病原生物与病原生物学-细菌的基本性状

第二章细菌的基本性状

细菌（bacterium）为原核细胞型微生物，广义的细菌指的是真细菌，包括放线菌、支原体等其他原核细胞型微生物。以微米（1μm=1/1000mm）作为测量单位。

第一节、细菌的形态球菌双球菌：淋病奈瑟氏菌链球菌：化脓性链球菌葡萄球菌：金黄色葡萄球菌杆菌大肠埃希氏菌、炭疽芽胞杆菌螺形菌弧菌：霍乱弧菌螺菌：鼠咬热螺菌球菌单球菌：尿素微球菌双球菌：淋病奈瑟氏菌链球菌：化脓性链球菌葡萄球菌：金黄色葡萄球菌一、细菌的形态杆菌大肠埃希氏菌、炭疽芽胞杆菌螺形菌弧菌：霍乱弧菌螺菌：鼠咬热螺菌螺杆菌：幽门螺杆菌二、细菌的基本结构

细菌基本结构是指各种细菌均具有的结构，由外向内依次为：细胞壁细胞膜细胞浆原生质体核质

细菌基本结构主要成分：肽聚糖，为原核细胞生物所特有的物质。

（一）细胞壁（Cellwall）功能：

保护菌细胞维持菌体外形

参与细胞内外物质交换

决定菌体的抗原性

与细菌致病性有关

是多种抗生素作用的靶点20-80nm厚15-50层肽聚糖多数含有大量的磷壁酸少数是磷壁醛酸G+菌细胞壁的特殊成分厚10-15nm1-2层肽聚糖有特殊组分外膜。G-菌细胞壁的特殊成分脂多糖脂质双层脂蛋白G-菌的内毒素，也由类脂A、核心多糖和寡糖重复单位等三部分组成。其中类脂A为内毒素主要毒性部分，且无种属特性，故不同G-菌感染时，其内毒素引起的毒性作用大致相同。核心多糖有属或组特异性。寡糖重复单位有种或型的特异性，用于细菌分类。

脂多糖由多糖骨架、四肽侧链和交联桥等组成。多糖骨架由N-乙酰胞壁酸（M）和乙酰葡萄糖胺（G）经β-1，4糖苷键连接，交替排列形成。溶菌酶能切断M和G之间的联系，引起细菌裂解。青霉素能干扰甘氨酸交联桥与四肽侧链之间的连接而抑制肽聚糖合成，引起细菌死亡。G+菌G-菌G-菌G-菌在肽聚糖外，由内向外还有脂蛋白、外膜和脂多糖等三层结构。脂多糖是G-菌的内毒素，也由类脂A、核心多糖和寡糖重复单位等三部分组成。其中类脂A为内毒素主要毒性部分，且无种属特性，故不同G-菌感染时，其内毒素引起的毒性作用大致相同。核心多糖有属或组特异性，寡糖重复单位有种或型的特异性，均用于细菌分类。G+菌和G-菌细胞壁结构比较细胞壁结构

G+菌

G-菌

肽聚糖层数多，含量多层数少，含量少

磷壁酸

+

-

外膜

-

+

脂蛋白

-

+

脂多糖

-

+

强度

较坚韧

较疏松L型细菌(Lformedbacteria)是在溶菌酶和青霉素的作用下，肽聚糖的结构遭破坏或合成受抑，使细胞壁缺失，但在高渗环境中仍能存活。其特点是呈多型性，在高渗低琼脂含血清的培养基上形成“油煎蛋样”菌落，但仍有致病力，可引起尿路感染、骨髓炎和心内膜炎等疾病，且常规细菌学检查阴性，因此应引起注意。G+细胞壁主要由肽聚糖构成，其变为L型后，因为细胞壁完全缺失，细菌原生质仅被一层细胞膜包裹，称为原生质体（protoplast）。由于G+内渗透压很高，所以原生质体必须保存在高渗环境中方可存活；G-因其细胞壁肽聚糖含量较少，且有外膜保护，并且其内渗透压比革兰阳性菌低，故其L型在低渗环境中仍有一定的抵抗力，一般将源于G-的L型称为原生质（spheroplast）。其结构与真核细胞膜基本相同，但不含胆固醇。(二)细胞膜

