细菌的基本性状课件PPT课件.pptx

1,微生物学检验,.,3,第四章细菌的基本性状,4,本章内容,5,学习目标,学习目标：掌握：细菌的生物学地位、基本形态，与染色、致病、免疫、耐药有关重要结构；细菌生长繁殖的条件、繁殖的方式和规律；细菌控制的常用方法。熟悉：细菌的特殊结构及其作用和意义；细菌L型的概念和主要生物学特征；条件致病菌、菌群失调症的形成原因；常见细菌变异现象及其意义。了解：两类细菌细胞壁结构的异同以及在检验、用药等方面的意义；细菌主要合成代谢产物及其医学意义；细菌的分布；细菌的分类方法。本章重点：细菌形态、特殊结构；生长繁殖和细菌分布与控制。细菌变异现象。,6,第一节细菌的形态与结构,细菌(bacterium)是一类具有细胞壁的单细胞原核细胞型微生物。,7,第一节细菌的形态与结构,一、细菌的大小与形态（一）细菌大小通常以微米（m）作为其大小测量单位。（二）细菌形态,细菌的三种类型,8,链球菌,双球菌,球菌(coccus),四联球菌,葡萄球菌,9,杆菌(bacillus),杆菌形态多样，大小、长短、粗细差异明显。,大肠埃希菌23m,中,10,螺形菌(spiralbacterium),弧菌,11,细菌的结构,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,12,二、细菌基本结构,（一）细胞壁（cellwall）,1.化学组成与结构,共有组分：肽聚糖特殊组分：G+菌、G-菌不同,13,肽聚糖(peptidoglycan，粘肽),N-乙酰胞壁酸,N-乙酰葡糖胺,革兰阳性菌细胞壁肽聚糖：聚糖骨架、四肽侧链、五肽桥,14,DAP,革兰阴性菌细胞壁肽聚糖:,聚糖骨架、四肽侧链,15,革兰阳性菌细胞壁特殊组分：磷壁酸,革兰阴性菌细胞壁特殊组分：外膜,16,17,脂多糖(lipopolysaccharide,LPS),脂质A,核心多糖,特异多糖（O抗原）,是G-菌的内毒素，组成：,18,G+菌与G-菌细胞壁结构比较,19,2.细胞壁的功能：（1）维持细菌固有形态和抵抗低渗作用。（2）物质交换作用。（3）屏障作用。（4）免疫作用。（5）致病作用。（6）与细菌药物敏感性有关。,第一节细菌的形态与结构,20,G+菌,G-菌,21,3.细菌的L型,L型细菌：细胞壁缺陷的细菌。,常发生在作用于细胞壁的抗菌药物治疗过程中。,根据细胞壁缺陷程度分：原生质体（完全失去细胞壁，见于G+菌，仅在高渗环境中存活)原生质球（细胞壁部分缺损，见于G-菌，在高渗或非高渗环境中均能存活）,第一节细菌的形态与结构,22,多形性普通培养不生长在含10%20%人或马血清的高渗低琼脂培养基中能缓慢生长，典型菌落为荷包蛋样细小菌落。可返祖可致病,蜡样芽胞杆菌L型的镜下形态（多形性）,生物学特性,第一节细菌的形态与结构,23,第一节细菌的形态与结构,油煎蛋样菌落（典型L型菌落）,24,第一节细菌的形态与结构,细菌细胞膜的结构与真核细胞基本相同，由磷脂和多种蛋白质组成，但不含胆固醇。主要有物质转运、生物合成、呼吸等作用。细菌细胞膜可形成一种特有的结构，称中介体。,（二）细胞膜（cellmembrane）,25,第一节细菌的形态与结构,中介体：是部分细胞膜内陷、折叠、卷曲形成的囊状结构，多见于革兰阳性菌。其功能类似于真核细胞的线粒体。,中介体,26,第一节细菌的形态与结构,（三）细胞质（cytoplasm）,3.质粒(plasmid)是细菌染色体外的遗传物质，是一段环状闭合的双链DNA分子。,1.核糖体(ribosome)：合成蛋白质,2.