课件：革兰氏阳性菌.ppt

细 菌（Bacteria),细菌是单细胞原核微生物，个体微小，形态简单，多以二等分裂方式繁殖。在自然界中，细菌分布最广、数量最多。 细菌的形态构造及其功能 细菌的群体形态,（一） 形态和染色,一、细菌的形态构造及其功能,1. 球 菌,2. 杆 菌,短杆菌,长杆菌,梭状芽孢杆菌,杆菌细胞两端的形态特征,2. 杆 菌,螺旋菌 干酪螺菌,弧菌 例：霍乱弧菌、逗号弧菌,螺旋体 梅毒密螺旋体,3、螺旋菌,细菌的特殊形态,培养时间、培养温度、培养基成分、浓度、pH值等环境条件对细菌形态都有明显的影响。 一般处于幼龄阶段和生长条件适宜时，细菌形态正常、整齐，表现出特定的形态。 在较老的培养物中，或不正常的条件下，细胞常出现不正常形态，尤其是杆菌，有的细胞膨大，有的出现梨形，有的产生分枝，有时菌体显著伸长以至呈丝状等异常形态。若将它们转移到新鲜培养基中或适宜的培养条件下又可恢复原来的形态。,影响细菌形态的因素,细菌的大小,细菌大小的测定： (1) 测量： 测微尺 (2) 长度单位：微米(m)(亚细胞构造用nm) (3) 表示： 球菌：直径 杆菌： 宽长 螺菌： 宽、长、螺距,细菌染色法,细菌的染色,革兰氏染色法是细菌细胞的复合染色法，由丹麦医生Hans Christian Gram于1884年创立。 基本步骤： 涂片固定 结晶紫初染1min 碘液媒染1min 95%乙醇脱色0.5min 沙黄复染1min 结果: 革兰氏阳性菌紫色； 革兰氏阴性菌红色。,革兰氏染色法,（二）细菌的细胞构造,细菌细胞结构,（一）细菌细胞的基本结构,（1）细胞壁的功能 固定细胞外形和提高机械强度，使其免受渗透压等外力 的损伤； 为细胞的生长、分裂和鞭毛运动所必需； 阻拦大分子有害物质（抗生素和酶）进入细胞； 与细菌的抗原性致病性和对噬菌体的敏感性密切相关。,1、细胞壁 约占细胞干重的10%25%。,化学组成：,革兰氏阳性细菌与革兰氏阴性细菌细胞壁成分比较,（2）细胞壁的化学组成与结构,细胞壁的基本骨架肽聚糖 肽聚糖：是由N-乙酰胞壁酸（NAM）和N-乙酰葡糖胺（NAG）以及少数氨基酸短肽链组成的亚单位聚合而成的大分子复合体。 肽聚糖单体：是由NAG 、 NAM 、肽尾、肽桥构成。,化学结构：,革兰氏阳性细菌肽聚糖单体,革兰氏阴性细菌肽聚糖单体,细胞壁的基本骨架肽聚糖,肽聚糖网格状结构,细胞壁的基本骨架肽聚糖,由肽聚糖和磷壁酸组成,磷壁酸：占40%。G+菌所特有,其主链由数十个磷酸甘油或磷酸核糖醇组成,有的还有由D-Ala和还原糖组成的侧链。,肽聚糖: 占30-70% ,不同菌种中 肽聚糖(肽链)组分不同,革兰氏阳性菌细胞壁,内壁层：紧贴胞膜,仅由12层肽聚糖分子构成,占细胞壁干重510%,无磷壁酸。,外膜层：位于肽聚糖层的外部。 外膜蛋白 脂多糖 脂蛋白、 包括: 蛋白质层 外膜蛋白 孔蛋白; 孔蛋白 磷脂.,革兰氏阴性菌细胞壁,由外膜层和内壁层组成,第一步：结晶紫使菌体染成紫色 第二步：碘和结晶紫形成大分子复合物，分子大，能被细胞壁 阻留在细胞内。 第三步：酒精脱色，细胞壁成分和构造不同，出现不同的反应。 第四步：沙黄复染。 G+ 菌：细胞壁厚，肽聚糖含量高，交联度大，当乙醇脱色时，肽聚糖因脱水而孔径缩小，故结晶紫-碘复合物被阻留在细胞内，细胞不能被酒精脱色，仍呈紫色。 G菌：肽聚糖层薄，交联松散，乙醇脱色不能使其结构收缩，因其含脂量高,乙醇将脂溶解，缝隙加大，结晶紫-碘复合物溶出细胞壁，酒精将细胞脱色，细胞无色，沙黄复染后呈红色。