微生物检验基础

1、 微生物检验基础 n 杨杰明 微生物基础 n1)微生物的定义 n2)微生物分类 n3)微生物的形态与结构 n4)微生物的形态与结构检查法 1)微生物的定义 n微生物：是一群个体微小、结构简单、 肉眼不能直接看到，必须借助光学显微 镜或电子显微镜放大几百、几千甚至几 万倍才能看到的微小生物。 n包括：病毒、细菌、放线菌、螺旋体、 立克次体、支原体、衣原体、真菌和原 虫等。 n细菌: 是一类个体微小、结构简单的原核 细胞型微生物,无成形细胞核、也无核仁 和核膜，除核蛋白体外无其他细胞器。 微生物的分类 n微生物的常规分类： 1、非细胞型微生物：病毒。（纳米） n2 、原核细胞型微生物：细菌（微米）

2、 n放线菌、螺旋体、立克次体、 支原体、衣原体等。 n3、真核细胞型微生物:真菌、原虫。 微生物医学分类： 1、正常菌群 2、条件致病菌 3、病原菌或称致病菌 1.常见细菌的形态 球菌(coccus) 葡萄球菌葡萄球菌(streptococcus) 球菌(coccus) 脑膜炎奈瑟菌脑膜炎奈瑟菌 双球菌双球菌(diplococcus) 肺炎链球菌肺炎链球菌 链球菌链球菌(streptococcus) 球菌(coccus) 球菌(coccus) 八叠球菌八叠球菌(sarcina) 杆菌(bacillus) 不同杆菌的大小、长短、粗细很不一致。不同杆菌的大小、长短、粗细很不一致。 炭疽芽胞杆菌 3

3、-10 m 大中 大肠埃希菌 2-3 m 小 布鲁菌 0.6-1.5 m 螺形菌(spiral bacterium) 弧菌弧菌 螺菌螺菌 螺杆菌螺杆菌 2.基本结构 (1）细胞壁：主要功能、主要成分、革兰氏阴性菌和阳性菌的比较。 （2）细胞膜: 或称胞膜,细胞壁内侧，包绕在细菌胞浆外的具有弹性的半渗透性脂质双 层生物膜。主要由磷脂及蛋白质 构成 . （3）细胞质：核蛋白体、质粒、 胞质颗粒。 （4）核质:或拟核 是细菌的遗传物质， 决定细菌的遗传特征 1)细胞壁细胞壁:是细菌细胞外层结构,一层较厚（580nm）、质量均匀的网状结 构主要功能是维持菌体固有的外形,并保护细菌抵抗低渗环境. 细胞壁

4、主要 成分为肽聚糖又称粘肽.肽聚糖为原核细胞型微生物所特有的物质和共同特 征. n根据细菌对革兰氏染色法反应,可将其分为革兰氏阳性菌与革兰氏阴性 菌.而这两种细菌区别与其细胞壁的性质密切相关. n革兰氏阳性菌与革兰氏阴性菌细胞壁结构的比较 特征: 革兰氏阳性菌 革兰氏阴性菌 强度 : 较坚韧 较疏松 厚度: 厚，2080nm 薄，510nm 肽聚糖层数: 多，可达50层 少，13层 肽聚糖含量: 多，可占胞壁干重5080% 少，占胞壁干重1020% 磷壁酸 : + - 外膜: - + 结构: 三维空间（立体结构） 二维空间（平面结构） 肽聚糖肽聚糖(peptidoglycan) 革兰阳性菌肽聚

5、糖革兰阳性菌肽聚糖聚糖骨架、四肽侧链、五肽交联桥聚糖骨架、四肽侧链、五肽交联桥 青霉素作用点青霉素作用点 溶菌酶作用点溶菌酶作用点 N-乙酰葡糖胺乙酰葡糖胺 N-乙酰胞壁酸乙酰胞壁酸 革兰阴性菌肽聚糖革兰阴性菌肽聚糖聚糖骨架、四肽侧链聚糖骨架、四肽侧链 肽聚糖肽聚糖(peptidoglycan) 青霉素抗生素作用机理 n凡能破坏肽聚糖结构或抑制其合成的物质，都能损伤细胞壁而使 细菌变形或杀伤细菌青霉素和头孢菌素能与细菌竞争合成胞壁过 程所需的转肽酶，抑制四肽侧链上D-丙氨酸与五肽桥之间的联结， 使细菌不能合成完整的细胞壁，可导致细菌死亡。人和动物细胞 无细胞壁结构，亦无肽聚糖，故溶菌酶和青霉素

