病原微生物形态和基本结构

《感染性疾病》第一节病原微生物形态和基本结构李明远教授华西基础医学与法医学院微生物学教研室主要内容一、病毒学1、病毒的大小与形态2、病毒结构及化学组成3、病毒的增殖二、细菌学1、细菌的大小与形态2、细菌的基本结构3、细菌的特殊结构三、真菌学1、真菌的形态与结构2、真菌的繁殖与培养

病毒（virus）为只含一种类型的核酸；严格细胞内寄生；非细胞型微生物。病毒体积微小、能通过除菌滤器；无细胞结构，以复制的方式增殖；耐冷不耐热，对抗生素不敏感。

病毒学一、大小：病毒的测量单位是nm，大小差别悬殊，20~300nm.EM下可见。多数病毒体<150nm。二、形态：病毒形态多样，多呈球形或近似球形，少数为杆状、丝状或子弹状。病毒的大小与形态病毒的大小与形态比较示意图

（一）、病毒的结构：

1、核酸：构成病毒的核心。

2、衣壳（capsid）是核酸外围的蛋白质外壳。核酸+衣壳核衣壳（nucleocapsid）

衣壳是由一定数量的壳粒(capsomere)组成，每个壳粒又由一个或多个多肽分子组成。不同的病毒体，衣壳所含的壳粒数目不同，可作为鉴别及分类的依据之一。病毒的结构及化学组成

衣壳的构型有三种：螺旋对称

20面立体对称：12个顶，20个面，30个棱复合对称20面立体对称螺旋对称复合对称3、包膜（envelope）

围绕在核衣壳外，含糖类、蛋白质和脂类。包膜表面的突起称包膜子粒(peplomere)或刺突。

包膜病毒：核衣壳+包膜

裸露病毒：核衣壳

包膜对干燥、热、酸和脂溶剂（如乙醚敏感）功能：构成表面抗原、与病毒入侵细胞和

感染性相关刺突结构示意图（流感病毒血凝素糖蛋白三聚体）HIV吸附的示意图HIV入侵细胞的过程几种主要致病性病毒的结构

包膜核衣壳电镜下的HIVHIV呈球形，直径100～120nmgp120外膜糖蛋白gp41跨膜蛋白双层脂质膜p17基质蛋白P24核心蛋白逆转录酶RNA血液中HBV颗粒电镜图HBV结构模式图HBV基因与HBsAg结构图

流感病毒电镜照片流感病毒模式图

甲型H1N1流感病毒模式图

1、核酸

a.多样性:DNA或RNA,线形和环形，构成上有单链、双链和分节段

b.有内含子：（二）病毒的化学组成2、蛋白质:约占病毒体总重量的70%,少数为30%~40%,

构成全部衣壳和包膜的主要成分。

病毒蛋白分类：结构蛋白：构成全部衣壳、包膜和基质的蛋白质。非结构蛋白：酶类和特殊功能的蛋白。蛋白的功能:(1)保护病毒的核酸;（2)参与病毒感染细胞的过程;（3)具有抗原性;（4)构成病毒体的酶类;（5)毒素样作用。

病毒以复制的方式进行增殖，这种以病毒核酸分子为模板进行增殖的方式称为自我复制（self-replication）。病毒的增殖一、复制周期（replicationcycle）：1、吸附(adsorption)*病毒体表面的蛋白质与易感细胞表面受体的特异性结合。两个阶段：(1)静电结合:非特异性的、可逆

(2)特异性结合:配体与受体的结合，特异性的、不可逆,37℃最佳。2、穿入

(Penetration)：穿入方式:病毒胞饮、包膜融合、直接穿入.流感病毒吸附和穿入宿主细胞过程示意图3、脱壳（uncoating）不同病毒脱壳方式不一，多数病毒穿入时已在宿主细胞溶酶体酶的作用下脱去衣壳。脱壳需病毒特异性的脱壳酶参与。4、生物合成（biosynthesis）：此期又称隐蔽期。（1）DNA病毒：动物病毒多为双股DNA病毒，其在细胞核内合成DNA，在细胞浆内合成病毒蛋白质。痘类病毒例外。

双股DNA

依赖DNA的RNA酶（核内）转录早期mRNA

浆内翻译早期蛋白(依赖DNA的DNA酶）复制大量子代DNA（半保留复制）转录晚期mRNA

转译晚期结构蛋白图HBV在肝细胞中的复制周期（2）RNA病毒：正单链：其RNA基因组作为模板复制子代病毒DNA，同时具有mRNA的功能。负单链：先形成复制中间型（双股RNA），既可转录子代负股RNA，又可作为mRNA转译出病毒蛋白。

