细菌的形态与结构

一、细菌的大小与形态（一）细菌的大小（二）细菌的形态二、细菌的结构（一）细菌的基本结构（二）细菌的特殊结构三、细菌形态检查法（一）直接观察法（不染色法）（二）染色法（单一染色、革兰染色、抗酸染色、特殊染色）,第一节细菌的形态与结构,（一）大小：测量单位：微米(m)。0.510.0微米观察仪器：光学显微镜,第一节细菌的形态与结构一、细菌的大小与形态,（二）形态：1、球菌(coccus)双球、链球、葡萄2、杆菌(bacillus)3、螺形菌(spiralbacterium),第一节细菌的形态与结构一、细菌的大小与形态,1.球菌（Coccus）：球形或近似圆球形，有的呈矛头状或肾状，单个球菌的直径约在0.81.2m左右。由于繁殖时细菌细胞分裂方向和分裂后细菌排列方式不同可分为：1.双球菌：2.链球菌：3.四联球菌：4.八迭球菌：5.葡萄球菌：,第一节细菌的形态与结构一、细菌的大小与形态,1.双球菌：在一个平面上分裂成双排列，如肺炎双球菌、脑膜炎双球菌。2.链球菌：在一个平面上分裂，成链状排列，如溶血性链球菌。3.四联球菌：在两个相互垂直平面上分裂，以四个球菌排呈方形。4.八迭球菌：在三个垂直平面上分裂，八个菌体重叠呈立方体状。5.葡萄球菌：多个不规则平面上分裂，菌体无秩序堆积呈葡萄状排列，如金葡菌。,第一节细菌的形态与结构一、细菌的大小与形态,第一节细菌的形态与结构一、细菌的大小与形态,八叠球菌,四联球菌,葡萄球菌,单球菌,双球菌,链球菌,球菌分裂后的子细胞的连接方式,第一节细菌的形态与结构一、细菌的大小与形态,2，杆菌,菌体呈园柱状，根据分裂繁殖后排列不同分为：单杆菌、链杆菌。菌体两端多呈钝圆形，少数两端平齐（如炭疽杆菌），或尖细（如梭杆菌），或未端膨大呈棒状（如白喉杆菌）。,第一节细菌的形态与结构一、细菌的大小与形态,杆菌,一、细菌的形态,3，螺旋状菌,1.弧菌：菌体只有一个弯曲，呈弧状或逗点状。如霍乱弧菌。2.弯曲菌：菌体有2-3个弯曲，呈燕状，如空肠弯曲菌。3.螺菌：菌体有数个弯曲，如鼠咬热螺菌,第一节细菌的形态与结构一、细菌的大小与形态,螺旋菌的排列方式,螺菌弯曲7,第一节细菌的形态与结构一、细菌的大小与形态,幽门螺旋菌,霍乱弧菌,鼠咬热螺菌,球菌,杆菌,螺旋菌,自然界中哪种最多？,最多,其次,最少,第一节细菌的形态与结构一、细菌的大小与形态,细菌的基本形态,第一节细菌的形态与结构一、细菌的大小与形态,1、基本结构：细胞壁(cellwall）细胞膜（cellmembrane）细胞质（cytoplasm）核质（nuclearmaterial）2、特殊结构：荚膜（capsule）鞭毛（flagellum）菌毛(pilus)芽孢(spore),第一节细菌的形态与结构二、细菌的结构,1、细菌的基本结构：细胞壁(CWcellwall）细胞膜（CMcellmembrane）细胞质（CPcytoplasm）核质（Nmnuclearmaterial）,第一节细菌的形态与结构二、细菌的结构,细菌的基本结构1、细胞壁细胞壁为细菌表面比较复杂的结构。位于细胞最外层，包围整个菌体的一层坚韧而具有弹性的膜壁，称为细胞壁。细胞壁的结构在不同属性的原核生物中存有差异。