课件：第一章细菌的形态与结构.ppt

第一章 细菌的形态与结构,第一节 细菌的形态 第二节 细菌的结构,2019,-,1,第一节 细菌的形态,一、细菌的大小（指标，标准）,长度单位：微米(m),2019,-,2,二、细菌的基本形态与排列状态,细菌按其外形，主要有,球菌 杆菌 螺旋状菌,2019,-,3,菌体呈球形或近似球形, 根据细胞分裂的方向及分裂后的各子细胞的空间排列状态不同,可将球菌分为以下几种: 单球菌、双球菌、链球菌、四联球菌、八叠球菌、葡萄球菌等。,（一）球菌(coccus)及其排列状态,2019,-,4,1.单球菌(coccus),细胞分裂沿一个平面进行，新个体分散而单独存在。,2019,-,5,2.双球菌(diplococcus),细胞沿一个平面分裂，新个体成对排列。,2019,-,6,3.链球菌(coccus),细胞沿一个平面进行分裂，新个体不但可保持成对的样子，并可连成链状。,2019,-,7,4.四联球菌(tetracoccus),细胞分裂是沿两个相垂直的平面进行，分裂后每四个细胞特征性地连在一起，呈田字形。,2019,-,8,5.八叠球菌(sarcina),细胞按三个互相垂直的平面进行分裂后，每八个球菌特征性地连在一起成立方体形。,2019,-,9,6.葡萄球菌（streptococcus),细胞无定向分裂，多个新个体形成一个不规则的 群体，犹如一串葡萄。,2019,-,10,（二）杆菌(bacillus)及其排列状态,杆菌是细菌中种类最多的类型，因菌种不同，菌体细胞的长短、粗细等都有所差异。 杆菌的形态：短杆状、长杆状、棒杆状、梭状杆状、月亮状、竹节状等；按杆菌细胞繁殖后的排列方式则有链状、栅状、“八”字状等。,2019,-,11,杆菌(bacillus)：分裂后排列方式不同,双杆菌,链杆菌,2019,-,12,杆菌(bacillus):大小及排列方式不同,炭疽杆菌 3-10 m,大肠杆菌 2-3 m,2019,-,13,多种形态的杆菌,棒状杆菌,双歧杆菌,分枝杆菌,2019,-,14,（三） 螺旋菌(spirilla),弧菌（vibrio)：螺旋不满一圈，菌体呈弧形或逗号形 例霍乱弧菌、逗号弧菌 螺旋菌(spirillum)：螺旋满2-6环，螺旋状，例干酪螺菌,弧 菌 螺 菌,2019,-,15,三、细菌的异常形态,结核杆菌的正常形态,结核杆菌的异常形态,2019,-,16,四、细菌的其它形态:,细菌的衰老型或退化型（involution form）指在不良环境或老龄期时，细菌会出现与正常形状不一样的个体。若将其重新置于正常培养环境时可恢复正常的状态。 细菌的多形性：指处于衰老型或退化型状态的细菌即使其置于适宜的环境中生长，其形状也与正常的不一致,如嗜血杆菌.,2019,-,17,菌落：单个细菌在适当的固体培养基表面或内部,经过一段时间培养后，生长繁殖出数量巨大的菌体，形成肉眼可见、有一定形态的群体。 可用于细菌的分离、纯化、计数和鉴定。,平板培养,五、细菌的群体形态,菌苔:各“菌落”相互连接形成一片。,2019,-,18,六、细菌的活的非可培养状态（Viable but nonculturable state）,VBNC：指细菌处于不良环境条件下,细胞缩成球形,用常规方法培养不能生长繁,但仍是活的一种特殊存在形式.处于活的非可培养状态的细菌在一定的条件下可以复苏,并仍具有毒性.如霍乱弧菌,大肠杆菌O157:H7等.,2019,-,19,第二节 细菌的结构,基本 结构,细胞壁、细胞膜、细胞质、核体,特殊 结构,荚膜、S层、鞭毛、菌毛、芽胞,2019,-,20,细菌细胞结构,2019,-,21,2019,-,22,（一）细胞壁(cell wall),细胞壁是位于菌体的最外层，内侧紧贴细胞膜的一层无色透明，坚韧而有弹性的结构。(高渗特殊染色、电镜）,2019,-,23,1.细菌细胞壁的结构,革兰氏阳性菌细胞壁：由肽聚糖和磷壁酸组成,阳性菌特有,表面抗原,2019,-,24,革兰氏阴性菌细胞壁,2019,-,25,2019,-,26,2.细胞壁的化学组成,革兰氏阳性细菌与革兰氏阴性细菌细胞壁成分比较,2019,-,27,细胞壁的基本骨架肽聚糖是由 N乙酰胞壁酸（NAM）和N乙酰葡糖胺（NAG）经-1，4糖苷键连接间隔排列形成的多糖支架。在NAM分子上连接四肽侧链，肽链之间由肽桥或联系起来，组成一个机械性很强的网状结构。