医学微生物学课件：2-细菌形态结构

细菌的形态与结构第1章医学微生物学细菌的分类细菌的大小与形态细菌的结构细菌形态与结构检查法主要内容

特征细菌螺旋体支原体衣原体立克次体大小(μm)0.5~3.06~200.2~0.30.2~0.40.3~0.5有无细胞壁yesyesNoyesyes细胞壁/膜组成CellwallwithpeptidoglycanOutermembrane+cellwallSterolinthecellmembraneSimilartoG

-bacteriaSharecommonantigenwithB.proteus复制BinaryfissionBinaryfissionBinaryfissionIntracellularBinaryfissionIntracellularBinaryfission通过滤膜--+++原核细胞型生物的主要分类和特征5一、细菌的分类株Strain:onesingleisolate型Type:sub-setofspecies种Species:relatedstrains属Genus:relatedspecies科Family:relatedgeneraFormal

RankExample(E.coli)Kingdom界ProkaryotaeDivision门GracilicutesClass纲ScotobacteriaOrder目EubacterialesFamily科EnterobacteriaceaeGenus属Escherichia

Species种coli

Subtype型EscherichiacoliO157:H7e.g.BacillusB.anthracisClostridiumtetaniC.tetaniEscherichiacoliE.coli细菌的命名规则拉丁双名法Escherichiacoli

（E.coli）中文：大肠埃希菌

属名在前、种名在后斜体属名首字母-大写属名在后、种名在前同一菌种的各个细菌，虽性状基本相同，但在某些方面仍有一定差异，差异较明显的称亚种(subspecies,subsp.)，差异小的则为型(type)。血清型(serotype)噬菌体型(phage-type)细菌素型(bacteriocin-type)生物型(biotype)细菌的命名规则-续二、细菌的大小与形态大小：微米(um)为单位不同种类的细菌大小不一同一种细菌的大小因菌龄和环境因素大小有异菌体透明无色，需染色观察：光学显微镜，油镜细菌按其外形，主要有球菌杆菌螺形菌细菌(bacterium)-体积微小，结构简单，以二分裂

方式进行繁殖的原核单细胞生物Spiral螺形菌Spirilla,

Spirillum

Rod-shaped杆菌Bacilli,bacillus

Round球形菌Cocci,coccus细菌的形态ShapesofBacteria形态多样性双球菌（diplococcus)链球菌(streptococcus)四联球菌八叠球菌葡萄球菌(staphycococcus)球菌（Coccus)10杆菌（Bacillus）球杆菌(coccobacillus)链杆菌(streptobacillus)分枝杆菌(mycobacterium)棒状杆菌(corynebacterium)双歧杆菌(bifidobacterium)11弧菌(vibrio)螺杆菌(helicobacterium)螺菌(spirillum)螺旋体（sprirochete）

螺形菌（spiralbacterium）12基本结构细胞壁CellWall细胞膜Cytoplasm细胞质

-Inclusions核质

Nucleoid

-Chromosome

&Plasmids核糖体Ribosomes

特殊结构荚膜Capsule鞭毛Flagella菌毛Pili芽胞Spores三、细菌的结构（一）TheCellWall细胞壁GramPositiveGramNegative1884HansChristianGram-outsideofcellmembrane-rigid,protectingcellfromosmoticlysisGramstaining革兰阳性革兰阴性15G+菌细胞壁G-菌细胞壁G+G-菌细胞壁肽聚糖含量不同PeptidoglycanG+

Bacteria(~90%)G-Bacteria(~10%)1.肽聚糖Peptidoglycan（粘肽muxopeptide/murein）TheCellWall革兰阳性菌肽聚糖—聚糖骨架

四肽侧链(varyfromspecies)

五肽交联桥(varyfromspecies)四肽侧链、五肽交联青霉素作用点β-1,4糖苷键溶菌酶作用点N-乙酰葡糖胺N-乙酰胞壁酸D-丙氨酸DAP二氨基庚氨酸革兰阴性菌肽聚糖—聚糖骨架

四肽侧链(varyfromspecies)2.革兰阳性菌细胞壁特殊组分壁磷壁酸膜磷壁酸磷壁酸(TeichoicAcid)：G＋菌特有的细胞壁成分：-阴性电荷-通透性屏障-黏附，与致病性有关-表面抗原20外膜outermembrane细胞膜脂多糖LPS通道脂蛋白周浆间隙PeriplasmicbindingproteinPermease3.革兰阴性菌细胞壁特殊组分外膜脂多糖脂质双层脂蛋白肽聚糖3.特异性多糖（O抗原）：具抗原性、种/型特异性2.核心多糖：具属特异性,同属细菌相似1.脂质A：内毒素毒性部分

