毛抗原性，血清学鉴定）,普通菌毛,性菌毛,菌毛,概念：多数G-菌 和少数G+菌菌体 表面存在的一种 比鞭毛更细、更 短而直硬的丝状 物。成分为蛋白 质。,菌毛,菌毛分类,普通菌毛 遍布菌细胞表面，每菌可达数百根。 可与宿主细胞的特异性受体结合，与细菌的致病性相关。 特异性血凝试验可鉴定菌毛。,性菌毛（F菌毛） 比普通菌毛长而粗。 仅见于少数G菌，数量少，1-4根/菌。 传递遗传物质。 是某些噬菌体吸附于菌细胞的受体。,细菌的鞭毛与菌毛,芽 胞,概念：某些细菌在一定的环境条件下，胞质脱水浓缩，在菌体内部形成一个折光性强的圆形或卵圆形小体称为芽胞，是细菌的休眠形式。 产生芽胞的细菌都是革兰阳性菌，重要的有芽胞杆菌属和梭菌属。,芽胞形态特点,形状：圆形、卵圆形。 大小：有比菌体大，有和菌体一样大、也有比菌体小。 位置：可位于菌体中央、末端或次末端。,破伤风梭菌芽胞,细菌芽胞的各种类型,芽胞的形成与发芽,一个细菌仅形成一个芽胞，而一个芽胞只生成一个菌体，芽胞无繁殖能力。,芽胞的功能,成熟的芽胞具有多层厚膜结构，所以对热力、干燥、化学消毒剂等理化因素均有强大的抵抗力。 与细菌致病力有关、延长细菌感染期。,芽胞抵抗力强的原因,芽胞含水量少，蛋白质受热后不易变性。 芽胞为多层致密厚膜，通透性极低，理化因素不易透入。 芽胞会有大量的吡啶二羧酸（DPA），与Ca2+结合生成盐