细菌的形态与结构医学PPT

细菌的形态与结构,细菌(bacterium),细菌 放线菌 支原体 衣原体立克次体 螺旋体,细菌,概述,细菌(bacterium)是属于原核生物界(prokaryotae)的一种形体微小、结构简单、具有细胞壁和原始核质、无核仁和核膜，除核糖体外无其他细胞器的单细胞型微生物。,狭义则专指其中数量最大、种类最多、具有典型代表性的细菌。,广义的细菌泛指各类原核细胞型微生物，,细菌的概念：,观察细菌,光学显微镜(油镜）,度量单位,微米(m),第一节 细菌的大小与形态,球菌杆菌螺形菌,细菌,球菌(coccus),球菌,-双球菌(diplococcus),脑膜炎奈瑟菌,-链球菌(streptococcus),球菌,-葡萄球菌(staphylococcus),球菌,杆菌(bacillus),大小不一,-链杆菌,杆菌,形态各异,棒状杆菌,分枝杆菌,双歧杆菌,螺形菌(spiral bacterium),第二节 细菌的结构,基本结构,特殊结构,细菌的结构,细胞壁,细胞膜,细胞质,核质,荚膜,鞭毛,菌毛,芽胞,细胞壁,细胞膜,细胞质,质粒,核蛋白体,中介体,核质,基本结构,荚膜,鞭毛,普通菌毛,性菌毛,芽胞,特殊结构,基本结构,特殊结构,细胞壁 (cell wall),一、细菌的基本结构,细胞膜 (cell membrane),细胞质(cytoplasm),核质(nuclear material ),（一）细胞壁(cell wall),细菌细胞的最外层，基本成分（共有组分）：肽聚糖,革兰阳性菌（紫色， G+菌）,革兰阴性菌（红色， G-菌）,细菌,革兰染色法,革兰阳性菌 (G+菌) 革兰阴性菌 (G-菌),1.G+菌的细胞壁,肽聚糖,磷壁酸,厚（2080nm）,：含量高，层数多,：G+菌特殊组分,G+菌肽聚糖,聚糖骨架 四肽侧链 五肽交联桥,聚糖骨架：,乙酰葡糖胺,乙酰胞壁酸,-1.4糖苷键,M,M,M,M,M,M,M,M,M,M,M,G,G,G,G,G,G,G,G,G,G,G,聚糖骨架：,乙酰葡萄糖胺,乙酰胞壁酸,M,M,M,M,M,M,M,M,M,M,M,M,G,G,G,G,G,G,G,G,G,G,G,G,+四肽侧链（abcd）,聚糖骨架,a：L-丙氨酸b：D-谷氨酸c：L-赖氨酸d：D-丙氨酸,M,M,M,M,M,M,M,M,M,M,M,M,G,G,G,G,G,G,G,G,G,G,G,G,+四肽侧链,聚糖骨架,+五肽交联桥（xxxxx）,X：甘氨酸,四肽侧链,五肽交联桥,N-乙酰葡糖胺,N-乙酰胞壁酸,-1.4糖苷键,四肽侧链,五肽交联桥,三维立体结构,较坚韧,溶菌酶作用点,水解-1.4糖苷键,青霉素作用点,G+ 菌的特殊组分:磷壁酸(teichoic acid),膜磷壁酸,壁磷壁酸,肽聚糖,细胞膜,细胞壁,脂磷壁酸lipoteichoic acidLTA,黏附作用,G+菌细胞壁的结构,壁相关蛋白,壁磷壁酸,脂磷壁酸,肽聚糖,细胞膜,2.G-菌的细胞壁,肽聚糖,外膜,：特殊组分，含量多,薄（1015nm）,：含量低，层数少,G-菌肽聚糖,聚糖骨架四肽侧链,G-菌的肽聚糖结构：,聚糖骨架 +四肽侧链,DAP:二氨基庚二酸,四肽侧链,四肽侧链,二维平面结构,较疏松,G- 菌的特殊组分:外膜（脂蛋白+脂质双层+脂多糖） P12图1-6,脂多糖(LPS):由脂质A,核心多糖和特异多糖组成,G-菌的内毒素,脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）/ G-菌的内毒素,脂质A核心多糖特异多糖,内毒素毒性与生物学活性成分,位于脂质A的外层，有属特异性,最外层，是G-菌的菌体抗原（O抗原），具有种特异性,G-菌细胞壁特殊组分,肽聚糖,外膜,脂蛋白,脂质双层,LPS,1,1,G+ 菌与G-菌细胞壁结构比较,细胞壁 G+ 菌 G- 菌,强度厚度肽聚糖层数肽聚糖含量磷壁酸外膜,较坚韧20-80nm可多达50层占细胞壁干重50%-80% + -,较疏松10-15nm1-2层占细胞壁干重5%-20% - +,小结：G+菌与G-菌细胞壁结构比较,G+菌：厚、多、坚韧、磷壁酸G-菌：薄、少、疏松 + 外膜 脂多糖（LPS）毒性部分脂质A 肽聚糖：无五肽交联桥,考考你,溶菌酶杀菌的机理是：（ ） A.