医学微生物学细菌形态学

医学微生物学细菌形态学第一节细菌的形态与结构与分类一、细菌的大小与形态观察细菌常用光学显微镜，其大小用测微尺在显微镜下进行测量，以微米(μm)为单位。不同种类的细菌大小不一，同一种细菌也因菌龄和环境因素的影响而有差异。☆细菌按其外形，主要有球菌（coccus）杆菌（bacillus）螺形菌（spiralbacterium）2021/3/102形态与结构细菌的大小与形态细菌的测量单位：☆微米(μm)细菌的形态球菌杆菌螺菌弧菌螺形菌2021/3/103球菌(coccus)脑膜炎奈瑟菌双球菌(diplococcus)肺炎链球菌2021/3/104链球菌(streptococcus)球菌(coccus)2021/3/105球菌(coccus)葡萄球菌(staphylococcus)2021/3/106球菌(coccus)四联球菌(tetrad)2021/3/107球菌(coccus)八叠球菌(sarcina)2021/3/108杆菌(bacillus)不同杆菌的大小、长短、粗细很不一致。炭疽芽胞杆菌3-10μm大中大肠埃希菌2-3μm小布鲁菌0.6-1.5μm2021/3/109杆菌的形态多样杆菌(bacillus)炭疽芽胞杆菌白喉棒状杆菌2021/3/1010杆菌(bacillus)杆菌的形态多样分枝杆菌双歧杆菌2021/3/1011螺形菌(spiralbacterium)弧菌螺菌螺杆菌2021/3/1012二、细菌的结构☆基本结构：细胞壁、细胞膜、细胞质、核质☆特殊结构：荚膜、鞭毛、菌毛、芽胞形态与结构2021/3/1013（一）基本结构一）细胞壁(cellwall)是位于细菌细胞最外层，包绕在细胞膜周围，无色透明、坚韧而富有弹性的膜状结构。平均厚度为12——30nm，组成较复杂，并随不同菌种而异。2021/3/1014革兰阳性菌革兰阴性菌革兰染色两类细菌细胞壁的共同组分为肽聚糖，但各有其特殊组分。革兰染色法（GramStain）：涂片风干固定结晶紫碘液95%乙醇复红1min1min脱色2021/3/10151革兰阳性菌肽聚糖(peptidoglycan)—聚糖骨架、四肽侧链、五肽交联桥（三维立体结构）青霉素作用点溶菌酶作用点N-乙酰葡糖胺N-乙酰胞壁酸革兰阳性菌肽聚糖组成

1、聚糖骨架 N-乙酰葡糖胺(G)

N-乙酰胞壁酸(M)

2、四肽侧链（L-丙、D-谷、L-赖、D-丙）

3、五肽交链桥（5个甘氨酸组成）肽聚糖层厚，形成坚韧的三维立体网架结构2021/3/1016革兰阳性菌细胞壁肽聚糖经这样的三级链接，构成了交叉的、机械强度相当大的空间框架结构，交联率为75%，坚固而致密。这种三维立体结构的肽聚糖在革兰阳性菌中高达50层，为其细胞壁主要成分。2021/3/10172革兰阴性菌肽聚糖(peptidoglycan)—聚糖骨架、四肽侧链（二维平面结构）革兰阴性菌肽聚糖组成

1、聚糖骨架N-乙酰葡糖胺(G)

N-乙酰胞壁酸(M)