染色属性：根据革兰氏染色将细菌分成G+、G-两大类,第一节细菌的形态与结构二、细菌的结构,细菌的基本结构1、细胞壁肽聚糖（粘肽）：聚糖骨架、四肽侧桥、五肽交链菌细胞壁磷壁酸壁磷壁酸、膜磷壁酸结构表面蛋白：SPA、M蛋白肽聚糖（粘肽）：聚糖骨架、四肽侧桥菌细胞壁脂蛋白结构外膜脂双层类脂：毒性部分脂多糖（LPS，内毒素）核心多糖：属和组特异特异多糖：种和型特异,第一节细菌的形态与结构二、细菌的结构,细菌的基本结构1、细胞壁G+与G-在细胞壁主要成分肽聚糖上的主要差别。,乙酰胞壁酸聚糖骨架.4糖苷键乙酰葡糖胺四肽侧链(G+：L-赖氨酸；G-：L-赖氨酸或二氨基庚二酸)五肽桥（甘氨酸）菌肽聚糖厚、层数多、立体状坚固。,第一节细菌的形态与结构二、细菌的结构,第一节细菌的形态与结构二、细菌的结构,第一节细菌的形态与结构二、细菌的结构,细菌的基本结构1、细胞壁和菌细胞壁差异：,第一节细菌的形态与结构二、细菌的结构,细胞壁主要功能,维持细菌固有形态保护细菌抵抗低渗环境完成菌体内外物质交换决定菌体抗原性某些成分与致病性有关：SPA、M蛋白,第一节细菌的形态与结构二、细菌的结构,细菌L型（L型菌）：细胞壁缺陷型的细菌叫L型菌(1)形态：多形态性(2)培养：须在高渗低琼脂含血清的培养基中生长，多呈油煎蛋状菌落(3)原生质体：革兰阳性菌原球体：革兰阴性菌(4)对作用于细胞壁的抗生素无效(5)常规细菌培养阴性(6)细菌L型仍有一定的致病能力,第一节细菌的形态与结构二、细菌的结构,革兰氏阳性菌：细胞壁主要成分为粘肽，脂质含量少，经高浓度洒精脱色后，细胞壁通透性改变不大，结晶紫-碘复合物仍被保留在细胞内而呈兰紫色染色结果。,细胞壁与染色反应的关系,第一节细菌的形态与结构二、细菌的结构,革兰氏阴性菌：细胞壁主要成分为脂质，粘肽含量极少，经高浓度洒精脱色后，细胞壁通透性增加，孔隙增大，结晶紫-碘复合物被洗出细胞外，最后被品红复染为红色。,细胞壁与染色反应的关系,第一节细菌的形态与结构二、细菌的结构,抗酸染色概念与原理：结核分支杆菌细胞壁中含有分支杆菌酸或腊质成分，二者具有抵抗盐酸洒精的脱色的作用使菌体染为红色，故称结核分支杆菌染（抗酸染色）。抗酸染色结果：结核分支杆菌为红色其它细菌为兰色,细胞壁与染色反应的关系,第一节细菌的形态与结构二、细菌的结构,细胞壁与药物反应的关系,溶菌酶可以水解细胞壁基本骨架中的N-乙酰葡萄糖胺和N-乙酰胞壁酸的1，4糖苷键，进而破坏了细菌的细胞壁结构，也起到杀菌的作用,第一节细菌的形态与结构二、细菌的结构,细胞壁与药物反应的关系,青霉素和头孢菌素：能与细菌竞争合成胞壁过程所需的转肽酶，影响肽聚糖合成，使细菌不能合成完整细胞壁，而导致细菌死亡。也就是说：青霉素和头孢菌素具有杀菌作用。,第一节细菌的形态与结构二、细菌的结构,细胞壁与药物反应的关系,青霉素和头孢菌素以及溶菌酶都具有具有杀菌作用。那么他们对什么样的细菌作用好呢？,第一节细菌的形态与结构二、细菌的结构,答案是：青霉素和头孢菌素以及溶菌酶对G+的细菌作用好。因为G+的细菌内压大（相当于20-25个大气压），对细胞壁的依赖性也就大，而且它的外面没有外膜保护，使青霉素和头孢菌素以及溶菌酶更容易发挥作用。而G-的细菌内压小（相当于3-5个大气压）对细胞壁的依赖性也就小，而且它的外面还有外膜保护，使青霉素和头孢菌素以及溶菌酶不容易发挥作用。