1细菌的形态与结构

1、 中篇 医学微生物学1第一篇 细菌学 2第一章 细菌的形态与结构目的要求： 掌握细菌的三种基本形态，细菌的基本结构、特殊结构及其医学意义； 掌握G+和G细菌的细胞壁结构的异同点。3细 菌原核细胞型微生物 单细胞具有细胞壁二分裂繁殖4第一节 细菌的大小与形态大小: 测量单位m 基本形态球菌杆菌 螺形菌51. 球菌 (coccus)61. 球菌 (coccus)72. 杆菌 (bacillus)82. 杆菌 (bacillus)93. 螺形菌 (spiral bacterium)103. 螺形菌 (spiral bacterium) 螺菌 (spirillum)弧菌(vibrio)11第二节 细菌

2、的结构基本结构 细胞壁 细胞膜 细胞质 核质特殊结构 荚膜 芽胞 鞭毛 菌毛 细胞壁细胞质细胞膜核质荚膜芽胞鞭毛菌毛12一、细菌的基本结构13 （一）细胞壁( Cell Wall)位于细菌细胞的最外层，包绕在细胞膜的周围。组成较复杂，并随不同细菌而异。 用革兰染色法可将细菌分为两大类，即革兰阳性菌和革兰阴性菌。 141. 化学成分： A. 共有成分肽聚糖(peptidoglycan) （一）细胞壁( Cell Wall)15肽聚糖(peptidoglycan)结构： N乙酰葡糖胺N乙酰胞壁酸-1,4 糖苷键交替联结 聚糖支架 四肽侧链 五肽桥联结于N乙酰胞壁酸组成和联结方式因菌种而异联结于四肽

3、侧链 仅存在于G+菌由5个甘氨酸组成16革兰阳性菌 聚糖骨架、四肽侧链、五肽交联桥 三维立体结构，坚固 革兰阴性菌 聚糖骨架、四肽侧链 二维平面结构，疏松肽聚糖17肽聚糖结构模式图革兰阳性菌革兰阴性菌18革兰阳性菌革兰阴性菌19肽聚糖(peptidoglycan)功能及医学意义： 构成坚韧的细胞壁结构： G+菌1550层，三维结构 G-菌 12层，二维结构 抗菌药物作用的靶位： 例如： 青霉素抑制肽聚糖合成 溶菌酶破坏-1,4糖苷键 20青霉素溶菌酶21课外知识趣味故事 1929年弗来明意外的发现污染的青霉菌在固体培养基上可抑制葡萄球菌的生长。1940年Florey提取出了青霉素纯品，开创了使

4、用抗生素治疗感染性疾病的新时代，引发了第二次医学革命。1945年两人获得诺贝尔奖。Alexander Fleming想一想吧为什么青霉素能杀灭细菌，却不会损伤人体细胞？221. 化学成分： A. 共有成分肽聚糖 B. 特有成分 G+菌磷壁酸 G-菌外膜 （一）细胞壁( Cell Wall)23磷壁酸(teichoic acid)结构:A.化学成分核糖醇或甘油残基磷酸二酯键核糖醇型甘油型B.结合部位膜磷壁酸(脂磷壁酸 lipoteichoic acid ,LTA)壁磷壁酸(多聚物)24磷壁酸结构模式图25磷壁酸(teichoic acid) 功能及医学意义： 维持离子平衡 稳定表面结构 与膜保持

5、联系 粘附作用 与致病性有关 是重要的表面抗原 用于血清学分型、鉴定26革兰阳性菌细胞壁结构模式图271. 化学成分： A. 共有成分肽聚糖 B. 特有成分 G+菌磷壁酸 G-菌外膜 （一）细胞壁( Cell Wall)28革兰阴性菌细胞壁结构模式图29外膜(outer membrane) 结构30脂类A核心多糖寡糖重复单位LPS31脂多糖（lipopolysaccharide，LPS） （1）脂质A（lipid A） 为一种糖磷脂，由D-氨基葡萄糖双糖组成的基本骨架，不同细菌骨架一致。内毒素毒性与生物学活性成分 无种属特异性（2）核心多糖（core polysaccharide）位于脂质A的

6、外层有属特异性，同一属细菌相同 （3）特异多糖（specific polysaccharide）最外层，由数个至数十个低聚糖（35个单糖）重复单位所构成的多糖链。是革兰阴性菌的菌体抗原（O抗原），具有种特异性 32外膜(outer membrane) 功能及医学意义：纳泄作用选择性通透代谢物质屏障作用防止药物等毒性物质入内致病作用LPS的脂质A有毒性作用抗原作用特异多糖可分型、鉴定细菌受体作用有噬菌体、性菌毛和细菌素 的受体33G+菌与G-菌细胞壁结构比较 G+菌G-菌34G+菌与G-菌细胞壁结构比较 强度 厚度 肽聚糖层数 肽聚糖含量 肽聚糖结构 糖含量 磷壁酸 外膜特征 G+菌 G-菌 较

