细菌和放线菌的形态与构造

关于细菌和放线菌的形态与构造第一页，共六十八页，编辑于2023年，星期三第一节细菌的形态与构造细菌（bacteria）是原核生物中的一大类群，是一类个体微小、结构简单、细胞壁坚韧、多以二等分裂方式繁殖和水生性较强的单细胞微生物。

微生物的形态与构造主要包括：①个体形态（细胞形态或菌体形态或菌丝形态）②细胞构造③繁殖特征④群体形态第二页，共六十八页，编辑于2023年，星期三一、细菌菌体（细胞）形态依据细菌菌体（细胞）形态的不同，可分为三类：球菌（coccus）杆菌（bacillus）螺旋菌（spirilla）大多数细菌的大小：0.几～几个μm

第三页，共六十八页，编辑于2023年，星期三球菌单球菌（Micrococcus）双球菌(Diplococcus)四联球菌(Tetrad)八叠球菌(Sarcina)葡萄球菌(Staphylococcus)链球菌(Streptococcus)根据球菌在繁殖时细胞分裂方向及分裂后细胞的排列情况，又可将其分为：

第四页，共六十八页，编辑于2023年，星期三杆菌单杆菌(bacillus)球杆菌(coccobacillus)链杆菌(streptobacillus)棒状杆菌(corynebacterium)梭状杆菌(clostridium)螺旋菌弧菌（vibrio）螺菌（spirillum）螺旋体（spirochaeta）第五页，共六十八页，编辑于2023年，星期三大肠杆菌（Escherichia

coli或E.coli）第六页，共六十八页，编辑于2023年，星期三金黄色葡萄球菌（Staphylococcus

aureus）葡萄球菌第七页，共六十八页，编辑于2023年，星期三四联球菌八叠球菌第八页，共六十八页，编辑于2023年，星期三链球菌链杆菌第九页，共六十八页，编辑于2023年，星期三霍乱弧菌(Vibrio

cholerae×15,575)螺旋菌（Spirulinasp.×1,280）第十页，共六十八页，编辑于2023年，星期三细菌细胞构造示意图二、细菌细胞构造第十一页，共六十八页，编辑于2023年，星期三细菌细胞构造一般构造

特殊构造

细胞壁细胞膜细胞质核质体（核质）间体(中介体)

荚膜芽孢鞭毛菌毛第十二页，共六十八页，编辑于2023年，星期三（一）一般构造所有细菌都具有的构造，包括细胞壁、细胞膜、细胞质、核质体、内含物等。第十三页，共六十八页，编辑于2023年，星期三革兰氏染色法（Gramstaining）1.细胞壁（cellwall）第十四页，共六十八页，编辑于2023年，星期三革兰阳性菌（G+）---紫色革兰阴性菌（G-）---红色（Grampositivebacteria）

（Gramnegativebacteria）

第十五页，共六十八页，编辑于2023年，星期三G-细菌细胞壁G+细菌细胞壁第十六页，共六十八页，编辑于2023年，星期三细菌细胞壁组成G+

G-

N-乙酰胞壁酸（M）N-乙酰葡糖胺（G）五肽四肽肽聚糖

外壁层---脂多糖层肽聚糖磷壁酸N-乙酰胞壁酸（M）N-乙酰葡糖胺（G）四肽细胞壁组成第十七页，共六十八页，编辑于2023年，星期三G+细菌（金色葡萄球菌）肽聚糖结构示意图G：N-乙酰葡糖胺M：N-乙酰胞壁酸MG第十八页，共六十八页，编辑于2023年，星期三N-乙酰葡糖胺（G）N-乙酰胞壁酸（M）第十九页，共六十八页，编辑于2023年，星期三磷壁酸（techoicacid）：革兰阳性菌特有成分,是由核糖醇或甘油残基经磷酸二酯键相互连接而成的多聚物。多个磷壁酸分子组成长链穿插于肽聚糖中，内端与肽聚糖上的胞壁酸共价结合的称壁磷壁酸。内端与细胞膜共价结合的称膜磷壁酸。革兰阳性细菌细胞壁特殊组分---磷壁酸第二十页，共六十八页，编辑于2023年，星期三G-细菌（大肠杆菌）肽聚糖结构示意图第二十一页，共六十八页，编辑于2023年，星期三G-菌肽聚糖结构第二十二页，共六十八页，编辑于2023年，星期三革兰阴性菌细胞壁特殊组分---脂多糖第二十三页，共六十八页，编辑于2023年，星期三G+菌与G-菌细胞壁结构比较第二十四页，共六十八页，编辑于2023年，星期三革兰氏阳性菌与阴性菌细胞壁比较第二十五页，共六十八页，编辑于2023年，星期三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与细菌致病性有关细胞壁的功能：第二十六页，共六十八页，编辑于2023年，星期三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裹---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）第二十七页，共六十八页，编辑于2023年，星期三2.细胞膜(cellmembrane)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。第二十八页，共六十八页，编辑于2023年，星期三细胞膜结构模式图