胞质颗粒（如：白喉杆菌异染颗粒）,27,第一节细菌的形态与结构,白喉杆菌异染颗粒,28,第一节细菌的形态与结构,（四）核质（nuclearmaterial）,特点：无核膜、核仁染色体：单一、环状、闭合、双螺旋DNA。,29,第一节细菌的形态与结构,三、细菌特殊结构,荚膜（capsule)鞭毛(flagellum)菌毛(pilus)芽胞(spore),30,第一节细菌的形态与结构,（一）鞭毛：某些细菌表面附着的细长蛋白丝状物，有免疫原性。功能：细菌的运动器官医学意义：1.依据其免疫原性对细菌进行血清学分类和鉴定。2.某些细菌的鞭毛与致病有关。,31,第一节细菌的形态与结构,普通菌毛具有黏附性，与细菌致病性有关。,（二）菌毛：必须用电子显微镜才能看到,性菌毛与细菌的遗传变异相关,菌毛电镜图,32,第一节细菌的形态与结构,（三）荚膜：是某些细菌细胞壁外包绕的粘液性物质。1.化学成分：多数为多糖，少数为多肽。2.功能：具有抗吞噬和抵抗杀菌物质的杀菌作用，增强细菌的侵袭力，构成细菌致病力的重要因素之一。具有免疫原性。鉴别细菌和血清学分型。,33,第一节细菌的形态与结构,（四）芽胞：某些细菌（主要为革兰阳性杆菌）在一定条件下，细胞质浓缩脱水而形成一个折光性很强，具有多层膜状结构、通透性很低的圆形或卵圆形的小体。,34,第一节细菌的形态与结构,芽孢的功能,具有强大的抵抗力，常用高压蒸汽灭菌。判断灭菌效果的指标。根据其大小、形态和位置可鉴别细菌。是细菌的休眠状态，是潜在的外源性感染源。,芽孢的观察,革兰染色法不易着色。普通光学显微镜下常为胞内发亮的小体。芽胞染色法才能着色。,35,第二节细菌的生理,一、细菌的主要理化性状（一）细菌的化学组成与其他生物细胞相似的成分：水、无机盐、蛋白质、糖类、脂类、核酸等。细菌细胞特有的成分：肽聚糖、胞壁酸、磷壁酸、吡啶二羧酸等。,36,（二）细菌的物理性状1.带电现象特点：在中性、弱碱性环境中，细菌细胞均带负电荷。意义：与染色、凝集反应、杀菌抑菌等作用有关。,第二节细菌的生理,37,（二）细菌的物理性状2.光学性质特点：细菌细胞为半透明体，因此细菌悬液呈混浊状态，且浊度与细菌数量呈正比。应用：根据菌液的混浊程度，可粗略估计悬液中细菌的数量。,第二节细菌的生理,38,（二）细菌的物理性状3.渗透压特点：细菌细胞内渗透压高，在低渗环境中会发生胞浆压出；在高渗环境中会发生胞浆分离。应用：在等渗环境中培养细菌，用低渗或高渗环境抑制、杀灭细菌。,第二节细菌的生理,39,（二）细菌的物理性状4.半透性特点：细菌细胞壁、细胞膜都有半透性，可允许小分子物质通过；意义：有助于细菌吸收营养、排除代谢产物。,第二节细菌的生理,40,（二）细菌的物理性状5.表面积特点：细菌细胞个体小，单位体积内表面积巨大。意义：有利于菌体内外物质交换，故细菌代谢旺盛、繁殖迅速。,第二节细菌的生理,41,二、细菌的生长繁殖（一）细菌生长繁殖的条件1.充足的营养物质包括：水、碳源、氮源、生长因子等。2.适宜的酸碱度多为pH7.27.6。3.合适的温度多数病原菌为3537。4.必要的气体环境主要是O2和CO2。,第二节细菌的生理,42,按细菌对O2的需要与否，将细菌分为：,第二节细菌的生理,43,（二）细菌生长繁殖的规律细菌的繁殖方式：无性二分裂。细菌的繁殖速度：大多数细菌2030分钟即可分裂一次。,第二节细菌的生理,44,（二）细菌生长繁殖的规律细菌群体生长繁殖的规律：生长曲线,第二节细菌的生理,45,第二节细菌的生理,迟缓期：细菌代谢活跃、未繁殖。对数期：细菌繁殖迅速、形态典型、对外界因素敏感。