医学微生物学第1章细菌的形态与结构

1、 人类的文明发展史，实际上也就是人类与疫病的抗人类的文明发展史，实际上也就是人类与疫病的抗争史。争史。 微生物学是研究微观世界生命本质的科学微生物学是研究微观世界生命本质的科学。第一章 细菌的形态与结构教学大纲p掌握内容p细胞壁结构及功能， 革兰阴性菌与革兰阳性菌细胞壁的异同点及其意义p特殊结构种类、化学组成、抗原性及意义p熟悉内容p熟悉细菌的基本形态与排列方式p测量细菌大小的单位p了解内容p细菌形态学检查法的种类p细菌人工培养方法细菌（Bacterium）p概念 ：p广义：泛指各类原核细胞型微生物n包括：“两菌四体”、细菌、放线菌、支原体、衣 原体、立克次体、螺旋体p狭义：专指细菌n指真细菌

2、（eubacteria），即通常所说的细菌第一节 细菌的大小与形态一、细菌的大小与形态p大小p计量单位是微米（m）p形态p球形p杆形p螺形p染色光学显微镜p革兰染色法p抗酸染色细菌的大小p大多数球菌直径约为1.0mp大多数杆菌长约23m ，直径0.3300.5m大肠埃希菌霍乱弧菌链球菌细菌的形态细菌染色革兰阳性菌革兰阴性菌二、细菌的结构细菌的基本结构细胞壁 cell wall细胞膜 cell membrane细胞质 cytoplasm细菌的特殊结构荚膜 capsule鞭毛 flagellum菌毛 pilus核质 nuclear material 芽胞 spore细胞壁p功能p维持菌体外形p抵抗

3、低渗环境p营养摄取和物质交换p抗原性p与致病性有关p结构p革兰阳性菌p革兰阴性菌细胞壁 cell wall聚糖骨架肽侧链肽交联桥1.化学组分：革兰 肽聚糖 peptidoglycan阳性菌 磷壁酸 techoic acid革兰阴性肽聚糖 peptidoglycan脂多糖 lipopolysaccharide,LPS菌外膜外膜脂质outer membrane lipid外膜蛋白outer membrane protein,OMP革兰阳性菌细胞壁的肽聚糖结构N-乙酰葡糖胺N-乙酰胞壁酸革兰阴性菌细胞壁的肽聚糖结构革兰阴性菌细胞壁模式图革兰阳性菌细胞壁结构革兰阴性菌细胞壁结构-菌特有成分外膜：脂多糖

4、；脂质双层；脂蛋白(1)脂多糖(LPS)LPS是菌的内毒素 组成： 脂质A：毒性部分 核心多糖 特异多糖：菌体O抗原（2）脂质双层： 类似于细胞膜结构，双层内镶嵌着多种蛋白质称为外膜蛋白 （3）脂蛋白： 位于肽聚糖和脂质双层之间，稳定外膜细胞壁结构革兰阳性菌革兰阴性菌强度坚韧疏松厚度厚薄肽聚糖层数、含量多少糖类含量多少脂类含量少多磷壁酸+-外膜-+革兰阳性菌与革兰阴性菌细胞壁结构比较细胞壁缺陷型（细菌L型）p细胞壁受损的细菌能够生长和分裂者p原生质体 protoplastp原生质球 spheroplastp高度多形性，生长缓慢p油煎蛋状菌落p某些L型引起慢性感染细胞膜（cell membran

5、e）p半透性薄膜p功能p渗透和运输作用p分泌水解酶p呼吸作用p生物合成p参与细菌分裂中介体 （mesosome）p细胞膜内陷、折叠、卷曲形成的囊状物p多见于革兰阳性细菌p参与细菌分裂细胞质 / 浆（cytoplasm）p核糖体p质粒p胞质颗粒p中介体核糖体（ribosome）p沉降系数为70Sp组成：p50S 大亚基p30S 小亚基质粒（plasmid）p概念p染色体外的遗传物质，为双股环状DNA，可携带 某些遗传信息，控制细菌某些特定的遗传性状p特点胞质颗粒（cytoplasmic granules）p贮藏营养物质p异染颗粒p嗜碱性强p鉴别细菌p白喉棒状杆菌p成分：RNA + 多偏磷酸盐核质