,（1）,肽聚糖(peptidoglycan),2019,-,28,革兰阳性菌肽聚糖聚糖骨架、四肽侧链、五肽交联桥,2019,-,29,革兰阴性菌肽聚糖聚糖骨架、四肽侧链,2019,-,30,（2）磷壁酸 (teichoic acid),2019,-,31,磷壁酸的功能,形成表面抗原决定簇的主要成分； 提高膜结合酶的能力(使细胞壁形成负电荷环境, 以利于吸附镁离子,维持酶活)； 保证革兰氏阳性致病菌（如A族链球菌）与其寄主 间的粘连 ； 构成噬菌体的吸附位点。,2019,-,32,（3）脂多糖(lipopolysaccharid, LPS),菌体（O抗原）,2019,-,33,脂多糖的功能,（1）能够吸附钙离子、镁离子等阳离子； （2）为噬菌体提供特异的吸附受体,2019,-,34,（4）外膜蛋白（OMP),噬菌体吸附的受体,2019,-,35,维持菌体固有的形态 保护细菌抵抗不利环境 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。,3. 细胞壁的功能,2019,-,36,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。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住原生质体(protoplast)。 革兰阴性菌肽聚糖层受损后尚有外膜保护原生质球(spheroplast)。 原生质体融合技术,4.细菌细胞壁缺陷型（细菌L型）,2019,-,37,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。,(1) 形态和染色性,临床分离葡萄球菌L型,葡萄球菌L型回复后,2019,-,38,细菌L型生长缓慢，营养要求高，必须用高渗的培养基。 细菌L型在高渗的培养基上生长后形成三种类型的菌落。,（2）培养特性和菌落形态,丝状菌落,颗粒型菌落,油煎蛋样菌落 （典型L型菌落）,2019,-,39,（3）研究L-细菌的意义,诊断困难，由于L-细菌在通常培养条件下不易成功，所以常误诊为非病原体感染， 对干扰细胞壁合成的药物敏感性下降，如青霉素，多黏菌素等 由于细胞壁的少或无，使的抗原性下降，L-细菌的感染可逃避正常菌抗体的攻击而长期存在， 与慢性病和一些复发性疾病有关。 用药导致L型对药不敏感进一步感染等 利用L-细菌是进行细菌的基础研究,2019,-,40,革兰氏染色法是细菌细胞的复合染色法，由丹麦医生Hans Christian Gram于1884年创立。,5.革兰氏（Grams)染色,2019,-,41,革兰氏阳性 革兰氏阴性,不同细菌的革兰氏染色特点,2019,-,42,革兰氏染色法原理,基本步骤： （1） 结晶紫初染 （2） 碘液媒染 （3）95%乙醇脱色 （4） 沙黄复染 G+ 菌：肽聚糖含量高，交联度大，当乙醇脱色时，肽聚糖因脱水而孔径缩小，故结晶紫-碘复合物被阻留在细胞内，细胞仍呈紫色。 G菌：肽聚糖层薄，交联松散，乙醇脱色不能使其结构收缩，因其含脂量高，乙醇将脂溶解，缝隙加大，酒精将细胞脱色，细胞无色，沙黄（石炭酸复红）复染后呈红色。,阴性 阳性,2019,-,43,（2）革兰染色的方法：细菌标本固定后，先用结晶紫初染，再用碘液媒染，使之生成结晶紫-碘复合物，然后用95%酒精脱色，最后用稀释的复红复染。可将细菌分成2类，不被酒精脱色仍保留紫色者为革兰阳性菌；被酒精脱色后复染为红色者是革兰阴性菌。 （3）用途：细菌形态鉴定、菌种鉴定 （4）意义：鉴别细菌：可分为2类、研究细菌对抗生素的敏感性，选择抗菌药物、研究细菌对结晶紫的敏感性、细菌的等电点、指导临床用药有重要意义。,2019,-,44,（二）细胞膜 (cell membrane),细胞膜液态镶嵌模型,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、生物合成和呼吸等作用。,2019,-,45,间体：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。其功能类似于真核细胞的线粒体。,(三）间体(mesosome),间体,2019,-,46,（四）核体 (nuclear body),细菌不具有成形的核，无核膜、核仁，遗传物质称为核质或拟核。功能是负载遗传信息。 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。,核体,2019,-,47,2019,-,48,类核的结构,2019,-,49,细胞质：细菌细胞膜内包裹的、除核体以外的所有物质，是一种无色、透明、均质的胶体，基本成分为水、蛋白质、脂类、多糖、核糖核酸及无机盐类等，是细菌进行营养物质代谢及合成核酸和蛋白质的场所。