第1章-第一节细菌的形态与结构.ppt

细菌,第1章,Bacteriology,本章要点：1.细菌的形状、大小、如何检查细菌？2.细菌细胞有哪些结构成分？这些结构与医学有何联系及意义？,细菌（bacterium）：是具有细胞壁的单细胞原核微生物.广义细菌：包括细菌、放线菌、支原体、衣原体、立克次体、螺旋体狭义细菌：专指其中数量最大、种类最多、具有典型代表性的细菌,概念,第一节细菌的大小与形态,（一）细菌的形态,细菌的基本形态有三种：球菌(coccus)；杆菌(bacillus)螺形菌(spiralbacterium),1.球菌（coccus）：,外观呈球形或近似球形，直径在1m左右，由于繁殖时细菌分裂平面不同和分裂后菌体之间相互粘附程度不一，可有以下几种排列方式：,双球菌如：脑膜炎球菌链球菌如：乙型溶血性链球菌四联球菌如：四联加夫基菌八叠球菌如:藤黄八叠球菌葡萄球菌如：金黄色葡萄球菌,2.杆菌(bacillus),形态多呈直杆状，也有的菌体稍弯；多数呈分散存在，亦有规则排列者。不同杆菌的大小、长短、粗细很不一致。具杆菌的形态、排列特点不同，有如下分类：,链杆菌如：炭疽杆菌梭杆菌如：核梭杆菌球杆菌如：布氏杆菌分支杆菌如：结核杆菌棒状杆菌如：白喉杆菌芽胞杆菌如：破伤风杆菌,双歧杆菌,3.螺形菌(Spiralbacterium),菌体弯曲，长度不等。有以下几种形态分类：,弧菌如：霍乱弧菌螺菌如：鼠咬热螺菌螺杆菌如：幽门螺杆菌,（二）细菌的大小,测量细菌大小的单位是微米（m）多数球菌直径为：1m杆菌一般用长度和直径表示，一般长11.0m，直径0.21.0m.小杆菌：0.71m；中等杆菌：23m；大杆菌：410m。螺旋菌长150m，直径0.31.0m大多数细菌直径都在0.22m以上，不能通过0.22m的滤器。,第二节细菌的结构,细菌结构模式图,细菌的结构分为两类：,荚膜鞭毛菌毛芽胞,细胞壁细胞膜细胞质核质,细菌的基本结构,细菌的特殊结构,一、基本结构,（一）细胞壁(cellwall)位于细菌细胞的最外层，包绕在细胞膜的周围，组成较复杂，并随不同细菌而异。用革兰氏染色法可将细菌分为：革兰氏阳性菌（G+）（菌体呈蓝紫色）革兰氏阴性菌（G-）（菌体呈红色）,革兰氏阳性菌细胞壁组分：肽聚糖、磷壁酸、蛋白质革兰氏阴性菌细胞壁组分主要有：肽聚糖、外膜（脂蛋白脂质双层脂多糖）,细菌的细胞壁,特殊成分,基本成分肽聚糖,革兰阳性菌磷壁酸革兰阴性菌外膜,（1）基本成分肽聚糖（peptidoglycan）,是细菌细胞壁中的主要成分，为原核细胞所特有。亦称为：粘肽（mucopeptide）、糖肽(glycopeptide)、胞壁质(murein),肽聚糖化学组成：,特点：层次多（50层）三维空间网格结构,特点：层次少（2层）二维平面结构,G（+）菌,G（-）菌,聚糖骨架,聚糖骨架,四肽侧链（谷、丙、赖、丙）,四肽侧链（谷、丙、二氨基庚二酸、丙）,五肽交联桥,聚糖骨架：由N乙酰葡糖胺和N乙酰胞壁酸通过1，4糖苷键交替联结,溶菌酶作用位点,青霉素作用点,甘氨酸五肽桥,（2）特殊成分,革兰阳性菌细胞壁磷壁酸类型：按其联结部位的不同分为壁磷壁酸和膜壁酸两种。功能及意义：为某些噬菌体的受体是革兰阳性菌的重要表面抗原能粘附于细胞表面，可能与某些细菌的致病性有关因带负电荷，故可与环境中的Mg等阳离子结合，提高这些离子的浓度，以保证细胞膜上一些合成酶维持高活性的需要。,革兰阴性菌细胞壁的特殊成分外膜,脂蛋白,脂质双层,脂多糖,核心多糖,特异性多糖,类脂A,脂蛋白：位于肽聚糖层和脂质双层之间，起连接作用，使外膜和肽聚糖构成一个整体。