医学微生物学 （第8版）课件：1 细菌的形态与结构

1、第一篇细菌学（Bacteriology）,细菌有广义和狭义之分。 广义的细菌包括细菌、螺旋体、支原体、立克次体、衣原体和放线菌等。 细菌（bacterium) 属于原核细胞型微生物。 细菌在原核细胞型微生物中数量最大、种类最多，具有典型的代表性。 Typical bacteria are unicellular prokaryotic organisms that have no membrane-bound cytoplasmic organelles except ribosomes, no membrane-enclosed nucleus and have normal peptido

2、glycan.,第一章细菌的形态与结构Morphology and structure of Bacterium,第一节 细菌的大小与形态 Size and morphology of Bacterium,Unit for measurement : Micron or micrometer, m: 1m=10-3mm Size: Varies with kinds of bacteria, and also related to their age and external environment.,一、Size of Bacterium,测量细菌以微米 （um）为单位。 球菌（coccus

3、）：直径约1 um，不同的球菌细胞排列方式不同，有不同的名称。如葡萄球菌、链球菌等。 杆菌 （bacillus）：长短粗细很不一致，直径约1 um，中等长23 um。 螺形菌（spiral bacteria）：菌体弯曲，一个弯曲为弧菌，数个弯曲为螺菌。 存在方式：生物被膜,二、Morphology of Bacterium,双球菌,球菌：外观呈圆球形或近似球形,脑膜炎球菌 肺炎链球菌,四联加夫基菌,肺炎球菌（革兰染色）,链球菌,链球菌,链球菌,链球菌,葡萄球菌（电镜）,杆菌（bacillus）,杆菌形态多数呈直杆状,白喉棒状杆菌,肠道杆菌（革兰染色）,炭疽杆菌,炭疽杆菌,其他形态的杆菌,棒状杆

4、菌,双歧杆菌,分枝杆菌,弧菌模式图,螺形菌（spiral bacterium）,弧菌,螺菌,螺杆菌,钩端螺旋体,细菌形态可受各种理化因素的影响：,典型形态：在生长条件适宜时培养818小时的细菌形态； 衰退型（Involution form）：细菌衰老时或在陈旧培养物中，或环境中有不适合于细菌生长的物质（如药物、抗生素、抗体、过高的盐分等）时，细菌常常出现不规则的形态，表现为多形性，或呈梨形、气球状、丝状等，称为衰退型。 观察细菌形态和大小特征时，应注意来自机体或环境中各种因素所导致的细菌形态变化。,第二节 细菌的结构 Structure of Bacterium,细菌的一般结构模式图,细胞壁-

5、 cell wall 细胞膜- cell membrane 细胞质- cytoplasm 核 质 - nuclear material,一、细菌的基本结构,Essential structures,（一）细胞壁 cell wall 聚糖骨架 革兰 肽聚糖 peptidoglycan 四肽侧链 阳性 五肽交联桥 菌 磷壁酸 techoic acid 革兰 肽聚糖 peptidoglycan 阴性 脂多糖 lipopolysaccharide, LPS 菌 脂蛋白 脂质双层（外膜蛋白）,1、肽聚糖 peptidoglycan,肽聚糖的作用及意义：凡能破坏肽聚糖结构或抑制其合成的物质一般都能损害细菌

6、的细胞壁而导致细菌死亡，如溶菌酶、青霉素等。 其立体构型使细胞壁坚固，是维持细菌形态的基础成分； 是青霉素作用的靶分子； 有致病作用。,2、革兰阳性细菌细胞壁特有成分：磷壁酸（Teichoic acid） 磷壁酸是G+菌细胞壁特有成分。 分为膜磷壁酸和壁磷壁酸； 作用及意义： 具有抗原性； 具有致病性，以脂磷壁酸（LTA)为主。,革兰阳性细菌细胞壁结构图,革兰阳性细菌细胞壁结构图,外膜是G-菌细胞壁特有成分，由脂蛋白、脂质双层和脂多糖（lipopolysaccharide，LPS ）组成。 脂多糖是革兰阴性细菌重要致病物质，称内毒素。脂多糖由脂质A（lipid A）、核心多糖、特异多糖（寡糖重

7、复单位）组成，其中脂质A是主要毒性部分；核心多糖有属特异性，特异多糖有种特异性，是革兰阴性细菌分类的物质基础。 外膜蛋白：与致病性和耐药性有关。,3、革兰阴性细菌细胞壁特有成分：外膜,革兰阴性细菌细胞壁结构图,革兰阴性细菌细胞壁结构图,42,4、细胞壁的功能及相关的医学意义,维持细菌形态，承受细胞内高渗透压 参与菌体内外的物质交换 带有多种抗原表位，可以诱发机体的免疫应答 细胞壁的某些成分与细菌致病性有关,5、细菌细胞壁缺陷型（细菌L型） bacterial L form,定义：由于肽聚糖受抑制或破坏而失去细胞壁的细菌。 原生质体 protoplast: 革兰阳性菌L型 原生质球 sphero

