细菌优秀公开课

第一篇微生物学概论

第一章细菌第二章放线菌第三章其他原核微生物第四章真菌第五章病毒第六章微生物的营养第七章微生物的代谢第八章微生物的生长与繁殖第九章微生物的控制第十章微生物的遗传与变易第十一章菌种选育与保藏第十二章微生物的分类1第一章细菌细菌的大小和形态细菌细胞的结构与功能细菌的繁殖细菌与人类的关系2第一节细菌的大小和形态

一、细菌的大小μm级，放大1000倍至mm级，用显微镜来观察球菌：直径0.5~2μm杆菌：长1~5μm×0.5~1μm宽31、球菌（cocci）

—球菌排列方式图1-1球菌的排列方式单球菌；双球菌；链球菌；四联球菌；葡萄球菌；八叠球菌(1)单球菌(2)双球菌(3)四联球菌(4)八叠球菌(5)链球菌(6)葡萄球菌5球菌电镜照片淋病奈瑟球菌(Neisseriagonorrhoeae)金黄色葡萄球菌(Staphylococcus

aureus)肺炎链球菌(Streptococcuspneumoniae)四联微球菌(Micrococcustetragenus)藤黄八叠球菌(Sarcinaleteus)6球菌标本片藤黄八叠球菌金黄色葡萄球菌肺炎链球菌7杆菌电镜照片枯草芽胞杆菌（Bacillussubtilis）

白喉(棒)杆菌Corynebacteriumdiphtheriae.Rod,clubed-shapedBacterium(causesdiphtheria)结核杆菌Mycobacteriumtuberculosis.Rod-shapedBacterium

(SEMx40,000)痢疾杆菌Shigellasonnei-rodprokaryote;causesshigellosis(bacterialdysentery)(x22,400)破伤风梭状芽胞杆菌(Clostridiumtetani)大肠杆菌(Escherichiacoli)两歧双歧杆菌(Bifidobacteriumbifidum)9杆菌标本片Bacillussubtilis谷氨酸棒杆菌Corynebacteriumglutamicum肉毒杆菌炭疽杆菌大肠杆菌破伤风梭菌(Clostridiumtetani)103、螺旋菌-1spirilla霍乱弧菌Vibriocholerae-vibrio-shapedprokaryotethatcausescholera(x15,575)11三、细菌染色法-11.单染色法：美兰或石炭酸复红2.复染色法：(1)革兰氏染色法

细菌分类鉴定的重要指标，两种细菌在细胞结构、成分、形态、生理、生化、遗传、免役、生态和药物敏感性方面呈现明显差异a.方法图片---干燥---固定---结晶紫初染---路哥氏碘液媒染---95%酒精脱色---沙黄或石碳酸复红复染b.

G+：紫色c.

G-：红色(2）抗酸性染色法a.方法石碳酸复红加温染色---盐酸酒精脱色---美蓝复染b.

抗酸性细菌：红色c.

非抗酸性细菌：蓝色13三、细菌染色法-23.特殊染色法

(1)荚膜染色法(2)鞭毛染色法(3)芽孢染色法(4)富尔根氏核质染色法(5)细胞壁染色法14革染染色步骤15第二节细菌细胞的结构和功能细菌细胞的基本结构--细胞壁、细胞膜和间体、细胞质、核物质、细胞内含物细菌细胞的特殊结构--荚膜、鞭毛、芽孢、菌毛等图1-23细菌细胞结构示意图1.细胞质膜；2.细胞壁；3.荚膜；4.异染颗粒；5.菌毛；6.鞭毛；7.脂质颗粒；8.中介体；9.核糖体；10.细胞核；11.横隔壁17一、细菌的基本结构（一）细胞壁(cellwall)

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G+细菌的细胞壁

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G-细菌的细胞壁

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G+和G-细菌细胞壁的异同

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青霉素和溶菌酶的作用位点

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细胞壁的功能18(一)、细胞壁

1、G+细菌的细胞壁主要化学成分

---肽聚糖（peptidoglycan，原核生物所独有的结构）

肽聚糖结构图1.G+细菌的细胞壁肽聚糖+磷壁酸（占细胞干重的50%左右）（1）单体组成（二糖——四肽——肽桥）单体组成图（2）交联方式—五聚甘氨酸桥肽（3）磷壁酸（teichoicacid）可达壁重的50%，细胞干重的10%。a类型