6、对人体细胞均无 毒性作用。 n革兰阴性菌细胞壁的脂质双层结构，除了转运营养物质外，还有 屏障作用，能阻止多种物质透过，抵抗许多化学药物的作用，所 以革兰氏阴性菌对溶菌酶、青霉素等比革兰氏阳性具有较大的抵 抗力 . n革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌的细胞壁结构显著不同，导致这两 类细菌在染色性、抗原性、毒性、对某些药物的敏感性等方面的 很大差异。 n所以对临床标本涂片革兰氏染色初报告对临床感染选择性用药有 一定的参考意义! n维持菌体固有的形态 n保护细菌抵抗低渗环境 n参与菌体内外的物质交换 n菌体表面带有多种抗原分子，可诱 发机体的免疫应答。 细细 胞胞 壁壁 的的 功功 能能 细菌型因缺乏完整

7、的细胞壁，细菌型因缺乏完整的细胞壁， 不能维持其固有的形态，呈现高度多不能维持其固有的形态，呈现高度多 形性，均为革兰染色阴性。在低渗的形性，均为革兰染色阴性。在低渗的 环境下，很容易吸水胀裂死亡，但在环境下，很容易吸水胀裂死亡，但在 高渗环境中仍可生存和分裂繁殖。高渗环境中仍可生存和分裂繁殖。 细胞壁缺陷型细菌称为细菌细胞壁缺陷型细菌称为细菌L L型型 n细菌细胞壁缺陷型或细菌细胞壁缺陷型或L型型(bacterial L form)：细细 胞壁受损后仍能生长和分裂的细菌。在一般环境胞壁受损后仍能生长和分裂的细菌。在一般环境 中不能耐受菌体内的高渗透压而将会涨破死亡。中不能耐受菌体内的高渗透压

8、而将会涨破死亡。 在高渗环境下，仍可存活。在高渗环境下，仍可存活。 n革兰阳性菌细胞壁缺失后，原生质仅被一层细胞革兰阳性菌细胞壁缺失后，原生质仅被一层细胞 膜包住膜包住原生质体原生质体(protoplast)。 n革兰阴性菌肽聚糖层受损后尚有外膜保护革兰阴性菌肽聚糖层受损后尚有外膜保护原原 生质球生质球(spheroplast)。 n某些某些L型仍有一定的致病力，通常引起慢性感染。型仍有一定的致病力，通常引起慢性感染。 细菌细胞壁缺陷型（细菌细菌细胞壁缺陷型（细菌L型）型） 细菌细菌L L型呈高度多形性，大小不一。着色不匀，无论其型呈高度多形性，大小不一。着色不匀，无论其 原为革兰阳性或阴性菌

9、，形成原为革兰阳性或阴性菌，形成L L型大多染成革兰阴性。型大多染成革兰阴性。 细菌细菌L型的形态和染色性型的形态和染色性 蜡样芽胞杆菌蜡样芽胞杆菌L型的镜下形态型的镜下形态 （多形性）（多形性） n细菌细菌L型生长缓慢，营养要求高，对渗透压敏感，普通营养型生长缓慢，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。基上不能生长，培养时必须用高渗的含血清的培养基。 n细菌细菌L型在高渗的含血清的培养基上生长后形成三种类型的型在高渗的含血清的培养基上生长后形成三种类型的 菌落。菌落。 细菌细菌L型的培养特性和菌落形态型的培养特性和菌落形态 丝状菌落丝状菌落 颗粒