稳定期：由于营养消耗、毒性产物积聚、pH下降等，细菌繁殖速度逐渐减慢；次级代谢产物开始产生。衰退期：环境条件不断恶化、死亡加快；细菌变异、甚至自溶。,46,第二节细菌的生理,三、细菌的新陈代谢,能量代谢,物质代谢,分解代谢：大分子小分子+能量,合成代谢：小分子大分子,+能量,47,第二节细菌的生理,（一）能量代谢,细菌获取能量的途径生物氧化。细菌能量代谢的主要类型：,48,不同种类细菌的酶系不同，对底物的分解能力不一致，因而代谢产物也不同，如：,第二节细菌的生理,（二）分解代谢,应用生化试验检测代谢产物，有助于鉴定、鉴别细菌。,葡萄糖,大肠埃希菌,伤寒沙门菌,酸+气体,酸,49,第二节细菌的生理,检测细菌糖分解产物的常用试验：糖发酵试验、甲基红试验、VP试验等。,检测细菌蛋白质和氨基酸分解产物的常用试验：吲哚（靛基质）试验、硫化氢试验、苯丙氨酸脱氨酶试验等。,其他检测细菌分解产物的常用试验：尿素分解试验、枸橼酸盐利用试验等。,50,第二节细菌的生理,（三）合成代谢医学上具有重要意义的代谢产物主要有：,1热原质2毒素与侵袭性酶类3色素4抗生素5细菌素6维生素,51,第二节细菌的生理,可引起机体发热反应。耐高温，多用蒸馏等方法去除。,有助于鉴别细菌,与细菌致病性有关,52,第二节细菌的生理,可用于细菌感染的治疗。,有助于鉴定细菌,具有种、型特异性，可用于细菌分型,53,一、细菌的分布（一）细菌在自然界的分布,第三节细菌与环境,细菌分布于自然界的,土壤中,水中,空气中,进行细菌检验时，须严格无菌操作，防止环境中的微生物污染实验材料，影响检验结果。,54,第三节细菌与环境,（二）细菌在人体的分布,55,正常菌群的分布：,体表皮肤与外界相通的腔道,第三节细菌与环境,分布于,56,第三节细菌与环境,57,第三节细菌与环境,58,第三节细菌与环境,定居部位改变,菌群失调,正常菌群,条件致病菌,不致病,致病,机体免疫功能下降,正常菌群与条件致病菌的关系：,59,第三节细菌与环境,菌群失调症：严重的菌群失调可导致宿主出现一系列临床病症，称为菌群失调症。,不适当抗菌药物治疗,医疗措施及外来菌侵袭,菌群失调,机体免疫功能下降,菌群失调的主要诱因：,60,第三节细菌与环境,二、细菌的控制,消毒,灭菌,无菌,杀死物体或介质中病原微生物的方法。,杀灭物体或介质中所有微生物的方法。,无活菌存在的状态。,无菌操作,防止微生物进入机体或物体的操作技术。,防腐,防止或抑制细菌生长繁殖的方法。,（一）基本概念：,61,第三节细菌与环境,（二）物理控制法,运用对微生物有致死作用的物理因素，来达到消毒灭菌目的。常用方法：,热力灭菌法,紫外线和电离辐射法,滤过除菌法,干燥法,62,第三节细菌与环境,1.热力灭菌法,原理：高温可使细菌蛋白质及酶类变性凝固、核酸结构被破坏，从而导致细菌死亡。方法类型：,干热灭菌法,湿热灭菌法,63,第三节细菌与环境,干热灭菌法：,烧灼,焚烧,干烤,适用于接种环、试管等。,适用于无经济价值废弃物品。,适用于耐高温、不宜遇水物品。,干燥箱,酒精灯,64,第三节细菌与环境,湿热灭菌法：,高压蒸汽灭菌法,煮沸法,巴氏消毒法,间歇灭菌法,高压蒸汽灭菌器,65,第三节细菌与环境,湿热灭菌法比较,66,第三节细菌与环境,2.紫外线和电离辐射,紫外线灭菌杀菌原理：紫外线被细菌吸收后，干扰细菌细胞DNA复制，而产生致死作用。应用：室内空气、物体表面的消毒杀菌。,67,第三节细菌与环境,2.紫外线和电离辐射,电离辐射杀菌原理：破坏细菌核酸、酶等。