细菌的形态与结构

细菌的形态与结构第一页，共三十七页，2022年，8月28日2细菌的形态与结构

BacteriaMorphologyandStructure彭宜红博士/教授北京大学医学部病原生物学系

第二页，共三十七页，2022年，8月28日重点与难点掌握细菌基本形态、大小的测量单位。掌握细菌细胞壁化学组成及功能；革兰阳性（G+）细菌与革兰阴性（G-）细菌细胞壁主要区别；青霉素、溶菌酶的杀菌机制。掌握细菌细胞壁缺陷型（L型细菌）细菌的定义及生物学特性（培养特性和对抗生素敏感性），掌握脂多糖（LPS）的化学组成及其生物学作用。掌握细菌核糖体分子特征；红霉素及链霉素的杀菌机理。第三页，共三十七页，2022年，8月28日重点与难点掌握质粒、异染颗粒的概念与意义。掌握细菌特殊结构,如鞭毛、菌毛、荚膜、芽孢的定义、化学组成及其功能，熟悉有芽孢的主要病原菌。了解普通光学显微镜的结构和原理,掌握油镜头的使用方法。掌握革兰氏染色法和抗酸染色法的原理、材料、步骤、结果判断及意义。第四页，共三十七页，2022年，8月28日第一节细菌的大小与形态（Thesizeandshapeofbacteria)属于原核单细胞生物，有细胞壁,形体微小，结构简单。无成形的细胞核，无核仁及核膜，除核蛋白体外，无其他细胞器。多数在自然界中自由生活，少数营严格寄生生活。细菌的定义第五页，共三十七页，2022年，8月28日细菌大小的测量单位：微米(micrometer,m)

葡萄球菌(staphylococcus)第六页，共三十七页，2022年，8月28日7依据形态而命名

(BacteriaareNamedbyShape)Threebasictypes球菌杆菌螺旋菌第七页，共三十七页，2022年，8月28日依据形态而命名

(BacteriaareNamedbyShape)双球菌

(A)8葡萄球菌

(C)链球菌

(B)第八页，共三十七页，2022年，8月28日依据形态而命名

(BacteriaareNamedbyShape)杆菌(D)

螺形菌弧菌(E)螺菌(F)9第九页，共三十七页，2022年，8月28日

第二节

细菌的结构

(Bacterialstructure)基本结构：细胞壁、细胞膜、细胞质、核质。BasicStructure：CellWall,CellMembrane,Cytoplasm,andNucleoid特殊结构：荚膜、鞭毛、菌毛、芽胞SpecificStructure：Capsules,Flagella,Fimbriaeorpili,Spores10第十页，共三十七页，2022年，8月28日11保护细菌和维持菌体形态物质交换与致病性有关与耐药性有关与静电性有关（一）细胞壁(cellwall)定义：包绕在细胞膜外的一层坚韧结构，成分因不同细菌而异。主要功能及相关医学意义

第十一页，共三十七页，2022年，8月28日12聚糖支架：N-乙酰胞壁酸、N-乙酰葡糖氨组成四肽侧链：与聚糖支架上的胞壁酸分子连接五肽交联桥：连接两个相邻的四肽侧链

1.肽聚糖(peptidoglycan)第十二页，共三十七页，2022年，8月28日13G+和G-菌肽聚糖结构比较G-:肽聚糖1～2层，无五肽交链桥G+:肽聚糖含量丰富，层厚，15～50层，四肽侧链与五肽交联桥相连，形成三维立体结构N-乙酰葡萄糖胺

N-乙酰胞壁酸

四肽侧链五肽交联桥N-乙酰葡萄糖胺

N-乙酰胞壁酸

四肽侧链第十三页，共三十七页，2022年，8月28日14G+细胞壁的其他成分磷壁酸（teichoicacid）：壁磷壁酸（wallteichoicacid）

膜磷壁酸(membraneteichoicacid,黏附素)蛋白质:表面特殊蛋白质(如A族链球菌M蛋白；金葡菌A蛋白)G-细胞壁的其他成分：脂蛋白、磷脂和脂多糖，总称为外膜。G-细胞壁的主要成分第十四页，共三十七页，2022年，8月28日革兰阳性菌与阴性菌细胞壁结构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厚，20～80nm薄，10～15nm肽聚糖层数多，可达50层少，1～2层肽聚糖含量多，占细胞壁干重50%～80%少，占细胞壁干重5%～20%糖类含量多，约45%少，15%～20%脂类含量少，1%～4%多，11%～22%磷壁酸+-外膜-+第十五页，共三十七页，2022年，8月28日细菌细胞壁缺陷型（L-型）

