细菌的形态结构与功能

1、第一章 细菌的形态结构与功能 2 细菌的形态结构与功能 v细菌（细菌（bacterium）：）：一类体积微小、结 构简单、以二分裂法繁殖（繁殖迅速）、 对抗生素敏感的原核细胞型单细胞单细胞微生 物。在适宜的环境条件下具有相对稳定 的生物学特性。 3 v一、 细菌大小与形态 v二、 细菌的基本结构和功能 v三、 细菌的特殊结构与功能 细菌的形态结构与功能 4 细菌的大小与形态 细菌的测量单位：细菌的测量单位：微米(m) 细菌的形态细菌的形态 球菌球菌 杆菌杆菌 螺螺 菌菌 弧弧 菌菌 螺形菌螺形菌 5 细菌的基本结构和功能 v由外向内依次为： 细胞壁 细胞膜 细胞质 核 质 细菌结构模式图 6

2、细菌结构电镜图 7 细胞壁（cell wall） 基本组成组成-肽聚糖 革兰阴性菌和革兰阳 性菌细胞壁的比较 细胞壁的功能 8 细胞壁组成： v革兰阴性菌和革兰阳性菌共有组分革兰阴性菌和革兰阳性菌共有组分 肽聚糖（肽聚糖（peptideglycan） 又称黏肽（黏肽（mucopeptide） 是细胞壁的主要成分。 革兰阳性菌和革兰阴性菌肽聚糖组成不同。 9 G G+ +菌肽聚糖结构：菌肽聚糖结构： 聚糖骨架：聚糖骨架：N-乙酰葡糖 胺和N-乙酰胞壁酸经 -1，4糖苷键连接， 间隔排列形成。 四肽侧链：四肽侧链： L-丙、丙、D-谷、谷、 L-赖、赖、D-丙丙 五肽桥：五肽桥：五个甘氨酸五个甘氨

3、酸 G G+ +肽聚糖模式图 10 聚糖骨架聚糖骨架： 同G+ 菌 四肽侧链四肽侧链： L-丙、D-谷 DAP、D-丙 G- 菌肽聚糖结构：菌肽聚糖结构： 11 破坏肽聚糖结构或抑制其合成物质都破坏肽聚糖结构或抑制其合成物质都 能损害细胞壁，使细菌变形或杀伤细菌。能损害细胞壁，使细菌变形或杀伤细菌。 溶菌酶能水解溶菌酶能水解N-N-乙酰胞壁酸和乙酰胞壁酸和N-N-乙酰乙酰 葡糖胺的葡糖胺的-1-1，4 4糖苷键连接。糖苷键连接。 - -内酰胺类抗生素能与细菌竞争合成内酰胺类抗生素能与细菌竞争合成 细胞壁的转肽酶。人和哺乳动物无细胞壁细胞壁的转肽酶。人和哺乳动物无细胞壁 结构、亦无肽聚糖，故结构

4、、亦无肽聚糖，故- -内酰胺类抗生素内酰胺类抗生素 对人和哺乳动物细胞无毒性作用。对人和哺乳动物细胞无毒性作用。 12 磷壁酸（磷壁酸（teichoic acid）：）：由核糖醇和甘油残 基经磷酸二酯键交联而成的多聚物。 磷壁酸功能：磷壁酸功能：抗原性强，是阳性菌表面重要抗 原（分型），并与细菌的黏附（致病）有关。 表面蛋白：表面蛋白：致病和抗原性有关。 革兰阳性菌细胞壁特有组分 13 特殊组分：特殊组分： G+菌特有成分菌特有成分 壁磷壁酸 膜磷壁酸 磷壁酸磷壁酸 膜磷壁酸 壁磷壁酸 14 革兰阴性菌细胞壁特殊组成 v外膜（outer membrane,OM） 位于肽聚糖层外，由内向外依次为

