细菌的形态和结构

1、第一章 细菌的形态和结构 细菌细菌(bacterium)是属于原核生物界是属于原核生物界(prokaryotae)的一种形的一种形体微小、结构简单、具有细胞壁和原始核质、无核仁和核膜，体微小、结构简单、具有细胞壁和原始核质、无核仁和核膜，除核糖体外无其他细胞器的单细胞型微生物。除核糖体外无其他细胞器的单细胞型微生物。细菌的概念细菌的概念： 狭义狭义则专指其中数量最大、种类最多、具有典型代表性的则专指其中数量最大、种类最多、具有典型代表性的细菌。细菌。广义广义的细菌泛指各类原核细胞型微生物，的细菌泛指各类原核细胞型微生物，第一节第一节 细菌的大小与形态细菌的大小与形态第二节第二节 细菌的结构细菌

2、的结构第三节第三节 细菌形态与结构检查法细菌形态与结构检查法第一节第一节 细菌的大小与形态细菌的大小与形态观察工具光学显微镜光学显微镜测量单位一般以一般以mm为测量单位为测量单位 球菌据形态不同分三大类 杆菌 螺形菌球 菌双球菌双球菌链球菌链球菌四联球菌四联球菌八叠球菌八叠球菌葡萄球菌葡萄球菌杆 菌球杆菌球杆菌链杆菌链杆菌棒状杆菌棒状杆菌分枝杆菌分枝杆菌螺形菌弧菌弧菌只有一个弯曲只有一个弯曲螺菌螺菌有若干个弯曲有若干个弯曲弧弧 菌菌螺螺 菌菌第二节第二节 细菌的结构细菌的结构基本结构细胞壁、细胞膜、细胞质、核质、细胞壁、细胞膜、细胞质、核质、 核蛋白体、质粒核蛋白体、质粒特殊结构荚膜、菌毛、鞭

3、毛、芽孢荚膜、菌毛、鞭毛、芽孢 cytoplasmcellwallcell membranechromosomeflagellumplasmidribosome一、细菌的基本结构 细胞壁 细胞膜 细胞质 核质（一）细胞壁(cell wall): 细菌细胞的最外层，包绕在细胞膜周围的细菌细胞的最外层，包绕在细胞膜周围的膜状结构，主要成分为膜状结构，主要成分为肽聚糖肽聚糖。 肽聚糖(peptidoglycan)：原核细胞特有的组：原核细胞特有的组分，又称粘肽分，又称粘肽(mucopeptide)、糖肽、糖肽(glycopeptide)或胞壁质或胞壁质(murein)。 MMMMMMMMMMMMGG

4、GGGGGGGGGG聚糖骨架：MMMMMMMMMMMMGGGGGGGGGGGGabcdabcdabcdabcdabcdabcdabcdabcdabcdabcdabcdabcdG+ 菌的肽聚糖结构：G+ 菌菌由聚糖骨架、四肽侧链和五肽交联桥三部分组成由聚糖骨架、四肽侧链和五肽交联桥三部分组成丙MGGGDAPMG丙丙丙谷谷DAPG-菌菌由聚糖骨架、四肽侧链两部分组成。由聚糖骨架、四肽侧链两部分组成。G-菌的肽聚糖结构G+ 菌的特殊组分:磷壁酸及一些表面蛋白膜磷壁酸壁磷壁酸肽聚糖细胞膜磷脂蛋白质细胞壁脂质双层G- 菌的特殊组分:外膜细胞膜肽聚糖微孔蛋白 脂多糖脂蛋白营养结合蛋白外膜 脂质双层脂多糖(

5、LPS):由脂质A,核心多糖和特异性多糖组成脂质A:内毒素生物活性主要组分,无种属 特异性核心多糖:有属特异性特异多糖: G-菌的菌体抗原(O抗原), 有种特异性周浆间隙:多种酶及特殊结合蛋白,对细菌获取营养,解除有害物质的毒性等方面有重要作用.脂质双层细胞膜肽聚糖微孔蛋白 脂多糖脂蛋白营养结合蛋白外膜周浆间隙G+ 菌与G-菌细胞壁结构比较:细胞壁细胞壁 G G+ + 菌菌 G G- - 菌菌强度强度厚度厚度肽聚糖层数肽聚糖层数肽聚糖含量肽聚糖含量糖类含量糖类含量脂类含量脂类含量磷壁酸磷壁酸外膜外膜较坚韧较坚韧20-80nm可多达可多达50层层占细胞壁干重占细胞壁干重50-80%约约45%1%

6、-4%+-较疏松较疏松10-15nm1-2层层占细胞壁干重占细胞壁干重5-20%15%-20%11%-22%-+细胞壁的功能:渗透压为渗透压为5-25大气压大气压1、维持菌体的固有形态，保护细菌抵抗外界低渗环境；、维持菌体的固有形态，保护细菌抵抗外界低渗环境；2、参与菌体内外物质交换；、参与菌体内外物质交换；3、带有多种抗原，诱发机体产生免疫应答并与血清分、带有多种抗原，诱发机体产生免疫应答并与血清分型有关。型有关。细菌细胞壁缺陷型（细菌L型）: 细胞壁的肽聚糖结构受到理化或生物因素直接破细胞壁的肽聚糖结构受到理化或生物因素直接破坏或合成被抑制后的细菌，在高渗环境下仍可存活，坏或合成被抑制后的

