细菌的形态与结构

1、第一章 细菌的形态与结构1 细菌 (bacterium) 细菌的概念是一类具有细胞壁的单细胞原核型微生物个体微小结构简单无成形的细胞核,无完整的细胞器2 细菌的大小(Size of Bacteria) 第一节 细菌的大小与形态(Morphology of bacteria) 以微米(mm) 为单位micrometer, mm: 1mm=10-3mm 细菌的基本形态(Shape of Bacteria) 球菌 (coccus) 杆菌 (bacillus) 螺形菌 (spirala bacterium) 3双球菌(Diplococcus) 链球菌(Streptococcus) 第一节 细菌的大小与

2、形态(Morphology of bacteria) 细菌的基本形态(Shape of Bacteria) 球菌 (coccus) 4葡萄球菌(Staphylococcus) 四联球菌(Tetrads) 八叠球菌(Sarcina) 第一节 细菌的大小与形态(Morphology of bacteria) 细菌的基本形态(Shape of Bacteria) 球菌 (coccus) 5第一节 细菌的大小与形态(Morphology of bacteria) 细菌的基本形态(Shape of Bacteria) 杆菌 (bacillus)双歧杆菌分枝杆菌6第一节 细菌的大小与形态(Morpholo

3、gy of bacteria) 细菌的基本形态(Shape of Bacteria) 螺形菌 (spirala bacterium) 弧菌螺菌螺杆菌7 细菌的基本结构(Basic structures of bacteria) 细胞壁(cell wall) 细胞膜(cell membrane) 细胞质(cytoplasm) 核质(nuclear material) 细菌的特殊结构(Special structure of bacteria) 荚膜(capsule) 菌毛(pilus) 鞭毛(flagella) 芽胞(spore)第二节 细菌的结构(Cell structures of bact

4、eria) 8细菌的基本结构(Basic structures of bacteria) 细胞壁(cell wall) 细菌最外层结构坚韧而有弹性细胞壁的化学组成比较复杂主要成分是: 肽聚糖(peptidoglycan) 又称为粘肽(mucopeptide) 或胞壁质(murein)9细菌的基本结构(Basic structures of bacteria) 细胞壁(cell wall) 1884年，丹麦病理学家革兰(Hans Christian Gram) 为证实病组织切片中有细菌存在，采用初染脱色后再进行复染的差别染色法, 将不同的细菌染成二种颜色，后被称为革兰染色法。涂片结晶紫染色碘液媒

5、染酒精脱色复红复染革兰阳性菌(Gram positive bacteria) 革兰阴性菌(Gram negative bacteria) 10细菌的基本结构(Basic structures of bacteria) 细胞壁(cell wall) 革兰阳性菌(Gram positive bacteria) 革兰阴性菌(Gram negative bacteria) 表明： 革兰阳性菌的细胞壁对于有机溶剂“把染料络合物从细胞中 抽离出来的作用“是一个障碍说明：革兰阳性菌和革兰阴性菌的细胞壁在结构上是有所不同的 为了揭示革兰反应真正的化学意义, 人们用电子显微镜或者 用化学方法对细菌细胞壁的结构和

6、化学组成进行了深入的研究,11细菌的基本结构(Basic structures of bacteria) 细胞壁(cell wall) 白喉杆菌细胞膜(M) 细胞壁(W) 淋病奈瑟菌的肽聚糖层 细菌细胞壁的电镜观察(G+) (G-) 12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 1550层革兰阴性菌 聚糖骨架、四肽侧链 二维平面结构，疏松 12层 共有组分：肽聚糖(peptidoglycan) N-乙酰葡萄糖胺(NAG) 和 N- 乙酰胞壁酸(NAM) 由-1,4糖苷键合的二糖; 由L-丙氨酸, D-谷氨酸, L-赖氨酸和D-丙氨酸组成四肽; 五聚甘氨酸桥肽。细菌的基本结

