細菌的形態(tài)結(jié)構

1、11.02.2021,1,第1章 細菌的形態(tài)與解構,第一節(jié) 細菌 第二節(jié) 病毒 第三節(jié) 真菌,11.02.2021,2,微生物種類,包括細菌、支原體、螺旋體、衣原體、 立克次體、病毒及真菌。 生物學性狀： 形態(tài)、染色、結(jié)構、生長繁殖、培養(yǎng)、分類,11.02.2021,3,第一節(jié) 細菌（bacterium,概念 ： 廣義：泛指各類原核細胞型微生物, 包括細菌、放線菌、支原體、衣原體、立克次體、螺旋體。 狹義：專指細菌指真細菌(eubacteria)，在原核細胞型微生物中數(shù)量最大、種類最多，具有典型的代表性,11.02.2021,4,第一節(jié) 細菌的大小與形態(tài),大小 計量單位是微米（ m ） 染色

2、革蘭染色法 形態(tài) 球菌(coccus) 桿菌(bacillus) 螺菌(spirala bacterium,11.02.2021,5,一、細菌的大小與形態(tài),大多數(shù)球菌直徑約為1.0 m 大多數(shù)桿菌長約2-3 m ，直徑0.3- 0.5 m,大腸埃希菌,霍亂弧菌,鏈球菌,11.02.2021,6,葡萄球菌電鏡圖,11.02.2021,7,肺炎球菌（革蘭染色,11.02.2021,8,腸道桿菌革蘭染色,11.02.2021,9,炭疽桿菌,11.02.2021,10,弧菌模式圖,11.02.2021,11,第二節(jié) 細菌的結(jié)構,基本結(jié)構：核質(zhì)、細胞質(zhì)、細胞膜、細胞壁 特殊結(jié)構：鞭毛、菌毛、芽胞、莢膜,

3、11.02.2021,12,細胞壁,功能 維持菌體外形 抵抗低滲環(huán)境 營養(yǎng)攝取和物質(zhì)交換 抗原性 與致病性有關 結(jié)構 G+菌 G-菌,Basical structure of bacterium,細胞壁化學組分 聚糖骨架 肽聚糖 peptidoglycan 四肽側(cè)鏈 G+ 五肽交聯(lián)橋 磷壁酸 techoic acid 肽聚糖 peptidoglycan G 脂多糖 lipopolysaccharide,LPS 脂質(zhì)雙層：內(nèi)有OMP 外膜 脂蛋白,11.02.2021,14,G+菌細胞壁的肽聚糖結(jié)構,11.02.2021,15,G+菌細胞壁的肽聚糖結(jié)構,11.02.2021,16,G+菌細胞壁結(jié)

4、構,11.02.2021,17,G-菌細胞壁的肽聚糖結(jié)構,11.02.2021,18,G+菌與G-菌肽聚糖結(jié)構比較,11.02.2021,19,G-菌的外膜(outer membrane) 脂蛋白 脂質(zhì)雙層 脂多糖 (內(nèi)毒素,LIPID BILAYER,11.02.2021,20,G-菌細胞壁結(jié)構,外 膜,11.02.2021,21,G-菌細胞壁結(jié)構,11.02.2021,22,脂多糖（lipopolysaccharide，LPS,脂質(zhì)A（lipid A） 為一種糖磷脂，由D-氨基葡萄糖雙糖組成的基本骨架，內(nèi)毒素毒性與生物學活性成分, 無種屬特異性。 核心多糖(core polysacchar

5、ide) 位于脂質(zhì)A的外層，有屬特異性。 特異多糖(specific polysaccharide) 最外層，由數(shù)個至數(shù)十個寡糖(35個單糖)重復單位所構成的多糖鏈。 是G-菌的菌體抗原(O抗原)，具有種特異性，缺失后細菌變?yōu)榇植谛?11.02.2021,23,G+菌與G-菌細胞壁結(jié)構比較,11.02.2021,24,G+菌與G-菌細胞壁結(jié)構比較,11.02.2021,25,細菌L型（ L form bacterial,概念：細菌細胞壁的肽聚糖結(jié)構受到理化或生物因素的直接破壞或合成被抑制，在高滲環(huán)境下，細菌仍可存活，成為細胞壁缺陷型。 形成條件：溶菌酶、青霉素、膽汁、溶葡萄球菌素、抗體、補體等