6、（nuclear material）p双股环状DNA分子组成p球形、棒状或哑状p化学组成pDNA，RNA和蛋白质细菌的特殊结构荚膜(capsule)p化学组成p多糖、多肽p形成需要能量p功能p抗吞噬作用p黏附作用n龋齿p抗有害物质的损伤作用细菌的特殊结构鞭毛(flagellum)p蛋白质p具有抗原性p细菌的运动器官p分成4类p功能p在液体中能自由游动p与致病性有关p鉴定细菌和进行分类细菌的特殊结构菌毛（pilus）p蛋白质p菌毛蛋白有抗原性p分类p普通菌毛p性菌毛细菌的特殊结构芽胞（spore）p概念p细菌在不利条件下脱水 浓缩形成细菌芽胞的形态p强大的抵抗力p芽胞是否被杀死作为 判断灭菌效果

7、的指标 芽胞芽胞形成子代细胞繁殖体周期细胞分裂拟核细菌结构总结菌毛核糖体胞质颗粒鞭毛荚膜细胞壁质粒细胞膜三、细菌的理化性状(自学内容)p细菌的化学组成p成分n水、无机盐、蛋白质、糖类、脂质、核酸p元素n碳、氢、氧、氮、磷、硫p特有化学组成n肽聚糖、胞壁酸、磷壁酸、D型氨基酸 二氨基庚二 酸、吡啶二羧酸等p细菌的物理性状p光学性质p表面积p带电现象n蛋白质，带负电荷n与染色、凝集、抑杀菌有关系p半透性p渗透压n革兰阳性菌2025个大气压n革兰阴性菌56个大气压细菌形态检查法p显微镜放大法p普通光学显微镜p电子显微镜染色法p正染色法：标本着色p单染色法：用一种染料染色p复染色法：p鉴别染色革兰染色

8、p抗酸染色p特殊染色p负染色法：背景着色（墨汁涂片）革兰染色法Gram stain结晶紫卢戈碘液无水乙醇酸性复红革兰染色阳性菌（葡萄球菌）革兰染色结果比较革兰染色阴性菌（大肠杆菌）第二节 细菌的生长繁殖与代谢有机物最初 日光一、细菌的营养（自学内容）p细菌的营养类型p自养菌 autotrophp异养菌 heterotroph化能 异养菌光能 自养菌能源 还原态无机物 化能 自养菌通用能源ATP细菌生长所需的营养物质营养物质碳源氮源无机盐微量元素生长因子水营养成分糖类氨基酸、蛋白质磷、硫、钾、钠、钙、镁、铁、钴、锌、锰、铜等维生素、氨基酸、嘌呤、嘧啶、高铁血红素 、辅酶营养物质可溶功效作用合成菌

9、体成分；供给能量合成菌体成分合成菌体成分；维持酶活性；参与能量储存和转运；调节渗透压；某些元素与致病性有关补充细菌自身不能合成的有机营养成分、呼吸辅酶营养吸收和代谢细菌摄取营养物质的机制p被动扩散p简单扩散p易化扩散p主动转运系统p依赖于周浆间隙结合蛋白的转运系统p化学渗透驱使转运系统p基团转移二、细菌的生长与繁殖p细菌生长繁殖的条件p营养物质p酸碱度p温度p渗透压p气体 (CO2、 O2)按细菌对氧的需要分类p专性需氧菌p有完善的呼吸酶系统p微需氧菌p低氧压时生长最好，高时抑制p兼性厌氧菌p大多数病原菌p专性厌氧菌p缺乏完善的呼吸酶系统生长与繁殖细菌个体p繁殖方式：无性二分裂p代时：2030

10、minp结核分枝杆菌需1820hp分裂过程：革兰阴性菌分裂中介体介导革兰阳性菌分裂生长与繁殖细菌群体大肠埃希菌的生长曲线三、细菌的新陈代谢（自学内容）p分解代谢p合成代谢复杂分子（有机物）简单分子+ ATP+ H分解代谢酶系合成代谢酶系细菌的能量代谢（自学内容）营养物质合成废弃物能量p发酵p有机物为受氢体p呼吸p无机物为受氢体p需氧呼吸p厌氧呼吸分解能 源能量与代谢关系分解代谢产物和细菌的生化反应p糖发酵试验pV-P 试验p甲基红试验p吲哚试验p硫化氢试验p尿素酶试验-”p枸橼酸盐利用试验IMViC 试验：吲哚（I）、甲基红（M）、VP（V）、枸橼酸盐利用（C）四种试验常用于鉴定肠道杆菌大肠埃

11、希菌 “+- ，产气肠杆菌“-+”1.糖类发酵试验糖类发酵试验 原理原理：不同种类细菌含有发酵不同糖类的酶，因而对各种糖类的代谢能力也有所不同，即使能分解某种糖类，其代谢产物可因菌种而异。检查细菌对培养基中所含糖降解后产酸或产酸产气的能力，可用以鉴定细菌种类。 方法方法：在基础培养基中（如酚红肉汤基础培养基pH7.4）加入0.51.0（w/v）的特定糖类。所使用的糖类有很多种。将待鉴定的纯培养细菌接种入试验培养基中，置35孵育箱内孵育数小时后，观察结果;若用微量发酵管，或要求培养时间较长时。 结果：能分解糖产酸的细菌，培养基中的指示剂呈酸性反应（如酚红变为黄色），产气的细菌可在小倒管（Durh