(cellwall-deficientbacteria)L-型细菌细菌细胞壁的肽聚糖结构受到破坏或合成被抑制，但在高渗环境下仍可存活者失去肽聚糖或脂多糖受到理化或生物因素作用产生高度多形性L-型细菌第十六页，共三十七页，2022年，8月28日17位于细胞壁内侧，化学组成为脂质双层参与细胞内外的物质交换膜上有多种酶，参与生物合成参与细胞的呼吸过程形成中介体（二）细胞膜(cellmembrane)(革兰阴性菌的细胞膜也称为内膜)第十七页，共三十七页，2022年，8月28日18核蛋白体：由50S和30S两个亚基组成。（三）细胞质(cytoplasm)50S30S红霉素mRNA蛋白质合成中断红霉素杀菌机理：与50S亚基结合，干扰细菌蛋白质的合成。第十八页，共三十七页，2022年，8月28日19作用机制溶菌酶：切断聚糖支架的β-1,4糖苷键，抑制细菌细胞壁的合成。青霉素：切断四肽侧链与五肽交联桥之间的连接，抑制细菌细胞壁的合成。红霉素：与细菌核糖体大亚基结合，阻断细菌蛋白质的合成。链霉素：与细菌核糖体的小亚基结合，阻断细菌蛋白质的合成。第十九页，共三十七页，2022年，8月28日质粒(plasmid)染色体外的遗传物质，由闭合的环状双股DNA组成控制细菌某些特定的遗传性状，非细菌生命活动所必需。医学上重要的质粒F质粒：制造性菌毛R质粒：决定细菌耐药性的形成Vi质粒：参与细菌毒力Col质粒：决定大肠杆菌能否产生大肠菌素20第二十页，共三十七页，2022年，8月28日21胞质颗粒(inclusion)胞质颗粒：由细菌储存的营养物质(多糖、脂类、磷酸盐等）堆积而成。

异染颗粒(metachromaticgranules)：胞质颗粒的一种，嗜碱性强，美蓝染色时呈蓝紫色，常见于白喉棒状杆菌，有助于鉴定。第二十一页，共三十七页，2022年，8月28日（四）核质

（拟核）(nucleoid)是细菌的遗传物质，亦称细菌染色体。大多数细菌为单一的闭合环状双股DNA分子，少有细菌为线性或有多个DNA分子。控制细菌各种遗传性状。22第二十二页，共三十七页，2022年，8月28日23荚膜capsule鞭毛单数flagellum,复数flagella菌毛单数fimbria,orpilus,复数fimbriae,orpili

芽胞spore二、细菌的特殊结构(specialconstructionofbacterium)第二十三页，共三十七页，2022年，8月28日荚膜

(capsule)荚膜：包绕在细胞壁外的一层黏液性物质。功能:抵抗吞噬细胞的吞噬和消化抵抗体液因子的杀菌作用必要时提供细菌代谢时所需的水分化学组成：多糖、少数为多肽(如炭疽杆菌)肺炎球菌及其荚膜形态第二十四页，共三十七页，2022年，8月28日鞭毛

(flagellum)鞭毛：附着在菌体上的细长呈波状弯曲的丝状物功能：与细菌的运动有关化学组成：主要成分是蛋白质类型：单毛菌、丛毛菌、周毛菌单毛菌丛毛菌周毛菌第二十五页，共三十七页，2022年，8月28日菌毛

(fimbria/pilus)菌毛：菌体表面纤细的蛋白质丝状物,包括普通菌毛和性菌毛普通菌毛单数fimbria，复数fimbriae：遍布菌体全身，具有黏附细胞的能力性菌毛单数pilus,复数pili：1～4根，细菌通过性菌毛相互间传递遗传物质26性菌毛及细菌的接合普通菌毛第二十六页，共三十七页，2022年，8月28日芽胞