第二十九页，共六十八页，编辑于2023年，星期三

3.细胞质（cytoplasm）被细胞膜包围的除核区以外的呈溶胶状态、半透明、颗粒状物质的总称，其成分主要是水、蛋白质、核酸、脂类、多糖、无机盐类和多种酶系等，是细菌细胞进行合成代谢和分解代谢的主要场所。细胞质中的RNA含量较多，可达菌体成分的15～20％。生长旺盛的幼龄菌含量更高，有较强的嗜碱性，易被碱性染料着色，为异染颗粒。除此之外，细胞质中还存在有许多内含物（inclusionbody）颗粒，举例如下。第三十页，共六十八页，编辑于2023年，星期三游离存在于细胞质中的小颗粒，直径约18nm，沉降系数为70s，由50s和30s两个亚单位组成，70％为RNA，30％为蛋白质。是细菌合成蛋白质的场所。（1）核糖体(ribosome)第三十一页，共六十八页，编辑于2023年，星期三染色体外的遗传物质，存在于细胞质中，为闭合环状的双链DNA，具有自主复制能力，控制着细菌某些特定的遗传特性。如：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）第三十二页，共六十八页，编辑于2023年，星期三（3）贮藏物（reservematerials）异染颗粒(metachromaticgranule)：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。常见于白喉棒状杆菌，位于菌体两端，故又称极体(polarbody)，有助于鉴定。第三十三页，共六十八页，编辑于2023年，星期三4.间体或中介体（mesosome）部分细胞膜内陷、折叠、卷曲形成的囊状物。与细菌细胞分裂繁殖时DNA的复制有关。第三十四页，共六十八页，编辑于2023年，星期三5.核质体（nuclearbody）或核质（nuclearmaterial）双股环状DNA分子球形、棒状或哑铃状由DNA和少量RNA及蛋白质组成又称核区（nuclearregion）、拟核（nucleoid）或核基因组（genome）。细菌是原核细胞，不具有成形的核。无核膜、核仁和有丝分裂器。功能与真核细胞的染色体相似。第三十五页，共六十八页，编辑于2023年，星期三大肠杆菌的核质体大肠杆菌纵切面---示哑铃形核质体和细胞分裂第三十六页，共六十八页，编辑于2023年，星期三（二）特殊构造细菌的特殊构造是指不是所有的细菌都具有的构造，常见的有荚膜、芽孢、鞭毛、菌毛等。