选择性渗透和运输作用；细胞呼吸作用；生物合成作用；参与细菌分裂。主要功能：细胞膜向细胞浆内陷形成中介体(mesosome)其功能类似线粒体，故称拟线粒体。是细菌新陈代谢的重要场所，参与菌体内物质的合成代谢和分解代谢。（三）细胞浆

核糖体：是细菌合成蛋白质的场所，沉降系数为70S，由50S和30S两个亚基组成，而人的核糖体为80S，由60S和40S组成。链霉素和红霉素能分别与30S和50S亚基结合，干扰菌体蛋白质合成，从而杀死细菌。

质粒(plasmid)：为染色体外的遗传物质。胞浆颗粒：多数为细菌储存的营养物质，其中的异染颗粒(metachromaticgranules)有鉴别细菌的作用。含有的结构：异染颗粒（四）核质

是细菌的遗传物质，由一条双股环状的DNA分子组成，具有染色体的功能，也称细菌染色体。细菌的核没有核膜、核仁和有丝分裂器，为原核细胞，故称核质或拟核。细菌基本结构的主要功能

基本结构主要功能细胞壁 维持细菌固有外形细胞膜 选择性的渗透作用细胞浆 合成细菌的蛋白质核质控制细菌遗传性状1荚膜

Capsule

多糖或多肽大荚膜：微荚膜:黏液层:糖萼:

三、细菌的特殊结构

抗吞噬作用重要的毒力决定簇

功能:

保护细胞壁黏附作用抗原性单毛双毛

丛毛周毛

2鞭毛flagellum

运动器官.

细菌的鉴别功能:

黏附抗原性：鞭毛抗原(Hantigen)

分类：普通菌毛:性菌毛:.3菌毛pilusorfimbrae黏附作用致病性有关耐药性、毒力等性状的转移有关功能：4.芽胞（spore）

G+杆菌在一定环境条件下，胞浆脱水浓缩在菌体内形成圆形小体，称为芽胞。芽胞是细菌的休眠状态，当环境适宜时芽胞又能发育成细菌繁殖体，故不是细菌的繁殖形式。由于芽胞有多层致密的膜结构，通透性低，含水量少，故蛋白质不易变性，芽胞内含特有的吡啶二羧酸（DPA），DPA能提高酶对热的稳定性，因此芽胞有强大的抵抗力，故常将杀死芽胞作为灭菌指标。

发芽:

活化-----启动----生长;

芽孢形成的意义:

鉴别细菌强大的抵抗力灭菌的标准芽孢形成的原因：1.有多层致密的膜结构,通透性低,理化因子不易透过。2.含水少，蛋白质不易变性.3.在核心和皮质中含有吡啶二羧酸DPA，可增强芽孢内酶的稳定性。芽孢具有强大抵抗力的原因:细菌特殊结构的主要功能特殊结构主要功能荚膜抗吞噬,与致病性有关鞭毛 肌动蛋白,与运动有关普通菌毛有黏附作用,与致病性有关性菌毛 通过接合,与变异有关芽胞抵抗力强,为灭菌的标志根据对营养物质的需要细菌有两种营养类型：自养菌：能在完全含无机物的环境中生长繁殖的细菌；异养菌：需要利用有机物质作为营养和能量的细菌，包括腐生菌和寄生菌。寄生菌必须从宿主（人或动物）体内的有机物质中获得营养和能量。大部分病原菌均属于寄生菌。

化学组成水：80％固体：15％～20％无机盐：3％～10％脂类：1％～7％糖类：10％～30％蛋白质：50％～80％核酸及其他特有成分（一）细菌的理化性状第二节细菌的生理学（二）细菌的代谢1.细菌的能量代谢发酵：以有机物为受氢体的途径，包括糖酵解(EMP)