脂质双层：磷脂双层，内嵌外膜蛋白（outmembraneproteinOMP），具有不同的功能。如有的外膜蛋白为孔蛋白是小分子的通道；有的是噬菌体、性菌毛、细菌素的受体。,脂多糖(lipopolysaccharide，LPS)-是革兰氏阴性菌的内毒素；有以下三部分组成：脂质A（LipidA）：糖磷脂。是细菌内毒素的毒性和生物学活性的主要组分，无种属特异性。是细菌内毒素的毒性和生物学活性的主要组分。核心多糖(corepolysaccharide)：位于脂质A的外层，由己糖、庚糖、2-酮基-3-脱氧辛酸（KDO）、磷酸乙醇胺等组成。有种属特异性。特异多糖(specificpolysaccharide)：由数个至数十个低聚糖重复单位组成的多糖链。具有种特异性。革兰是阴性菌的菌体抗原（O抗原）,是革兰氏阴性细菌致病物质内毒素的物质基础,与磷壁酸相似，也有吸附Mg+、Ca2+等阳离子以提高这些离子在细胞表面的浓度的用；,由于LPS结构的变化，决定了革兰氏阴性细胞表面抗原决定簇的多样性；,具有控制某些物质进出细胞的部分选择性屏障功能。,脂多糖功能,脂多糖（LPS）,是革兰阴性菌外膜的组成成分，包括脂质A、核心多糖和O特异性多糖三部分，又称为内毒素。脂质A是内毒素的主要毒性成分；核心多糖具有属特异性，同一属细菌的核心多糖的抗原性相同；特异性多糖即菌体O抗原，具有种的特异性。,概念,（3）革兰阳性和革兰阴性细菌细胞壁的比较,（4）细菌细胞壁的功能,1.维持菌体形态；抵抗渗透压的影响；2.参与细菌体内外的物质交换；3.具有多种抗原表位，诱发机体免疫应答；4.粘附宿主细胞，与细菌致病性有关。,（5）革兰阳性菌与革兰阴性菌细胞壁结构差异的生物学意义,染色性：革兰阳性菌细胞壁结构致密，含脂类物质少，不易酒精脱色，革兰氏染色成紫色；反之革兰阴性菌染成红色；抗原性：革兰阳性菌的重要表面抗原之一是磷壁酸，革兰阴性菌的核心多糖和O抗原多糖是为重要表面抗原；毒性：革兰阴性菌的脂多糖即为内毒素，革兰阳性菌无此成分；药物敏感性：革兰氏阳性菌对青霉素，溶菌酶敏感，革兰阴性菌则否。,G+菌与G-菌的差别及与细胞壁的关系,（二）细胞膜（cellmembrane),位于细胞壁内侧，厚约7.5mm，柔韧致密，富有弹性。由磷脂和多种蛋白质组成。功能：参与细菌物质转运，生物合成，分泌、呼吸等生物学作用。中介体：部分细胞膜内陷、折叠、卷曲形成的囊状物。多见于革兰氏阳性菌；功能：扩大细胞膜面积；增加酶的含量和能量的产生。与细菌细胞的分裂有关拟线粒体。,细胞膜模式图,中介体,(三)细胞质（cytoplasm）,细胞膜包裹的溶胶状物质，亦称原生质（protoplasm）。由水、蛋白质、脂类、核酸及少量糖和无机盐组成。内含核糖体、质粒、胞质颗粒等许多重要结构。含有许多的酶系统，是细菌进行新陈代谢的另一主要场所,1.核糖体（ribosome）:由蛋白质和RNA构成，是细菌合成蛋白质的场所，游离存在于细胞质中，每个细菌体内可达数万个。,2.质粒（plasmid）：染色体外的遗传物质，存在于细胞质中。为闭合环状的双链DNA，带有遗传信息，控制细菌某些特定的遗传性状。如：菌毛，细菌素，毒素，耐药性的形成等。,3.胞质颗粒（metachromaticgranule）,细菌细胞质中含有多种颗粒，大多为营养储藏物；不是细菌的恒定结构；异染颗粒：主要成分是RNA和大量多聚磷酸盐，是核酸合成过程中磷和能量的来源，因其嗜碱性强，用亚甲兰染色着色较深呈深紫色，显示与菌体不同的染色性，有助于细菌的鉴定,（四）核体（nuclearmaterial）,由单一密闭环状DNA分子反复回旋卷曲盘绕组成的松散网状结构。