干扰细菌细胞壁交联桥的合成 B.干扰二氨基庚二酸的活性 C.破坏四肽侧链的连接 D.干扰细菌细胞核质的活性 E.破坏了细菌细胞壁聚糖骨架-1，4键的连接,G+细菌细胞壁的特殊化学成分是（ ） A.肽聚糖 B.类脂 C.磷壁酸 D.脂多糖（LPS） E.脂蛋白细菌大小的测量单位是（ ） A.nm B.m Cmm D.cm E.以上都不对,内毒素的毒性成分为（ ） A.肽聚糖 B.蛋白质 C.脂质A D特异多糖 E.核心多糖,（2）细胞壁的功能,细胞壁,维持菌体的固有形态，保护细菌抵抗外界低渗环境；,参与菌体内外物质交换；,与细菌的致病性有关。链球菌的M蛋白与LTA，黏附,与耐药性有关。, 与静电性有关。抗原性。,（3）细菌L型（bacterial L form）,概念,细菌细胞壁结构被破坏或合成被抑制，仍能存活的细菌，称为细菌L型。,理化生物因素：胆汁、溶菌酶、青霉素、抗体,培养特性：高渗、低琼脂、含血清的培养基,生物学特性,多形性革兰阴性高渗培养，生长缓慢、荷包蛋样菌落可回复,与医学的关系,常引起慢性感染。如尿路感染、心内膜炎、骨髓炎等,临床症状明显，常规细菌培养阴性者，应考虑L型细菌感染的可能性，宜作L型专门培养，或更换抗菌药。,丝状L型菌落扫描电镜10000,L型菌落回复后扫描电镜10000,小 结1.革兰阳性菌细胞壁肽聚糖的组成与结构2.革兰阴性菌细胞壁肽聚糖的组成与结构3.细胞壁的功能4.细菌L型的概念及其特点,（二）细胞膜 (cell membrane),脂质双层蛋白质,组成,结构,酶载体蛋白分泌系统信号转导蛋白,功能,物质运输、生物合成、分泌和呼吸、参与分裂,细菌细胞膜可形成一种特有的结构,中介体(mesosome),细胞膜的液态镶嵌模型,脂质双层,多见于革兰阳性菌。其功能类似于真核细胞的线粒体，故亦称为拟线粒体(chondroid)。,中介体(mesosome),（三）细胞质(cytoplasm),细胞膜包裹的溶胶状物质,水 无机盐 蛋白质 脂类 核酸 少量糖,成分,质粒 核糖体 胞浆颗粒,1.质粒（plasmid）,细菌染色体外DNA，为 闭合环状双股DNA。,携带遗传信息。,能自行复制。,能随细菌的分裂转移到子代细菌。,（70S）,大亚基（50S）,小亚基（30S）,2.核糖体,蛋白质合成场所,红霉素,链霉素,3.胞质颗粒,贮藏的营养物质：糖原 脂类 磷酸盐,异染颗粒 迂回体 极体,RNA+多偏磷酸盐,诊断价值（多见于白喉棒状杆菌）,（四）核质 (nuclear material),细菌染色体,单一密闭环状DNA分子反复回旋卷曲盘绕组成，呈松散网状团块结构。,又称拟核,携带遗传信息，控制细菌性状与遗传特征。,二、细菌的特殊结构,荚膜鞭毛菌毛芽胞,（一）荚膜 (capsule),概念,某些细菌在其细胞壁外包绕一层黏液性物质0.2m荚膜， 0.2m 微荚膜,染色,不易着色，负染,功能,抗吞噬作用 黏附作用 抗有害物质的损伤作用,（二）鞭毛(flagellum),许多细菌在菌体上附有的细长并呈波状弯曲的丝状物，需用电子显微镜观察。,概念,分类,功能,单毛菌、双毛菌、丛毛菌、周毛菌,结构,细菌的运动器官； 有些细菌的鞭毛与致病性有关；化学趋向性。 细菌鉴定和分类:根据鞭毛菌的动力和鞭毛的 抗原性（H抗原)。,菌体,鞭毛,鞭毛菌分类,单毛菌,双毛菌,丛毛菌,周毛菌,丝状体,钩状体,基础小体,（三）菌毛(filus/fimbriae),许多G-菌和少数G+菌菌体表面存在着一种比鞭毛更细、更短而直硬的丝状物，必须用电子显微镜观察。