,革兰氏染色的机理,阳性菌,阴性菌,G+ 细菌和G-一系列生物学特性的比较,青霉素的作用,作用于肽聚糖肽桥的联结，即抑制肽聚糖的合成，故仅对生长着的菌有效，主要是G+菌。,2019/8/22,29,可编辑,2、细胞膜 细胞膜是紧贴细胞壁内侧包围细胞质的一层柔软、富有弹性的半透明薄膜。,(1) 细胞膜的化学组成,膜是由球形蛋白与磷脂按照二维排列方式构成的流体镶嵌式，流动的脂类双分子层构成了膜的连续体，而蛋白质象孤岛一样无规则地漂流在磷脂类的海洋当中。,细胞膜液态镶嵌模型,(2) 细胞膜的结构 1972年Singer和Nicolson提出的细胞膜液态镶嵌模型。,(3) 细胞膜的功能 能选择性控制细胞内、外的营养物质和代谢产物的运送 是维持细胞内正常渗透压的结构屏障 是合成细胞壁和糖被有关成分（如肽聚糖、磷壁酸、脂多糖和荚膜多糖）的重要场所 膜上含有与氧化磷酸化或光合磷酸化等能量代谢有关的酶系，是细胞的产能基地 是鞭毛基体的着生部位，并可提供鞭毛旋转运动所需的能量。,间体：由细胞膜内褶形成的一种管状、层状或串状物，一般位于细胞分裂的部位或附近。,间体 间体的功能: 参与隔膜形成 与核分裂有关 类线粒体功能,3、拟核（或核质体、核区） 由大型环状双链DNA纤丝不规则地折叠或缠绕而构成的无核膜、核仁的区域。,细菌DNA：长度一般为13mm 例：大肠杆菌的DNA长约1mm。 生长迅速的细菌在核分裂之后细胞往往来不及分裂,所以细胞中常有24个核，而生长缓慢的细菌细胞中一般只有12个核。 功能：负载遗传信息。,拟核,质粒：细菌染色体外的遗传物质，由共价闭合环状双链DNA分子组成 分子量约为100 106 D.携带1100个基因, 一个菌细胞可有一至数个质粒。,质粒的特点： 可自我复制，稳定遗传。对生存不是必 要的。复制与染色体分开，但同步进行。 不同质粒携带不同遗传信息。 无质粒细菌可通过接合、转化、转导等 方式获得，不能自发产生。 例：细菌抗药性因子、大肠杆菌F因子。 质粒应用:基因工程，体外重组。,4、核糖体： 是分散在细胞质中的颗粒状结构，由核糖体核酸 （占60%）和蛋白质（占40%）组成。,细菌的核糖体 沉降系数为：70S，由50S大亚基和 30S小亚基构成。 功能：是细胞合成蛋白质的机构。,5、细胞质及其内含物,细胞质功能： 细胞质中含有丰富的酶系，是营养物质合成、转化、代谢的场所。,细胞质：是在细胞膜内除核区以外的细胞物质。细胞质是无色、透明、粘稠状物质。主要成分为水，蛋白质，核酸，脂类、少量糖和无机盐。,内含物： 气泡：由蛋白质膜构成的充满气体的泡状物。有些细菌 细胞质中含有几个或多个气泡。,气泡的功能： 调节细胞比重，以使其漂浮在合适的水层中。 气泡吸收空气，空气中的氧气可供代谢需要。 例：许多光合细菌和水生细菌、盐杆菌常含有气泡。,颗粒状内含物： 细菌细胞质中含有各种颗粒状内含物，它们大多数为细 胞贮藏物，颗粒状内含物的多少因细菌的种类、菌龄及培 养条件不同而改变。 主要有：异染粒、聚-羟丁酸、肝糖粒、淀粉粒、脂肪粒、硫粒和液泡等等。 异染粒： 异染粒大小为0.51m ，是多聚偏磷酸盐的聚合物，分 子呈线状。对某些染料有特殊反应,产生与所用染料不同 的颜色,因此得名异染颗粒。 功能：贮存磷元素和能量，降低渗透压。,聚- 羟丁酸颗粒是许多细菌细胞质内常含有的碳源类储藏物。PHB不溶于水，易被脂溶性染料(如苏丹黑)着色。 功能:贮存碳源、能源和降低渗透压。 许多好氧菌和光合厌氧菌都含有聚-羟丁酸颗粒。