康复02细菌的形态生理、消毒灭菌.ppt

单击此处编辑母 版标题样式 单击此处编辑母版副标 题样式 *1 细菌学总论 陶 方 方 基础医学院微免教研室15309 Tel:86613613 第一节 细菌形态、 结构 细菌(bacterium)是属原核生物界(prokaryotae) 的一种单细胞微生物。 具有细胞壁,以无性二分裂方式进行繁殖。 什么是细菌 一、细菌的大小与形态 v观察细菌常用光学显微镜，其大小用测微尺在显 微镜下进行测量，以微米(m)为单位。 v细菌按其外形，主要有 球菌 （coccus） 杆菌 (bacillus) 螺形菌 (spiral bacterium) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 mm Range of compound bright-field microscope Range of conventional electron microscope Protozoa 10-300 mm 0.005 mm Poliovirus 0.03 mm Poxvirus 0.3 mm Rikettsia and Mycoplasma 0.4 mm Escherichia coli 0.5 mm x 1-3 mm Bacillus cereus 1 mm x 3-10mm Red Blood cell 10-300 mm 球菌 (coccus) 脑膜炎奈瑟菌 双球菌 (diplococcus) 肺炎链球菌 链球菌 (streptococcus ) 葡萄球菌 (streptococcus) 四联球菌 (tetracoccus) 八叠球菌 (sarcina) 杆菌 (bacillus) 炭疽芽胞杆菌 3-10 m 大中 大肠埃希菌 2-3 m 小 布鲁菌 0.6-1.5 m 两端齐平 炭疽芽胞杆菌 两端尖细 白喉棒状杆菌 分枝杆菌 双歧杆菌 螺形菌(spiral bacterium) 弧菌 螺菌 螺杆菌 v细菌细胞壁缺陷型或L型(bacterial L form)：细胞壁受损后仍能生 长和分裂的细菌。因缺失细胞壁呈高度多形性，大小不一，有球形、 杆状和丝状等。 v细菌L型在体内或体外、人工诱导或自然情况下均可形成，诱发因素 很多，如溶菌酶（lysozyme）、溶葡萄球菌素（lysostaphin）、青 霉素、胆汁、抗体、补体等。 v某些L型仍有一定的致病力，通常引起慢性感染。临床上遇有症状明 显而标本常规细菌培养阴性者，应考虑细菌L型感染的可能性，宜作L 型的专门分离培养，并更换抗菌药物。 L型细菌细菌重要的形态变异类型 细菌L型呈高度多形性，大小不一。着色不匀，无论其原为 革兰阳性或阴性菌，形成L型大多染成革兰阴性。 细菌L型的形态和染色性 蜡样芽胞杆菌L型的镜下形态（多形性） 临床分离葡萄球菌L型葡萄球菌L型回复后 基本结构:细胞壁、细胞膜、细胞质、核质 特殊结构:荚膜、鞭毛、菌毛、芽胞 二、细菌的结构 细胞壁 (cell wall) 位于细菌细胞膜的外层,坚韧并且有弹性的结构 主要成分为肽聚糖原核生物细胞特有; 根据细胞壁的结构与化学组成不同,用革兰染色法 可将细菌分为革兰氏阳性菌(G+)和革兰氏阴性菌(G- )两大类. GRAM STAIN Gram Negative Gram Positive 结晶紫初染 碘液媒染 95%乙醇脱色 沙黄复染 肽聚糖 (peptidoglycan) 革兰阳性菌肽聚糖 - 聚糖骨架+四肽侧链+五肽交联桥 青霉素作用点 溶菌酶作用点 N-乙酰葡糖胺 N-乙酰胞壁酸 革兰阴性菌肽聚糖 - 聚糖骨架+四肽侧链 革兰阳性菌细胞壁特殊组分 壁磷壁酸 膜磷壁酸 抗原性强！ 