7、细菌，在高渗环境下仍可存活，这种细胞壁受损的细菌能够生长和分裂者称为细胞这种细胞壁受损的细菌能够生长和分裂者称为细胞壁缺陷型或壁缺陷型或L型。型。L型葡萄球菌葡萄球菌1、多形性、多形性 2、多为革兰阴性菌、多为革兰阴性菌 3、去除诱导因素后，、去除诱导因素后，L型可回复为原菌型可回复为原菌形形 态态 特特 征征培培 养养 特特 征：征： 难培养，营养要求与原菌相似但需在高渗低琼脂难培养，营养要求与原菌相似但需在高渗低琼脂含血清的培养基中生长，生长速度缓慢，一般培养含血清的培养基中生长，生长速度缓慢，一般培养2-7天可见荷包蛋样菌落。天可见荷包蛋样菌落。荷包蛋样荷包蛋样L型菌落型菌落原菌菌落原菌

8、菌落颗粒型颗粒型L型菌落型菌落丝状型丝状型L型菌落型菌落致病特征：致病特征： 有一定的致病力，通常引起有一定的致病力，通常引起慢性感染慢性感染，常在常在使用了作用于细胞壁的抗菌药物后发生使用了作用于细胞壁的抗菌药物后发生，尿路感染尿路感染较多见。较多见。小 结 1、细胞壁的组分 2、革兰阳性菌细胞壁肽聚糖的组成与结构 3、革兰阴性菌细胞壁肽聚糖的组成与结构 4、细胞壁的功能 5、细菌L型及其特点（二）细胞膜(cell membrane）：）： 又称胞质膜又称胞质膜 （cytoplasmic membrane)，位于位于 细菌细胞壁内侧，紧包着细胞质。细菌细胞壁内侧，紧包着细胞质。细胞膜细胞膜

9、1、结构与真核细胞基本相同，由磷脂、结构与真核细胞基本相同，由磷脂和多种蛋白质组成，但不含胆固醇。和多种蛋白质组成，但不含胆固醇。 2、功能：物质转运、生物合成、分泌、功能：物质转运、生物合成、分泌和呼吸等和呼吸等中介体：细胞膜内陷形成的囊状物，多见于G-菌。中介体中介体中介体功能：功能： 1、与细菌分裂有关，、与细菌分裂有关，类纺锤丝类纺锤丝作作用；用； 2、扩大细胞膜面积，相应增加了、扩大细胞膜面积，相应增加了酶的含量和能量的产生，酶的含量和能量的产生，拟线粒体拟线粒体作用。作用。 （三）细胞质(cytoplasm） 即细菌细胞的原生质（即细菌细胞的原生质（protoplasm) :细菌细

10、菌细胞膜内容物，内含多种重要结构：细胞膜内容物，内含多种重要结构：核蛋白体：细菌蛋白质合成场所；质粒： 1、是染色体外的遗传物质； 2、为闭合环状的双链DNA，控制细菌某些特定的遗传性状； 3、能独立复制并传代； 4、非细菌生命活动所必需； 5、可通过接合、转导将有关性状传递给其他细菌。胞质颗粒：多为细菌储存的营养物质。（四）核质(nuclear material ） 或称拟核（或称拟核（nucleoid)，即细菌的染色体，即细菌的染色体(chromosome)，为细菌的，为细菌的主要遗传物质主要遗传物质。组蛋白样蛋白质组蛋白样蛋白质化学组成为化学组成为DNA（主要）（主要）RNA（较少）（较

11、少）二、细菌的特殊结构荚膜鞭毛菌毛芽孢（一）荚膜(capsule):(capsule):细菌分泌的一层包绕在细菌分泌的一层包绕在细胞壁外的黏液性物质。细胞壁外的黏液性物质。荚膜荚膜：边界清楚，：边界清楚，厚度大于厚度大于0.2m1、化学组成、化学组成多糖（少数为多肽）多糖（少数为多肽）2、形成：体内或在含大量血清或糖的培养基上、形成：体内或在含大量血清或糖的培养基上3、染色：不易着色。、染色：不易着色。肺炎球菌肺炎球菌产气荚膜杆菌产气荚膜杆菌4、荚膜的功能、荚膜的功能（1）抗吞噬作用）抗吞噬作用（2）黏附作用）黏附作用（3）抗有害物质的杀伤作用）抗有害物质的杀伤作用（二）鞭毛(flagellu

