细菌特殊模式构造

1、特殊构造特殊构造特殊构造归纳鞭毛 长在各种原核生物细胞表面长丝状、波曲形具有运动能力的蛋白质附属称为鞭毛。其数目为一条至数十条，能通过快速旋转推动细胞运动。鞭毛运动能增强细菌对宿主的侵害，因运动往往有化学趋向性，可避开有害环境或向高浓度环境的方向移动。 每根鞭毛由固定于细胞表面的基体、游离的钩形鞘和鞭毛丝基体、游离的钩形鞘和鞭毛丝三部分组成。 具有鞭毛的细菌大多是弧菌、弧菌、杆菌和个别球菌。杆菌和个别球菌。鞭毛的观察 电子显微镜直接观察 长：1520MM直径：0.010.02MM 光学显微镜下观察： 鞭毛染色和暗视野观察 鞭毛染色的基本原理：即在染色前先用媒染剂(如单宁酸或明矾钾)处理，让它沉

2、积在鞭毛上，使鞭毛直径加粗，然后再进行染色（如碱性复红、硝酸银、结晶紫）。常用的媒染剂由丹宁酸和氯化高铁或钾明矾等配制而成。 根据培养特征： 半固体穿刺，菌落形态鞭毛类型 根据鞭毛的数量和部位，可将鞭毛菌分成4类：单毛菌单毛菌：只有一根鞭毛，位于菌体一端，如霍乱弧菌；双毛菌双毛菌：菌体两端各有一根鞭毛，如空肠弯曲菌；丛毛菌丛毛菌：菌体一端或两端有一丛鞭毛，如铜绿假单胞菌；周毛菌周毛菌：菌体周身遍布许多鞭毛，如伤寒沙门菌。单端鞭毛单端鞭毛端生丛毛端生丛毛周生鞭毛周生鞭毛两端生鞭毛两端生鞭毛鞭毛的构造革兰氏阴性革兰氏阳性 G菌：L环、P环、S环、M环 G+菌：S环，M环 鞭毛丝鞭毛丝：中空螺旋状、

3、丝状结构，球蛋白亚基螺旋排列中空螺旋状、丝状结构，球蛋白亚基螺旋排列。 鞭毛钩：鞭毛钩：又称钩形鞘，是连接鞭毛丝和基体的一个弯曲筒状部分，蛋白质亚基组成。又称钩形鞘，是连接鞭毛丝和基体的一个弯曲筒状部分，蛋白质亚基组成。 基体：基体：由若干个盘状物即环组成。由若干个盘状物即环组成。鞭毛的生长 鞭毛的生长方式是在其顶部延伸。 鞭毛蛋白，3万6万DOLTON，不同种由不同球蛋白分子亚基构成，有些含多糖、类脂等，为极好抗原。鞭毛运动与细菌的趋避性运动鞭毛运动与细菌的趋避性运动 化学趋避性运动化学趋避性运动：细菌对某化学物质敏感，通过运动聚集于该物质的高浓度区域或低浓度区域。 氧氧趋避性趋避性运动运动

4、：好氧细菌根据氧气充足区域进行分布。 光光趋避性趋避性运动运动：有的细菌能区别不同波长的光而集中在一定波长光区内。 趋磁运动或趋磁运动或趋磁性趋磁性：趋磁细菌根据磁场方向进行分布。 运动速度运动速度：鞭毛菌的运动速度极高，每秒高达2080UM ，最高100UM （每分钟达到3000倍体长）！ 运动方式运动方式：通过拴菌实验，发现细菌只能在载玻片上不断打转。说明鞭毛运动的机制是高速旋转。菌毛 就是以前我们所说的纤毛，也称伞毛、线毛、须毛，是一种长在细菌体表的纤细、中空、短直且数量较多的蛋白质类附属物，有使菌体附着于物体表面上的功能。不具有运动功能，但与菌的致病性吸附等有关 每个细菌约有25030

