大学精品课件：第1章 细菌的基本性状 第一节形态与结构[七年制]

1、医学微生物学-细菌学第一章 细菌的基本性状 Basic Characters of Bacteria,大连医科大学微生物学教研室 主讲人：张伟,第一节 细菌的形态结构与理化性状,一、细菌的大小与形态 观察仪器：常用光学显微镜 测量仪器：测微尺（在显微镜下进行测量） 测量单位：微米(m) ,1m =1/1000mm,细菌的形态，主要有,一）球菌（coccus,双球菌(diplococcus,链球菌(streptococcus,乙型溶血性链球菌,葡萄球菌(staphylococcus,金黄色葡萄球菌,四联球菌(tetrad,二）杆菌(Bacillus,三）螺形菌(spiral bacterium,

2、二、 细菌的结构,基本结构 (basic structure,一）细胞壁 (cell wall) 是位于细菌细胞最外层，包绕在细胞膜周围。平均厚度为1230nm，组成较复杂，并随不同菌种而异。 革兰染色法（Gram Stain,两类细菌细胞壁的共同组分为肽聚糖(peptidoglycan) ，但各有其特殊组分,G+菌的肽聚糖(S.aureus)：聚糖骨架、四肽侧链、五肽交联桥,1,4 glycosidic bond,转肽酶催化四肽侧链与五肽交联桥之间的肽键形成,青霉素抑制转肽酶, 从而抑制细胞壁的形成,二氨基庚二酸,G-菌的肽聚糖(E.coli)：聚糖骨架、四肽侧链,G+菌的细胞壁特殊组分磷壁

3、酸(teichoic acid,与粘附有关， 组成表面抗原,G-菌的细胞壁特殊组分脂蛋白、外膜(outer membrane) 、脂多糖（LPS,脂多糖(lipopolysaccharide, LPS)：即内毒素,革兰阴性菌细胞壁,革兰阳性菌细胞壁,G+菌与G-菌细胞壁结构比较,维持细菌固有外形 保护细菌抵抗低渗环境 参与物质交换 决定菌体的抗原性,细胞壁的功能,细菌细胞壁缺陷型（细菌L型,细菌L型(bacterial L form)：细胞壁受损的细菌, 在高渗环境下，仍可存活，称细菌L型。在一般环境中，因菌体内的高渗透压而会涨破死亡，但在高渗环境下，仍可存活。 原生质体(protoplast

4、)Gram+；原生质球(spheroplast)Gram-。 某些L型仍有一定的致病力，通常引起慢性感染, 如尿路感染。去除诱发因素后， 有的L型可回复为原菌,细菌L型呈高度多形性，大小不一；形成L型后，大多染成革兰阴性,1) 细菌L型的形态和染色性,葡萄球菌L型(A)及恢复后(B,细菌L型生长缓慢，营养要求高，对渗透压敏感，普通营养基上不能生长，培养时必须用高渗的含血清的培养基,油煎蛋样菌落 典型的L型菌落,2) 细菌L型的培养特性和菌落形态,二）细胞膜 (cell membrane) 细菌细胞膜的结构与真核细胞者基本相同，由磷脂和多种蛋白质组成，但不含胆固醇。 细菌细胞膜的功能与真核细胞者

5、类似，主要有物质转运、呼吸和分泌、生物合成、细菌分裂等作用。 细菌细胞膜可形成一种特有的结构，称为中介体(mesosome,多见于Gram+ ，称为拟线粒体，并参与细菌分裂,细胞膜上的一些重要蛋白： 青霉素结合蛋白：转肽酶。 蛋白分泌系统：G-菌通过该系统将蛋白分泌至胞外。 III型分泌系统是细菌分泌致病性蛋白的主要途径 双组分信号传导系统：是细菌对环境信号作出反应的调控系统。通过蛋白的磷酸化与去磷酸化，产生调控反应,三）细胞质 (cytoplasm) 核糖体(ribosome)：细菌合成蛋白质的场所，游离存在于细胞质中，70S（50S+30S），分别是红霉素，链霉素的靶点；真核为80S（60

6、S+40S,三）细胞质 (cytoplasm) 质粒(plasmid)：细菌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，控制细菌某些特定的遗传特性，如：耐药性。 胞质颗粒：细菌细胞质中含有多种颗粒，大多为贮藏的营养物质。其中有一种主要成分是RNA和多偏磷酸盐的颗粒，其嗜碱性强，用亚甲蓝染色时着色较深呈紫色，称为异染颗粒(metachromatic granule)。常见于白喉棒状杆菌，位于菌体两端，有助于鉴定,四）核质 (nuclear material) 核质是由单一密闭环状DNA分子反复回旋、卷曲、盘绕组成松散网状结构。 细菌是原核细胞，不具有成形的核。细菌的遗传物质称为核