核糖醇型（壁磷壁酸）：借磷酸二酯键与M共价联结甘油型（壁或膜磷壁酸）：与细胞膜上的糖酯共价连接。b作用

G+细菌重要的表面抗原；调节离子运输，对Mg2+等二价离子的保存与运输有关；与致病性有关19G+细菌(S.aureus)细胞壁肽聚糖结构cellwall(G-positive)革兰阳性细菌的肽聚糖单体组成（二糖——四肽——肽桥）交联方式—五聚甘氨酸肽桥21G+细菌(S.aureus)细胞壁肽聚糖化学组成单体组成（二糖——四肽——肽桥）交联方式—五聚甘氨酸桥肽

22G+细菌(S.aureus)细胞壁肽聚糖交联方式单体组成（二糖——四肽——肽桥）交联方式—五聚甘氨酸桥肽

232、G-细菌的细胞壁肽聚糖层+外膜层（其中肽聚糖层占细胞干重的10%左右）（1）单体组成（2）交联方式：meso-DAP～D-Ala（3）外膜层：脂蛋白+脂多糖（LPS）脂蛋白：类脂+蛋白质b.脂多糖（LPS）：(☆生物制药中的LPS问题)

多糖O抗原+核心多糖+类脂A

为G-细菌特有，是细菌内毒素的主要成分（热源）吸附Ca2+、Mg2+，提高其膜表面浓度；LPS决定了表面抗原决定簇的多样性；是许多噬菌体的吸附受体。c.外膜层的作用-

G-细菌的通透屏障，抵抗溶菌酶和青霉素等药物的侵入。25G-细菌的细胞壁肽聚糖层+外膜层26脂多糖的结构多糖O抗原+核心多糖+类脂A29细胞壁与青霉素、溶菌酶3.G+和G-细菌细胞壁的异同（表）4.青霉素和溶菌酶的作用位点

细胞壁缺陷细菌（L型细菌）(1)青霉素—抑制转肽酶活性(动画演示)(2)溶菌酶—β-1,4糖苷键（原生质体-定义）(3)L型细菌（定义）致病性直接致病回复生长后再致病30青霉素抑制细菌细胞壁肽聚糖合成的作用位点31原生质体溶菌酶对细菌细胞壁的作用32G+和G-肽聚糖G+(S.aureus)G-(E.coli)双糖单体一致（M-G）四肽侧链L-AlaD-gluL-LysD-AlaL-AlaD-glumeso-DAPD-Ala交联方式有肽桥无肽桥，四肽侧链直接相连33G+和G-肽聚糖网对比G+：结构紧密，交联度大，三维立体结构G-：结构松散，交联度小，二维平面结构34G+、G-细胞壁结构对比细胞壁结构G+G-厚度厚，15~80nm薄，10~15nm肽聚糖含量多，占胞壁干重50~80%少，占胞壁干重约10%层数多（可达50层）少（1~3层）交联度高低脂类含量少多，有LPS磷壁酸有无外膜无有35(二)、细胞膜（结构）磷脂双分子层液态镶嵌模式36细胞膜组成、功能1.组成蛋白质（60～70%），磷脂（骨架，20～30%），少量糖（液态镶嵌结构）2.功能（1）选择通透性，控制细胞内外物质运输；（2）维持细胞内外渗透压；（3）合成肽聚糖、LPS、磷壁酸、荚膜等的场所；（4）呼吸产能；（5）含多种酶系；（6）鞭毛着生点，提供细菌运动所需的能量。37细菌的中介体\间体(mesosome)是细胞膜向胞浆内陷折叠而形成的管状或囊状物结构，推测间体可能与细菌DNA复制、细胞分裂以及芽胞的形成有一定关系。38（三）细胞质及内含物1.组成：H2O、Protein、DNA/RNA、脂类、糖类、无机盐。2.核糖体(1)组成：RNA+蛋白质(2)

大小：70s(原核，50s/30s)，80s：(真核，60s/40s)(3)

功能：蛋白质合成场所3.颗粒状内含物(1)异染颗粒：磷源、能源（聚偏磷酸盐）(2)聚β—羟基丁酸（脂肪颗粒）：碳源，能量贮藏物(3)

多糖颗粒：肝糖粒、淀粉粒，作为碳源和能量贮藏物39脂肪颗粒聚（β—羟基丁酸,PHB）40（四）核质原核生物无核膜和核仁，称为核质/拟核/类核，成分为DNA（细菌染色体DNA）。质粒（plasmid）：细菌染色体外的闭环双链DNA。大肠杆菌性因子（F因子）抗药性质粒大肠杆菌素因子（Col因子）细菌细胞的核区41二、细菌的特殊结构荚膜、鞭毛、菌毛、芽胞定义组成功能anthrax芽孢Salmonellatyphimurium(Bacteria)42（一）荚膜(capsule)(1)定义：？？(2)组成：多糖、多肽或蛋白质(3)功能：a.抵抗干燥的影响，抗吞噬，抗药物作用，容易致病;b.