5、0条菌毛。有菌毛的细菌一般以革兰氏阴性致病菌居多，借助菌毛可把它们牢固地粘附牢固地粘附于宿主的呼吸道、消化道、泌尿生殖道等的粘膜上，进一步定植和致病。 菌毛在普通光学显微镜下看不到,必须用电子显微镜观察。菌毛直径大约37NM，长度约为0.56UM，有些菌毛可长达20UM。其化学组成是菌毛蛋白，与鞭毛相似。也源于细胞质膜内侧基粒上。菌毛不具备运动功能，也见于非运动的细胞中。因机械因素而失去菌毛的细菌很快又能形成新的菌毛，因此认为菌毛可能经常脱落并不断更新。 菌毛类型很多，根据菌毛功能可将其分为两大类：普通菌毛和性菌毛。普通菌毛 数目多，短粗，有黏附作用，与致病性有关。 普通菌毛长0.31.0UM

6、，直径7NM，可增加细菌吸附于其他细胞或物体的能力。例如肠道菌的I型菌毛，它能牢固的吸附在动植物、真菌以及多种其他细胞上，包括人的呼吸道、消化道和泌尿道的上皮细胞上；有的能吸附于红细胞上，引起红细胞凝集；有的是噬菌体的吸附位点。菌毛的这种吸附性可能对细菌在自然环境中的生活有着某种意义。性菌毛 仅见于少数革兰阴性菌，比普通菌毛略微稍粗，中空呈管状，数量少，一个菌体只有14根，通常由质粒编码。带有性菌毛的细菌具有致育能力，称为F+菌或者雄性菌。无性菌毛的细菌称为F-菌或雌性菌。 性菌毛是在性质粒（F因子）控制下形成的，故又称F-菌毛（F-PILI）。性菌毛是细菌传递游离基因的器官，作为细菌接合时遗

7、传物质的通道。现在很多学者趋向于用纤毛表示普通菌毛，而菌毛多指性菌毛。F+菌体内的质粒或染色体DNA可通过中空的性菌毛进入F-菌体内，这个过程称为接合（CONJUGATION）。细菌的毒性及耐药性等性状可通过此方式传递，这是某些肠道杆菌容易产生耐药性的原因之一。性菌毛机制作用 菌毛的主体由蛋白质“菌毛蛋白”通过聚合作用形成，当然其它蛋白，如菌毛与细胞膜结合处的蛋白质和促进菌毛组合蛋白质在菌毛的结构与形成中也有重要作用。 可以带给细菌接合能力的质粒一般携带有性菌毛的基因，一般不同的质粒所携带的性菌毛的基因有所不同，但有的却非常相似。在最著名的F质粒中，性菌毛及相关蛋白质由操纵子编码。 大量的实验

8、证据显示，接合时，性菌毛与与接受细胞上的受体蛋白结合，去聚合作用产生，性菌毛缩短，将两个细胞拉近，细胞与细胞间建立起一道细胞质的桥梁，质粒可通过这道桥转移到另一个细胞中。交换质粒可使细胞获得新的功能，如抗生素抗性。这个过程极为复杂，其中涉及的蛋白质和过程还处于研究之中细菌细胞壁以外的构造糖被 糖被包被于某些细菌细胞壁外的一层厚度不定的透明胶状物质。糖被的有无、厚薄除与菌种的遗传性相关外，还与环境尤其是营养条件密切相关。糖被按其有无固定层次、层次厚薄又可细分为大荚膜、微荚膜、黏液层和菌胶团等数种。 荚膜的含水量很高，经脱水和特殊染色后可在光镜下看到。在实验室中，若用炭黑墨水对产荚膜细菌进行负染色