应用：医疗器械、药物、食品等物品的消毒杀菌（冷灭菌）。,68,第三节细菌与环境,3.滤过除菌,原理：利用机械方法截留微生物细胞。应用：空气、液体物质除菌,蔡氏滤菌器,一次性滤菌器,69,第三节细菌与环境,4.干燥,原理：干燥可使细菌脱水、盐类浓缩、菌体蛋白变性，妨碍细菌代谢和生长繁殖，产生抑菌杀菌作用。应用：保存食品、药材、菌种等。,70,第三节细菌与环境,（三）化学控制法,即运用化学消毒剂来处理物品，从而杀死或抑制微生物，达到消毒灭菌效果。,应用：体表皮肤、物体表面、环境等消毒。作用机制：,71,第三节细菌与环境,（三）化学控制法,影响因素：,72,第四节细菌的遗传变异,概念：,遗传细菌子代与亲代生物学性状表现相同称为遗传。变异细菌子代与亲代生物学性状表现差异称为变异。,73,第四节细菌的遗传变异,细菌变异类型,74,第四节细菌的遗传变异,一、细菌的遗传物质细菌遗传物质是细菌遗传、变异的物质基础。主要种类：,染色体质粒转座子,75,第四节细菌的遗传变异,（一）染色体（chromosome）,细菌染色体为一环状闭合双股DNA长链，呈超螺旋形式缠绕成团，附着在横隔中介体或细胞膜上，构成核质，携带细菌主要的遗传信息。目前，已完成约80种细菌全基因序列测定，对深入研究细菌致病机制及进化有重要意义。,76,第四节细菌的遗传变异,（二）质粒（plasmid）,质粒是细菌染色体外的遗传物质，也是环状闭合的双链DNA分子，存在于细胞质中，比染色体小，控制某些特定的遗传性状（如细菌菌毛、耐药性、细菌素等）。,质粒,77,第四节细菌的遗传变异,质粒的特征：自我复制可与染色体同步/不同步。决定细菌的某些遗传性状如致育性、致病性、耐药性等。可从宿主细胞中消失不影响细菌存活具有转移性可通过接合、转化、转导等方式在细菌间转移相容性与不相容性几种质粒可存在于同一菌体内，称质粒相容性。而两种结构相似密切相关的质粒不能稳定共存于同一宿主菌，称质粒不相容性。,78,第四节细菌的遗传变异,质粒的主要种类：,耐药质粒,致育质粒,毒力质粒,R质粒，编码细菌耐药性。,F质粒，编码细菌性菌毛。,Vi质粒，编码细菌的毒力因子。,细菌素质粒,代谢质粒,编码产生细菌素。,编码与代谢相关的多种酶类。,79,第四节细菌的遗传变异,（三）转座因子是一段具有自行转位特性的独立DNA序列，可在染色体、质粒或噬菌体之间自行移动。,意义：改变遗传物质的核苷酸序列；影响插入点附近基因的表达；引起基因的转移和重组。主要种类：插入序列仅携带自身转座所需酶的基因转座子除携带与转座有关的基因外，还带有其他特殊功能的基因,导致细菌变异,80,第四节细菌的遗传变异,二、常见的细菌变异现象,形态与结构变异,如：正常形态细菌细菌L型,青霉素、溶菌酶等,葡萄球菌,葡萄球菌L型,81,第四节细菌的遗传变异,二、常见的细菌变异现象,菌落变异,光滑型（S型)菌落粗糙型(R型)菌落,82,第四节细菌的遗传变异,二、常见的细菌变异现象,毒力变异毒力减弱/增强。毒力减弱用于疫苗制备抗原变异与细菌鉴定相关耐药性变异影响临床治疗。合理用药对防止细菌发生耐药性变异有重要作用。酶活性变异对细菌新陈代谢、生长繁殖等均会产生影响,83,第四节细菌的遗传变异,三、细菌变异的机制,84,第四节细菌的遗传变异,（一）基因突变,指细菌遗传物质的结构发生突然而稳定的改变。,按突变涉及范围，分,点突变,染色体畸变,按突变发生原因，分,自发突变,诱发突变,85,第四节细菌的遗传变异,（二）基因转移与重组,指外源性遗传物质由供体菌转入受体菌细胞内的过程称为基因转移或基因交换。