细菌的形态与结构医学PPT

1、.,1,医 学 微 生 物 学(Medical Microbiology),细菌学,细菌的形态与结构,.,2,教学目标,掌握 细菌的基本结构、特殊结构及其生物学意义。 熟悉 细菌的大小和形态；细菌的检查方法。 了解 细菌L型及其医学意义。,.,3,思考：,何为细菌？他长什么样？ 我们该如何在实际工作中灵活运用细菌的形态和结构？ 有什么方法可检测到这些特征？,.,4,细菌的数量占到了人体所有活细胞的90%，每一个人的身体中大概有500-1000种不同种类的细菌，他们在成人体内可繁殖出大约100万亿个体细胞大约是一个人全部体细胞的10倍。,.,5,.,6,细菌战 细菌战亦称“生物战”。 1935年

2、至第二次世界大战期间，日本帝国主义曾先后在我国多地建立制造细菌武器的专门机构，在我国浙江、湖南及江西等地撒布鼠疫和霍乱等病菌，以致造成这些疾病的发生和流行。,.,7,迄今为止最大伤亡的细菌战是1345年冬到1346年，在蒙古军队进攻黑海港口城市卡法时，用抛石机将患鼠疫而死的人的尸体抛进城内。这是人类历史上第一次细菌战在欧洲，使鼠疫猖獗了3个世纪，夺去了2500万余人的生命。,.,8,细菌（bacterium）,广义所有原核细胞型微生物,共性：单细胞、原始核质、二分裂、对抗生素敏感,一类具有细胞壁的原核单细胞微生物。是原核细胞型微生物的典型代表，在一定条件下有相应恒定的形态和结构。,狭义的细菌：

3、 指真细菌中性状最具代表性，量最大的一群单细胞微生物,.,9,1.测量单位：微米（m）,第一节 细菌的大小与形态,大 小,测量细菌大小用测微尺在显微镜下进行,2.不同种类细菌及同种细菌不同时期大小不同,.,10,1.营养丰富的培养条件下： 细菌呈浮游（planktonic）状态,存在形式,2.在物体表面形成生物被膜（biofilm）,.,11,杆菌（bacillus）,基本形态,球菌（coccus）,螺形菌（spiral bacterium）,.,12,球 菌 (coccus),双球菌,.,13,链球菌,葡萄球菌,.,14,八叠球菌,四联球菌,.,15,杆菌(bacillus),不同杆菌的大小

4、、长短、粗细很不一致。,两端平齐,两端钝圆,.,16,杆菌的形态多样,炭疽芽胞杆菌,白喉棒状杆菌,梭杆菌,产气荚膜杆菌,.,17,分枝杆菌,双歧杆菌,.,18,螺形菌(spiral bacterium),.,19,细菌只有在适宜的环境中才具有典型的形态。 观察细菌的大小和形态，应选择适宜生长条件下的对数生长期（8-18小时）为宜。,.,20,第二节 细菌的结构,基本结构,特殊结构,细胞壁 细胞膜 细胞质 核质,荚膜 鞭毛 菌毛 芽胞,芽胞,.,21,一、细菌的基本结构,细菌都具有的结构称为细菌的基本结构。 由外到内依次为 细胞壁 细胞膜 细胞质 核质,.,22,细胞壁,细胞膜,核质,细胞质,包

5、绕细胞膜位于细胞最外的一层厚实、坚韧富有弹性的外被,（一）细胞壁,.,23,革兰阴性菌 (G-菌),革兰染色性,革兰阳性菌 (G+菌),.,24,1、细胞壁的化学组成与结构 1) G+菌细胞壁 主要成分：肽聚糖（粘肽）+磷壁酸 壁厚（2080nm）； 肽聚糖含量高、层数多（1550层） 磷壁酸是其特殊成分,多数原核细胞所特有，也是G+和G-共有的成分,.,25,肽聚糖 聚糖骨架+四肽侧链+五肽桥,G-没有此桥,.,26,M,G,N-乙酰胞壁酸,N-乙酰葡糖胺,HO,OH,O,溶菌酶,聚糖骨架的形成,.,27,M,G,M,G,M,G,M,G,聚糖骨架的形成,.,28,四肽侧链,G+, S. au

