细菌的形态与结构

1、 观察工具观察工具光学显微镜光学显微镜 测量单位测量单位一般以一般以mm为测量单位为测量单位 球菌球菌 据形态不同分三大类据形态不同分三大类 杆菌杆菌 螺形菌螺形菌 注意 q不同种类的细菌大小不一 q同一种细菌的大小也因菌 龄和环境因素的影响而有 差异。 球菌球菌 (coccus) 杆菌杆菌(bacillus) 螺形菌 (spiral bacterium) 弧菌弧菌只有一个弯曲只有一个弯曲 螺菌螺菌有若干个弯曲有若干个弯曲 弧弧 菌菌vibrio 螺螺 菌菌spirillum 淋球菌淋球菌10X100 脑膜炎双球菌（脑膜炎双球菌（ 10X100) 双球菌双球菌(diplococcus) 1、球

2、菌、球菌 电镜图，放大电镜图，放大12000倍倍 链球菌链球菌(streptococcus) 放大放大1000倍）倍）10X100 光学显微镜放大光学显微镜放大1000倍倍) 葡萄球菌葡萄球菌(staphylococcus) 电镜图，放大电镜图，放大13500倍倍 放大放大4000040000倍倍 四联球菌四联球菌(tetrads) 八叠球菌八叠球菌(sarcina) 10X100 炭疽杆菌（炭疽杆菌（x1000倍）倍） 结核分枝杆菌（结核分枝杆菌（x3000倍）倍） 大肠埃希菌大肠埃希菌10X100 大肠埃希菌大肠埃希菌10X500 羊布鲁菌羊布鲁菌10X100白喉棒状杆菌白喉棒状杆菌10X

3、100 霍乱弧菌（放大霍乱弧菌（放大10000倍倍 ） 霍乱弧菌（霍乱弧菌（10X100) 细菌形态检查法 非染色检查法 染色检查法-革兰染色法 涂片固定涂片固定; 结晶紫初染结晶紫初染1min; 碘液媒染碘液媒染1min; 95%乙醇脱色乙醇脱色 0.5min; 稀释复红复染稀释复红复染1min Hans Christia n J. Gram, 1853- 1938, 结果: 阳性阳性 菌菌-紫色紫色; ; 阴性阴性 菌菌-红色红色。 v基本结构基本结构 细胞壁 细胞膜 细胞质 核质 v特殊结构特殊结构 荚膜 芽胞 鞭毛 菌毛 （一）细胞壁（一）细胞壁(cell wall)(cell wal

4、l) 主要是肽聚糖主要是肽聚糖, ,是是原核生物所特有原核生物所特有，又称粘又称粘 肽。是肽。是G G+ +菌和菌和G G- -菌细胞壁的共有组分，也是菌细胞壁的共有组分，也是G G+ +菌菌 细胞壁中的主要组分。细胞壁中的主要组分。 一、基本结构一、基本结构 甘甘甘甘甘 甘甘甘甘甘 甘甘甘甘甘 甘甘甘甘甘 甘甘甘甘甘 甘甘甘甘甘 甘甘甘甘甘 甘甘甘甘甘 甘甘甘甘甘 M M M M M M M M M M M M G G G G G G G G G G G G 丙 谷 赖 丙 丙 谷 赖 丙 丙 谷 赖 丙 丙 谷 赖 丙 丙 谷 赖 丙 丙 谷 赖 丙 丙 谷 赖 丙 丙 谷 赖 丙 丙 谷