含有各种酶系统、核糖体、质粒、包含物等。,（五）细胞质 (cytoplasm),2019,-,50,核糖体（ribosome),是分散在细胞质中的颗粒状结构，由核糖体核酸（占2/3）和蛋白质（占1/3）组成。,沉降系数：70s，由50s大亚基和 30s 小亚基构成。 功能：是细胞合成蛋白质的机构。,2019,-,51,2.质粒(plasmids),细菌染色体外的共价闭合环状双链DNA分子。控制细菌某些特定的遗传特性。,核体,质粒,2019,-,52,3.内含物（inclusion),贮存营养物质和其他物质的颗粒样结构，有脂肪滴、糖原、异染颗粒等。,脂肪滴,气泡,异染颗粒,2019,-,53,二、 特殊结构,荚膜 S层 鞭毛 菌毛 芽孢,2019,-,54,（一）荚膜 (capsule),荚膜：某些细菌在其细胞壁外包绕一层黏液性物质，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,2019,-,55,(大）荚膜：粘液状物质具有一定外形，相对 稳定地附着在细胞壁外，厚度0.2m。 微荚膜（microcopsule)：粘液状物质较薄， 厚度0.2m，与细胞表面牢固结合。 粘液层(slime layer)：粘液物质没有明显的 边缘，比荚膜松散。,荚 膜,菌胶团(zoogloea):包裹在细胞群体上的胶状物质。,2019,-,56,大多数细菌的荚膜是多糖，如猪链球菌；少数菌的荚膜为多肽，如炭疽芽胞杆菌、鼠疫耶氏菌等；极少数二者均有，如巨大芽孢杆菌。,1. 荚膜的化学组成,2019,-,57,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。 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。 营养物质的贮存场所与废物排出之地,2. 荚膜的功能,2019,-,58,（1）荚膜的形成是微生物的遗传特征之一，是“种”的 特征。但不是细菌的必要结构，失去荚膜的菌株 照样能够生活。 (2)荚膜的形成与组成明显受培养基成分和培养条件的 影响（与环境密切相关）。,3. 荚膜形成的条件,2019,-,59,（二） S 层,某些细菌的一种特殊的表层结构，完整包裹菌体，由单一的蛋白质亚单位组成，排列规则，呈晶格样结构,2019,-,60,S 层的功能,1.分子筛和离子通道 2.屏障作用，保护细菌 3.黏附宿主细胞 4.重要的表面抗原,2019,-,61,（三）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。,2019,-,62,特殊鞭毛染色，在光学显微镜下观察 电子显微镜观察 半固体穿刺培养,1. 鞭毛的观察,1：有动力 2：无动力,2019,-,63,2.鞭毛菌分类,2019,-,64,鞭毛是运动器官。 鞭毛有抗原性。 与致病性有关。,3. 鞭毛的功能,2019,-,65,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。 菌毛在光镜下看不到，必须用电镜观察。 分为普通菌毛和性菌毛两类。,（三）菌毛 (filus/fimbriae),2019,-,66,遍布菌细胞表面，每菌可达数百根。 是细菌的粘附结构，能与宿主细胞表面的特异性受体结合。与细菌的致病性密切相关。,1. 普通菌毛(ordinary pilus),2019,-,67,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（F）编码，故又称F菌毛。 F+菌内的质粒或DNA可通过性菌毛 进入F-菌体内, 性菌毛是某些噬菌体吸附于 菌细胞的受体。,2. 性菌毛(sex pilus),2019,-,68,菌毛比鞭毛更短、更细，且又直又硬。数量很多，不具有运动功能，但与菌的致病性、吸附等有关。只能在电子显微镜下观察到。,3.菌毛与鞭毛的比较,2019,-,69,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。 产生芽胞的都是革兰阳性菌。,（四）芽胞 (spore),2019,-,70,1.芽胞的结构,由外向内,外衣 外膜 皮质 芽孢壁 内膜 芯髓,2019,-,71,2.芽胞形状、位置,2019,-,72,细菌形成芽胞的能力是由菌体内的芽胞基因决定的。芽胞一般只在动物体外才能形成，其形成条件因菌种而异。 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