12、m):菌体上附着的细长并呈波菌体上附着的细长并呈波状弯曲的丝状物。状弯曲的丝状物。鞭毛：鞭毛：细细菌的运动器官菌的运动器官电子显微镜下的细菌鞭毛电子显微镜下的细菌鞭毛破伤风梭菌的周身鞭毛破伤风梭菌的周身鞭毛根据鞭毛的数量和部位，鞭毛菌分四类：1、单毛菌 3、丛毛菌2、双毛菌 4、周毛菌双毛菌双毛菌伤寒杆菌的周身鞭毛伤寒杆菌的周身鞭毛菌体菌体鞭毛鞭毛 鞭毛的功能：鞭毛的功能：1、是细菌的运动器官，使细菌游向营养、是细菌的运动器官，使细菌游向营养物质，而逃离有害物质；物质，而逃离有害物质；2、有些鞭毛与细菌的致病性密切相关。、有些鞭毛与细菌的致病性密切相关。 3、可籍鉴定细菌及对细菌分类。、可籍鉴

13、定细菌及对细菌分类。 （三）菌毛( (pilus or fimbriaepilus or fimbriae) )： 多数G-菌和少数G+菌菌体表面存在一种比鞭毛更细、更短而直硬的丝状物，称菌毛，必需电子显微镜观察。种类：种类：1、普通菌毛、普通菌毛2、性菌毛、性菌毛1、普通菌毛、普通菌毛(ordinary pilus)： 是是细菌的粘附结构细菌的粘附结构，可，可与宿主细胞表面受体结合，与宿主细胞表面受体结合，是细菌感染的第一步，所以是细菌感染的第一步，所以与菌毛结合的特异性决定了与菌毛结合的特异性决定了宿主感染的易感部位。宿主感染的易感部位。血凝现象：血凝现象：菌毛菌毛+红细胞表面的菌毛受体红

14、细胞表面的菌毛受体出现血凝出现血凝（鉴定菌毛）（鉴定菌毛）2、性菌毛、性菌毛(sex pilus) 仅见于少数仅见于少数G-菌，一般仅菌，一般仅1-4根，比普通菌根，比普通菌毛长而粗。有性菌毛的细菌为毛长而粗。有性菌毛的细菌为F+菌，否则为菌，否则为F-菌菌（Fertility 编码）。编码）。接合（conjugationconjugation） F+菌与菌与F-菌相遇，菌相遇，F+菌的性菌毛与菌的性菌毛与F-菌的性菌毛菌的性菌毛受体结合，受体结合，F+菌体内的质粒或染色体菌体内的质粒或染色体DNA可通过中可通过中空的性菌毛进入空的性菌毛进入F-菌体内，这个过程称接合菌体内，这个过程称接合。F

15、+菌菌F-菌菌F+菌菌 F-菌菌F+菌菌F+菌菌（四）芽孢( (spore)spore)： 细菌在一定环境条件下在菌体内形成的一个圆形或卵圆形的小体。Spore forming inside a bacterium芽孢形成与发芽芽孢形成与发芽1、形成条件：、形成条件： 芽孢的形成是由芽孢形成基因决定的，在动物体外，芽孢的形成是由芽孢形成基因决定的，在动物体外，且一般为环境条件恶劣时形成。且一般为环境条件恶劣时形成。The vegetative cells contain endospores (phase bright) and crystals of an insecticidal prot

16、ein toxin (delta endotoxin). 破伤风破伤风炭疽杆菌的芽孢炭疽杆菌的芽孢艰难梭菌的芽孢艰难梭菌的芽孢肉毒梭菌的芽孢肉毒梭菌的芽孢2、芽孢特点：、芽孢特点： （1）带有细菌生命活动所必需的全部物质，可游离与）带有细菌生命活动所必需的全部物质，可游离与菌体而独立存在；菌体而独立存在； （2）难着色，其大小、形态及在菌体中的位置可籍细）难着色，其大小、形态及在菌体中的位置可籍细菌鉴别；菌鉴别； （3）可发芽形成新的菌体，但芽孢不是细菌的繁殖方）可发芽形成新的菌体，但芽孢不是细菌的繁殖方式式。3、功能：、功能： 增强细菌对热力、干燥、辐射、增强细菌对热力、干燥、辐射、化学消毒

17、剂等理化因素的抵抗力。化学消毒剂等理化因素的抵抗力。第三节第三节 细菌形态与结构检查法细菌形态与结构检查法一、显微镜放大法二、染色法一、显微镜放大法（一）普通光学显微镜（二）电子显微镜（一）普通光学显微镜光源光源：可见光（日光或灯光）可见光（日光或灯光）分辨率分辨率：0.250.25mm放大倍数放大倍数：10001000倍（油镜镜头）倍（油镜镜头）（二）电子显微镜光源光源：电子流：电子流分辨率分辨率：1 1nmnm放大倍数放大倍数：数千、数万及数十万倍，可见细菌的超微结构：数千、数万及数十万倍，可见细菌的超微结构常用电子显微镜有：1 1、透射显微镜（、透射显微镜（TEMTEM）2 2、扫描显微镜（、扫描显微镜（SEMSEM），分辨率较低，但能显示），分辨率较低，但能显示物体的三维立体图象。物体的三维立体图象。缺点：不能观察活的微生物。缺点：不能观察活的微生物。二、染色法：（一）革兰染色法：（一）革兰染色法：（二）