(spore)定义：某些细菌在一定环境中，在体内形成的圆形或卵圆形小体，即芽胞，其功能是增强细菌抵御外界不良环境，能保存细菌全部生命所必需的物质。芽胞的特性及医学意义：灭菌时，以杀死芽胞作为灭菌的指标。27芽胞菌体细菌芽胞第二十七页，共三十七页，2022年，8月28日小结：

细菌特殊结构的功能及其医学意义功能医学意义鞭毛运动用于细菌的分类和鉴定某些细菌的鞭毛与致病有关荚膜具有抗吞噬、黏附、抵抗杀菌物质的杀菌作用与细菌的致病性有关用于细菌的鉴别和分型第二十八页，共三十七页，2022年，8月28日细菌特殊结构的功能和医学意义功能医学意义菌毛普通菌毛性菌毛黏附传递遗传物质与细菌的致病性有关与细菌的遗传变异有关，传递耐药性芽孢保护细菌渡过不良外界环境用于细菌的鉴别作为灭菌的指标参与致病第二十九页，共三十七页，2022年，8月28日30普通光学显微镜(lightmicroscope)电子显微镜(electronmicroscope)暗视野显微镜(darkfieldmicroscope)相差显微镜(phasecontrastmicroscope)荧光显微镜(fluorescencemicroscope)共聚焦显微镜(confocalmicroscope)染色法(staining)：

革兰染色法(GramStain)

抗酸染色法(AcidFastStain)

第三节细菌形态检查法(morphologicalexamination)第三十页，共三十七页，2022年，8月28日31GRAMSTAINING

：HansChristianGram,aDanishhistologist,developedin1884.

初染和媒染：Stainwithcrystalviolet(purple)andiodine

脱色：Destainwithalcohol

复染：Counterstainwithsafranin(red)革兰染色(GRAMSTAINING)G-菌G+菌第三十一页，共三十七页，2022年，8月28日革兰染色的意义

(significanceofGramstaining)将细菌区分为革兰阳性、革兰阴性两大类，有助于细菌的鉴别诊断。选择药物:革兰阳性菌与革兰阴性菌对各种抗生素的敏感性不同。研究细菌的致病性：一般革兰阳性菌外毒素致病，革兰阴性菌内（外）毒素致病。32第三十二页，共三十七页，2022年，8月28日抗酸细菌(AcidFastBacteria)分枝杆菌属：结核分枝杆菌/麻风分枝杆菌

Mycobacterium(tuberculosisandleprae)革兰染色阳性，因为细胞壁中含有大量脂质ThelipidpreventsstainfrombeingwashedoutwithacidWallsalsocontainmurein,polysaccharideandlipids通过抗酸染色识别

Distinguishedbytheacidfaststain33第三十三页，共三十七页，2022年，8月28日抗酸染色(AcidFastStain)初染：石炭酸复红初染，加热避免沸腾脱色：3%盐酸酒精脱色复染：美蓝复染

34第三十四页，共三十七页，2022年，8月28日复习思考题列表说明革兰阳性菌和革兰阴性菌细胞壁主要不同点。简述细菌的基本结构和特殊结构。细胞壁的主要功能及相关的医学意义。简述L型细菌的主要生物学特性及与其致病性的关系。细菌革兰染色的主要用途或意义。第三十五页，共三十七页，2022年，8月28日中英文关键词

细菌（bacterium）球菌（coccus）螺形菌（spiralbacterium）弧菌（vibrio)螺菌（spirillum)细胞壁（cellwall）肽聚糖（peptidoglycan）磷壁酸（teichoicacid）膜磷壁酸（membraneteichoicacid,LTA）脂磷壁酸（lipoteichoicacid，LTA）脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）内毒素（endotoxin）细菌L型（bacterialLform）质粒（plasmid）拟核（nucleoid）荚膜（capsule）鞭毛（flagellum）菌毛（pilus或fimbriae）性菌毛（sexpilus）芽胞(spore）光学显微镜（lightmicroscope）电子显微镜（electronmicroscope）革兰染色