5、 赖 丙 丙 谷 赖 丙 丙 谷 赖 丙 丙 谷 赖 丙 G G+ + 菌的肽聚糖结构： 菌的肽聚糖结构： G+ 菌菌由聚糖骨架、四肽侧链和五肽交联桥三部分组成由聚糖骨架、四肽侧链和五肽交联桥三部分组成 青霉素作用点 溶菌酶作用点 N-N-乙酰葡糖胺乙酰葡糖胺 N-N-乙酰胞壁酸乙酰胞壁酸 G+ 菌的特殊组分:磷壁酸及一些表面蛋白 膜磷壁酸 壁磷壁酸 肽聚糖 细胞膜 磷脂 蛋白质 细胞壁 磷壁酸的功能：磷壁酸的功能：稳定细胞结构、维持离子平衡、调节依赖阳离子的 酶的活性重要的表面抗原。 丙 M G G G DAP M G 丙 丙 丙 谷 谷 DAP G-菌菌由聚糖骨架、四肽侧链两部分组成。由聚

6、糖骨架、四肽侧链两部分组成。 G-菌的肽聚糖结构 吡啶二羧酸 脂质双层 G- 菌的特殊组分:外膜 细胞膜 肽聚糖 微孔蛋白 脂多糖 脂蛋白 营养结合蛋白 外膜 外膜的功能：外膜的功能：稳定细胞结构、含有内毒素、重要的表面抗原稳定细胞结构、含有内毒素、重要的表面抗原 脂质双层 脂多糖(LPS):由脂质A,核心多糖和特异性多糖组成 脂质A:内毒素生物活性主要组分,无种属 特异性 核心多糖:有属特异性 特异多糖: G-菌的菌体抗原(O抗原), 有种特异性 周浆间隙:G-G-菌脂质双层与细胞膜之间的空隙。菌脂质双层与细胞膜之间的空隙。存在多种酶存在多种酶 及特殊结合蛋白及特殊结合蛋白, ,对细菌获取营

7、养对细菌获取营养, ,解除有害物质的毒性等方面解除有害物质的毒性等方面 有重要作用有重要作用. . 脂质双层 细胞膜 肽聚糖 微孔蛋白 脂多糖 脂蛋白 营养结合蛋白 外膜 周浆 间隙 维持细胞固有的形态，保护细胞抵抗胞外维持细胞固有的形态，保护细胞抵抗胞外 低渗环境低渗环境 与细菌致病性有关与细菌致病性有关 决定菌体的抗原性决定菌体的抗原性 与细胞内外物质交换相关与细胞内外物质交换相关 Cell wall Cell wall 功能功能 120 000倍倍120 000倍倍 革兰阳性菌与阴性菌细胞壁比较革兰阳性菌与阴性菌细胞壁比较 革兰阳性菌革兰阳性菌革兰阴性菌革兰阴性菌 主要结构主要结构肽聚糖

8、，磷壁酸肽聚糖，磷壁酸外膜，肽聚糖外膜，肽聚糖 强度强度较坚韧较坚韧较疏松较疏松 厚度厚度厚，厚，202080nm80nm薄，薄，101015nm15nm 肽聚糖结构肽聚糖结构三维立体（聚糖骨架、三维立体（聚糖骨架、 四肽侧链、五肽交联桥）四肽侧链、五肽交联桥） 二维网状（聚糖骨架、四肽侧链）二维网状（聚糖骨架、四肽侧链） 肽聚糖层数肽聚糖层数 可多达可多达5050层层少，少，1212层层 肽聚糖含量肽聚糖含量多，占细胞壁干重多，占细胞壁干重 50%80%50%80% 少，占细胞壁干重少，占细胞壁干重5%5%20%20% 磷壁酸磷壁酸+ + 外膜外膜+ + 周浆间隙周浆间隙+ + 染色性染色性

9、紫色紫色红色红色 原生质体：原生质体：G+G+菌细胞壁缺失后，原生质仅被菌细胞壁缺失后，原生质仅被 一层细胞膜包住。一层细胞膜包住。G+G+在高渗环境中形成。在高渗环境中形成。 原生质球：原生质球：G-G-肽聚糖层受损后尚有外膜保护肽聚糖层受损后尚有外膜保护 G-G-在高渗环境中形成。在高渗环境中形成。 某些某些L L型仍有一定的致病力，通常引起慢性型仍有一定的致病力，通常引起慢性 感染。感染。 L型葡萄球菌葡萄球菌 原菌菌落原菌菌落 致病特征致病特征 有一定的致病力，通常引起有一定的致病力，通常引起慢性感染慢性感染， 常在常在使用了作用于细胞壁的抗菌药物后发生使用了作用于细胞壁的抗菌药物后发

