细菌的特殊结构

第三节 细菌的特殊结构细菌细胞除上节所述的细胞壁等基本结构外，有的还有荚膜、 S层、鞭毛、菌毛、芽孢等具特殊功能的结构，有些与细菌的致病力有关，也有助于细菌鉴定。 一、荚膜1、几个相关概念：（ 1）荚膜 (capsule) 某些细菌在其生活过程中可在细胞壁的外周产生一种黏液样的物质，包围整个菌体。（ 2）菌胶团 多个细菌的荚膜融合形成一大的胶状物，内含多个细菌细胞。（ 3）微荚膜 荚膜的厚度如在 200nm以下，用光学显微镜不能看见，但可在电子显微镜下看到，称为 微荚膜 。（ 4）黏液层： 有些细菌分泌一层很疏松、与周围边界不明显，易与菌体脱离的黏液样物质，则称为黏液层 (slime layer)。（ 5）糖萼： 有些细菌具有介于荚膜和黏液层二者之间的结构，称为 糖萼 。肺炎双球菌2.荚膜的成分l 大多数细菌（如肺炎球菌、脑膜炎球菌等）的荚膜由多糖组成。少数细菌的荚膜为多肽（如炭疽杆菌荚膜为 D-谷氨酸的多肽）。l 细菌一般在机体内和营养丰富的培养基中才能形成荚膜。有荚膜的细菌在固体培养基上形成光滑型（ S型）或粘液型（ M）菌落，失去荚膜后菌落变为粗糙型（ R）。荚膜并非细菌生存所必需，如荚膜丢失，细菌仍可存活。3、荚膜的作用 （ 1）荚膜具有保护细菌的功能。可抵抗动物吞噬细胞的吞噬和抗体的作用，从而对宿主具有侵袭力。（ 2）腐生性细菌的荚膜，有保护细菌免受干燥和其他有害环境因素的影响。（ 3）荚膜也常是营养物质的贮藏所和废物的排出之处。（ 4）治理污染 产生菌胶团的细菌，可利用其吸附和分解有害物质的能力处理污水。（ 5）从一些细菌荚膜中可获得有用的制品： 例如从肠膜明串珠菌的荚膜中，可提取葡萄糖，制备代血浆或葡聚糖凝胶等 ;从甘蓝黑腐病黄单胞菌的荚膜中，可提取多糖，制备黄原胶，供食品、印染和石油开采业中使用。 4、 S层 S为 surface之意，是某些细菌的一种特殊的表层结构，它完整地包裹菌体，由单一的蛋白质亚单位组成，规则排列，呈类晶格结构。作用： 作为分子筛和离子通道。具有类似荚膜的保护屏障作用。S层是一种 黏附素 ，可介导细菌对宿主细胞的黏附以及内化进入巨噬细胞等。许多致病菌或致病菌株具有 S层结构，如气单胞菌、弯曲菌 、拟杆菌、芽孢杆菌、立克次体等。 二、 鞭毛 （ flagelllum) 1、定义：多数弧菌、螺菌、许多杆菌、个别球菌的菌体表面长有一至数十根弯曲的丝状物，称为鞭毛。鞭毛的直径 约 5 20nm，长度比菌体长几倍，约 50 200um。电镜能直接观察到细菌的鞭毛。细菌经特殊的鞭毛染色法，使染料沉积在鞭毛表面，增大其直径，在光学显微镜下也可看到。2、作用： 鞭毛是运动器官， 能运动 ，将细菌穿刺接种含 0.3% 0.4%琼脂的半固体营养琼脂柱中，培养后观察， 若在穿刺线周围混浊扩散， 表明该菌有鞭毛，具有运动力 ;若穿刺线周围仍透明，不混浊，则表明该菌无鞭毛。鞭毛与细菌的致病性也有关系。 霍乱弧菌等通过鞭毛运动可穿过小肠黏膜表面的黏液层，黏附于肠黏膜上皮细胞，进而产生毒素而致病。3、性质： 鞭毛的成分是蛋白质，具有收缩性。 鞭毛具有抗原性，称为鞭毛抗原或 H抗原， 不同细菌的 H抗原具有型特异性，常作为血清学鉴定的依据之一。4、分类： 根据鞭毛的数量和在菌体上的排列可将细菌分为 一端单毛菌 、两端单毛菌 、丛毛菌和周毛菌 四类。 不少常见的细菌为周毛菌。细菌是否产生鞭毛，以及鞭毛的数目和排列方式，都具有种的特征，可作为鉴定细菌的依据之一。单毛菌 (Monotrichate)：菌体一端只有一条鞭毛；双毛菌 (Amphitrichaie)：菌体两端各有一条鞭毛；丛毛菌 (Lophotrichate)：菌体一端或两端各有一丛鞭毛；周毛菌 (Peritrichate)：菌体周身都有鞭毛。三、菌毛 大多数革兰氏阴性菌和少数革兰氏阳性菌的菌体上生长有一种较短的毛发状细丝，称为菌毛，又称纤毛或伞毛。比鞭毛数量多。菌毛的直径约 5 10nm，长度约 0.2 1.5um，少数达 4um，只能在电子显微镜下才能看见。 菌毛分为普通菌毛和性菌毛两类。 普通菌毛 较纤细和较短，数量较多，每个细菌有 50 400条，周身排列 ;后者较粗、长，每个细菌一般不超过 4条，主要起吸附作用。 性菌毛 (sex pilus) 是由质粒携带的致育因子 (F因子 )编码产生的，故又称 F菌毛。与细菌的接合有关。另外，性菌毛也是噬菌体吸附在细菌表面的受体。E. coli strains undergoing conjugation (TEM x27,700) 四、芽孢 (Spore) 某些革兰氏阳性菌在一定的环境条件下，可在菌体内形成一个圆形或卵圆形的休眠体，称为芽孢，又称内芽孢。末形成芽孢的菌体称为繁殖体或营养体， 老龄芽孢将脱离原菌体独立存在，称为 游离芽孢 ，芽孢不能分裂繁殖，是细菌抵抗外界不良环境，保存生命的一种休眠结构。当恢复适宜的环境条件时，芽孢开始萌发成新的营养体。炭疽杆菌的芽孢在污染的土壤中数十年仍能萌发。细菌芽孢在光学显微镜下的形态及其在胞内的位置芽孢的形状、大小、位置随不同细菌而异，具有鉴别的意义