7、坚韧 较疏松 厚，2080nm 薄，510nm多，可达50层 少，13层多，占胞壁干重5080% 少，占胞壁干重1020%三维空间（立体结构） 二维空间（平面结构） 约45% 15-20% + +352、细胞壁的功能及医学意义维持菌体固有的形态,并保护细菌抵抗 低渗环境参与菌体内外的物质交换屏障与保护作用决定细菌某些重要特性: 致病性 免疫原性 药物敏感性 染色性（革兰染色）36G+ 菌与G- 菌的差别及与细胞壁的关系项目 革兰阳性菌 革兰阴性菌 细胞壁的关系染色性紫色 红色 细胞壁对酒精的通透性抗原性 主要为磷壁酸 主要为外膜细胞壁的化学组成不同毒性 无内毒素有内毒素 内毒素为G-菌细胞壁成

8、分对青霉素的作用有效 无效 作用部位为肽聚糖 五肽交联桥对溶菌酶的作用有效 无效 作用部位为肽聚糖 聚糖骨架37革兰氏染色法方法：（1）制片： 涂片干燥固定（2）染色： 结晶紫初染碘液媒染 95%酒精脱色石炭酸复红 复染。结果：染成紫色的为G+菌； 染成红色的为G-菌知识小帖示38原理：与细菌细胞壁的结构有关物理学说：G+菌细胞壁结构致密，脂质少，乙醇不易渗入，结晶紫-碘复合物也不易洗出；G菌细胞壁结构疏松，含大量脂质，乙醇溶解脂质而渗入细胞脱色。化学学说：G+菌等电点（pH2-3）比G菌等电点（pH4-5）低，因此在同一pH条件下，G+菌比G菌所带负电荷多，与碱性染料结合牢固。革兰氏染色法3

9、9细菌L型（bacterial L form） 概念：当细菌细胞壁受到某种理化因素或药物作用时，使细胞壁损伤，细胞壁受损的细菌能够生长和分裂者，称为细胞壁缺陷型细菌，也称细菌L型。形成条件：溶菌酶、青霉素、胆汁、溶葡萄球菌素、抗体、补体等40生物学特性：形态：多形性染色性：革兰阴性培养：高渗培养、生长缓慢、荷包蛋样菌落（0.1mm)回复：初形成时，去除影响因素后可回复 多次传代后，不易回复与医学的关系： 致病性，常引起慢性和反复发作的感染4142荷包蛋样（L型）43葡萄球菌L型A.临床标本分出的丝状L型菌落 扫描电镜10000B.丝状L型菌落回复后扫描电镜1000044 （二）细胞膜（cell

10、 membrane） 细胞壁内侧，包绕细胞质结构：磷脂、蛋白质 不含胆固醇45 （二）细胞膜（cell membrane） 1.功能：物质转运作用呼吸作用生物合成作用：青霉素结合蛋白参与细菌分裂：中介体462.重要结构： 中介体(mesosome) 是部分细胞膜内陷、折叠、卷曲形成的囊状物，多见于革兰阳性细菌 。功能类似于真核细胞的线粒体，故又称为拟线粒体。 青霉素结合蛋白 （penecillin-binding proteins, PBP） 是参与细胞壁肽聚糖合成的酶类。 （二）细胞膜（cell membrane） 47（三）细胞质 (cytoplasm)1.概念：细胞膜包裹的溶胶状物质，或

11、称原生质（protoplasm），由水、蛋白质、脂类、核酸及少量糖和无机盐组成，其中含有许多重要结构。 2. 主要内容物:核糖体 (ribosome)70s 30s (链霉素) ;50s (红霉素) 80s 40s；60s链霉素红霉素48胞质颗粒 异染颗粒 RNA、多偏磷酸盐 嗜碱，着色深 诊断价值（白喉棒状杆菌）质粒（plasmid） 是染色体外的遗传物质 ，为闭合环状的双链DNA分子，控制细菌的某些特定的遗传形状，如菌毛、耐药性、细菌素和毒素的产生。49表 1-4 细菌质粒所能控制的性状 细菌质粒性状 大肠杆菌中的 F 因子 使宿主产生性纤毛，决定细菌的“性别”大肠杆菌中的 Col 因子