不同点：正单链的RNA多聚酶由本身RNA作为mRNA

转译所合成。

负单链的RNA多聚酶是病毒体内所携带的。Stagesincellinvasionanddisruptionbytheinfluenzavirus

(3)逆转录病毒：

a.用病毒亲代RNA为模板合成互补的DNA链，构成RNA:DNA中间体。

b.RNA酶H水解中间体的RNA，入核。

c.以DNA链为模板合成互补的DNA链而成为双链DNA。

d.整合入细胞的染色体DNA上。

e.随宿主细胞分裂而存在于子代细胞中。在核内转录病毒的mRNA和子代病毒的RNA。5、组装、成熟、释放：子代病毒核酸与蛋白质的装配部位不一，

DNA病毒（除痘类）在核内组装，而RNA

病毒与痘类病毒在胞浆内组装。组装后无包膜病毒已成熟，有包膜病毒在以时包上核膜或浆膜而成为成熟的病毒体。释放方式：*出芽方式释放*细胞破裂

二、病毒的异常增殖：1、缺陷病毒（defectiveviruse）

病毒基因不完整或发生改变，不能复制出完整且有感染性的病毒颗粒。2、顿挫感染（abortiveinfection）

宿主细胞为非容纳性细胞，病毒不能合成自身的成分，或者虽合成部分或全部的自身的成分，但不能组装和释放出有感染性的病毒颗粒。朊粒又称传染性蛋白粒子，不含核酸，其结构

仅由一种朊粒蛋白（prionprotein,PrP）构成。

PrP由正常宿主基因编码，但构象发生了异常变化。StructureofPrPCandPrPSCPrPC与PrPSc的主要区别有致病性与传染性无致病性感染动物正常及感染动物感染动物存在部位抗性不可溶敏感可溶对蛋白酶K的抗性在非变性去污剂中4个β-折叠占43％，2个ɑ-螺旋占3％4个ɑ-螺旋占42％，β-折叠仅占3％分子构型

PrPC

PrPSC人和动物的Prion病

人类Prion病

动物Prion病

库鲁病（kurudisease）克－雅病（creutzfeld-Jakobdisease,CJD）格斯特曼-斯召斯列综合征（Grestmann-Strausslersyndrome,GSS）致死性家族失眠征（fatalfamilialinsomnia,FFI）克－雅病变种（variantCJD,v-CJD）羊瘙痒病（scrapieofsheepandgoat）水貂传染性脑病(transmissibleminkencephalopathy,TME)鹿慢性消瘦症（chronicwastingdiseaseofdeer，CWD）牛海绵状脑病(bovinespongiformencephalopathy,BSE)猫海绵状脑病（felinespongiformencephalopathy,FSE）细菌学细菌（bacterium）：是一种有细胞壁、单细胞的原核细胞型微生物。

广义细菌：

包括细菌、放线菌、支原体、衣原体、立克次体、螺旋体

狭义细菌：

专指其中数量最大、种类最多、具有典型代表性的细菌

测量单位微米（μm）三种基本形态：球菌；杆菌；螺形菌细菌的大小与形态球菌（coccus）葡萄球菌

双球菌

链球菌

杆菌（bacillus）杆菌形态多数呈直杆状多种形态的杆菌棒状杆菌双歧杆菌分枝杆菌螺形菌（spiralbacterium）弧菌螺菌螺杆菌1.肽聚糖

peptidoglycan革兰阳性菌肽聚糖

聚糖骨架四肽侧链五肽交联桥细菌的基本结构（一）细胞壁Asegmentofthepeptidoglycan革兰阴性菌肽聚糖结构

骨架四肽侧链Asegmentofthepeptidoglycan2.Ｇ＋菌特有成分磷壁酸，占菌体干重的50％

壁磷壁酸

膜磷壁酸3.Ｇ-菌特有成分外膜：脂多糖；脂质双层；脂蛋白（1）脂多糖(LPS)LPS是Ｇ－菌的内毒素组成：

脂质A：毒性部分

核心多糖：属特异性

特异多糖：菌体O抗原（2）脂质双层：

类似于细胞膜结构，双层内镶嵌着多种蛋白质称为外膜蛋白。

（3）脂蛋白：

位于肽聚糖和脂质双层之间，稳定外膜。周浆间隙（periplasmicspace）革兰阴性菌的细胞膜与外膜之间有

一空隙，约占细胞体积的20-40%，

称为周浆间隙。该间隙含有多种蛋

白酶、核酸酶、解毒酶及特殊结合

蛋白。specialcomponentofG-cellwall脂多糖脂蛋白肽聚糖脂质双层outermembrane4.细胞壁功能维持细菌形态，承受细胞内高渗透压参与菌体内外的物质交换带有多种抗原表位，可以诱发机体的免疫应答细胞壁的某些成分与细菌致病性有关5.细胞壁缺陷菌（L型菌）