7、构(Basic structures of bacteria) 细胞壁(cell wall) 13细菌的基本结构(Basic structures of bacteria) 共有组分：肽聚糖(peptidoglycan) 溶菌酶作用点N-乙酰葡萄糖胺N-乙酰胞壁酸b-1,4糖苷键L-丙氨酸D-谷氨酸 L-赖氨酸D-丙氨酸青霉素作用点 细胞壁(cell wall) 14溶菌酶作用点N-乙酰葡萄糖胺N-乙酰胞壁酸b-1,4糖苷键L-丙氨酸D-谷氨酸 L-赖氨酸D-丙氨酸青霉素作用点DAP：diaminopimelicacid二-氨基庚二酸细菌的基本结构(Basic structures of ba

8、cteria) 细胞壁(cell wall) 共有组分：肽聚糖(peptidoglycan) 15革兰阳性菌磷壁酸(teichoic acid) 特殊蛋白：A蛋白、M蛋白 特殊组分细菌的基本结构(Basic structures of bacteria) 细胞壁(cell wall) 16 特殊组分革兰阴性菌外膜(outer membrane) 脂蛋白(lipoprotein) 脂质双层脂多糖(lipopolysaccharide,LPS) 脂多糖孔蛋白脂质双层脂蛋白营养结合蛋白肽聚糖载体蛋白周质间隙外膜细胞膜革兰阴性菌细胞壁结构模式图细菌的基本结构(Basic structures of b

9、acteria) 细胞壁(cell wall) 17 特殊组分细菌的基本结构(Basic structures of bacteria) 细胞壁(cell wall) 革兰阴性菌外膜(outer membrane) 脂蛋白(lipoprotein) 脂质双层脂多糖(lipopolysaccharide,LPS) 18 特殊组分革兰阴性菌-(lipopolysaccharide,LPS) (1) 脂质A(lipid A) 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的外层 有属特异性，同一属细菌相同 (3) 特异多糖(specif

10、ic 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 细菌的基本结构(Basic structures of bacteria) 细胞壁(cell wall) 19 细胞壁结构 革兰阳性菌 革兰阴性菌肽聚糖组成 聚糖, 侧链, 交联桥 聚糖, 侧链 交联方式 侧链间以肽桥交联 侧链间以肽键交联 交联率 75-100% 25%以下 结构类型 三维空间结构 二维网状结构 厚度 20-80nm 10-15nm 层数 可达50层 仅1-2层 含量 占胞壁干重50-80% 占胞壁干重5-20% 机械

11、强度 高 差 磷壁酸 + - 外膜 - + 脂蛋白 - + 脂多糖 - + 间周隙 - +细菌的基本结构(Basic structures of bacteria) 细胞壁(cell wall) 20细胞壁的功能(1) 塑造各种固有形状, 保持细胞的渗透压和参与细胞分裂 (2) 革兰阴性菌的外膜可防止溶菌酶等酶的消化, 阻止抗生素透过(3) 构成染色反应的差别(4) 决定抗原性(5) 与致病有关系(6) 胞壁缺损的菌细胞：细菌L型(7) 物质交换细菌的基本结构(Basic structures of bacteria) 细胞壁(cell wall) 21细菌细胞壁缺陷型细菌的L型(L form

12、ed bacteria) 概念: 细菌细胞壁的肽聚糖结构受到理化或生物因素的直接破坏或合 成抑制、导致细胞壁缺陷，但在特殊条件下(高渗环境) 仍可存 活的细菌形成条件： 溶菌酶、青霉素、胆汁、溶葡萄球菌素、抗体、补体等细菌的基本结构(Basic structures of bacteria) 细胞壁(cell wall) 22形态特征：生物学特性：细菌的基本结构(Basic structures of bacteria) 细胞壁(cell wall) 23与医学的关系： 致病性，常引起慢性和反复发作的感染； 常规检查阴性，L型细菌的专门检验。细菌的基本结构(Basic structures o

13、f bacteria) 细胞壁(cell wall) 24或称胞质膜(cytoplasmic membrane) ；细胞壁内侧，包绕细胞质；脂质双层镶嵌具有特殊功能的载体蛋白和酶蛋白。细菌的基本结构(Basic structures of bacteria) 细胞膜(cell membrane) 结构25中间体(mesosome) 是由细胞膜凹进细胞质内,经扩张和折叠形成的一种特殊的囊膜 一端与细胞膜相连,一端与核质相连。 膜上有许多酶系, 与细胞分裂形成横隔(胞壁) 、DNA复制、 芽胞的形成及细胞呼吸有关。拟线粒体*白喉杆菌的中间体(*) 包被() 起源于细胞膜() 细菌的基本结构(Bas