,聚- 羟丁酸颗粒(PHB),硫粒,形成： 是硫元素的贮藏体。 取决于环境硫化物含量，当环境中S含量高时，在体内积累；当 缺S时，氧化成硫酸被菌利用。 功能： a. 好氧硫细菌的能源 b. 厌氧硫细菌的电子供体,肝糖粒和淀粉粒:都是-1,4或-1,6糖苷键的葡萄糖聚合物。这些贮藏物通常较均匀地分布在细胞质内，颗粒较小。 若这类贮藏物大量存在时，用碘使对其染色，肝糖粒能被碘 液染成红色，淀粉粒被碘成蓝色。 脂肪粒：脂肪粒的折光性较强，它可被脂溶性染料染色；细 胞生长旺盛时，脂肪粒增多，细胞遭破坏后，脂肪粒可游离 出来。 液泡：许多活细菌细胞内有液泡，液泡主要成分是水和可溶 性盐类，被一层脂蛋白的膜包围。可用中性红染色使之显现 出来。液泡具有调节渗透压的功能，还可与细胞质进行物质 交换。,（二）细菌细胞的特殊构造,1 糖被,层次厚（大荚膜） 在壁上有固定层次 层次薄:微荚膜 包裹在单个细胞上 松散，未固定在壁上:粘液层 包裹在细胞群上：菌胶团,糖 被,糖被的功能,大量极性基团可保护菌体免受干旱损伤；可防止噬菌体 的吸附和裂解；一些动物致病菌的荚膜可保护它们免受宿 主白细胞的吞噬； 贮藏养料以备营养缺乏时重新利用； 作为透性屏障和离子交换系统，以保护细菌免受重金属 离子的毒害； 表面附着作用； 细菌间的信息识别作用； 堆积代谢废物。,鞭毛的着生方式：,周生,2 鞭毛,鞭毛的化学组成：主要由鞭毛蛋白构成，还含有少量的多糖、脂类和核酸等。 鞭毛起源于细胞质膜内侧的基粒。 细胞质区内有一个颗粒状小体，此小体为基粒，鞭毛自 基粒长出穿过细胞壁延伸到细胞外部。,注意：G细菌和G-细菌鞭毛的区别,鞭毛的观察： 电镜 特殊鞭毛染色，在光学显微镜下观察 半固体穿刺培养 从固体培养基上的菌落形态判断 一般情况下： 菌落形状大，薄且不规则，边缘极不平整，可能有鞭毛。 菌落十分圆滑，边缘平整且相对较厚，可能没有鞭毛。,3 纤毛（或线毛、菌毛、伞毛） 某些菌体表面存在的短而多的附属物。 纤毛比鞭毛更短、更细，且又直又硬。数量很多，不具有运动功能，但与菌的致病性吸附等有关。,4 芽孢 某些菌在其生长发育后期，细胞内形成一个圆形、厚壁、含水量低、抗逆性强的休眠构造。,芽孢,能形成芽孢的细菌种类： 杆菌种类较多，球菌和螺旋菌较少。 芽孢杆菌属 梭状芽孢杆菌属 芽孢乳杆菌属 生孢八叠球菌属(其中的一个种),芽孢的形态及其在细胞中的位置,A 近中央,B 末端,C 中央,细菌芽孢的各种类型,芽孢的组成和结构 多层结构，主要包括孢外壁、芽孢衣、皮层和核心。,芽孢的结构,芽孢的外壁层厚而致密，主要成分为脂蛋白，通透性差,不易着色。 核心含有大量的DNA、RNA、蛋白质酶等物质，还含有2,6-吡啶二羧酸（DPA）,DPA是芽孢特有的成分。一般以 DPA-Ca的形式存在 皮层主要含芽孢肽聚糖、 DPA-Ca，皮层体积大，比较致密。 芽孢平均含水量低,约40%.,芽孢的特性 具有很强的抗热、抗干燥、抗辐射、抗化学药物能力。 含水量低、壁厚而致密，通透性差,不易着色。 新陈代谢几乎停止，处于休眠状态。 一个芽孢萌发产生一个个体。 芽孢的抗热机制 目前尚不清楚，但可能与以下因素有关，如含水量低、壁厚而致密，芽孢中的酶分子量小，比较耐热。过去认为芽孢抗热与DPA有关，现在已否认了这种假设。,一般为无性繁殖，二分裂法。（裂殖） 同形裂殖：裂殖后形成的子细胞大小相等。 异形裂殖：分裂产生两个大小不等的子细胞。 细菌分裂过程： 核分裂 形成横隔壁 子细胞分离 芽殖,（三）细菌的繁