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被抑制，这种细胞壁受损的细菌在高渗环境下仍可存活者称为细菌细胞壁缺陷型。StaphylococcusLformofStaphylococcus

ColoniesofL-forms高度多形态性，大小不一，G－临床意义：

慢性和反复感染常规细菌检查阴性（二）细胞膜

组成：脂质双层，蛋白质（无胆固醇）功能：物质转运呼吸作用合成作用参与细菌分裂中介体（mesosome)细胞膜内陷、折叠形成的囊状膜性结构，多见于Ｇ＋菌。功能：与分裂有关；类似真核细胞线粒体。细胞膜上的蛋白1、青霉素结合蛋白（PBP）2、蛋白分泌系统（Ⅰ~Ⅶ型）3、双组分信号转导系统：

感应蛋白+反应调控蛋白

（三）细胞质（cytoplasm）

成分：

无色透明胶状物，由水、蛋白质、脂类、核酸及少量无机盐组成

功能：

细菌新陈代谢的场所1.质粒（plasmid）细菌染色体外的双链环状DNA带有遗传信息，能自我复制控制细菌某些特定的遗传性状2.胞质颗粒（cytoplasmicgranule）

功能：细菌储存营养物质。如：白喉杆菌的异染颗粒，成分为RNA，多偏磷酸盐。3.核蛋白体（ribosome）蛋白质合成场所；某些抗生素作用部位StreptomycinGentamicinErythromycinChloramphenicol（四）核质（nuclearmaterial）

细菌的遗传物质称为核质或拟核，集中于细胞质的某一区域，多在菌体中央，无核膜、核仁。

1.荚膜（capsule）

某些细菌细胞壁外包绕一层粘液样物质；普通染色不易着色，光镜下可见透明环。化学组成：多数细菌：多糖少数细菌：多肽（炭疽杆菌）、透明质酸（链球菌）细菌的特殊结构荚膜的形成营养丰富的培养基（含糖、血清）有荚膜菌形成粘液型（M）、光滑型（S）菌落失去荚膜后菌落变为粗糙型（R）荚膜功能抗吞噬作用：是病原菌的重要毒力因子抗杀菌物质损伤：如溶酶体、补体粘附作用：与致病性有关；形成生物膜2.鞭毛（flagellum）伸出菌体外的细长而弯曲的丝状物。染色特性：鞭毛染色法鞭毛种类单毛菌双毛菌丛毛菌周毛菌鞭毛的超微结构示意图鞭毛功能细菌的运动器官某些细菌鞭毛与致病有关鞭毛蛋白有抗原性：H抗原3.菌毛（pilus）

许多G－菌和少数G＋菌菌体表面存在着一种直的比鞭毛更细、更短的丝状物。与运动无关菌毛的种类和功能普通菌毛

遍布细胞表面，每菌可达数百根，短而直，粘附结构。

性菌毛

每菌1～4根，比普通菌毛长而粗，传递质粒。

4.芽胞（spore）

某些细菌在一定环境条件下，胞质脱水浓缩，在菌体内部形成一个圆形或卵圆形的小体，是细菌的休眠形式，称为芽胞。

芽胞的形态芽胞的大小、形状、位置等随菌种而异，有重要的鉴别价值芽胞的结构外壁皮质内膜芽胞特点保存有细菌全部生命活性。是细菌的休眠状态，具有很强的抗高温、抗干燥、抗化学消毒剂和抗射线能力。芽胞可发芽，形成新的菌体：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，芽胞不是细菌的繁殖方式。芽胞是灭菌指标。一、真菌的形态与结构形态：多种多样有典型的核结构和细胞器按形态、结构分为两类： 单细胞真菌 多细胞真菌真菌学圆形或椭圆形，如酵母型和类酵母型真菌。酵母型真菌：无菌丝，由母细胞以芽生方式繁殖，其菌落与细菌的菌落相似。类酵母型真菌：芽生方式繁殖，其延长的芽体可伸进培养基内，称假菌丝（pseudohypha）。1、酵母型真菌新生隐球菌

酵母菌2、类酵母型真菌白假丝酵母菌（白色念珠菌）由菌丝和孢子组成菌丝（hypha）：孢子生出嫩芽，称为芽管。芽管逐渐延长呈丝状，称为菌丝。

有隔菌丝（大部分病原性丝状菌）

无隔菌丝孢子（spore）：真菌的生殖结构，是由生殖菌丝产生的。

真菌的有隔、无隔菌丝（400×）菌丝体（mycelium）：菌丝交织成团根据功能不同分为：

营养菌丝（vegetativemycelium）

气生菌丝（aerialmycelium）

生殖菌丝（reproductivemycelium）根据形态不同分为： 单纯菌丝球拍状菌丝破梳状菌丝螺旋状菌丝结节状菌丝鹿角状菌丝等菌丝

真菌的气生菌丝及营养菌丝

真菌的各