,第一节细菌的形态与结构二、细菌的结构,2.细胞膜(cellmembrane),细胞壁与细胞质之间半渗透性的生物膜脂类双层，镶有蛋白质功能：渗透和运输、生物合成（肽聚糖、磷壁酸、脂多糖等）、呼吸作用、参与细菌分裂。另外，细胞膜是鞭毛基体的着生部位和鞭毛旋转的供能部位。,第一节细菌的形态与结构二、细菌的结构,细胞膜,细胞膜的功能：具有选择性控制膜内外营养物和代谢产物的进出；维持细胞内正常渗透压的屏障；是合成细胞壁和糖被的各种组分的重要基地；膜上含有氧化磷酸化或光合磷酸化等能量代谢的酶系，是细胞产能的场所；是鞭毛基体着生部位和鞭毛旋转的功能部位。细菌与真核生物在细胞膜上的区别：细菌细胞膜不含胆固醇等甾醇，真核生物的细胞膜含有胆固醇（可增加韧性）；细菌细胞膜上有电子传递系统，而真核生物的电子传递系统在线粒体内膜上。,第一节细菌的形态与结构二、细菌的结构,中介体(mesosome)：,细胞膜向细胞浆内凹陷，折叠形成的囊状物。G+多见，其功能类似真核细胞线粒体，故有拟线粒体之称。参与细菌的分裂（细菌分裂时一分为二）加强了细胞呼吸（扩大了细胞膜的表面积）,第一节细菌的形态与结构二、细菌的结构,白喉棒状杆菌中介体透射电镜图130000,第一节细菌的形态与结构二、细菌的结构,第一节细菌的形态与结构二、细菌的结构,真核生物与原核生物细胞膜的差别,第一节细菌的形态与结构二、细菌的结构,3、细胞质与内含物,细胞质：在细胞膜和核区之间的半透明、胶状、颗粒状物质的总称。原核生物的细胞质是不流动的，这与真核生物不同。细胞质是细菌进行新陈代谢的主要场所。主要成分：核糖体(ribosome)：合成蛋白质的场所胞浆颗粒(cytoplasmicgranules):储藏营养、多种酶类。异染颗粒：染成与细菌其他部分不同的颜色，如：白喉杆菌-鉴别质粒(plasmid)：,第一节细菌的形态与结构二、细菌的结构,质粒：,染色体外的遗传物质双股环状DNA携带某些遗传信息，控制某些遗传性状R质粒（resistanceplasmid):耐药性质粒F质粒（fertilityplasmid)：致育性质粒Vi质粒(virulenceplasmid):毒力质粒,第一节细菌的形态与结构二、细菌的结构,第一节细菌的形态与结构二、细菌的结构,核糖体：无被膜包裹的蛋白质颗粒，其沉降系数为70s（50s和30s）。是合成蛋白质的场所。有80%90%的核糖体串联在mRNA上以多聚核糖体的形式存在。每个细菌有上万个核糖体。链霉素、四环素、氯霉素等抗生素能选择性抑制70s核糖体蛋白合成。而对真核生物80s核糖体不起作用。故可用这些抗生素治疗细菌引起的疾病，而对高等动物和人类无害。注：沉降系数是指在离心场中颗粒的沉降速度。用s表示，单位是秒，10-13秒为一个沉降系数。,第一节细菌的形态与结构二、细菌的结构,第一节细菌的形态与结构二、细菌的结构,4、核质(nuclearmaterial),细菌为原核细胞，无核膜、核仁、核基质、有丝分裂器，故称为核质或拟核。为双股环状DNA，还有少量RNA、RNA聚合酶、蛋白质是遗传物质，有染色体功能，控制各种遗传性状,第一节细菌的形态与结构二、细菌的结构,真核生物与原核生物的比较,第一节细菌的形态与结构二、细菌的结构,请您思考：1，细菌的形态主要有哪几种？