7、质或拟核，无核膜、核仁和有丝分裂器。功能与真核细胞的染色体相似决定细菌各种遗传性状,细菌的特殊结构 (special structure,一）荚膜 (capsule) 荚膜：某些细菌在其细胞壁外包绕一层粘液性物质，其成分为多糖或蛋白质，用理化方法去除后并不影响细胞的生命活动。当其厚度0.2m，边界明显，光镜下可见时，称为荚膜。厚度 0.2m者称为微荚膜,具有抗原性，可将细菌定型,荚膜的功能： 抗吞噬作用：荚膜本身无毒性，但是在体内可抵抗宿主细胞的吞噬及消化作用，增强细菌的侵袭力，是一种重要的毒力因子(如肺炎链球菌的荚膜为多糖，具亲水性、带负电 ) 黏附作用：可使细菌间粘连，或黏附于细胞表面，形

8、成生物膜，是引起感染的重要因素(如变异链球菌黏附于牙齿表面，引起龋齿) 抗有害物质的损伤作用 抗干燥作用：含有较多水分，可在一定条件下维持存活,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,鞭毛的种类,鞭毛的功能： 鞭毛是运动器官。有鞭毛的细菌能主动运动，有化学趋向性，可通过动力试验进行细菌鉴定； 有的细菌，其鞭毛与致病性有关(霍乱弧菌穿过黏液层, 到达肠黏膜上皮细胞； 鞭毛有抗原性。鞭毛的成分为鞭毛蛋白，与肌动蛋白相似, 称为鞭毛抗原（H抗原），可作为细菌分类、

9、分型的依据,三）菌毛 (pilus/fimbria) 菌毛：许多G-菌和少数G+菌菌体表面存在着一种直立的、比鞭毛更细、更短的丝状物。 菌毛蛋白具有抗原性。 根据功能不同，菌毛可分为普通菌毛和性菌毛两类。 在普通光学显微镜下看不到，必须用电子显微镜,普通菌毛遍布菌细胞表面，每菌可达数百根。 这类菌毛是细菌的粘附结构，能与宿主细胞表面的特异性受体结合，是细菌感染的第一步。 菌毛的受体常为糖蛋白或糖脂，与菌毛结合的特异性决定的宿主的易感部位,1) 普通菌毛 (ordinary pilus,2) 性菌毛(sex pilus,普通仅见于少数革兰阴性菌。 数量少，1-4根。 比普通菌毛长而粗，中空呈管状

10、。 性菌毛由F质粒编码，故又称F菌毛。 带有性菌毛的F+菌与无性菌毛的F-菌相遇时，性菌毛与其相应受体结合，F+菌内的质粒或DNA可通过性菌毛 进入F-菌体内，此过程称为接合。细菌的毒力和耐药性可通过此方式传递,炭疽芽胞杆菌(Bacillus anthracis, Todar 2003,三）芽胞 (spore) 某些细菌在一定的环境条件下，胞质脱水浓缩，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。其产生由芽胞基因决定。 产生芽胞的都是革兰阳性菌。 芽胞折光性强、壁厚、不易着色，经特殊染色光镜下可见,1) 芽胞的形成与发芽,细菌形成芽胞的能力是遗传因素的控制和环境因素的影响。当营养物质

11、缺乏时易形成芽胞，即为细菌维持生命的特殊形式； 芽胞由多层膜结构组成，带有完整的核质、酶系统和合成菌体组分的结构，能保存细菌的全部生命活动的必须物质； 芽胞形成后，细菌即失去繁殖能力；环境适宜时，芽胞则可发育成细菌的繁殖体(vegetative form)； 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,芽胞的结构,破伤风梭菌C.tetani,肉毒梭菌 C.botulinum,炭疽芽胞杆菌Bacillus anthracis,2) 芽胞的功能,芽胞的大小、形状、位置等随菌种而异，有重要的鉴别意义,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。高压蒸汽灭菌法是杀灭芽胞最有效的方法,2) 芽胞的功能,三、 细菌的理化性状,一）细菌的化学组成 水、无机盐、蛋白质、糖类、脂类和核酸等