10、生 ，尿路感染、骨髓炎、心内膜炎，尿路感染、骨髓炎、心内膜炎较多见，具较多见，具 有抗药性。有抗药性。 结构：结构：脂质双层脂质双层+蛋白质蛋白质 特点：特点：不含胆固醇不含胆固醇 功能功能： 物质渗透和运输物质渗透和运输:物质交换物质交换 生物合成生物合成 呼吸作用呼吸作用 参与细胞分裂参与细胞分裂 （cell membrane） 白喉棒状杆菌中介体 透射电镜图130 000 1 1、核糖体、核糖体（ribosomeribosome） 概念：细菌唯一的细胞器概念：细菌唯一的细胞器 功能：合成蛋白质的场所。功能：合成蛋白质的场所。 结构：结构： 50S50S 30S30S （三）细胞质（三）细

11、胞质 重要的亚细胞结构重要的亚细胞结构 红霉素红霉素 mRNA 结局：蛋白质合成中断结局：蛋白质合成中断 红霉素的杀菌机理红霉素的杀菌机理 链霉素链霉素 红霉素 链霉素的杀菌机理链霉素的杀菌机理 F 质粒（质粒（fertility plasmid） R 质粒（质粒（resistance plasmid） Vi质粒（质粒（virulence plasmid） Col 质粒质粒 细菌通过性菌毛接合 结核杆菌的异染颗粒，在结核杆菌内部 ，可见有颗粒小体，呈圆形或卵圆形 白喉棒状杆菌（奈瑟染色）白喉棒状杆菌（奈瑟染色） 鼠疫耶氏菌，美兰染色，放大鼠疫耶氏菌，美兰染色，放大 1000倍倍 （四）核质（拟

12、核）（四）核质（拟核）（KaryoplasmaKaryoplasma） 组成组成： 1 1、单一密闭环状双链、单一密闭环状双链DNADNA 2 2、少量的、少量的RNARNA 3 3、RNARNA聚合酶聚合酶 4 4、蛋白质、蛋白质（无组蛋白）（无组蛋白） 功能：功能： 1 1、携带遗传信息携带遗传信息 2 2、控制着细菌的生长、控制着细菌的生长 繁殖和遗传变异。繁殖和遗传变异。 故是细菌的染色体故是细菌的染色体 核质核质，放大，放大145000 拟核拟核 二、特殊结构二、特殊结构 荚膜(Capsule) 鞭毛(Flagellum) 菌毛(Pilus) 芽胞(Spore) （一）荚膜（一）荚膜

13、（cupsule） 肺炎链球菌的荚膜（光镜 ，荚膜染色） 肺炎链球菌荚膜 荚荚 膜膜 荚膜的化学组成荚膜的化学组成 v多数细菌荚膜为多数细菌荚膜为多糖多糖（具有抗原性，是细菌血（具有抗原性，是细菌血 清分型的基础），如脑膜炎球菌清分型的基础），如脑膜炎球菌 、肺炎链球菌、肺炎链球菌 v少数细菌的荚膜为少数细菌的荚膜为多肽或糖与蛋白复合物多肽或糖与蛋白复合物，如，如 炭疽杆菌炭疽杆菌 v个别细菌的荚膜为个别细菌的荚膜为透明质酸透明质酸 v厚度厚度0.2m 厚荚膜厚荚膜 厚度厚度0.2m 微荚膜微荚膜 荚膜形成条件荚膜形成条件 v 一般在动物体内或体外营养丰富（含一般在动物体内或体外营养丰富（含