2，细菌的基本结构有哪几种？3，G+菌与G-菌在细胞壁有哪些不同？有何意义4，为什么G+菌对青霉素敏感？G-菌不敏感？5，青霉素、链霉素、红霉素，对人有直接伤害作用吗？什么道理呢？,第一节细菌的形态与结构二、细菌的结构,2.特殊结构,荚膜(capsule)：鞭毛(flagellum)：菌毛(Pilus)：芽孢(Spore)：,第一节细菌的形态与结构二、细菌的结构,1.荚膜(capsule)：,定义：某些细菌胞壁外围绕一层较厚的粘液性物质，称为荚膜。形成条件：动物体内、营养丰富的培养基内。化学成分：多糖。分类：荚膜、微荚膜、粘液层-糖被。功能：鉴别细菌、分型依据（因有抗原性）致病性有关（抵抗吞噬、消化等）,第一节细菌的形态与结构二、细菌的结构,荚膜(capsule)的作用：,（）保护作用；抗干燥（）致病作用：侵袭力；抗吞噬、抗消化（）免疫原性；荚膜抗原（）鉴别与分型。,第一节细菌的形态与结构二、细菌的结构,2.鞭毛（flagellum）,定义：为附着在某些菌体上的细长而呈波状弯曲的丝状物种类：单毛菌：如霍乱弧菌双毛菌：如空肠弯曲菌丛毛菌：如铜绿假单胞菌周毛菌：如伤寒沙门菌化学成分：蛋白质功能性质：是运动器官,第一节细菌的形态与结构二、细菌的结构,第一节细菌的形态与结构二、细菌的结构,原核生物外部构造（鞭毛）,第一节细菌的形态与结构二、细菌的结构,鞭毛(flagellum)的作用,运动器官，鉴别细菌：鞭毛（动力）的有无、数目、位置、排列。免疫原性；抗原。与致病性：粘附性,第一节细菌的形态与结构二、细菌的结构,3.菌毛(Pilus)1.普通菌毛：粘附素A：致病作用：侵袭力；起吸附作用B：免疫原性；菌毛抗原C：鉴别与分型2.性菌毛：根，长而粗，F+菌转移F质粒，耐药及毒力质粒。,第一节细菌的形态与结构二、细菌的结构,第一节细菌的形态与结构二、细菌的结构,原核生物外部构造（菌毛）,第一节细菌的形态与结构二、细菌的结构,4.芽胞(endosporeorspore)：,定义：细菌在一定环境条件下，胞浆脱水浓缩，在菌体内形成的多层膜状结构的圆形或卵圆形小体。形成条件：缺乏营养物质，有害代谢产物堆积性质：是休眠状态，不是繁殖方式功能:鉴别细菌：大小、形状、菌体内的位置对细菌起保护作用：多层膜包绕，通透性降低作为灭菌是否彻底的指标：抵抗力强,第一节细菌的形态与结构二、细菌的结构,芽胞对外界环境的抵抗力比繁殖体强得多，特别耐高温和渗透压作用，一般化学药品也不容易渗透进去。其原因如下：芽胞壁有多层结构其通透性很低，化学药品不易进入，所以消毒剂不能用于杀灭芽胞。含水量极少，其内的酶类和蛋白质不易遇热凝固变性，故短时高温仍不能杀灭芽胞（如破伤风芽胞可耐受1-3h煮沸）。芽胞内酶活性与新陈代谢极低，故干燥和营养缺乏时可长时间存活。,第一节细菌的形态与结构二、细菌的结构,芽胞在土壤中可存活几年至几十年，故土壤中经常有破伤风梭菌芽胞和炭疽杆菌芽胞存在。芽胞对外界环境的抵抗力极强。被芽胞污染的器械等，用一般的化学消毒法不能彻底杀死芽胞。杀灭芽胞最有效的方法是高温灭菌法（判断高压灭菌器是否有效常以能否杀灭芽胞为标准）。,第一节细菌的形态与结构二、细菌的结构,芽胞(Spore)的作用,不利环境中的一种抵抗形式，是休眠体而非繁殖体。