6、reus,.,29,肽桥,肽聚糖分子中的4种主要肽桥类型,.,30,肽聚糖的形成,S. aureus (G+),青霉素,粘肽转肽酶,.,31,S. aureus (G+),肽聚糖的形成,.,32,磷壁酸(teichoic acid) 由核糖醇或甘油残基经磷酸二酯键互相连接而成的多聚物。 磷壁醛酸：少数糖醛酸取代磷酸,特殊组分：磷壁酸,.,33,类型与功能： 壁磷壁酸和膜磷壁酸（脂磷壁酸） 带负电荷的网状多聚物坚韧、通透、静电性能。 重要表面抗原。 介导菌体与宿主细胞的黏附。,.,34,金黄色葡萄球菌(S. aureus,G+),主要成分：肽聚糖（15-50层）磷壁酸,.,35,2）G-菌细胞壁

7、 主要成分：肽聚糖（粘肽）+外膜 壁薄（1015nm），结构复杂； 肽聚糖含量少，层数少（12层）； 外膜是其特殊成分。,.,36,肽聚糖 聚糖骨架+四肽侧链，没有五肽桥,.,37,M,G,N-乙酰胞壁酸,N-乙酰葡糖胺,HO,OH,O,溶菌酶,聚糖骨架的形成,.,38,M,G,M,G,M,G,M,G,聚糖骨架的形成,.,39,四肽侧链,G-，E. coli,.,40,肽桥,肽聚糖分子中的4种主要肽桥类型,.,41,肽聚糖的形成,E. coli (G-),.,42,肽聚糖的形成,E. coli (G-),.,43,外膜结构：为G-细菌特有成分,脂蛋白+脂质双层+脂多糖（LPS）,.,44,脂质

8、A,一种糖磷脂，是内毒素的毒性成分，无种属特异性,.,45,核心多糖,有属特异性，同一菌属细菌核心多糖相同,特异多糖,即G-的菌体抗原（O抗原），有种的特异性，此糖如果缺失，细菌菌落将发生SR变异,.,46,脂寡糖（LOS）:是不典型的LPS。 脑膜炎奈瑟菌、淋病奈瑟菌、流感嗜血杆菌等少数G-菌，其外膜糖脂含有短链分枝状聚糖组分。 能逃避宿主免疫细胞的识别，是重要的毒力因子。,.,47,周浆间隙 细胞膜和外膜的脂质双层之间空隙。,.,48,含多种水解酶: 蛋白酶、核酸酶、碳水化合物酶等，胶原酶、透明质酸酶、抗生素酶-内酰胺酶 获得营养、解除有害物质毒性等。,.,49,主要成分：肽聚糖（1-2层

9、）外膜,大肠埃希菌（E. coli, G-）,.,50,G+和G-细菌细胞壁比较,.,51,革兰染色特性,.,52,革兰染色机制,G+,G-,初染,溶脂作用,1min 水洗,媒染,1min水洗,脱水浓缩,脱色,复红,30s 水洗,镜检,溶解染料,.,53,革兰染色的实际意义 1）细菌分类 2）选择药物，指导临床用药 3）分析致病性,.,54,（2） 细胞壁 主要功能,维持菌体外形和保护细菌,与胞膜共同完成胞内外的物质交换,细菌耐药性、电荷、抗原性,一些成分与细菌致病有关：LPS,.,55,3）细菌细胞壁缺陷型（细菌L型）,细菌细胞壁的肽聚糖结构受到理化或生物因素的破坏或合成被抑制，这种细胞壁受