供体菌的基因进入受体菌细胞，并在其中自行复制与表达，或与受体菌DNA整合在一起的过程，称为基因重组。,86,第四节细菌的遗传变异,1.转化受体菌直接摄取供体菌游离的DNA片段，经整合而获得供体菌部分遗传性状。,游离DNA,87,第四节细菌的遗传变异,肺炎球菌转化试验,88,第四节细菌的遗传变异,2.接合通过性菌毛相互沟通，将遗传物质从供体菌直接转移给受体菌。,F因子,性菌毛,F因子复制并转移,89,第四节细菌的遗传变异,3.转导以噬菌体为载体，将供体菌的遗传物质转移到受体菌，经重组使受体菌获得供体菌的遗传性状。,供体菌,受体菌,整合成功，完成转导,噬菌体复制,噬菌体,90,第四节细菌的遗传变异,4.溶原性转换温和噬菌体感染细菌后，以前噬菌体的形式存在于细菌染色体中，使细菌基因型改变并获得新的性状。,细菌核酸,噬菌体核酸,噬菌体核酸,噬菌体核酸,噬菌体核酸,噬菌体,91,第四节细菌的遗传变异,5.原生质体融合两个不同的细菌经去除细胞壁形成原生质体，然后在高渗条件下借助融合剂使两者融合，融合后的细胞通过基因交换与重组而产生新的遗传性状。,A菌,B菌,细胞融合,基因重组,92,第五节细菌的分类与命名,一、概述（一）分类等级：细菌属于原核生物界。种以上的系统分类单元由上至下依次分为,93,第五节细菌的分类与命名,临床细菌学检验中常用的分类单位科：相近的属归为一个科，依次类推。属：性状相近、关系密切的若干菌种组成属。种：种是细菌分类的基本单位，生物学性状相同的细菌群体构成一个菌种。,94,第五节细菌的分类与命名,相邻等级之间可添加次要的分类单位，如亚门、亚纲、亚属、亚科，科和属之间还可以添加族（tribe）。同一菌种的细菌可再分为亚种（subspecies），亚种以下分为型（type）：血清型（serotype）。根据生化反应和其他某些生物学性状不同可分生物型（biotype）等。不同来源的相同菌种称为菌株（strain）。具有某种细菌典型的生物学特征的菌株称为该菌的标准株（standardstrain）或模式菌（typestrain），在细菌的分类、鉴定和命名时都以标准菌株为依据，也可以作为质量控制的标准。,基本概念,95,第五节细菌的分类与命名,一、概述（二）细菌分类命名系统细菌的命名：国际通用的拉丁文双命名法。,Mycobacterumsp.SP：泛指某一属的细菌，而不是特指某个菌种（sp.代表菌种species，复数用spp.）,中文：结核分枝杆菌,96,第五节细菌的分类与命名,二、细菌分类方法（一）生物特性分类方法Bergey分类系统：BergeysManualofDeterminativeBacteriology伯杰鉴定细菌学手册BergeysManualofSystematicBacteriology伯杰系统细菌学手册，2004,97,第五节细菌的分类与命名,最早和最基本的分类依据：形态、染色以及特殊结构；分类的主要依据：细菌的生理、生化特征生理生化项目：生长条件（营养要求、需氧或厌氧等）、色素、抵抗力、菌体成分以及糖类、有机酸、蛋白质和氨基酸等的利用情况，代谢途径、代谢产物和致病力等。,分类依据,98,第五节细菌的分类与命名,传统分类法以细菌细胞的结构特点将原核生物界分为四个菌门：薄壁菌门、厚壁菌门、软壁菌门和疵壁菌门。按细胞形态、革兰染色性、鞭毛及代谢特点为依据，将细菌进行分类。数值分类法数值分类法是集各种现代技术于一体，检测细菌大量的生理生化特性；把检测结果，根据“等重要原则”，通过计算机处理，将细菌按其性状的相似程度进行分类，分析各菌之间相似度，区分细