细菌形态与结构1.ppt

1、第16章 细菌形态与结构 (Morphology and structure of bacteria),第一节 细菌的大小与形态 第二节 细菌的结构 了解细菌的形态与结构的意义：细菌的鉴别；防治细菌的感染；研究细菌的生物学特性、致病机制、免疫学特征。 第三节 细菌形态与结构检查法,概述：,什么是细菌（bacterium） 细菌(bacterium)是属原核生物界(prokaryotae)的一种具有细胞壁单细胞微生物, 广义的细菌：所有单细胞原核微生物。 狭义的细菌：典型的，数量最多的，繁殖迅速,第一节 细菌的大小和形态,细菌的大小 (Size of Bacteria),介于0.2-几个微米(m

2、)之间。(micrometer,1mm=1000m),细菌的基本形态,1. 球菌(coccus) 2. 杆菌(bacillus) 3. 螺形菌(spirillar bacterium),球菌,coccus,杆菌（bacillus）,分枝杆菌,双歧杆菌,螺形菌 （spiral bacterium）,2. 螺菌：多个弯曲,1 弧菌：一个弯曲,第二节 细菌的结构,细菌的结构 细菌的结构分为基本结构和特殊结构基本结构：细胞壁、细胞膜、细胞质、细胞核等。 特殊结构：荚膜、菌毛、鞭毛和芽胞等。,细菌的结构(Structure of Bacteria),一、基本结构,（一）细胞壁（cell wall, CW

3、） 表面结构，组成复杂，随细菌的不同而异丹麦细菌学家Gram创建的染色法可将细菌分为两种： 革兰氏阳性菌 （Grams positive bacteria, G+）和 革兰氏阴性菌 （Grams negative bacteria, G）,G+菌的CW,1、肽聚糖peptidoglycan：立体网状结构 又称：粘肽mucopeptide， 原核生物所特有的结构。 肽聚糖支架：NAG1,4NAM， 溶菌酶作用于该-1,4糖苷键 四肽侧链：第三位氨基酸残基为Lys 五肽交联桥：如5个Gly组成的,注：NAG：N乙酰葡萄糖胺；NAM：N乙酰胞壁酸。,肽聚糖,细菌细胞壁的主要成分是:肽聚糖(pepti

4、doglycan), 又称为粘肽(mucopeptide)或胞壁质(murein)。 丹麦病理学家革兰(Hans Christian Gram)为证实病组织切片中有细菌存在，在1884年介绍了脱色后再进行复染的差别染色法, 后来被称为革兰染色法。,革兰阳性菌肽聚糖聚糖骨架、四肽侧链、五肽交联桥,革兰阴性菌肽聚糖聚糖骨架、四肽侧链,2. 革兰阳性菌细胞壁特殊组分,3. 革兰阴性菌细胞壁特殊组分,外膜,细胞膜,脂多糖,脂质双层,脂蛋白,特异多糖 脂多糖 核心多糖 脂质A,G+ 菌与G- 菌细胞壁的比较,注意：G+菌与G菌细胞壁的差异对其染色性、抗原性、致病性 及其对药物的敏感性等有重要影响。,4.

5、 胞壁的功能,维持菌体固有的形态 保护细菌抵抗低渗环境 参与菌体内外的物质交换 菌体表面带有多种抗原分子，可诱发机体的免疫应答。,细菌L型,1935年在李斯特（LISTER）研究所首先发现故命名。,概念：某些药物作用于细菌，可抑制的肽聚糖的合成或破坏细胞壁的结构，在高渗环境下，细菌仍可存活，成为细胞壁缺陷型 形成条件：溶菌酶、青霉素、胆汁、溶葡萄球菌素、抗体、补体等,形态多形性 染色革兰阴性 高滲培养基 菌落油煎蛋样,生物学特性,与医学关系,仍有一定致病性，常发生在使用作用细胞壁的抗菌素治疗过程中，临床上遇有症状明显而常规细菌培养阴性者应考虑此菌感染。,L型细菌的形态和菌落：,丝状L型葡萄球菌

6、,回复正常的葡萄球菌,（二）细胞膜cell membrane，CM,为脂双层结构，与真核生物的细胞膜相似，但不含胆固醇； 中介体mesosome： 部分细胞膜内陷、折叠形成的囊状物， 多见于G菌； 参与细菌分裂； 拟线粒体。,（三）细胞质 cytoplasm,，又称为原生质protoplasm 其中含有的一些结构: 1、核糖体ribosome：70S（30S+50S) 2、质粒plasmid：染色体外的遗传物质， 闭合环状DNA 3、胞质颗粒：储存营养物质 如白喉杆菌的异染颗粒,1、质粒(plasmid):,质粒是核质之外的双股环状DNA, 携有遗传信息, 能控制细菌的一个或几个特殊性状(这些