5、 脂蛋白 脂质双层 脂多糖 15 脂蛋白 脂多糖 脂质双层 特殊组分：特殊组分： 外外 膜膜 16 革兰阴性菌细胞壁特殊组成 v脂蛋白（脂蛋白（lipoprotein）：外膜最内层， 连接肽聚糖和外膜层。 v脂质双层：脂质双层：结构类似细胞膜，中间镶嵌 有外膜蛋白孔蛋白（porin protein） 17 革兰阴性菌细胞壁特殊组成 v脂多糖（脂多糖（lipopolysaccharides,LPS） 由脂质A、核心多糖和O-特异多糖组成， 又称细菌内毒素。外膜最外层 v周浆间隙（周浆间隙（periplasmic space） 18 革兰阴性菌细胞壁结构示意图 19 革兰阴、阳性细菌细胞壁的比较

6、v 特征 革兰阳性 革兰阴性 v肽聚糖层次 15 50 12 v化学组成 肽聚糖 外膜 磷壁酸 肽聚糖 v厚度 厚 薄 (2080nm) (1015nm) v外膜 无 有 v周浆间隙 存在于某些菌种 存在于全部菌 种 v孔蛋白 无 有 v分子渗透性 高渗透性 低渗透性 20 21 细胞壁的功能 1.维持细菌细胞固有外形，保护细菌。 2.和细菌细胞膜共同完成物质的交换。 3.细胞壁上的多种抗原决定簇，决定了 抗原性。 22 细菌L型 v即细胞壁缺陷细菌，细胞壁部分或完全缺陷的细菌 v革兰阳性菌的L型细菌称为原生质体（原生质体（protoplast）, 必须在高渗环境中才可存活。 v革兰阴性菌的L

7、型称原生质球（原生质球（spheroplast）,因其 肽聚糖层受损后外膜仍存在，在低渗环境中仍有一 定的抵抗力。 23 细菌L型 24 细菌L型特性 v染色性发生改变，多为革兰阴性。 v形态发生改变，呈多形性。 v仅能在高渗环境中存活 v菌落表现为：油煎蛋样、颗粒样、丝状 细菌L型油煎蛋 样菌落 25 临床分离 葡萄球菌L 型 葡萄球菌 L型回复 后 细菌细菌L型型 菌落类型菌落类型 电镜照片电镜照片 26 细 胞 膜 27 细胞膜的结构 28 细胞膜的功能 1.渗透和运输作用（物质转运）物质转运） 2.呼吸作用（能量的产生、储存和利用有关） 3.生物合成作用生物合成作用 4.参与细菌分裂、

8、呼吸（中介体中介体） 29 白喉杆菌白喉杆菌 细胞膜与中介体细胞膜与中介体 中介体中介体 部分细胞膜折叠形成的向内陷入细胞质中的囊状物部分细胞膜折叠形成的向内陷入细胞质中的囊状物 功功 能能 类似真核细胞 线粒体，为细菌提 供大量能量。 Mesosome 30 细胞质 Cytoplasm 31 细胞质和胞质内含物 v细胞质化学组成 v1.水 70%80% v2.无机物 v3.核酸 v4.蛋白 v5.脂 v胞质内含物 v1.核糖（蛋白）体 v2.质粒 v3.内含体 32 v细菌合成蛋白质的场所。细菌合成蛋白质的场所。 v在胞质中数目可达数万，由在胞质中数目可达数万，由RNARNA和蛋白质组成。和

9、蛋白质组成。 其沉降系数为其沉降系数为70S，常与正在转录，常与正在转录mRNA相连，相连， 成为多聚核糖体。成为多聚核糖体。 v氨基糖苷类和大环内酯类抗生素的作用位点。氨基糖苷类和大环内酯类抗生素的作用位点。 v与真核细胞核糖体不同，故抑制细菌蛋白合成的与真核细胞核糖体不同，故抑制细菌蛋白合成的 抗菌药物对人体是无害的。抗菌药物对人体是无害的。 核糖（蛋白）体核糖（蛋白）体 （ribosome） 33 v是染色体外的环状双股是染色体外的环状双股DNADNA，可携带细菌的某，可携带细菌的某 些遗传信息如耐药因子、细菌素、性菌毛、毒些遗传信息如耐药因子、细菌素、性菌毛、毒 素等。素等。 v能独立