第三十七页，共六十八页，编辑于2023年，星期三1.荚膜（capsule）有些细菌，在一定的环境条件下，能分泌一种粘液性物质，粘附在细胞壁外，称为荚膜。荚膜的厚度多在0.2μm以上，周围有清晰的界限，称为荚膜或大荚膜（macrocapsule）；厚度在0.2μm以下者，称为微荚膜（microcapsule）；有些细菌，可在细胞壁外形成一层类似荚膜的粘性物质，结构疏松，无一定的形状，周围界限不清晰，密度不均匀，易于洗脱，这种结构，称为粘液层（slimelayer）；包围多个细菌细胞的荚膜，称为菌胶团(zoogloea)。第三十八页，共六十八页，编辑于2023年，星期三大多数细菌的荚膜是多糖，炭疽芽孢杆菌等少数菌的荚膜为多肽。多糖分子组成和构成的多样化使其结构极为复杂，成为血清学分型的基础。荚膜的形成与环境条件有密切关系。有荚膜的细菌形成光滑型（S）菌落，失去荚膜后其菌落变为粗糙型（R）型。荚膜的化学组成第三十九页，共六十八页，编辑于2023年，星期三抗吞噬作用：荚膜具有抵抗宿主吞噬细胞的作用，因而荚膜是病原菌的重要毒力因子。粘附作用：荚膜多糖可使细菌彼此之间粘连，也可粘附于组织细胞或无生命物体表面，形成生物膜，是引起感染的重要因素。抗有害物质的损伤作用：荚膜处于细胞的最外层，有保护菌体避免和减少受有害物质的损伤作用。贮存营养。荚膜的功能第四十页，共六十八页，编辑于2023年，星期三细胞荚膜（印度墨汁负染色）第四十一页，共六十八页，编辑于2023年，星期三2.芽孢（spore）某些杆菌和个别球菌在生长发育后期，在菌体内形成一种圆形或椭圆形、壁厚、含水量低、抗逆性强、普通染色法不着色的特殊结构，称为芽孢，或称内生孢子（endospore）。第四十二页，共六十八页，编辑于2023年，星期三细菌形成芽孢的能力是由菌体内的芽孢基因决定的。其形成条件因菌种而异。一个细菌只形成一个芽孢，一个芽孢萌发也只生成一个菌体，细菌数量并未增加，因而芽孢不具有繁殖功能，不是细菌的繁殖方式。与芽孢相比，未形成芽孢而具有繁殖能力的菌体称为繁殖体(vegetativeform)。第四十三页，共六十八页，编辑于2023年，星期三肉毒梭状芽孢杆菌（Clostridium

botulinum）枯草芽孢杆菌（Bacillus

subtilis）第四十四页，共六十八页，编辑于2023年，星期三细菌芽孢结构示意图细菌芽孢的大小、形状、位置等随菌种而异，有重要的鉴别意义。细菌芽孢着生部位

第四十五页，共六十八页，编辑于2023年，星期三芽孢的抵抗力强，可在自然界中存在多年，是重要的传染源。但芽孢并不直接引起疾病，只有发芽成为繁殖体后，才能迅速大量繁殖而致病。芽孢抵抗力强，故常以杀灭芽孢作为灭菌指标。芽孢抵抗力强的原因：（1）芽孢含水量少，蛋白质受热后不易变性。（2）芽孢具有多层致密的厚壁，理化因素不易透入。（3）含有的DPA与钙结合的盐（吡啶二羧酸钙盐，calciumpicolinate,DPA-Ca）能提高芽孢中各种酶的稳定性。芽孢的功能第四十六页，共六十八页，编辑于2023年，星期三3.鞭毛（flagellum，flagella）有些细菌在菌体表面长有呈波状弯曲的细长丝状物称为鞭毛。是细菌的运动器官。鞭毛的长度为菌体长度的几倍，其直径为10~20nm。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。鞭毛具有抗原性。鞭毛的化学组成为鞭毛蛋白。第四十七页，共六十八页，编辑于2023年，星期三细菌鞭毛形态示意图细菌鞭毛的着生位置等随菌种而异，有重要的鉴别意义。第四十八页，共六十八页，编辑于2023年，星期三G+细菌和G-细菌的鞭毛和菌毛结构比较

第四十九页，共六十八页，编辑于2023年，星期三是细菌的运动器官，使细菌游向营养物质，而逃离有害物质；有些鞭毛与细菌的致病性密切相关。可作为鉴定细菌及对细菌分类的依据。鞭毛的功能第五十页，共六十八页，编辑于2023年，星期三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。菌毛蛋白具有抗原性。菌毛在普通光学显微镜下看不到，必须用电子显微镜观察。根据功能不同，菌毛可分为普通菌毛和性菌毛两类。4.菌毛（fimbriaeorpilus）第五十一页，共六十八页，编辑于2023年，星期三普通菌毛遍布菌细胞表面，每菌可达数百根。这类菌毛是细菌的粘附结构，能与宿主细胞表面的特异性受体结合，是细菌感染的第一部。因此，菌毛和细菌的致病性密切相关。菌毛的受体常为糖蛋白或糖脂，与菌毛结合的特异性决定的宿主的易感部位。如果红细胞表面具有菌毛受体的相似成分，不同的菌毛引起不同类型的红细胞凝集---血凝（hemagglutination,HA)普通菌毛(ordinarypilus)第五十二页，共六十八页，编辑于2023年，星期三仅见于少数革兰阴性菌。数量少，1-4根。比普通菌毛长而粗，中空呈管状。性菌毛由致育因子Fertility