2、四肽侧链（L-丙、D-谷、M-二氨基庚二酸DAP、D-丙）

缺乏五肽交链桥仅有二维结构，肽聚糖层少，结构松散。2021/3/1018革兰阴性菌细胞壁肽聚糖由于缺乏交联桥，只能形成二维平面结构，而且交联率低，只有25%，故多数侧链呈游离状。这种二维平面的肽聚糖在革兰阴性菌中只有1——2层，只作为其细胞壁的组成成分之一。2021/3/1019细菌细胞壁中基本成分:肽聚糖革兰阳性菌、革兰阴性菌肽聚糖组成与数量不同，因此在许多理化性状、致病性、染色性上均有差异。此外，革兰阳性菌、阴性菌细胞壁中还有各自的特殊成分。革兰阳性菌：磷壁酸革兰阴性菌：外膜2021/3/10203革兰阳性菌细胞壁特殊组分——磷壁酸(teichoicacid)2021/3/1021磷壁酸为革兰阳性菌特有成分化学结构：由核糖醇和甘油残基经磷酸二酯键连接组成长链，穿插于肽聚糖中类别：壁磷壁酸-与细胞壁中肽聚糖中N-乙酰胞壁酸连接膜磷壁酸-与细胞膜相连作用：具有抗原性，是重要的表面抗原；有一定致病作用2021/3/10224革兰阴性菌细胞壁特殊组分——外膜(outermembrane)外膜由脂质双层、脂蛋白、脂多糖三部分组成，位于肽聚糖外面，是G-菌细胞壁中主要成分。2021/3/1023外膜位于肽聚糖外侧，由内向外由脂蛋白、脂质双层和脂多糖三部分组成。外膜脂蛋白连接肽聚糖与脂质双层脂质双层结构类似细胞膜，有选择性通透作用，也可作为噬菌体、性菌毛、或细菌素的受体脂多糖（LPS）即革兰阴性菌内毒素2021/3/1024脂多糖（由内向外）脂质A一种糖磷脂，是内毒素的毒性成分，无种属特异性☆脂多糖由三部分组成：核心多糖有种属特异性，同一菌属细菌核心多糖相同特异多糖即革兰阴性菌的菌体抗原（O抗原），具有种的特异性，此糖如果缺失，细菌菌落将发生S—R变异2021/3/1025革兰阴性菌细胞壁特殊组分---外膜2021/3/10262021/3/1027☆G+菌与G-菌细胞壁的比较细胞壁 革兰阳性菌 革兰阴性菌强度 较坚韧 较疏松厚度 20-80nm 10-15nm肽聚糖层数 可多达50层 1-2层肽聚糖含量 50%-80% 5%-20%磷壁酸 有 无外膜 无 有2021/3/1028细胞壁的破坏物质☆青霉素、头孢菌素和溶菌酶的杀菌作用主要作用于Ｇ+菌。☆G-菌肽聚糖含量少，有外膜保护，青霉素和溶菌酶对其作用微弱。2021/3/1029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阴性菌细胞壁成分脂多糖对青霉素的作用有效无效青霉素作用部位为肽聚糖五肽交联桥对溶菌酶的作用有效无效溶菌酶作用部位为肽聚糖聚糖骨架细胞壁G+菌与G-菌的差别及与细胞壁的关系☆2021/3/1030细菌细胞壁缺陷型或L型(bacterialLform)：细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。在高渗环境下，仍可存活。革兰阳性菌细胞壁缺失后，原生质仅被一层细胞膜包住——原生质体(protoplast)。革兰阴性菌肽聚糖层受损后尚有外膜保护——原生质球(spheroplast)。某些L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L型）2021/3/1031细菌L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，形成L型大多染成革兰阴性。(1)细菌L型的形态和染色性蜡样芽胞杆菌L型的镜下形态（多形性）2021/3/1032细菌L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。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菌落。（2）细菌L型的培养特性和菌落形态

丝状菌落

颗粒型菌落

油煎蛋样菌落典型的L型菌落2021/3/1033维持菌体固有的形态保护细菌抵抗低渗环境参与菌体内外的物质交换菌体表面带有多种抗原分子，可诱发机体的免疫应答。☆细胞壁的功能2021/3/1034（二）细胞膜(cellmembrane)2021/3/1035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。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。细菌细胞膜可形成一种特有的结构，称为中介体。2021/3/1036中介体：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。其功能类似于真核细胞的线粒体，故亦称为拟线粒体(chondroid)。扩大了细胞膜的表面积，为细菌提供大量能量。中介体(mesosome)中介体2021/3/1037细胞质