贮藏养料，以备营养缺乏时重新使用；c.

堆积某些代谢废物；d.代血浆（右旋糖苷）。43肺炎双球菌荚膜（负染色）44（二）鞭毛(flagella)着生方式图1-42细菌鞭毛的各种着生方式a：端生单鞭毛；b：端生双鞭毛；c：端生多鞭毛；d：丛生鞭毛；e：周生鞭毛45鞭毛电镜照片和标本片普通变形杆菌(Proteusvulgaris)Salmonellatyphi(Bacteria)霍乱弧菌(Vibriocholerae)鞭毛46周身鞭毛47染色的细菌鞭毛着色显微照相-----单毛弧菌、周身鞭毛的沙门氏菌鞭毛染色法------周身鞭毛的大肠杆菌48细菌鞭毛结构示意图鞭毛起源于细胞质膜内侧的基体(basalbody)穿过细胞壁而生出于菌体外，所以去掉细菌细胞壁后制作的原生质体仍可保留有鞭毛。鞭毛穿过细胞壁后称为钩形鞘（hook）,由此伸出丝状鞭毛，即鞭毛丝（filament）。G-细菌鞭毛的基体由四个盘状物构成，由内向外分别为M环和S环（位于细胞膜上）、P环（位于肽聚糖层）、L环（位于外膜层LPS处）。G+细菌只有M环和S环。在基体的细胞侧有M环和C环与杆相连，他们是鞭毛运动的转子部分。M环和C环由多种蛋白组成，其中FliG对鞭毛旋转的形成尤为重要，而蛋白MotA和MotB则穿越质膜的质子通道，其中MotB将Mot复合体锚定在细胞壁肽聚糖上。有证据表明，在鞭毛运动时MotA和FliG直接相互作用。鞭毛运动的能量来源于细胞膜，原核生物的鞭毛转动由质子或钠离子梯度驱动，而真核生物的鞭毛运动则直接由ATP驱动。49鞭毛定义、组成、功能(动画演示)(1)

定义：??(2)

类别：单毛、双毛、丛毛、周毛菌(3)

组成与结构

a.组成：鞭毛蛋白b.结构：G+细菌和G-细菌的基体有区别(丝状体、钩状体、基体)G+----B.subtilis,

S/MG-----E.coli,L/P/S/Mc.长有鞭毛的细菌弧菌，螺菌，假单胞菌属普通都长有鞭毛部分杆菌（枯草、大肠、伤寒等）极少数球菌

(4)

功能和作用a.细菌的运动器官；b.可作为细菌鉴定的指标，鞭毛蛋白具有很强的抗原性。50判断细菌有无鞭毛的方法电镜直接观察鞭毛染色法悬滴法暗视野观察运动情况半固体穿刺培养观察有无扩散血清学反应51（三）菌毛(pillus/fimbriae)(1)定义：菌体周围长出的极纤细的丝状物(2)组成：菌毛蛋白(3)类型：普通菌毛性菌毛

不同性别的菌株之间传递DNA片段,有的是RNA噬菌体吸附

受体，F+（雄性菌）——具致育功能。52菌毛电镜照片大肠杆菌奇异变形杆菌53（四）芽胞(spore)细菌芽胞的各种类型54芽胞染色破伤风梭菌枯草杆菌55细菌芽胞结构示意图56(1)芽胞定义，（2）组成(1)定义：？？(2)结构与组成a.芽孢外壁：主要含脂蛋白，通透性差。b.芽孢壳（衣）：主要含疏水性蛋白，抗酶解、抗药物，多价阳离子不易透过。c.皮层：主要含芽孢肽聚糖及DPA—Ca，体积大，渗透压高。d.