无种属特异性脂多糖的结构

lipopolysaccharide,LPS革兰阳性菌与阴性菌细胞壁结构比较

革兰阳性菌革兰阴性菌强度较坚韧较疏松厚度20-80nm10-15nm肽聚糖层数可多达50层1-2层肽聚糖结构骨架、四肽侧链、五肽交联桥骨架、四肽侧链肽聚糖含量占细胞壁干重50%-80%占细胞壁干重5%-20%磷壁酸+—外膜—+脂蛋白—+脂多糖—+如果没有细胞壁，细菌长成什么样子？23在细胞壁合成受抑制的情况下（青霉素等）形成L型一般环境中不能耐受菌体内的高渗透压；在高渗/等渗环境下，仍可存活,仍能生长和分裂诱导因素去除，细胞壁合成恢复L型细菌仍有一定致病力，可引起慢性感染-？抗生素治疗无效-诱导因素去除，细胞壁合成，感染复发

耐药G+细胞壁缺失后，菌细胞仅被细胞膜包裹-原生质体(protoplast)G-肽聚糖层受损后，有外膜保护-原生质球(spheroplast)4.细菌细胞壁缺陷型（细菌L型，bacterialLform）细菌L型呈高度多形性，大小不一，着色不匀，革兰阳性或阴性菌的L型大多染成革兰阴性。细菌L型的形态和染色性细菌L型生长缓慢，营养要求高，对渗透压敏感必须用高渗含血清的培养基在高渗含血清培养基上生长后形成的菌落：细菌L型的培养特性和菌落形态

油煎蛋样菌落（典型L型菌落）细菌特有G+菌的细胞壁–肽聚糖+磷壁酸

G- –肽聚糖+外膜

(LPS)维持细菌形态（无细胞壁细菌的形态？）保护细菌抵抗低渗环境参与菌体内外的物质交换与细菌的致病性有关（磷壁酸，LPS）具有多种抗原，可诱发免疫应答抗生素的靶点Lysozyme溶菌酶

(disruptpeptidoglycan)Penicillin青霉素

(Inhibitpeptidoglycansynthesis)5.细胞壁功能的小结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、信号转导、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。（二）细胞膜(cellmembrane)部分细胞膜内陷、折叠、卷曲形成的囊状物，多见于G+菌；功能类似于真核细胞的线粒体，称为拟线粒体(chondroid)；参与细菌分裂中介体(mesosome)中介体染色体（Chromosome）质粒(plasmid)：染色体外的遗传物质，存在于细胞质中。为共价、闭合、环状的双链DNA。胞质颗粒细菌细胞质中含有多种颗粒，大多为贮藏的营养物质。其中有一种主要成分是RNA和多偏磷酸盐的颗粒，其嗜碱性强，用亚甲蓝染色时着色较深呈紫色，称为异染颗粒(metachromaticgranule),

常见于白喉棒状杆菌，有助于鉴定。无细胞器(Mitochondria,Golgi,etc.)核糖体(ribosome)：（三）细胞质(cytoplasm)核糖体（Ribosome）蛋白质合成；抗生素作用的靶位70S

:30S(16SrRNA)50S(5S&23SrRNA)Erythromycin红霉素Streptomycin链霉素32菌毛菌毛REF33磷壁酸34第二节细菌的特殊结构荚膜（capsule）

-“保护外衣”鞭毛（flagellum）

-“运动器官”菌毛（pilus,fimbriae）

-“触角、管道”芽孢（endospore）

-休眠形式内外（一）荚膜概念：某些细菌的细胞壁外包绕一层黏液性物质，为多糖或蛋白质的多聚体，用理化方法去除后并不影响细胞的生命活动。根据厚度大小、边界是否清晰观察方法：光镜-特殊染色

电镜荚膜墨汁负染法肺炎链球菌荚膜荚膜（capsule）微荚膜（microcapsule）黏液层（slimelayer）

大多数细菌的荚膜是多糖：结构复杂、可用于血清学分型

少数菌的荚膜为多肽荚膜形成受遗传控制和环境影响：体内/体外

有多糖荚膜—粘液(M)或光滑型(S)菌落

失去多糖荚膜—粗糙型（R）菌落4.荚膜的化学组成和变异5.荚膜的功能：细菌重要的毒力因子抗吞噬：抵抗宿主吞噬细胞的作用-增强侵袭力粘附：细菌-细菌、细菌-组织

如：变异链球菌，引起牙菌斑、龋齿抗有害物质的损伤：荚膜位于细胞最外层-保护作用细菌鉴定；疫苗（二）鞭毛(flagellum)概念：

许多细菌菌体上附着细长、波状弯曲丝状物，是运动器官。2.鞭毛菌分类单毛菌双毛菌丛毛菌周毛菌5-20μmE.coliShigella变形杆菌在平板上的扩散生长3.鞭毛的观察方法：（1）电镜：主要方法