肽聚糖层数 革兰阴性菌细胞壁特殊组分 肽聚糖层数 外膜 脂多糖 脂质双层 脂蛋白 革兰阳性菌与阴性菌细胞壁结构比较 细细胞壁 革兰兰阳性菌革兰兰阴性菌 强度较坚韧较坚韧较较疏松 厚度20-80nm10-15nm 肽肽聚糖层层数可多达50层层 ，三维结维结 构1-2层层，二维结维结 构 肽肽聚糖含量占细细胞壁干重50%-80%占细细胞壁干重5%-20% 磷壁酸+ 外膜+（一定的屏障作用） 脂蛋白+ 脂多糖+ v维持菌体固有的形态 v保护细菌抵抗低渗环境 v参与菌体内外的物质交换 v菌体表面带有多种抗原分子，可诱发机体的免 疫应答。 细胞壁的功能 v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。 v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。 v细菌细胞膜可形成一种特有的结构，称为中介体。 细胞膜 (cell membrane) 是部分细胞膜内陷、折叠、卷曲形成的囊状物，多见于革兰阳性菌。 功能类似于真核细胞的线粒体，故亦称为线粒体(chondroid)。还与细 菌的DNA复制、细胞分裂有密切关系。 中介体 (mesosome) 中介体 v核糖体(ribosome)：细菌合成蛋白质的场所，游离 存在于蛋白质中。 v异染颗粒(metachromatic granule)：主要成分是 RNA和多偏磷酸盐，嗜碱性强，用亚甲蓝染色时着色 较深呈紫色。常见于白喉棒状杆菌，位于菌体两端 ，故又称极体(polar body)，有助于鉴定。 v糖原粒与淀粉粒 细胞质 (cytoplasm) 异染颗粒 (metachromatic granule) 核质 (nuclear material) 细菌是原核细胞，不具有成形的核。细菌的遗传 物质称为核质或拟核，无核膜、核仁和有丝分裂器 。功能与真核细胞的染色体相似。 核质由单一密闭环状DNA分子反复回旋卷曲盘绕 组成松散网状结构。 荚膜 (capsule) 某些细菌在其细胞壁外包绕一层黏液性物质，为疏水性多 糖或蛋白质的多聚体，用理化方法去除后并不影响细胞的 生命活动。 肺炎链球菌荚膜 荚 膜 v大多数细菌的荚膜是多糖，炭疽芽胞杆菌、鼠疫 耶氏菌等少数菌的荚膜为多肽。 v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。 v荚膜的形成需要能量，与环境条件有密切关系。 有荚膜的细菌形成粘液(M)或光滑(S)菌落，失去 荚膜后其菌落边为粗糙型（R）型。 v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。 v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。 v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。 鞭毛 (flagellum) 许多细菌在菌体上附有细长并呈波状弯曲的丝状物，称为鞭毛，是细菌的 运动器官。 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。 鞭毛菌分类 单毛菌 双毛菌 丛毛菌 周毛菌 运动器官 具有抗原性 v许多革兰阴性菌和少数革兰阳性菌菌体表面存在着的一种比鞭毛 更细、更短而直硬的丝状物，与细菌的运动无关。 v菌毛蛋白具有抗原性。 v根据功能不同，菌毛可分为普通菌毛和性菌毛两类。 v菌毛在普通光学显微镜下看不到，必须用电子显微镜观察。 菌毛 (pilus/fimbriae) v某些细菌在一定的环境条件下，能在菌体内部形成一个圆 形或卵圆形小体，是细菌的休眠形式。芽胞形成后细菌即 失去繁殖能力。 v产生芽胞的都是革兰阳性菌，主要为杆菌。 芽胞 (spore) v细菌形成芽胞的能力是由菌体内的芽胞基因决定 . v一个细菌只形成一个芽胞，一个芽胞发芽也只生 成一个菌体，细菌数量并未增加，因而芽胞不是 细菌的繁殖方式。与芽胞相比，未形成芽胞而具 有繁殖能力的菌体可称为繁殖体(vegetative form)。 芽胞的大小、形状、位置等随菌种而异，具有重要的鉴别意义 。 炭疽芽胞杆菌 肉毒梭菌 破伤风梭菌 芽胞的结构 芽胞的抵抗力强， 是重要的传染源。 