医学微生物学2-细菌形态

第一章细菌的形态与结构第一节细菌的大小与形态一、细菌的大小和形态（一）细菌的大小：以m作为测量单位。球菌（coccus）杆菌（bacillus）螺形菌（spiralabacterium）（三）细菌的排列：1、球菌：双、链、四联、八叠、葡萄样。2、杆菌和螺菌：多分散排列，偶呈链状。,（二）细菌的形态：,coccus,bacillus,Spiralbacterium,注意：存在状态：浮游（planktonic）生物被膜（biofilm）2.环境因素的影响：温度pH培养基成分培养时间,Microcolonyandbacterialbiofilm,第二节细菌的结构,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,一、基本结构（一）细胞壁（cellwall）：是细菌细胞的外层结构，坚韧而有弹性的膜状结构，占细菌干重的10%25%。可通过膜分离法、特殊染色和EM进行观察,1.细胞壁的主要成分肽聚糖(1)、肽聚糖（peptidoglycan）：原核生物细胞特有G+菌：丰富的肽聚糖，大量的磷壁酸，表面蛋白。聚糖骨架(backbone)肽聚糖四肽侧链(sidechains)五肽桥(cross-bridge)形成牢固的三维立体框架结构，层数多。,G,M,G-菌：含有少量的肽聚糖、很厚的外膜。聚糖骨架：与G+菌同肽聚糖：四肽侧链（3rd氨基酸为DAP）缺乏五肽桥，只能形成疏松的二维平面结构，层数少,（2）G+菌的特殊组分1）磷壁酸(teichoicacid)：是核糖醇及甘油醇残基连接而成的多聚物。分为：a.壁磷壁酸b.膜磷壁酸（LTA）：为甘油醇型作用：具有粘附功能是G+菌的主要抗原2）表面蛋白（surfaceprotein）：如链球菌的M蛋白葡萄球菌的SPA,（3）G-菌的特殊组分外膜（outmembrane）占细胞壁干重的80%脂蛋白：蛋白质部分与DAP连脂质部分与脂质双层连脂质双层：类似细胞膜，允许小分子通过，可阻止多种大分子脂多糖(LPS)：脂质A-是糖磷脂，为内毒素的毒性所在，无特异性（lipidA）核心多糖-己糖、庚糖、KDO等组成，属特异性特异多糖-重复寡糖，具种型特异性,脂多糖,外膜,2.革兰阴性、阳性细菌的细胞壁比较见下表研究细菌细胞壁的意义：鉴别细菌致病机制指导用药及药物作用靶点或机制,细胞壁,G+菌与G-菌细胞壁的比较,G+菌与G-菌的差别及与细胞壁的关系,3.细胞壁功能（1）维持细菌固有的形态；（2）保护细菌抗低渗，起到屏障作用；（3）参与物质交换；（4）与细菌的抗原性、致病性有关。,4.细菌L型（Lformedbacteria）：即肽聚糖结构被破坏或合成受抑制后所形成的细胞壁缺陷型细菌。分类：G+原生质体(protoplast)G-原生质球（spheroplast,圆球体）例：PNC妨碍肽链与肽桥的交联溶菌酶裂解-1、4糖苷键以及胆汁、抗体和补体等因素,特点：呈高度的多形性；多染为革兰阴性；在高渗、低琼脂、含人或马血清的平板上经2-7天形成油煎(荷包)蛋样的细小菌落；仍有一定的致病力。分颗粒状、丝状（如结核杆菌）,临床分离葡萄球菌L型,葡萄球菌L型回复后,细菌L型菌落类型,电镜照片,（二）细胞膜（cellmembrane）：1、结构：液态脂质双层内镶嵌多种蛋白质，但不含胆固醇。2、功能：物质交换，呼吸作用，生物合成，分泌作用。3、中介体（mesosome):细胞膜内折形成的囊管状物，多见于G+菌。分类：横膈中介体、侧中介体。功能：与细菌的分裂、能量代谢、以及生物合成有关。