9、（即背景染色），也可方便地在光镜下观察到荚膜，而黏液层则无此特性。 糖被的成分一般是多糖，少数是蛋白质或多肽，也有多糖与多肽复合型的。糖被的分类 根据糖被的形状和厚度的不同，将根据糖被的形状和厚度的不同，将荚膜分为四类：荚膜分为四类： 大荚大荚膜膜：粘液状物质具有一定外形，相对稳定地附着在细胞壁外，厚度粘液状物质具有一定外形，相对稳定地附着在细胞壁外，厚度：0.20.2UM。v微荚膜微荚膜：粘液状物质较薄，厚度：粘液状物质较薄，厚度：0.20.2UM, ,与细胞与细胞表面牢固结合。表面牢固结合。v粘液粘液层层：粘液物质没有明显的边缘，比荚膜松散粘液物质没有明显的边缘，比荚膜松散, ,可向周围环

10、境中扩散可向周围环境中扩散, ,增大黏性。增大黏性。v菌胶团菌胶团: :包裹在细胞群体上的胶状物质包裹在细胞群体上的胶状物质。荚膜的观察荚膜的生理功能 1、荚膜富含水分，可保护细胞免于干燥；、荚膜富含水分，可保护细胞免于干燥； 2、能抵御吞噬细胞的吞噬；、能抵御吞噬细胞的吞噬； 3、为主要表面抗原（、为主要表面抗原（K抗原），是有些病原菌的毒力因子；抗原），是有些病原菌的毒力因子； 4、能保护菌体免受噬菌体和其他物质（溶菌酶和补体）的侵害；、能保护菌体免受噬菌体和其他物质（溶菌酶和补体）的侵害； 5、是某些病原菌必须的粘附因子；、是某些病原菌必须的粘附因子； 6、贮藏养料，是细胞外碳源和能源的

11、储备物质贮藏养料，是细胞外碳源和能源的储备物质荚膜在生产实践中的关系 应用：应用：荚膜也可以成为有价值的材料。如荚膜也可以成为有价值的材料。如：肠系膜明串珠菌肠系膜明串珠菌的的葡聚糖荚膜葡聚糖荚膜已用于生产已用于生产代血浆的主要成分代血浆的主要成分右旋糖酐和葡聚糖凝胶制剂；右旋糖酐和葡聚糖凝胶制剂； 从从野菜黄单野菜黄单胞菌胞菌荚膜荚膜提取黄原胶，它是优良的食品添加剂，又是石油开采中提取黄原胶，它是优良的食品添加剂，又是石油开采中优良的压浆优良的压浆剂剂； 用产菌用产菌胶团的菌进行胶团的菌进行污水处理等；污水处理等； 通过荚膜的血清通过荚膜的血清学反应进行细菌鉴定（荚膜膨胀试验）。学反应进行细

12、菌鉴定（荚膜膨胀试验）。 危害：危害：食品变质发粘；增强致病力；造成严重龋齿等。食品变质发粘；增强致病力；造成严重龋齿等。荚膜与菌落的关系 光滑型菌光滑型菌落落产荚膜的细菌在固体培养基上形成的菌落表面产荚膜的细菌在固体培养基上形成的菌落表面湿润、有光泽、呈粘液状，称湿润、有光泽、呈粘液状，称S-型菌落型菌落。 粗糙型菌粗糙型菌落落不产荚膜的细菌形成的菌落表面干燥、粗糙、不产荚膜的细菌形成的菌落表面干燥、粗糙、称称R-型菌落。型菌落。荚膜形成条件（1）荚膜的形成是微生物的遗传特征之一，是）荚膜的形成是微生物的遗传特征之一，是“种种”的特征。但的特征。但不是细菌的必要结构，失去荚膜的菌株照样能够生

13、活。不是细菌的必要结构，失去荚膜的菌株照样能够生活。 (2)荚膜的形成与组成明显受培养基成分和培养条件的影响荚膜的形成与组成明显受培养基成分和培养条件的影响（与环境密切相关）。（与环境密切相关）。 如如肠膜明串肠膜明串珠菌以珠菌以蔗糖为碳源时合成葡聚糖成蔗糖为碳源时合成葡聚糖成分的荚膜分的荚膜 。芽孢（备注） 芽孢囊（SPORANGIUM），母细胞的空壳； 孢外壁（EXSOSPORIUM），母细胞残留物，主要由脂蛋白组成，含少量氨基糖，透性差； 芽孢衣（SPORE COAT），约3NM，层次多（315层），主要由疏水性角蛋白和少量磷脂蛋白组成，芽孢衣对溶菌酶、蛋白酶、表面活性剂有很强的抗性，对