（F）编码，故又称F菌毛。带有性菌毛的F+菌与无性菌毛的F-菌相遇时，性菌毛与其相应受体结合，F+菌内的质粒或DNA可通过性菌毛进入F-菌体内，此过程---接合(conjugation)。性菌毛是某些噬菌体吸附于菌细胞的受体。性菌毛(sexpilus)第五十三页，共六十八页，编辑于2023年，星期三三、细菌繁殖特征细菌的繁殖方式主要为无性繁殖中的裂殖（fission）中的二等分裂（binaryfission）,即一个细胞通过对称的二分裂，形成两个形态、大小和构造完全相同的两个子细胞。第五十四页，共六十八页，编辑于2023年，星期三DNA的复制滚环复制第五十五页，共六十八页，编辑于2023年，星期三细菌的二等分裂第五十六页，共六十八页，编辑于2023年，星期三

将一个菌体细胞或同种的几个菌体细胞接种在固体培养基上，通过生长繁殖后所形成的子代细胞堆，称为菌落(Colony)。不同种类的细菌，其菌落形状、大小、颜色、干湿度、光滑度、凸起度、粘稠度、透明度、菌落边缘形状等均不同，是细菌鉴定的重要依据。细菌的菌落一般具有湿润、较光滑、较透明、较粘稠、易挑取、质地均匀、菌落正反面或边缘与中央部位的颜色一致等特征。四、细菌群体特征第五十七页，共六十八页，编辑于2023年，星期三平板涂布培养试管斜面划线培养平板划线培养第五十八页，共六十八页，编辑于2023年，星期三放线菌（actinomyces）：由于菌落呈放射状而得名.它具有生长发育良好的菌丝体，菌丝直径为0.2～1.2μm，革兰氏染色呈阳性，细胞壁组成与结构与G+细菌相似。菌丝常无横隔，内含多个核区，一般认为放线菌是单细胞的。因此，放线菌可以定义为一类主要呈丝状生长，以孢子繁殖的革兰氏阳性细菌。第二节放线菌的形态与构造第五十九页，共六十八页，编辑于2023年，星期三一、放线菌的菌丝形态与构造放线菌的细胞为丝状，称为菌丝，菌丝不断分支缠绕形成具有一定空间形态特征的菌丝聚集体称为菌丝体。菌丝：（1）基内菌丝。又叫营养菌丝，是生长在培养基内部的菌丝。吸收营养物质。有些无色，有些则能产生黄、橙、红、紫、蓝、绿、灰、褐甚至黑色等水溶性或脂溶性色素。（2）气生菌丝。由营养菌丝上长出并且伸展到空气中的菌丝。颜色一般较深，直径也较粗，是营养菌丝的两倍左右。它可盖满整个菌落表面，呈绒毛状、粉状或颗粒状。第六十页，共六十八页，编辑于2023年，星期三孢子丝：放线菌生长发育到一定时期，气生菌丝顶端便会分化出孢子丝。孢子丝的形态及在气生菌丝上的排列方式多种多样。其形态有直杆形、波浪形、钩状和螺旋状等；排列方式有互生、丛生和轮生等。孢子成熟后就飘落下来。孢子：孢子的形态极为多样，有球形、杆形、圆柱形、瓜子形、梭形和半月形等，表面形态也多样，有光滑、褶皱、疣、刺、毛发或鳞片状等。孢子的颜色也十分丰富，有白色、灰色、黄色、粉红色、浅紫色、蓝色和绿色等。放线菌孢子丝和孢子的形态和颜色，常作为菌种鉴定的重要依据。第六十一页，共六十八页，编辑于2023年，星期三放线菌的形态示意图