细胞膜包裹的溶胶状物质是细菌进行新陈代谢的主要场所。有水、蛋白质、脂类、核酸及少量糖和无机盐组成细胞质内含有许多重要结构,常见有核糖体质粒胞质颗粒与真核细胞不同，抗生素作用部位染色体外遗传物质，与遗传变异有关异染颗粒等，可鉴别细菌Cytoplasm（三）细胞质(cytoplasm)2021/3/1038

细菌合成蛋白质的场所，沉降系数70s50s+30s（真核80s60s+40s，与人类不同，抗菌素作用）

链霉素红霉素①核糖体2021/3/1039概念：是细菌染色体以外的遗传物质，存在于细胞中，为双股环状DNA，控制细菌某些性状，可自我复制，与细菌的遗传变异有关。并非细菌生命活动所必需，可随机获得和丢失；医学上重要质粒：R质粒：耐药性质粒F质粒：致育性质粒Vi质粒：毒力质粒②质粒plasmid

2021/3/1040功能：胞质颗粒大多为贮藏营养物质的场所。化学本质：包括多糖、脂类、多磷酸盐等。特点：这些颗粒常随菌种、菌龄及环境而异。例如：白喉杆菌异染颗粒有利于细菌鉴定（RNA、多偏磷酸盐，嗜碱，着色深，位于菌体两端，特殊染色可与菌体不同的着色）。异染颗粒③胞质颗粒（内含物inclusion)

2021/3/1041（四）核质(nuclearmaterial)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。由裸露双股DNA回旋卷曲成疏松网状结构，有少量RNA和组蛋白样的物质。功能与真核细胞的染色体相似——决定细菌各种遗传性状。2021/3/1042二.特殊结构（一）☆荚膜(capsule)概念☆：某些细菌胞壁外围绕一层较厚的粘液性物质，称为荚膜。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菌细胞的生命活动。肺炎链球菌荚膜荚膜2021/3/1043形成条件：动物体内、营养丰富的培养基内（荚膜的形成与环境条件有密切关系。）化学成分：多糖或多肽应用：鉴别细菌（荚膜的有无、抗原性）2021/3/1044染色性：荚膜对一般碱性染料亲和力低，不易着色。普通染色——菌体周围未着色的透明圈特殊染色——染上与菌体不同的颜色。2021/3/1045抗吞噬作用：是病原菌的重要毒力因子粘附作用：与致病性有关抗有害物质的损伤作用：如溶酶体、抗体体☆荚膜的功能——与细菌的致病性有关2021/3/1046（二）鞭毛(flagellum)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，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光镜下看到。2021/3/1047鞭毛菌分类单毛菌双毛菌丛毛菌周毛菌2021/3/1048鞭毛是运动器官。有鞭毛的细菌能主动运动，使细菌做趋向性运动。鞭毛有抗原性。鞭毛的成分为鞭毛蛋白，并且具有高度的特异性，称为鞭毛抗原（H抗原），可作为细菌分类、分型的依据；鉴别细菌：鞭毛（动力）的有无、数目、位置、排列、抗原性有的细菌其鞭毛与致病性有关（穿透粘膜表面粘液层，利于细菌粘附于上皮细胞）。鞭毛的功能☆2021/3/1049（三）菌毛（pilus或fimbriae）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）种类及功能普通菌毛ordinarypilus性菌毛sexpilus（F菌毛）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2021/3/1050普通菌毛：细菌的粘附结构，与宿主细胞表面特异性受体结合，与致病性密切相关性菌毛：接合，毒力、耐药性等性状的遗传物质传递。2021/3/1051F+F-F+F-F+F+F+F+2021/3/1052芽胞☆：有些G+细菌在某些条件下，胞质浓缩在菌体内形成一个圆形或卵圆形小体，外包绕很厚的壳，即为芽胞。细菌形成芽胞后，代谢处于休眠状态；在外界环境适宜时，芽胞又可发芽形