14、多价阳离子渗透性很差； 皮层（CORTEX），占芽孢体积的3660%，含有大量芽孢皮层特有的芽孢肽聚糖，特点是呈纤维束状、交联度小、负电荷强、可被溶菌酶水解，皮层中还含有占芽孢干重710%的DPA-CA（吡啶二羧酸钙盐），不含磷壁酸。皮层的渗透压可高达20个大气压左右，含水量约70%，略低于营养细胞（约80%），而比芽孢的平均含水量（约40%）高出许多； 核心（CORE ，包括芽孢壁、芽孢膜、芽孢质、核区）等结构，又称芽孢原生质体，含水量极低，与一般细胞的区别仅为芽孢壁中不含磷壁酸，芽孢质中含有DPA-CA。细菌的休眠体芽孢 芽孢是某些细菌在其生活史后期在细胞内形成的一个抗逆性极强的休眠体，呈

15、圆形或椭圆形，壁厚，含水量低，对热、辐射和化学药物有很强的抗性。因每一营养细胞仅形成一个芽孢，故芽孢无繁殖功能。芽胞成熟后可自行从芽胞囊中释放出来。因芽胞的形成都是在细胞内，故又称内生孢子。芽孢的构造和各部分功能名称名称主要成分主要成分生理功能生理功能芽外壁脂蛋白隔绝内外物质渗透芽孢衣疏水性角蛋白抗酶解，抗药物，阻止多价阳离子渗透皮层芽孢肽聚糖，DPACa渗透压高，可使芽孢核心失水并保持干燥核心芽孢壁肽聚糖可发展成新细胞的细胞壁芽孢质膜磷脂，蛋白质可发展成新细胞的细胞质膜芽孢质DPACa，核糖体，RNA，酶类可发展成新细胞的细胞质核区DNA遗传信息的载体DPA-Ca：钙-吡啶二羧酸能形成芽孢的

16、细菌种类能形成芽孢的细菌种类在杆菌中能形成芽孢的种类在杆菌中能形成芽孢的种类较多较多，而而在在球菌和螺旋菌中只有球菌和螺旋菌中只有少数少数菌种菌种可形成芽孢。可形成芽孢。产生芽孢的几个属：产生芽孢的几个属：( (BACILLUS)BACILLUS)芽孢杆菌属芽孢杆菌属( (CLOSTRIDIUM)CLOSTRIDIUM)梭状芽孢杆菌属梭状芽孢杆菌属(SPOROSARCINA)(SPOROSARCINA)芽孢八叠球菌属芽孢八叠球菌属芽孢的形成过程芽孢的形成过程轴丝形成形成前芽孢前芽孢隔膜形成前芽孢发育成熟芽孢形成芽孢囊裂解 核物质融合成轴丝状（杆状）。在细胞中央或一端，细胞膜内陷形成隔膜包围核物质，产生一个小细胞。小细胞被原来的细胞膜包围，生成前孢子。前孢子实质上是一个被两层同心膜包围着的原生质体。在光学显微镜下观察未染色的活细菌，可以看到前孢子是一个清亮的、与菌体其他部分明显不同的区域。前孢子再被多层膜包围，如皮层、孢子衣等，最后成为成熟的芽孢，由于细胞壁的溃溶而释放出来。芽孢的本质 即不是细菌生活周期的必经阶段，也不是细菌繁殖的一种形式，即不是细菌生活周期的必经阶段，也不是细菌繁殖的一种形式，又不是对环境的消极反应，而又不是对环境的消极反应，而是一种生命形式是一种生命形式，一种独立的休，一种独立的休眠体眠体。伴胞伴胞晶