集中于细胞质的某一区域。无核膜、核仁和有丝分裂器，又称为拟核。核体带有细菌的遗传基因，控制着细菌的生长、繁殖遗传及变异等基本生命活动细菌基因数量少，如大肠杆菌的基因约30005000个,细菌核质电镜观察,二、细菌的特殊结构,（一）荚膜,细菌代谢过程中分泌在细胞壁外的一层粘液性物质，能牢固地与细胞壁结合，厚度0.2m，边缘明显。微荚膜(microcapsule)-厚度0.2m者。粘液层(slimelayer)-边界不明显且已被洗脱者。糖萼(glycocalyx)-介于荚膜和粘液层之间的结构。,1.荚膜的化学组成：90%以上是水，固体成分有多糖；多肽；透明质酸。2.荚膜的形成：在人和动物的体内或营养丰富的培养基中易形成。在普通培养基上或连续传代则易消失。光滑型菌落（S）失去荚膜后会转变成粗糙型菌落（R）3.荚膜的功能：抗吞噬作用；粘附作用；抗有害物质的损伤作用。（增强细菌的致病能力，提高对环境的抵抗力,4.荚膜的染色特点：不易着色，通常用负染色法染色后观察。5.荚膜的医学意义：细菌的毒力成分；可用来作细菌分型（荚膜肿胀试验),(二)鞭毛,某些细菌表面附着的细长呈波状弯曲的丝状物。是细菌的运动器官。根据鞭毛的数量、位置可将鞭毛菌分成四类:单毛菌；双毛菌；从毛菌；周毛菌。有鉴别意义,1、鞭毛的结构:鞭毛自细胞膜长出，游离于细胞外，由基础小体；钩状体；丝状体组成。2、鞭毛的化学组成：蛋白质3、鞭毛的功能：运动器官：有鞭毛的细菌在液体环境中能自由的运动。具抗原性：H抗原，有特异性，对细菌的鉴别、分型有一定的意义。致病性：有些细菌的鞭毛与致病性有关。如:霍乱弧菌,检查细菌鞭毛的方法：,电镜观察特殊染色后用普通光学显微镜观察；压滴法或悬滴法观察细菌动力；接种于半固体培养基观察其扩散生长现象。,（三）、菌毛（pilus）,许多革兰阴性菌和个别革兰阳性菌细胞的周围具有一些比鞭毛更纤细、短直而坚硬的丝状物，称为菌毛，与细菌的运动无关。光学显微镜下看不到，须用电镜观察。,1.菌毛的化学组成：蛋白质2.菌毛的种类：根据功能不同，菌毛可分为：普通菌毛；性菌毛3.菌毛的功能：普通菌毛：粘附作用，与细菌的致病性密切相关。如：大肠埃希氏菌的I型菌毛；肠产毒型大肠杆菌的定植因子（CFA/I）性菌毛：传递遗传物质。噬菌体吸附的受体。,4.芽胞(endospore/spore),某些细菌在一定环境条件下，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。产生芽胞的细菌都是G+菌。不同细菌的芽胞形态、大小、位置有所差异，是鉴别细菌的指标之一。,1.芽胞的结构：具多层膜结构。2.芽胞的形成与发芽：芽胞的形成：细菌形成芽胞的能力是由菌体内的芽孢基因决定的。芽胞一般只在动物体外才形成。营养缺乏时易形成。芽胞的发芽：由于机械力、热、pH改变等刺激作用，破坏其芽胞壳，并供给水分和营养，芽胞壳发芽，形成新的菌体。细菌芽胞细菌(1个)(1个)(1个),3.芽胞的功能：芽胞对热、干燥、辐射、化学消毒剂等理化因素均有强大的抵抗力。细菌繁殖体：80水中迅速死亡。细菌芽胞：100沸水中，可存活数小时。被炭疽杆菌芽胞污染的草原，传染性可保持2030年。4.细菌芽胞抵抗力强的原因：芽胞含水量少，蛋白质受热后不易变性。芽胞具有多层致密的厚膜，理化因素不易进入。芽胞的核心和皮质中含有吡啶二羧酸