（2）光镜-特殊染色法、增粗4.判断细菌有无“动力”的方法：5.鞭毛的组成和功能：由多种蛋白质组成-具抗原性细菌的运动器官趋化-对营养/不良环境的反应与致病性有关：e.g.幽门螺杆菌G+G-革兰阳性、阴性细菌鞭毛结构不同细菌表面还有其他“毛”趋化运动器官1.菌毛：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。2.观察方法：

电子显微镜3.菌毛的组成：

由菌毛蛋白（pilin）组成，具有抗原性（三）菌毛(Pilus/fimbriae)0.2-2μm4.菌毛的分类和功能：（1）普通菌毛

功能：黏附，致病；分型

（抗体可阻断细菌粘附）

（2）性菌毛（致育因子Fertilityfactor，F菌毛F-pilus）

功能：细菌致育性（编码性菌毛）、毒力、耐药性传递质粒编码F因子F+菌

F-菌基因的水平传递F+菌F-菌皮质芽胞外衣芽胞壳芽胞壁2.芽孢的结构：多层膜结构1.芽孢：某些细菌可在不利或某种条件下形成一种圆形或椭圆形、折光性很强的结构，是细菌的休眠形式（dormantform）（四）芽胞(endospore)3.芽胞的“分类”：

位置、大小、形状等随菌种而异，有重要的鉴别意义。炭疽芽胞杆菌卵圆形、比菌体小、位于中央肉毒梭菌卵圆形、比菌体大、位于次极端-“汤匙状”破伤风梭菌正圆形、比菌体大、位于顶端-“鼓槌状”4.芽孢的特点：是细菌的休眠形式（dormantform），在合适的条件下可再成为繁殖体(vegetativeform)产生芽胞的细菌-

革兰阳性菌；折光性强；壁厚-多层膜抵抗力很强，对热、干燥化学消毒剂均不敏感；芽胞抵抗力强的原因：芽胞含水量少，蛋白质受热后不易变性；芽胞具有多层致密的厚膜，理化因素不易透入；含有DAP(吡啶二羧酸)与钙结合的盐能提高芽胞中各种酶的稳定性。哪种形式致病？5.细菌芽胞特性与医学实践的相关性医疗器械、敷料等的消毒灭菌温度？

高压蒸汽灭菌法消毒灭菌的指标高压蒸汽灭菌效果的生物指示剂（枯草芽胞杆菌；嗜热芽胞杆菌）感染来源

破伤风芽孢梭菌—破伤风生物战剂

炭疽芽孢杆菌Bacillusanthracis

传染性保持20-30年BacillusanthracisG+

Aerobicspore-formingbacteria(formsporesinO2)Starting1weekafterthe9/11/2001attack,letterscontaininganthraxweresenttomediaofficesandtoSenatorsTomDaschleandPatrickLeahyCellwall(G+/G-)Chromosome,Plasmid,

Ribosome

(70S)Flagella-ChemotaxisPili(fimbriae)Capsule(slimelayer,glycocalyx)Endospore-resistance总结:CharacteristicVirusesBacteriaFungiCellsNoYesYesSize

diameter(mm)0.02–0.21–53–10(yeasts)NucleicacidChromosomeDNAorRNANoDNAandRNAUsuallyoneDNAandRNAMorethanoneTypeofnucleusNoneProkaryotic,

nonuclearmembraneEukaryotic,withnuclearmembraneRibosomesAbsent70S80SMitochondriaAbsentAbsentPresentNatureofoutersurfaceProteincapsidandlipoproteinenvelopeRigidwallcontainingpeptidoglycanRigidwallcontainingchitinMotilityNoneSomeNoneMethodofreplicationNotbinaryfissionBinaryfissionBuddingormitosisComparisonofMedicalImportantMicrobes显微镜放大法

细菌形体微小，肉眼不能直接看到，必须借助显微镜（普通光学显微镜、电子显微镜）放大后才能观察。染色法

细菌体小半透明，经染色后才能观察较清楚

负染第三节细菌形态与结构检查法初染（结晶紫）媒染（碘液）脱色（95%酒精）