6、,11.02.2021,26,L 型細菌的特點,原生質(zhì)體(protoplast): 革蘭陽性菌L型 原生質(zhì)球(spheroplast):革蘭陰性菌L型 特點： 1. 高度多形性，生長緩慢，給臨床診斷和治療造 成困難。 2. 油煎蛋狀菌落 3. 某些L型常引起慢性和反復發(fā)作的感染，如尿 路感染、骨髓炎、心內(nèi)膜炎等,11.02.2021,27,葡萄球菌L型,L 型細菌的形態(tài),11.02.2021,28,細胞膜（cell membrane,半透性薄膜 功能 滲透和運輸作用 分泌水解酶 呼吸作用 生物合成 參與細菌分裂,11.02.2021,29,細胞膜內(nèi)陷、折疊、卷曲形成的囊狀物。 多見于G+菌。

7、功能類似于紡錘絲和線粒體又稱擬線粒體(chondroid,中介體 (mesosome,11.02.2021,30,細胞質(zhì)/漿（cytoplasm,是細胞膜包裹的溶膠狀物質(zhì)，或稱原生質(zhì)(protoplasm)，由水、蛋白質(zhì)、脂類、核酸及少量糖和無機鹽組成，其中含有許多重要結(jié)構。 細胞器 1. 核糖體 2. 質(zhì)粒 3.胞質(zhì)顆粒,11.02.2021,31,核糖體（ribosome） 組成：70%RNA、30%蛋白質(zhì) 沉降系數(shù)： 細菌：70s （50s+30s） 真核：80s （60s+40s,11.02.2021,32,質(zhì)粒（plasmid,概念 染色體外的遺傳物質(zhì)，為雙股環(huán)狀DNA，可攜帶某些遺

8、傳信息，控制細菌某些特定的遺傳性狀。如編碼菌毛、細菌素、毒素和耐藥性等,11.02.2021,33,胞質(zhì)顆粒 （cytoplasmic granules,貯藏營養(yǎng)物質(zhì) 異染顆粒 (紆回體) 嗜堿性強 鑒別細菌依據(jù) 如白喉棒狀桿菌,11.02.2021,34,核質(zhì)（nuclear material,雙股環(huán)狀DNA分子組成還有少量RNA和蛋白質(zhì)。 球形、棒狀或啞狀。 集中于細胞質(zhì)的某一區(qū)域， 無核仁、核膜和有絲分裂 器，其功能與真核細胞的 染色體相似，細菌核質(zhì)為 單倍體,11.02.2021,35,二、細菌的特殊結(jié)構,莢膜（capsule） 鞭毛（flagellum） 菌毛（pilus或fimbr

9、iae） 芽胞（spore,11.02.2021,36,莢膜（capsule,概念：某些細菌在其細胞壁外包繞一層粘液性物質(zhì)，為疏水性多糖或蛋白質(zhì)的多聚體，用理化方法去除后并不影響菌細胞的生命活動。 0.2 m莢膜， 0.2 m 微莢膜。 化學組成：多糖/多肽 形成條件：營養(yǎng)豐富 染色：不易著色，負染（墨汁,11.02.2021,37,莢膜的功能 抗吞噬作用(肺炎鏈球菌) 粘附作用(導管，醫(yī)院內(nèi)感染) 抗有害物質(zhì)的損傷作用,11.02.2021,38,鞭毛（flagellum,從細胞膜長出，游離于胞外并呈波狀彎曲的絲狀物。鞭毛長520 m ，直徑1230 nm。 化學組成：鞭毛蛋白 功能 在液體

10、中能自由游動 與致病性有關 鑒定細菌和進行分類,11.02.2021,39,11.02.2021,40,菌毛（pilus,許多革蘭陰性菌和少數(shù)革蘭陽性菌菌體表面存在著一種比鞭毛更細、更短而直硬的絲狀物，與細菌的運動無關。 菌毛蛋白有抗原性,11.02.2021,41,菌毛的種類及功能 普通菌毛：ordinary pilus。 性菌毛：sex pilus（F菌毛） 由F質(zhì)粒編碼。 普通菌毛： 多，短而細，細 菌的粘附結(jié)構，與宿主細胞 表面特異性受體結(jié)合，與致 病性密切相關。 性菌毛：少，粗、長、中空， 接合，毒力、耐藥性等性狀 的遺傳物質(zhì)傳遞,F菌毛,普通菌毛,11.02.2021,42,某些革