核心芽孢壁：含肽聚糖，可发展成新的细胞壁芽孢膜：含磷脂、Pro，可发展成新的细胞膜芽孢质：含芽孢质：含DPA-Ca、核糖体、RNA和酶类

核区：含DNA

57(3)芽胞的功能及其他a.不是细菌的繁殖方式，而是细菌的休眠方式。芽孢在普通条件下可保存几年至几十年的生活力。b.细菌鉴别分类依据之一。c.可作为灭菌指标。d.苏云金孢孢杆菌伴孢晶体（多肽类），对某些昆虫具毒害作用，可用于生物农药。58(4)

芽孢的形成过程产芽孢的细菌当某环境中营养缺乏及有害代谢产物累积时，即开始形成芽孢，可分为：a.束状染色质形成b.cellmembrane内陷，细胞发生不对称分裂，子体积部分为前芽孢c.前芽孢形成双层隔壁d.在两隔壁间充填芽孢肽聚糖后，合成DPA，累积Ca2+e.芽孢衣合成f.皮层合成，芽孢成熟g.芽孢囊裂解，芽孢游离59图示细菌芽孢的形成过程细菌芽胞形成时，细菌染色体首先发生构型变化，两条染色体凝集成束状，通过中介体与细胞膜相连；细胞质膜藉中介体内陷、延伸，形成双层膜，构成芽胞的横隔壁，将核质与一部分细胞质包围，形成细胞不对称分裂，从而形成小体积部分的前芽胞（forespore）；前芽胞合成DPA并累积钙离子，堆积成皮层，并以外膜包围；再在外膜的外面形成芽胞壳和芽胞外壁。60芽胞的抗性强(5)

芽孢的萌发由休眠状态的芽孢变成营养状态的细胞，可分为活化、出芽和生长三个阶段。(6)

芽孢抗性强的原因a.含2，6-吡啶二羧酸钙（DPA），在芽孢中以钙盐形式存在，增加其耐热性；b.水量少，且绝大部分为结合水，蛋白质受热不易变性;c.具有多层膜结构，通透性低，含脂类多；d.含有耐热性酶。61第三节细菌的繁殖(动画演示)

一、细菌的繁殖方式1、主要繁殖方式（1）二分裂/裂殖（同型裂殖，异型裂殖）（2）过程

染色体复制—（细胞质膜）横隔/壁的形成同时染色体分裂—子细胞分裂（成二相等子代细胞）

2、其它分裂方式（1）不等二分裂，如柄细菌；（2）出芽，如细微菌；（3）多分裂，如蛭弧菌（唯一寄生别的细菌的细菌）；（4）“有性方式”：“接合”。62二、细菌菌落特征1、菌落（定义）

将细菌接种在固体培养基上，由单个细菌生长形成的集落（纯培养物，colony）。2、细菌菌落特征大小、形状、光泽、颜色、硬度、透明度等。63细菌的菌落特征示意图64细菌菌落图片65三、细菌的培养特征1、固体培养基--菌落2、液体培养基--均匀生长、表面生长、沉淀生长3、半固体培养基--扩散生长、延穿刺线生长66细菌的培养图片—平板、斜面TypicalColoniesofN.gonorrheaeonThayer-MartinMedium67细菌的培养图片—液体培养沉淀生长均匀混浊生长表面生长68细菌生长曲线69第四节细菌与人类的关系

一、细菌在制药工业中的应用1、抗生素：多黏菌素、杆菌肽等；2、维生素：B2、B12、VC等；3、AA：Gly、Lys；4、酶与酶抑制剂●α-淀粉酶—枯草杆菌（液化淀粉，助消化）●链激酶—链球菌（除血栓）●凝血酶—止血●门冬酰氨酶—细菌（白血病）5、甾体化合物—微生物转化6、菌体制剂7、有机酸溶媒发酵8、工程菌70二、细菌的致病性-11、致病性/病原菌（pathogenicbacteria）引起人体或动物疾病的细菌。2、致病菌的致病作用取决于

（1）细菌的毒力

侵袭力—表面结构（菌毛、荚膜）、侵袭性酶类

毒

素—外毒素、内毒素

其中侵袭性酶类包括：a.

透明质酸酶水解结缔组织中的透明质酸；b.

链激酶激活血浆中纤维蛋白酶原，溶解凝血成分；c.

胶原酶水解结缔组织中的胶原纤维；d.

SigA（分泌型免疫球蛋白A）酶：破坏膜表面的SigA，有利于菌的黏附扩散。71二、细菌的致病性-2（2）细菌的入侵数量