8、plast：革兰阴性菌L型 细菌L型的意义： 在高渗环境中仍能生存，具有致病性，常引起慢性感染，如尿路感染、骨髓炎、心内膜炎等； 由于形态结构和特性发生变异，给临床诊断和治疗造成困难。,细菌L型,临床分离葡萄球菌L型,葡萄球菌L型回复后,细菌L型 菌落类型,电镜照片,（二）细胞膜 cell membrane,功能：物质转运；呼吸和分泌；生物合成；参与细菌分裂。 中介体 mesosome：细胞膜内陷、折叠形成的囊状膜性结构，多见于菌；中介体类似真核细胞线粒体，又称为拟线粒体。,细胞膜的结构,中介体（mesosome),（三）细胞质 cytoplasm 核糖体（ribosome）: 沉降系数为70

9、S，由50S和30S两个亚基组成（真核生物的核糖体为80S，由60S和40S两个亚基组成。） 核糖体是某些抗生素的作用靶位，可抑制细菌蛋白质的合成。 链霉素 30S 红霉素 50S,质粒（plasmid）：是存在于细菌胞质中的闭合环状双链DNA，为染色体外的遗传物质。质粒带有遗传信息，控制细菌某些特定的遗传性状。如编码菌毛、细菌素、毒素和耐药性。 胞质颗粒（cytoplasmic granule） ：又称为内含物（inclusion），纡回体、异染颗粒等。,Inclusions : Inclusions are aggregates of various compounds that are

10、normally involved in storing energy reserves or building blocks for the cell. Inclusions accumilate when a cell is grown in the presence of excess nutrients and they are often observed under laboratory conditions.,granulose,白喉棒状杆菌 异染颗粒,异染颗粒 Neisser 染色,异染颗粒 Albert 染色,（四）核质 nuclear material,细菌的遗传物质称为核

11、质或拟核，集中于细胞质的某一区域，多在菌体中央，无核膜、核仁。,荚膜 - capsule 鞭毛 - flagellum 菌毛 - pilus 芽胞 - spore,二、细菌的特殊结构special structures of bacterium,荚膜: 细菌细胞壁外包围的一层由疏水性多糖或蛋白质多聚体组成的粘液性物质结构。 大多数为多糖，少数为多肽。 厚度小于0.2 um者称微荚膜；粘液层。 荚膜的功能： 具有抗吞噬作用，是细菌致病重要的毒力因子； 粘附作用； 抗有害物质的损伤作用。,（一）荚膜 capsule,荚膜的形成条件,营养丰富的培养基（含糖、血清） 有荚膜菌形成粘液型（M）、光滑型（

12、S）菌落 失去荚膜后菌落变为粗糙型（R）,Capsules and slime layers,荚膜（肺炎球菌，革兰染色）,（二）鞭毛 flagellum,由蛋白质组成的结构，与细菌的运动有关； 有鉴别意义； 某些与致病性有关。,鞭毛,伤寒杆菌（周鞭毛）,鞭毛的检查(),鞭毛的检查(),（三 ）菌毛 pilus:,定义：由蛋白质组成，短而直，光学显微镜不能观察到。 许多G-菌和少数G+菌具有。 普通菌毛 Common pilus or fimbriae ：是细菌的粘附结构，能与宿主细胞的特异受体结合，介导细菌在局部定植，与细菌的致病性密切相关；100-200/cell 。 性菌毛 Sex pil

13、us : 数量少，中空呈管状。由F质粒编码产生，与细菌的遗传变异有关。可通过接合传递细菌的毒力和耐药性等；1-4/cell 。,Pilus,菌毛,菌毛（电镜图）,（四）芽胞 endospore/spore,定义：某些细菌在一定条件下在菌体中形成的在光学显微镜下可见的一个圆形或卵圆型小体。 芽胞是细菌的一种特殊存活方式，而不是繁殖方式。一个细菌只能形成一个芽胞，一个芽胞也只能生成一个菌体。 产芽胞的细菌在未产生芽胞时的菌体称为繁殖体（vegetative form）。,芽胞的结构、形成和出芽,细菌的芽胞,细菌芽胞的形态、大小和位置,芽胞的功能及意义,芽胞对理化因素（热、干燥、辐射、化学消毒剂等）

14、具有高强度的抵抗力，如炭疽芽胞杆菌芽胞可在草原中存活20-40年。 是否被杀死或破坏是判断灭菌效果的指标。,reason of highly resistant to heat, chemical and dry: many layers: thick coat little water large amount of calcium dipicolinate heat-stable enzyme,细菌的芽胞,Endospores/spores,细菌的芽胞（破伤风梭菌）,细菌的芽胞,第三节 细菌形态与结构检查法,显微镜放大法 染色法 DNA测序法 PCR检测法,（一）Microscope Light Microscope Electron Microscope Darkfield Microscope Phase Contrast Microscope Fluorescence Microscope Cofocal Microscope,（二）Staining Methods Simple staining; Differential staining ( Gram stain, Acid-fast stain); Special staining ( Negative stain, Spore stain, Fla