10、型菌落颗粒型菌落 油煎蛋样菌（典油煎蛋样菌（典 型型L型菌落）型菌落） 2)细胞膜细胞膜 n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。 n细菌细胞膜的功能与真核细胞者类似，主要有物质转 运、生物合成、分泌和呼吸等作用。 n细菌细胞膜可形成一种特有的结构， 称为中介体。 n中介体：中介体：是部分细胞膜内陷、折叠、是部分细胞膜内陷、折叠、 卷曲形成的囊状物，多见于革兰阳性菌。卷曲形成的囊状物，多见于革兰阳性菌。 其功能类似于真核细胞的线粒体，其功能类似于真核细胞的线粒体， 故亦称为线粒体故亦称为线粒体(chondroid) 中介中介 体体 n核糖体：核糖体：细菌

11、合成蛋白质的场所，游离存在于蛋白质 中。 n质粒：质粒：染色体外的遗传物质，存在于细胞质中。为闭 合环状的双链DNA，控制细菌某些特定的遗传特性。 n细菌细胞质中含有多种颗粒，大多为贮藏的营养物质。 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。常见于白喉棒状杆菌，位于菌体两端，故又 称极体，有助于鉴定。 3)细胞质细胞质 4)核质核质:为细菌遗传物质中心为细菌遗传物质中心 细菌是原核细胞，不具有成形的核。细菌 的遗传物质称为核质或拟核，无核膜、核 仁和有丝分裂器。功能与真核细胞的染色 体相似。 核质由单一密闭环状DNA分子反复回旋卷

12、 曲盘绕组成松散网状结构。 3.特殊结构 （1）荚膜：抗原性、抗吞噬性、贮存水分。 （2）鞭毛：抗原性（H抗原）、运动器官。 （3）菌毛：普通菌毛和性菌毛。(粘附作用) （4）芽胞：强大的抵抗力。(灭菌效果指标) 3. 特殊结构特殊结构 3.1）荚膜）荚膜 (capsule) 荚膜荚膜：某些细菌在其细胞壁外包绕一层黏液性物质，某些细菌在其细胞壁外包绕一层黏液性物质， 为疏水性多糖或蛋白质的多聚体，用理化方法去除后并不为疏水性多糖或蛋白质的多聚体，用理化方法去除后并不 影响细胞的生命活动。影响细胞的生命活动。 肺炎链球菌荚膜 荚膜荚膜 n抗吞噬作用：抗吞噬作用：荚膜具有抵抗宿主吞噬细胞的作荚膜具

13、有抵抗宿主吞噬细胞的作 用，因而荚膜是病原菌的重要毒力因子。用，因而荚膜是病原菌的重要毒力因子。 n粘附作用粘附作用：荚膜多糖可使细菌彼此之间粘连，荚膜多糖可使细菌彼此之间粘连， 也可粘附于组织细胞或无生命物体表面，形成也可粘附于组织细胞或无生命物体表面，形成 生物膜，是引起感染的重要因素。生物膜，是引起感染的重要因素。 n抗有害物质的损伤作用：抗有害物质的损伤作用：荚膜处于细胞的最外荚膜处于细胞的最外 层，有保护菌体避免和减少受有害物质的损伤层，有保护菌体避免和减少受有害物质的损伤 作用。作用。 荚膜的功能荚膜的功能 3. 特殊结构特殊结构 3.2）鞭毛）鞭毛 (flagellum) 许多细

14、菌在菌体上附有细长并呈波状弯曲的丝状物，称为许多细菌在菌体上附有细长并呈波状弯曲的丝状物，称为鞭毛鞭毛， 是细菌的运动器官。是细菌的运动器官。 鞭毛需用电子显微镜观察，或经特殊染色法使鞭毛增粗后才能在鞭毛需用电子显微镜观察，或经特殊染色法使鞭毛增粗后才能在 光镜下看到。光镜下看到。 鞭毛菌分类鞭毛菌分类 单毛菌单毛菌 双毛菌双毛菌 丛毛菌丛毛菌 周毛菌周毛菌 n鞭毛是运动器官。 n鞭毛有抗原性。 鞭毛的功能鞭毛的功能 n 菌毛菌毛: 许多革兰阴性菌和少数革兰阳性菌菌体表面存在着一许多革兰阴性菌和少数革兰阳性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。种比鞭毛更细、更