芽胞抵抗力强，应 以杀灭芽胞作为可靠 的灭菌指标。 细菌的生理 营养物质 水 碳源 （糖） 氮源 （氨基酸 蛋白胨） 无机盐 生长 因子 重要溶剂 菌体成分 能源 菌体成 分原料 某些菌需要 菌体及酶的组分 能量储存及转运 调节渗透压 与繁殖及致病相关 一、细菌的营养 营 养 物 质 （一）细菌生长繁殖的条件 酸 碱 度 温 度 气 体 包括细菌所 需的碳源、 氮源、无机 盐及必要的 生长因子。 不仅种类要 合适，而且 浓度也要合 适。 多数病原菌 生长的最适 pH为7.27.6 。 可分为嗜热 菌、嗜温菌 和嗜冷菌。 大多数病原 菌为嗜温菌 ，最适生长 温度为37 。 根据细菌对 氧气需求的 不同，可分 为专性需氧 菌（微需氧 菌）、专性 厌氧菌、兼 性厌氧菌。 二、细菌的生长繁殖 二分裂方式 繁殖方式： 链球菌 八叠球菌 葡萄球菌 （二）细菌的生长繁殖 细菌的生长曲线(Growth curve) u 迟缓期：菌体增大，代谢活跃，为细菌大量繁殖作好 物质准备。 u 对数期：细菌繁殖迅速，菌数呈几何级数增长，细菌 的生物学性状典型。 u 稳定期：随有害代谢产物的增多，细菌繁殖速度减慢 ，死亡数增多，细菌的生物学性状发生某些改变，芽孢， 抗生素等产生。 u 衰亡期：死亡菌数增多，超过活菌数，细菌形态显著 改变，生理活动趋于停止。 三、细菌的新陈代谢 大分子 营养物质 胞外酶单糖、短 肽、脂肪酸 丙酮酸 产生能量 合成菌 体组分 分解代谢： 底物分解和转化为 能量的过程。 合成代谢： 产生的能量用于细 胞组分的合成过程。 细菌的能量代谢 发酵：以有机物为受氢体 呼吸：以无机物为受氢体 以分子氧为受氢体- 需氧呼吸，产能多 一分子葡萄糖产生38ATP 以其它无机物为受氢体- 厌氧呼吸, 产能少。 糖酵解：产能少。 一分子葡萄糖产生2ATP 磷酸戊糖途径：不是产能的主要途径， 主要为生物合成提供前体和还原能。 ATP的代谢，病原菌主要能量来源是糖，通过糖的氧化 或酵解释放能量，以ADP、ATP形式储存。 分解代谢产物及细菌的生化反应 通过检测细菌各种代谢产物来鉴别细菌的反应，称为 生化反应。根据细菌分解代谢产物的不同，可对细菌 进行初步鉴定。 常见的生化反应 对 糖 的 发 酵 对 蛋 白 质 的 发 酵 枸橼酸盐利用试验 尿素酶试验 甲基红试验 吲哚试验 硫化氢试验 糖发酵试验 VP试验 其 他 试 验 2. 合成代谢产物及其在医学上的意义 利用分解代谢的产物和能量，合成新的物质 合成 产物 热原质 毒素与侵袭性酶 色素 抗生素 细菌素 维生素 热原质（pyrogen） 又称致热原，是细菌合成的一种注入人体或动物体内 能引起发热的物质。 本质为细菌的脂多糖，是产生输液反应的主要因素， 耐高温。 较难去除，用250 高温干烤，用特殊吸附剂或超滤 膜过滤才能去除 。 G- 菌细胞壁的脂多 糖，菌体死亡崩解 后游离出来。 内毒素 多数G+ 菌和少数G- 菌在生长繁殖过程中 释放到菌体外的蛋白 质，毒性强于内毒素 。 外毒素 毒素 毒素（toxin）和侵袭性酶 侵袭性酶亦为细菌重要的致病物质，能损伤机体组织，促 使细菌的侵袭和扩散。如链球菌的透明质酸。 毒素和侵袭性酶 毒素：包括内毒素和外毒素，是细菌重要的致病物质 。 内毒素(endotoxin)：G- 菌细胞壁的脂多糖，菌体 死亡崩解后游离出来； 外毒素(exotoxin)：多数G+ 菌和少数G- 菌在生长繁 殖过程中释放到菌体外的蛋白质，毒性强于内毒素 。 色素 一般在营养丰富、氧气充足、温度适宜的条件下产生 ，功能尚不清楚，有助于鉴别细菌，有两类： 水溶性色素 脂溶性色素 抗生素 某些微生物在代谢过程中产生一些能抑制或杀死某 些其他微生物或肿瘤细胞的物质，称抗生素。大多 由放线菌和真菌产生。 维生素 细菌在代谢过程中能产生一些维生素，除供自身所用外， 还能分泌到周围环境。如人体肠道 大肠杆菌合成的维生 素B和维生素K。 单击此处编辑母 版标题样式 单击此处编辑母版副标 题样式 *60 四 消毒与灭菌