由菌毛蛋白组成，具有抗原性。,普通菌毛性菌毛,类型,更细、更短而直硬的丝状物,1.普通菌毛(ordinary pilus),遍布细菌细胞表面，每细菌可达数百根。,是细菌的黏附结构,功能,可黏附呼吸道、消化道及泌尿生殖道等黏膜细胞，是细菌实现感染的第一步。,（2）性菌毛(sex pilus),仅见于G-菌；数量少，14根；比普通菌毛长而粗，中空呈管状。,由致育因子（F）编码，故又称F菌毛。,功能：,传递遗传物质,接 合,性菌毛,普通菌毛,数量少，比普通菌毛长而粗，中空呈管状,接合（conjugation） F+菌与F-菌相遇，F+菌的性菌毛与F-菌的性菌毛受体结合，F+菌体内的质粒或染色体DNA可通过中空的性菌毛进入F-菌体内，这个过程称接合。,F+,F-,F+,F-,F+,F+,F+,F+,Donor,Recipient,F+,F质粒的接合,F-,（四）芽胞 (spore),某些细菌在一定的环境条件下，胞浆脱水浓缩形成的一个圆形或卵圆形小体,是细菌的休眠体，而不是细菌的繁殖体,1个细菌,大小、形状、位置：鉴别细菌,结构,1个芽胞,功能 抵抗力强：耐热、干燥、紫外线和化学消毒剂等。,医学意义,灭菌应以杀灭芽胞作为可靠的灭菌指标；是重要的传染源；鉴别细菌。,核心,内膜,芽胞壁,皮质,外膜,芽胞壳,芽胞外衣,坚实而致密的多层结构体，但保存有全部生命物质,核心和皮质含吡啶二羧酸(DPA),提高热稳定性。,细菌芽胞结构示意图,抵抗力强大，耐热、干燥、紫外线和化学消毒剂等。,含水少；结构致密，无通透性；吡啶二羧酸。,芽胞的大小、形状、位置,鉴别细菌,破伤风芽胞梭菌的芽胞,第三节 细菌形态与结构的检查方法,一、显微镜放大法,普通光学显微镜(light microscope),电子显微镜(electron microscope),普通光学显微镜的分辨率为0.25 m 。一般细菌都大 于0.25 m ，故可用普通光学显微镜观察。,普通光学显微镜(light microscope),分辨力：指分辨物体最小间隔的能力。 光学显微镜的分辨力 R=0.61/NA其中为入射光线波长；NA为镜口率 sin/2，n=介质折射率；=镜口角（样品对物镜镜口的张角） 。,几种介质的折射率,电子显微镜的分辨率为1nm。不仅能看清细菌的外形，内部超微结构可一览无余。,电子显微镜(electron microscope),透射电镜,扫描电镜,革兰阳性菌（紫色）,革兰阴性菌（红色）,细菌,革兰染色法,涂片,干燥,固定,结晶紫,碘液,95%乙醇脱色,复红,二、染色法,革兰阳性菌 (G+) 革兰阴性菌 (G-),考考你,细菌荚膜的功能是（ ） A. 在不同细菌间传递遗传物质 B. 构成细菌细胞壁的主要成分 C. 参与菌体内外的物质转运 D.增强细菌抗吞噬细胞的能力 E. 以上都不对,与细菌动力有关的细菌结构是（ ） A.普通菌毛 B.性菌毛 C.鞭毛 D.中介体 E.荚膜判断消毒灭菌是否彻底的指标是（ ） A.细菌的芽胞是否被杀灭 B.细菌繁殖体是否被完全杀灭 C.热原质是否被完全清除 D.内、外毒素是否被彻底清除 E.荚膜是否失去,细菌核质以外的遗传物质是（ ） A.mRNA B.核糖体 C.质粒 D.异染颗粒 E.性菌毛,小 结,1.细菌的大小（m，油镜观察）与形态（球菌、杆菌、螺形菌）,2.细菌的基本结构细胞壁、细胞膜、细胞质、核质 细胞壁：G+菌-肽聚糖(厚、多、坚韧）、磷壁酸 G-菌-肽聚糖（薄、少、疏松）+外膜 内毒素 毒性部分脂质A， 肽聚糖无五肽交联桥，,细胞膜：脂质双层+蛋白质 中介体（拟线粒体）,细胞质：质粒（细菌染色体外遗传物质）； 胞质颗粒（异染颗粒：对白喉棒状杆菌有鉴别意义）,核质：细菌染色体（闭合环状DNA，决定细菌遗传性状