15、短而直硬的丝状物，与细菌的运动无关。 n菌毛蛋白具有抗原性。菌毛蛋白具有抗原性。 n根据功能不同，菌毛可分为普通菌毛和性菌毛两类。根据功能不同，菌毛可分为普通菌毛和性菌毛两类。 n菌毛在普通光学显微镜下看不到，必须用电子显微镜观察。菌毛在普通光学显微镜下看不到，必须用电子显微镜观察。 3. 特殊结构特殊结构 3.3）菌毛）菌毛 (filus/fimbriae) n芽胞芽胞：某些细菌在一定的环境条件下，能在菌体内某些细菌在一定的环境条件下，能在菌体内 部形成一个圆形或卵圆形小体，是细菌的休眠形式。部形成一个圆形或卵圆形小体，是细菌的休眠形式。 芽胞形成后细菌即失去繁殖能力。芽胞形成后细菌即失去繁

16、殖能力。 n产生芽胞的都是革兰阳性菌。产生芽胞的都是革兰阳性菌。 3. 特殊结构特殊结构 3.4）芽胞）芽胞 (spore) n细菌形成芽胞的能力是由菌体内的芽胞基因决细菌形成芽胞的能力是由菌体内的芽胞基因决 定的。芽胞一般只在动物体外才能形成，其形定的。芽胞一般只在动物体外才能形成，其形 成条件因菌种而异。成条件因菌种而异。 n一个细菌只形成一个芽胞，一个芽胞发芽也只一个细菌只形成一个芽胞，一个芽胞发芽也只 生成一个菌体，细菌数量并未增加，因而芽胞生成一个菌体，细菌数量并未增加，因而芽胞 不是细菌的繁殖方式。与芽胞相比，未形成芽不是细菌的繁殖方式。与芽胞相比，未形成芽 胞而具有繁殖能力的菌体

17、可称为胞而具有繁殖能力的菌体可称为繁殖体繁殖体 芽胞的形成与发芽芽胞的形成与发芽 芽胞的大小、形状、位置等随菌种而异，有重要的芽胞的大小、形状、位置等随菌种而异，有重要的 鉴别意义。鉴别意义。 炭疽芽胞杆菌 肉毒梭菌肉毒梭菌 破伤风梭菌破伤风梭菌 n芽胞的抵抗力强，可在自然界中存在多年，是重要芽胞的抵抗力强，可在自然界中存在多年，是重要 的传染源。但芽胞并不直接引起疾病，只有发芽成的传染源。但芽胞并不直接引起疾病，只有发芽成 为繁殖体后，才能迅速大量繁殖而致病。为繁殖体后，才能迅速大量繁殖而致病。 n芽胞抵抗力强，故应以杀灭芽胞作为可靠的灭菌指芽胞抵抗力强，故应以杀灭芽胞作为可靠的灭菌指 标。

18、标。 n芽胞抵抗力强的原因：芽胞抵抗力强的原因： (1)芽胞含水量少，蛋白质芽胞含水量少，蛋白质 受热后不易变性。受热后不易变性。 (2)芽胞具有多层致密的厚膜，芽胞具有多层致密的厚膜， 理化因素不易透入。理化因素不易透入。 (3)含有的含有的DAP与钙结合的盐与钙结合的盐 能提高芽胞中各种酶的稳定性。能提高芽胞中各种酶的稳定性。 芽胞的功能芽胞的功能 n显微镜放大法显微镜放大法细菌形体微小，肉眼不能 直接看到，必须借助显微镜（普通光学显微镜、 电子显微镜）放大后才能观察。 n染色法染色法细菌体小半透明，经染色后才能 观察较清楚。 4. 细菌形态与结构检查法细菌形态与结构检查法 普通光学显微镜的分辨率为普通光学显微镜的分辨率为0.25um。一般细菌都大于。一般细菌都大于 0.25um，故可用普通光学显微镜观察。，故可用普通光学显微镜观察。 普通光学显微镜普通光学显微镜 显微镜放大法显微镜放大法 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。 电子显微镜电子显微镜 肺炎链球菌荚膜 荚膜 显微镜放大法显微镜放大法 n革兰染色法：革兰染色法： 结晶紫 碘液 95%乙醇 复红 染色法染色法 革兰阳性革兰阳性 革兰阴性革兰阴性 革兰氏染色原理 n细菌染色的机理尚未完全阐明,目前有多个学说包括:物理学说、 化学学说、等电