,第一节细菌的形态与结构二、细菌的结构,第一节细菌的形态与结构二、细菌的结构,细菌芽胞形状、大小和位置,第一节细菌的形态与结构二、细菌的结构,第一节细菌的形态与结构二、细菌的结构,(3)细胞的结构和染色反应,鞭毛,菌毛,性菌毛,芽孢,微荚膜,荚膜,粘液层,糖被,特殊构造,细胞壁,细胞膜,间体,核区,内含物,一般构造,细菌细胞的模式构造,第一节细菌,2.细菌细胞的结构,核糖体,第一节细菌的形态与结构二、细菌的结构,请您思考一下：细菌的特殊结构有哪几种有哪医学意义？1.荚膜：抗吞噬、抗消化、抗干燥；2.鞭毛：运动、有些菌借鞭毛附着，进而致病3.菌毛：借助菌毛粘附，进而致病；4.芽孢：抵抗力强、作为灭菌是否彻底的指标,第一节细菌的形态与结构二、细菌的结构,1.不染色法：主要观察细菌的动力。2.染色法：单染法：主要观察细菌的形态、排列复染法：主要观察细菌的染色属性革兰染色法抗酸染色法特殊染色法,第一节细菌的形态与结构三、细菌形态检查法,革兰染色法（Gramstain）,1步骤：（1）细菌涂片、干燥、经火焰固定（2）结晶紫染色lmin，水洗（3）加碘液媒染lmin，水洗（4）加95乙醇脱色30sec-lmin，水洗（5）用稀释复红或沙黄复染，lmin，水洗吸干后镜检,第一节细菌的形态与结构三、细菌形态检查法,革兰氏染色法原理,G+菌与G-菌的差别及与细胞壁的关系,第一节细菌的形态与结构三、细菌形态检查法,细胞壁与革兰氏染色反应的关系：革兰氏阳性菌：细胞壁主要成分为粘肽，脂质含量少，经高浓度洒精脱色后，细胞壁通透性改变不大，结晶紫-碘复合物仍被保留在细胞内而呈兰紫色染色结果。,第一节细菌的形态与结构三、细菌形态检查法,细胞壁与革兰氏染色反应的关系：革兰氏阴性菌：细胞壁主要成分为脂质，粘肽含量极少，经高浓度洒精脱色后，细胞壁通透性增加，孔隙增大，结晶紫-碘复合物被洗出细胞外，最后被品红复染为红色。,第一节细菌的形态与结构三、细菌形态检查法,Thepropertiesofcellwalls,GramPositiveG+革兰阳性菌Staphylococcusaureus,GramNegativeG-革兰阴性菌E.coli,结晶紫初染-碘液媒染-酒精脱色-复红复染,形态学实验基本方法与研究技能,GramStain,第一节细菌的形态与结构三、细菌形态检查法,第一节细菌的形态与结构三、细菌形态检查法,第一节细菌的形态与结构三、细菌形态检查法,革兰氏染色的意义,1，生物学意义：鉴别细菌为G+和G-两大类2，致病机制意义：多数G+菌以外毒素致病，多数G-菌以内毒素致病。3，指导治疗意义：多数G+菌对青霉素敏感，多数G-菌对青霉素不敏感，而对氨基甙类药物敏感。,第一节细菌的形态与结构三、细菌形态检查法,细胞壁与抗酸染色反应的关系抗酸染色概念与原理：结核分支杆菌细胞壁中含有分支杆菌酸或腊质成分，二者具有抵抗盐酸洒精的脱色的作用使菌体染为红色，故称结核分支杆菌染（抗酸染色）。抗酸染色结果：结核分支杆菌为红色（抗酸染色阳性）其它细菌为兰色（抗酸染色阴性）,第一节细菌的形态与结构三、细菌形态检查法,显微镜的种类与应用,1.普通光学显微镜(lightmicroscope)分辨率0.2um2.几种特殊光学显微镜相差显微镜（phasecontrastmicroscope）荧光显微镜（flu