14、ic structures of bacteria) 细胞膜(cell membrane) 结构26 物质交换作用: 呼吸作用: 分泌作用: 生物合成:摄取营养、排除废物 载体蛋白膜(中介体) 呼吸酶 氧化磷酸化 能量的产生、储存、利用胞外酶 分解大分子营养物质 致病性肽聚糖、磷壁酸、脂多糖、荚膜、鞭毛等细菌的基本结构(Basic structures of bacteria) 细胞膜(cell membrane) 功能27基本成分: 水,蛋白质,核酸和脂类及少量糖类和盐类, 是细菌新陈代谢的场所亚微结构：核糖体、质粒、胞质颗粒核糖体(ribosome) :蛋白质合成场所 70S = 50S

15、+ 30S 红霉素 链霉素人类：80S= 60S+40S细菌的基本结构(Basic structures of bacteria) 细胞质(cytoplasm) 28质粒(plasmid) 染色体外的双股环状DNA, 携有遗传信息, 能控制细菌的一个或几个特殊性状(这些性状并非细菌生存所必须) 。类鼻疽假单胞菌的大质粒() 细菌的基本结构(Basic structures of bacteria) 细胞质(cytoplasm) 29白喉杆菌异染颗粒(Albert染色) 胞质颗粒(cytoplasmic granules) 多为营养和能量的储存物(多糖、脂类、磷酸盐) 如：异染颗粒细菌的基本结构

16、(Basic structures of bacteria) 细胞质(cytoplasm) 30 细菌的染色体， 由裸露的双股DNA盘绕而成的 松散网状结构、含有少量RNA,RNA聚合酶及蛋白质*无核膜核核仁，也无组蛋白包绕，故称拟核细菌的遗传物质, 决定细菌性状和遗传特征。 椰毒疽假单胞菌的拟核(*) DNA细丝() 伸入细胞质中细菌的基本结构(Basic structures of bacteria) 核质(nuclear material) 31细菌分泌到细胞壁外的粘稠性物质堆积形成一层 特殊的粘液物质结构。 1. 化学成分: 为多糖或多肽。 2. 生成条件: 机体内或营养丰富的培养基

17、细菌的特殊结构(Special structure of bacteria) 荚膜(capsule) 323. 荚膜功能：抗吞噬作用：抵抗吞噬细胞的吞噬及其消化作用；抗有害物质的损伤作用：抗溶菌酶、补体、 抗体及抗菌药物等黏附作用：生物膜(biomembrane) 的形成细菌的特殊结构(Special structure of bacteria) 荚膜(capsule) 33 鞭毛(flagella) 菌体胞浆内的基础颗粒长出的细长的丝状物 1. 鞭毛的数目: 单毛菌、丛毛菌及周毛菌 2. 化学成分: 由鞭毛蛋白素(flagellin) 组成霍乱弧菌的单鞭毛椰毒假单胞菌的一端多鞭毛伤寒沙门菌的

18、周身鞭毛细菌的特殊结构(Special structure of bacteria) 34 鞭毛(flagellum) 功能： 1. 鞭毛是细菌的运动器官,动力是 有鞭毛细菌特征。 2. 有些细菌的鞭毛与致病性有关 3. 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 细菌的特殊结构(Special structure of bacteria) 35 菌毛(pilus & fimbria) : 普通菌毛(common pilus) ： 遍布菌体表面，数百根； 细菌的粘附结构 ，与宿主细胞表面 特异性受体结合，与致病性密切相关；概念：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。(电镜观察) 大肠埃希菌的普通菌毛和性菌毛细菌的特殊结构(Special structure of bacteria) 36 菌毛(pilus & fimbria) : 性菌毛(sex pilus) ： 少数G-菌； 数量少，14根 与细菌间遗传物质 (毒力、耐药性等) 的转移有关概念：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。(电镜观察) 性菌毛传递遗传物质细菌的特殊结构(S