所以又被称为“拟线粒体，chondroid”,（三）细胞质（cytoplasm）1、核蛋白体(ribosome)：与真核细胞的不同，可作为药物靶点。链霉素及红霉素均通过与亚基的结合而干扰细菌蛋白质的合成来杀菌。2、质粒（plasmid）：概念：染色体外的遗传物质，存在于细胞质中。为环状闭和的双链DNA，控制部分特定的遗传信息。能在胞浆中自我复制，维持许多世代。医学上重要的质粒有F质粒、R质粒、Col质粒。,核糖体（ribosome),质粒,异染颗粒,特点：独立自行复制；编码重要的生物学信息；非细菌生命活动所必须；可在细菌之间相互转移；一种质粒可同时决定几种功能；有的具有相容性。3、胞浆颗粒：多为营养储存物，其中的异染颗粒(metachromaticgranules)有鉴别意义。（四）核质（nuclearmaterial）裸露的双股DNA链卷曲盘绕而成的松散网状物，是细菌遗传变异的物质基础。无内含子微生物基因组学（microbialgenomics）,细菌DNA：长度：一般为1-3mm例：大肠杆菌的DNA长约1mm，在细胞内只有2-3m。功能：负载遗传信息。,ElectronmicrographofanisolatednucleoidreleasedfromE.coli.,二、细菌的特殊结构（一）荚膜（capsule）:1、概念：2、化学组成：多糖或多肽。3、形成条件：营养丰富4、功能：抗吞噬、抗有害物质的损伤作用、粘附作用。5、观察法：荚膜染色或墨汁负性染色。,（二）鞭毛（flagellum）1、概念:所有的弧菌和螺菌、约半数杆菌、个别球菌，在菌体上附着的细长、弯曲的丝状物。分单、双、丛、周毛菌。2、化学组成：由鞭毛蛋白构成。3、超微结构：基础小体、钩状体、丝状体4、功能：（1）细菌的运动器官；（2）具有特定的H抗原；（3）有些与致病性有关。,5、检查方法：,（三）菌毛（pilus）1、概念：多数G-菌及少数G+菌菌体表面存在着一种比鞭毛更细、更短、更直的丝状物。2、组成：由菌毛蛋白构成。3、分类及作用：普通菌毛：具有粘附能力，与致病性有关。性菌毛：遗传物质转移的媒体；噬菌体的受体。4、观察法：EM下可见。,（四）芽胞（spore）：1、概念：营养缺乏时，某些细菌脱水浓缩在细胞内形成的圆性或椭圆形的小体，多见于G+菌。2、特点：保存了细菌的全部生命活性，是细菌的休眠状态；条件适宜时，芽胞可萌发成繁殖体而致病；抵抗力强。3、结构：多层厚膜。4、意义：鉴别细菌；判断灭菌效果。5、观察法：芽胞染色后LM下可见。,芽胞的形成过程,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的菌体可称为繁殖体(vegetativeform)。,第三节细菌形态与结构检查一、显微镜1、普通显微镜：LM2、电子显微镜：EM，包括透射（TEM）和扫描（SEM）3、其他：荧光显微镜、激光共聚焦显微镜等,二、染色法,（1）不染色标本检查法活菌轮廓，动力（2）染色标本检查法单染色法革兰染色法（gramstain)抗酸染色法荚膜染色鞭毛染色芽胞染色,特殊染色法,鉴别染色法,复染色法,革兰染色（Gramstain）1884年，丹麦细菌学家(ChristianGram)发明a.原理：细胞壁学说,等电点学说化学结构学说b.方法：制片染色镜检染色：结晶紫初染碘液媒染95%乙醇脱色复红复染c.结果：G+紫色，G-红色d.意义：鉴别细菌研究致病性指导用药,涂片,干燥,固定,染色,水洗、吸干,镜检,制备涂片标本,步骤,染色,Figure1GramstainofGram+Stap