12、am小管）中产生气泡，固体培养基则产生裂隙。不分解糖则无变化。 应用：是鉴定细菌最主要和最基本的试验，特别对肠杆菌科细菌的鉴定尤为重要。2甲基红（甲基红（MR）试验）试验 原理：原理：某些细菌在糖代谢过程中，分解葡萄糖产生丙酮酸，丙酮酸进一步被分解为甲酸、乙酸和琥珀酸等，使培养基pH下降至4.5以下时，加入甲基红指示剂呈红色。如细菌分解葡萄糖产酸量少，或产生的酸进一步转化为其他物质（如醇、醛、酮、气体和水），培养基pH在 5.4以上，加入甲基红指示剂呈桔黄色。 方法方法：将待试菌接种于葡萄糖磷酸盐蛋白胨水中，35孵育4896h后，于5ml培养基中滴加56滴甲基红指示剂，立即观察结果。 结果判定

13、：呈现红色者为阳性，桔黄色为阴性，桔红色为弱阳性。 应用：常用于肠杆菌科内某些种属的鉴别，如大肠埃希菌和产气肠杆菌，前者为阳性，后者为阴性。肠杆菌属和哈夫尼亚菌属为阴性，而沙门菌属、志贺菌属、枸橼酸杆菌属和变形杆菌属等为阳性。3VP试验 原理：测定细菌产生乙酰甲基甲醇的能力。某些细菌如产气肠杆菌，分解葡萄糖产生丙酮酸，丙酮酸进一步脱羧形成乙酰甲基甲醇。在碱性条件下，乙酰甲基甲醇被氧化成二乙酰，进而与培养基中的精氨酸等含胍基的物质结合形成红色化合物。即V-P试验阳性。 方法：将待检菌接种于葡萄糖磷酸盐蛋白胨水中，35孵育2448h，加入50g/L萘酚（95乙醇溶液）0.6ml，轻轻振摇试管，然后

14、加0.2ml 400g/L KOH，轻轻振摇试管30s至1min，然后静置观察结果。 结果：红色者为阳性，黄色或类似铜色为阴性 应用：主要用于大肠埃希菌和产气肠杆菌的鉴别。本试验常与MR试验一起使用，一般情况下，前者为阳性的细菌，后者常为阴性，反之亦然。4.吲哚（靛基质）试验吲哚（靛基质）试验 原理：某些细菌具有色氨酸酶，能分解蛋白胨水中的色氨酸生成吲哚（靛基质），当加入吲哚试剂（对二甲氨基苯甲醛）后则形成红色的玫瑰吲哚。 培养基：蛋白胨水培养基。 方法：将待检菌接种于上述培养基中，于35培养2448h，沿试管壁慢慢加入吲哚试剂。 结果：于两者液面接触处出现红色为阳性，无色为阴性。 应用：主要

15、用于肠杆菌科细菌的鉴定。 5.枸橼酸盐利用试验枸橼酸盐利用试验 原理：某些细菌能以铵盐为唯一氮源，并且利用枸橼酸盐作为唯一碳源，可在枸橼酸盐培养基上生长，分解枸橼酸盐，使培养基变碱性。 培养基：枸橼酸盐培养基。 方法：将被检菌接种于枸橼酸盐培养基，于35培养14d，每日观察结果。 结果：培养基中的溴麝香草酚兰指示剂由淡绿色变为深蓝色为阳性；不能利用枸橼酸盐作为碳源的细菌，在此培养基上不能生长，培养基则不变色，为阴性。 应用：用于肠杆菌科中菌属间的鉴定。在肠杆菌科中埃希菌属、志贺菌属、爱德华菌属和耶尔森菌属均为阴性，沙门菌属、克雷伯菌属通常为阳性。合成代谢产物及其医学意义p热原质 pyrogenp毒素与侵袭性酶p色 素 pigmentp抗生素 antibioticp细菌素 bacteriocinp维生素 vitamin热原质 pyrogenp概念：细菌合成的一种注入人体或动物体内 可引起发热反应的物质，即脂多糖。大多由 革兰阴性菌产生。p特性：耐高热，高压蒸气灭菌（120 、 20min)不被破坏，250 高温干烤才能破坏。p意义：热原质在人类的生活环境中普遍存在。 在制备和使用注射药品过