12、产生一种蛋白质类杀菌素大肠杆菌素大肠杆菌中的 Ent 因子 产生肠毒素 大肠杆菌中的 Hty 因子 决定溶血素的产生大肠杆菌中的 RYB 质粒 可使宿主产生限制性内切酶与甲基化酶许多 G 细菌中的 R 因子 抗磺胺药与多种抗生素金黄色葡萄球菌中的 P 1258 因子 抗 Cd + 、 Hg + 等重金属离子 金黄色葡萄球菌中的 PZA10 产生内毒素 B 假单胞菌中的质粒 能降解某些复杂的有机物 根癌病农杆菌中的 Ti 质粒 能使感染植株产生根癌病细菌质粒所能控制的性状 50（四）核 质 (nuclear material)或拟核（nucleoid)原核细胞，不具成形的核。遗传物质称为核质或拟

13、核（nucleoid）。一般为单倍体，由一条环状双链DNA 反复盘绕卷曲而成的块状物。 无核膜、核仁和有丝分裂器；因其功能与真核细胞的染色体相似，决定细菌的遗传变异，亦称细菌的染色体。51二、细菌的特殊结构52（一）荚 膜 capsule某些细菌细胞壁外包绕的一层粘液性物质。0.2m荚膜， 0.2m 微荚膜染色：不易着色，负染（墨汁） 53荚 膜54 1. 形成条件： 体内/ 营养丰富的培养基 2. 化学组成： 多糖(多数)肺炎球菌荚膜 多肽(少数)炭疽杆菌荚膜 3. 医学意义： 抗干燥对外界抵抗增强 抗吞噬作用 抗体液杀菌作用 致病作用 抗原性分型和鉴定（一）荚 膜 capsule55（二）

14、鞭 毛 flagellum 附着在菌体上的细长弯曲的丝状物，为细菌的运动器官。56571.存在: 所有螺形菌、半数杆菌及部分球菌2.分类：a. 单毛菌b. 双毛菌c. 丛毛菌d. 周毛菌（二）鞭 毛 flagellum58功能：细菌的运动器官有些细菌的鞭毛与致病性有关 根据鞭毛菌的动力和鞭毛的抗原性（H抗原），可用以鉴定细菌和进行细菌分类 （二）鞭 毛 flagellum59（三）菌 毛 Pilus 一种存在于菌体表面较鞭毛细、短而直的丝状物质，与细菌的运动无关。 60（三）菌 毛 (Pilus)1. 分类： 普通菌毛 (ordinary pilus) 性菌毛 (sex pilus)（F菌毛）

15、由F质粒编码普通菌毛 多，短而细 粘附，致病性菌毛 少，粗、长、中空 遗传物质传递 61F+F-F+F-F+F+F+F+622. 医学意义： 构成致病因素 普通菌毛有吸附作用 参与遗传变异 性菌毛可转移质粒（三）菌 毛 (Pilus)63（四）芽 胞 spore某些革兰阳性细菌在一定的环境条件下，在菌体内形成的圆形或卵圆形小体，是细菌的休眠形式。每种细菌形成一种类型芽胞。64革兰染色芽胞6566繁殖体（1个）（四）芽 胞（spore)体外营养不良体内营养适宜形成与发芽细 菌芽 胞（1个）67（四）芽 胞 (spore)医学意义: 鉴别细菌大小、形态、位置 重要传染源炭疽、破伤风等 消毒灭菌是否

16、彻底的标准含水量少通透性低含吡啶二羧酸 特点: 抵抗力强原因杀死芽胞：高压蒸汽灭菌68芽胞结构模式图核心内膜芽胞壁皮质芽胞壳外膜芽胞外衣69第三节 细菌的形态学检查法一、不染色标本检查法普通光学显微镜（light microscope） 电子显微镜（electron microscope） 暗视野显微镜（darkfield microscope）相差显微镜（phase contrast microscope）荧光显微镜（fluorescence microscope）70二、染色标本检查法染色法：单染色法美兰染色法 复染色法革兰染色法 抗酸染色法 特殊染色法71 革兰染色法可将所有的细菌区分为革兰氏阳性菌（G+）和革兰氏阴性菌（G）两大类，是细菌学上最常用的鉴别染色法 。72临床意义细菌鉴定与分类指导临床选择用药确定细菌致病性 G+菌外毒素 G菌内毒素73抗酸染色法方法：（1）制片：涂片、干燥、固定（2）染色：石炭酸复红加温初染 3%盐酸酒精脱色 美兰复染结果：抗酸性细菌: 红色非抗酸性细菌: 蓝色知识小帖示74小 结 细菌个体微小，以m为测量单位。 细菌按其外形可分为球菌、杆菌和螺形菌三大类。 细菌的基本结构包括细胞壁、细胞膜、细胞质和核质，特殊结构包括荚膜、鞭毛、菌毛、芽胞。 G+的 细胞壁由肽聚糖和磷壁酸构成，G 菌的