10、复制能独立复制 v可以通过接合等方式转移，它是基因工程技术可以通过接合等方式转移，它是基因工程技术 的重要工具。的重要工具。 v并非细菌生命活动所必须的。并非细菌生命活动所必须的。 质粒（质粒（plasmid） 34 v细菌营养储存物细菌营养储存物 v多糖、脂类、多磷酸盐组成多糖、脂类、多磷酸盐组成 v可作为有些细菌的鉴定依据可作为有些细菌的鉴定依据 内含体（内含体（inclusion bodies） 35 异染颗粒异染颗粒 质粒质粒 细菌核蛋白体细菌核蛋白体 电镜照片 细菌的基本 结构与功能 36 细菌的核质 v核质为细菌生命 活动的关键物质, 控制细菌遗传变 异与分裂繁殖 37 核质（核质

11、（nuclear materialnuclear material）：）： v核质由双股核质由双股DNADNA组成，电镜下可见由单一的一根环组成，电镜下可见由单一的一根环 状状DNADNA分子反复旋曲盘绕而成，又称拟核。分子反复旋曲盘绕而成，又称拟核。 v无核膜，无组蛋白包绕，是细菌遗传物质，决定无核膜，无组蛋白包绕，是细菌遗传物质，决定 细菌的遗传特性。细菌的遗传特性。 38 细胞核 39 细菌特殊结构和功能 v荚膜（荚膜（capsule） v鞭毛（鞭毛（flagellum） v菌毛（菌毛（pilus） v芽胞（芽胞（spore） 40 细菌特殊结构 v荚膜荚膜: 细菌细胞壁外 围绕的一层粘

12、液性物 质,其厚度为200nm以 上,且紧紧围绕细胞壁。 v粘液层粘液层: 厚度小于 200nm,松散可溶性。 41 荚膜的功能 v抗吞噬作用，与毒力有关。 v抗有害物质损伤作用。 v具有粘附作用，有助于细 菌的定植 42 v 鞭毛（鞭毛（flagellum） 附着于多种细菌（如大多数杆菌、少数球菌、全部弧菌 及螺菌）菌体上的细长而呈波状弯曲的丝状物。 分为单毛菌（monotrichate）、双毛菌(amphitrichate)、 丛毛菌(lophotrichate)、周毛菌(peritrichate) v菌毛（菌毛（pilus）（详见后述）（详见后述） 比鞭毛更为纤细、短而直的丝状蛋白附属物

13、。 分为普通菌毛、性菌毛 细菌的特殊结构 43 鞭毛的种类 44 鞭毛的结构 1.1.基础小体基础小体 2.2.钩状体钩状体 3.3.丝状体丝状体 化学本质为蛋白质化学本质为蛋白质 45 鞭毛功能 v细菌的运动器官 v抗原性 v有些与致病性有关。 v鉴别细菌 46 鞭毛的检查() 47 鞭毛的检查() 48 细菌的菌毛() v化学成分：菌毛蛋白，具有抗原性。 v功能：功能： 普通菌毛：是一种粘附结构， 又称定植抗原， 与致病性有关。 性菌毛：接合时传递遗传物质 49 细菌的菌毛() 50 细菌的芽胞 v概念：脱水浓缩而成，为细菌的概念：脱水浓缩而成，为细菌的 休眠形式。休眠形式。 v芽胞的形成受遗传因素的控制和芽胞的形成受遗传因素的控制和 环境因素的影响。环境因素的影响。 51 芽胞的结构、形成和出芽 I II