7、性状并非细菌生存所必须)。,2、核糖体,是合成蛋白质的场所。可达数万个70S大小亚基组成链霉素与小亚基结合，红霉素与大亚基结合阻止PR合成。,3. 胞质颗粒,淀粉粒(granulose)及其它内含颗粒 淀粉粒() 极体, 迂回体(),（四）核质nuclear material或拟核nucleoid,原核结构：无完整的核结构、核膜、核仁 和有丝分裂器等。 单一闭合环状DNA，含少量蛋白质，其特点： DNA量少，多为单拷贝形式，少重复序列,荚膜、鞭毛、菌毛、芽胞,二. 特殊结构,（一）荚膜(capsule):,某些细菌在其细胞壁外包绕一层粘液性物质，为疏水性多糖或蛋白质的多聚体，用理化方法去除后并

8、不影响菌细胞的生命活动。 0.2m,边界明显者荚膜（大荚膜） 0.2m者微荚膜,肺炎链球菌的荚膜,1. 荚膜的化学组成,大多数细菌的荚膜是多糖，炭疽芽胞杆菌、鼠疫耶氏菌等少数菌的荚膜为多肽。 多糖分子组成和构成的多样化使其结构极为复杂，成为血清学分型的基础。 荚膜的形成需要能量，与环境条件有密切关系。有荚膜的细菌形成粘液(M)或光滑(S)菌落，失去荚膜后其菌落边为粗糙型（R）型。,2. 荚膜的功能,抗吞噬作用：荚膜具有抵抗宿主吞噬细胞的作用，因而荚膜是病原菌的重要毒力因子。 粘附作用：荚膜多糖可使细菌彼此之间粘连，也可粘附于组织细胞或无生命物体表面，形成生物膜，是引起感染的重要因素。 抗有害物

9、质的损伤作用：荚膜处于细胞的最外层，有保护菌体避免和减少受有害物质的损伤作用。,（二）鞭毛 (flagellum),许多细菌在菌体上附有细长并呈波状弯曲的丝状物，称为鞭毛，是细菌的运动器官。 鞭毛需用电子显微镜观察，或经特殊染色法使鞭毛增粗后才能在光镜下看到。,1、鞭毛菌分类,单毛菌,丛毛菌,周毛菌,双毛菌,2、鞭毛的结构,丝状体,钩状体,肽聚糖,细胞膜,基础小体,3、鞭毛的功能,1、运动 2、与致病性有关，如穿过粘液层 3、细菌的分类鉴定，具有抗原性，H抗原,（三）菌毛 (pilus/fimbriae),概念：许多革兰阴性菌和少数革兰阳性菌菌体表面存在着一种比鞭毛更细、更短而直硬的丝状物，与

10、细菌的运动无关。（电镜观察） 种类及功能 普通菌毛ordinary pilus 性菌毛sex pilus（F菌毛）由F质粒编码,1. 普通菌毛(ordinary pilus),普通菌毛 多，短而细 粘附，致病,2. 性菌毛(sex pilus),性菌毛 少，粗、长、中空 遗传物质传递,（四）芽胞 (spore),某些革兰阳性细菌在一定的环境条件下，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 芽胞杆菌属、梭菌属,1、芽胞的形成和发芽,形成条件：营养缺乏 保存全部生命必需物质：核酸、酶、合成菌体成分的结构 休眠状态，无新陈代谢 可发芽 1个细菌1个芽胞1个细菌 细菌繁殖体 芽胞休眠体 每

11、种细菌形成一种类型芽胞,2、芽胞的结构,外内 外衣、壳、膜、皮质、壁、内膜、核的七层,3、芽胞的大小、形状、位置等 随菌种而异,4、 芽胞的功能,芽胞的抵抗力强，可在自然界中存在多年，是重要的传染源。但芽胞并不直接引起疾病，只有发芽成为繁殖体后，才能迅速大量繁殖而致病。 芽胞抵抗力强，故应以杀灭芽胞作为可靠的灭菌指标。最可靠方法为高压蒸气灭菌 芽胞抵抗力强的原因： (1)芽胞含水量少，蛋白质受热后不易变性。 (2)芽胞具有多层致密的厚膜，理化因素不易透入。 (3)含有的吡啶二羧酸与钙结合的盐能提高芽胞中各种酶的稳定性。,第三节 细菌形态学检查,细菌的形态学检查 一、显微镜放大法 1、普通光学显

12、微镜 2、电子显微镜 二、染色法 1、染标本与负染 2、单染法与复染法,普通光学显微镜(light microscope),普通光学显微镜的分辨率为0.25um。一般细菌都大于0.25um，故可用普通光学显微镜观察。,电子显微镜(electron microscope),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。,透射电镜,扫描电镜,最常用最重要的染色法 革兰染色法（Gram stain）,染色法,1884年，Gram创建。 1、染色过程： 标本固定结晶紫初染碘液媒染乙醇脱色复红复染 2、结果： 紫色者为G菌，红色者为G菌,革兰阳性 革兰阴性,抗酸染色,： 石炭酸复红 3%盐酸酒精 美兰 其它特殊染色,抗酸染色,3、意义： 对细菌