10、损的细菌称为细菌细胞壁缺陷型。 因其首先在Lister研究所发现，故取第一个字母命名，称为细菌L型。,概念：,原生质体（protoplast）和原生质球（spheroplast） 支原体：天然缺乏，与细菌L型不同。,.,56,诱发因素：,细菌L型在体内外、人工诱导和自然情况下均可形成,常用的人工诱导剂：溶菌酶、青霉素 其他因素：溶葡萄球菌素(lysostaphin)、胆汁、抗体、补体等,.,57,(1)形态和染色性： 多形，大多染成革兰阴性。,特性：,蜡样芽胞杆菌L型,葡萄球菌L型,.,58,细菌L型难培养。 生长缓慢，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。 细

11、菌L型在高渗的含血清的培养基上生长后形成三种类型的菌落。,（2）细菌L型的培养特性和菌落形态,.,59,丝 状 菌 落,颗 粒 型 菌 落,油煎蛋样菌落 典型的L型菌落,.,60,(3)对作用于细胞壁的抗生素无效 (4)常规细菌培养阴性 (5)细菌L型仍有一定的致病能力，引起慢性感染。如：尿路感染、骨髓炎、心内膜炎等,.,61,概念：细胞壁与细胞质之间半渗透性的生物膜。厚约7.5nm，占细胞干重的10%-30%,（二）细胞膜 (cell membrane),.,62,化学组成与结构 磷脂双层,镶有多种蛋白质 不含胆固醇,.,63,功能：细菌赖以生存的重要结构 1、物质转运 渗透和运输 2、呼吸

12、和分泌 参与细胞的呼吸和能量代谢 组成G-菌型分泌系统，与细菌的代谢和致病性密切相关 3、生物合成 4、参与细菌分裂 与中介体有关,.,64,中介体(mesosome),白喉棒状杆菌中介体 透射电镜图130 000,功能： 1、类似真核细胞纺锤丝，参与细菌的分裂（细菌分裂时一分为二） 2、扩大细胞膜的表面积，加强细胞呼吸，故有拟线粒体之称。,.,65,（三）细胞质（cytoplasm）,概念：细胞膜包裹的溶胶状物质 化学组成：水、蛋白质、脂类、核酸、少量糖和无机盐,.,66,含有以下重要颗粒： 1.核糖体(ribosome)：包括 30s小亚基和50s大亚基. 功能：细菌合成蛋白质的场所,.,

13、67,2.质粒(plasmid)：染色体外的遗传物质，存在于细胞质中。非细菌生长所必需。,.,68,特性： 闭合环状的双链DNA 能独立自行复制和遗传给子代细菌 通过接合或转导作用在细菌间转移 带有遗传信息，控制细菌某些特定的遗传特性。如：菌毛、细菌素、毒素、耐药性等 与细菌的致病性和耐药性有关,.,69,异染颗粒（metachromatic granule）,3.胞浆颗粒(cytoplasmic granules):又称内含物,大多为贮藏的营养物质,主要成分:RNA和多偏磷酸盐，其嗜碱性强，用亚甲蓝染色时着色较深呈紫色，染成与细菌其他部分不同的颜色,.,70,如：白喉棒状杆菌，位于菌体两端,

14、意义：有助于白喉棒状杆菌鉴定。,.,71,概念：原核细胞的染色体（chromosome） 为单倍体。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，不具成形的核（无核膜、核仁），遗传物质称为核质或拟核（nucleoid）。 功能：决定细菌各种遗传性状与变异,4.核质 (nuclear material),.,72,二、特殊结构,（一）荚膜 (capsule),某些细菌细胞壁外包绕一层粘液性物质，当其厚度0.2m，光镜下可见;厚度0.2m者为微荚膜(microcapsule),.,73,.,74,化学成分是多糖或多肽。 具有抗原性。 荚膜不易着色。,荚膜的特性,.,75,抗吞噬作用