14、大量血清或糖）培养基中才能形成大量血清或糖）培养基中才能形成 ， 在普通培养基上或连续传代则易消失在普通培养基上或连续传代则易消失 v 形态鉴别形态鉴别: : v 抗原性鉴别抗原性鉴别: : （二）鞭毛（二）鞭毛（FlagllumFlagllum） 化学组成化学组成: :蛋白质蛋白质+ +少许糖脂少许糖脂。 分类分类: :按数目、位置可分为四类：按数目、位置可分为四类：单毛菌、双毛菌、丛单毛菌、双毛菌、丛 毛菌、周毛菌毛菌、周毛菌 功能功能 运动：运动：是细菌的运动器官。是细菌的运动器官。 抗原性：抗原性：H H 抗原，细菌的鉴别、分型。抗原，细菌的鉴别、分型。 致病性：致病性： 丝状丝状 体

15、体 鞭毛的结构鞭毛的结构 （三） 菌毛（pilus） 化学组成：蛋白质化学组成：蛋白质 分类分类: :普通菌毛、性菌毛普通菌毛、性菌毛 电镜下才可见电镜下才可见 功能功能 （1 1）普通菌毛与）普通菌毛与致病性致病性有关。有关。 （2 2）性菌毛）性菌毛传递某些遗传物质，仅见于少数传递某些遗传物质，仅见于少数G-G-（1 1） 普通菌毛与普通菌毛与致病性致病性有关有关。 细菌通过性菌毛接合 （四）芽孢(spore)(spore) 细菌在一定环境条件下在菌体内形成的一个圆形 或卵圆形的小体。由G+菌产生。 Spore forming inside a bacterium 芽芽 胞胞 的的 结结

16、构构 与与 形形 态态 形成和发芽条件形成和发芽条件 : : 受芽胞基因控制受芽胞基因控制 动物体外及营养缺乏等动物体外及营养缺乏等 一个一个细菌繁殖体细菌繁殖体 一个一个细菌芽胞细菌芽胞 条件适宜发芽条件适宜发芽 细菌细菌 芽孢芽孢 细菌细菌 (1(1个个) ) (1(1个个) ) (1(1个个) ) 发芽成繁殖体需经过三个阶段发芽成繁殖体需经过三个阶段 活化活化-启动启动-长出长出 特点特点 芽胞的功能芽胞的功能 v 增强细菌抵御外界不良环境增强细菌抵御外界不良环境 v 能保存细菌全部生命所必需的物质。能保存细菌全部生命所必需的物质。 但：但：芽胞芽胞并不直接并不直接引起疾病引起疾病 故：

17、故：消毒灭菌时，应以消毒灭菌时，应以杀死芽胞杀死芽胞作为灭菌的作为灭菌的 指标指标。杀死芽孢杀死芽孢最可靠的方法最可靠的方法是高压蒸是高压蒸 汽灭菌法。汽灭菌法。 v芽胞含水量少，蛋白质受热后不易变性芽胞含水量少，蛋白质受热后不易变性 v芽胞具有多层致密的厚膜，理化因素不易芽胞具有多层致密的厚膜，理化因素不易 透入。透入。 v含有的吡啶二羧酸（含有的吡啶二羧酸（DAPDAP）与钙结合的盐）与钙结合的盐 能提高芽胞中各种酶的稳定性和耐热性。能提高芽胞中各种酶的稳定性和耐热性。 芽胞抵抗力强的原因芽胞抵抗力强的原因 第三节 细菌形态与结构检查法 一、显微镜检查法（实验课） 二、染色法（实验课） 三、遗传分类鉴定：现代分子生物学方法（自 学） 课后小结课后小结 v本节主要介绍了细菌的形态，细菌的基本结构和特殊结构。细菌的基本形态包本节主要介绍了细菌的形态，细菌的基本结构和特殊结构。细菌的基本形态包 括球形、杆形和螺旋形三种，细菌的形态可随环境不同而变化。括球形、杆形和螺旋形三种，细菌的形态可随环境不同而变化。 v细菌的基本结构包括细胞壁、细胞膜