和磷酸戊糖(HMP)途径需氧呼吸：以分子氧为受氢体的途径厌氧呼吸：专性厌氧菌以其他无机物为受氢体的途径

物理性状带电现象：G＋菌的pI为2～3；G－菌的pI为4～5；表面积：大，有利于物质交换；半透性：选择性通透作用有利于吸收和排泄；渗透压：菌体内含有高浓度的营养物质和无机盐，相对高渗。光学性质：半透明体，其悬液呈混浊状态；2.细菌的生化反应：

检测细菌对各种基质的代谢作用及代谢产物，借以区别和鉴别细菌种类的生化试验。细菌的生化反应是鉴别细菌，尤其对细菌形态、革兰染色反应和菌落形态相同或相似的细菌更为重要。甲基红试验（M）糖发酵试验VP试验（V）检测糖代谢产物吲哚试验（I）硫化氢试验尿素酶试验检测蛋白质代谢产物枸橼酸利用试验（C）吲哚（I）、甲基红（M）、ＶＰ（V）和枸橼酸利用（C）四种试验合称IMViC试验，常用于鉴定肠道杆菌。如：大肠埃希菌的结果为＋＋－－，产气杆菌为－－＋＋。3.细菌的合成代谢产物及医学意义（1）与疾病有关的代谢产物：毒素：包括外毒素和内毒素。侵袭性酶类：如金黄色葡萄球菌产生的血浆凝固酶。热原质：是细胞壁的脂多糖，引起发热反应。（2）与治疗有关的代谢产物:抗生素：多数由放线菌和真菌产生，少数由细菌产生。维生素：如人体肠道内的大肠埃希菌，能合成维生素B族和维生素K，可被人体吸收利用。（3）与鉴别细菌有关的代谢产物:色素：细菌产生不同颜色的色素，如铜绿假单胞菌产生的色素，金黄色葡萄球菌产生的色素，都有助于鉴别细菌。细菌素：某些菌株产生的一类具有抗菌作用的蛋白质，无治疗上应用价值，只用于细菌分型和流行病学调查。（一）细菌生长繁殖的条件营养物质：水分、无机盐类、蛋白胨（或氨基酸）和糖等。

酸碱度：多数细菌pH7.2~7.6，霍乱弧菌pH8.4~9.2，结核分枝杆菌pH6.5~6.8。3.温度：大多数细菌37℃气体：与细菌生长有关的气体是O2和CO2。大部分细菌需要O2来氧化营养物质，产生能量，供生长繁殖之用。但厌氧菌必须在无氧环境中才能生长。五、细菌的生长与培养按细菌对氧的需要分类（二）生长方式和速度1.生长方式：以二分裂方式进行无性繁殖。2.繁殖速度：多数细菌20~30min分裂一次，称一代；繁殖一代所需时间叫代时，有的细菌繁殖较慢，如结核杆菌18~24h分裂一次。3.生长曲线：迟缓期：第1～4h，合成代谢活跃，不分裂。对数期：第6～8h，快速增殖。稳定期：繁殖数与死亡数趋于平衡。衰退期：死亡菌数超过活菌数。细菌的生长曲线

培养基分类按用途按理化性状半固体培养基固体培养基液体培养基基础培养基营养培养基选择培养基鉴别培养基厌氧培养基琼脂培养基肉汤培养基（三）细菌的培养1.培养基：培养基是由适合细菌生长需要的各种营养物质配制，经灭菌后制成的。2．细菌在不同培养基中的生长现象

⑴液体培养基：细菌生长后大多数呈均匀混浊状态，少数出现沉淀和菌膜，主要用于增菌。⑵半固体培养基：含0.5％琼脂，有鞭毛细菌生长后出现混浊，无鞭毛细菌则沿穿刺线生长。主要用于检测细菌动力和保存菌种。⑶固体培养基：含1％～2％琼脂，单个细菌生长后菌落，有鉴别细菌的意义，且能