15、：病原菌的重要毒力因子。 粘附作用：是引起感染的重要因素。 抗有害物质的损伤作用：保护菌体,荚膜的功能与细菌的致病性有关,.,76,（二）鞭毛 (flagellum),概念：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。,电镜,染色,.,77,鞭毛菌分类,单毛菌,双 毛 菌,丛毛菌,周毛菌,.,78,鞭毛的结构,丝状体,.,79,鞭毛的功能,（1）细菌的运动器官 （2）有些细菌的鞭毛与致病性有关 （3）鞭毛有抗原性,.,80,概念：许多G-和少数G+菌体表面存在着一种比鞭毛更细、更短而直硬的丝状物。,（三）菌毛 (pilus/fimbriae),.,81,化学组成：

16、菌毛蛋白，具有抗原性。 分类与功能： 根据功能不同可分为普通菌毛和性菌毛两类。,.,82,特性 普通菌毛纤细遍布菌细胞表面，每菌可达数百根 功能 细菌的粘附结构，能与宿主细胞表面的特异性受体结合，与细菌的致病性有关，是细菌感染的第一步。,（1）普通菌毛(ordinary pilus),.,83,特性：仅见于少数G-。 中空呈管状； 由致育因子F质粒编码，故又称F菌毛。 功能：在细菌间传递遗传物质接合。如：细菌的毒力、耐药性等性状传递与此有关。,（2）性菌毛(sex pilus),.,84,G+细菌在一定的环境条件下，胞质脱水浓缩形成的一个圆形或卵圆形小体。,（四）芽胞 (spore),.,85

17、,.,86,.,87,特性： 产生芽胞的细菌都是G+。 营养物质缺乏时易形成芽胞，即为 休眠状态，细菌维持生命的特殊形式。 芽胞折光性强、壁厚、不易着色，经特殊染色光镜下可见,.,88, 成熟芽胞由多层膜结构组成，保存细菌的全部生命活动的物质（带有完整的核质、酶系统和合成菌体组分的结构） 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,.,89,功能 （1）芽胞的抵抗力强 细菌的芽胞对热、干燥、辐射、化学消毒剂等理化因素均有强大的抵抗力。 （2）芽胞不直接引起疾病，只有发芽成为繁殖体后，才能大量繁殖而致病。,芽胞的功能,.,90,医学意义,杀灭芽胞最可靠、最有效的方法是高压蒸汽灭菌,1.

18、以杀灭芽胞作为可靠的灭菌指标,2.鉴别芽胞菌,芽胞的大小、形状、位置等随菌种而异，有重要的鉴别意义,.,91,炭疽芽胞杆菌,肉毒梭菌,破伤风梭菌,.,92,第三节 细菌形态与结构检查法,一、显微镜放大法 1、普通光学显微镜（light microscope） 原理：0.25m的微粒经油镜放大1000倍后成0.25mm,一般细菌都大于0.25m，采用普通光学显微镜油镜予以观察。,.,93,2、电子显微镜（electron microscope） 原理：利用电子流代替可见光波，以电磁圈代替放大透镜。放大倍数可达数十万倍，能分辨1nm的微粒。 分类：透射电子显微镜：分辨率高 扫描电子显微镜：显露观察物体的三维立体图像,.,94,二、染色法 是采用一定的染色剂与细菌细胞质结合，使细菌呈现,.,95,（1）常用染色剂 a.碱性染色剂（basic stain） b.酸性染色剂（acidic stain）,（2）染色法 单染色法： 鉴别染色法： 特殊染色法：,.,96,革兰(G)染色法:,（2）染色：(初染、媒染、脱色、复染),染色液 结晶紫、碘液、95%乙醇、稀释复红,方法: （1）制片：涂片干燥固定,.,97,1.G菌: 不被乙醇脱色,仍保留紫色者。,2.G菌：被乙醇脱色而复染成红色者。,染色结