11、蘭陽性細菌在一定的環(huán)境條件下，在菌體內(nèi)部形成一個圓形或卵圓形小體，是細菌的休眠形式。芽胞桿菌屬、梭菌屬。 芽胞是細菌的一種特殊存活方式，而不是繁殖方式。一個細菌只能形成一個芽胞，一個芽胞也只能生成一個菌體。產(chǎn)芽胞的細菌在未產(chǎn)生芽胞時的菌體稱為繁殖體（vegetative form）。芽胞不直接引起疾病，發(fā)芽后形成繁殖體后致病,芽胞（spore,11.02.2021,43,芽胞特性,對理化因素（熱、干燥、輻射、化學消毒劑等）具有高強度的抵抗力。炭疽桿菌芽胞可存活2040年。 芽胞是否被殺死作為判斷滅菌效果的指標,細菌芽胞的形態(tài),11.02.2021,44,11.02.2021,45,第三節(jié) 細菌

12、形態(tài)檢查法,顯微鏡放大法 普通光學顯微鏡 電子顯微鏡,11.02.2021,46,染色法,革蘭染色法 在鑒別細菌、選擇抗菌藥物、研究細菌致病性等方面有意義 其他染色法 單染色法、抗酸染色法、以及特殊染色法,11.02.2021,47,革蘭染色法,Gram stain-由丹麥細菌學家革蘭(Hans Christian Gram)創(chuàng)建的一種鑒別染色法。 采用4 種試劑分4 步： 結(jié)晶紫 碘液 95%乙醇 復紅 （初染） （媒染） （脫色） （復染） 革蘭陽性菌 革蘭陰性菌 （菌體為紫色 ） （ 菌體為紅色,11.02.2021,48,革蘭染色的意義,鑒別細菌 選擇用藥 理解細菌的致病作用,11.0

13、2.2021,49,第二章 細菌的生理,11.02.2021,50,第一節(jié) 細菌的理化性狀,一. 細菌的化學組成 成分 水(7590%)、無機鹽、蛋白質(zhì)、糖類、脂質(zhì)、 核酸等。 元素：碳、氫、氧、氮、磷、硫 特有化學組成 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,11.02.2021,51,光學性質(zhì)：半透明體 體積微小、表面積大 帶電現(xiàn)象： G+菌pI23，G-菌pI45。在中性或堿性環(huán)境中帶負電荷。與凝集、抑殺菌有關系。 半透性：細胞壁與細胞膜都有半透性。 滲透壓： G+菌2025個大氣壓，G-菌56個,二、細菌的物理性狀,11.02.2021,52,第二節(jié) 細菌的營

14、養(yǎng)與生長繁殖,根據(jù)所利用的營養(yǎng)物質(zhì)的不同，將細菌分為兩大營養(yǎng)類型。 自養(yǎng)菌(autotroph)：以簡單的無機物為原料，利用CO2等作為碳源，利用NH3等作為氮源，合成菌體成分。為自然界正常菌群。 異養(yǎng)菌(heterotroph)：只能以有機物為原料，如蛋白質(zhì)、糖類等合成菌體成分獲得能量。 腐生菌(saprophyte)：動植物尸體等腐敗物為營養(yǎng)。 寄生菌(parasite)：寄生于活的宿主機體內(nèi)，獲取營養(yǎng)。 病原菌都是異養(yǎng)菌,11.02.2021,53,二、 細菌生長所需的營養(yǎng)物質(zhì),營養(yǎng)物質(zhì),營養(yǎng)成分,功效作用,碳源,糖類,合成菌體成分；供給能量,氮源,氨基酸、蛋白質(zhì),合成菌體成分,無機鹽

15、微量元素,磷、硫、鉀、鈉、鈣、鎂、鐵、鈷、鋅、錳、銅等,合成菌體成分；維持酶活性；參與能量儲存和轉(zhuǎn)運；調(diào)節(jié)滲透壓；某些元素與致病性有關,生長因子,維生素、氨基酸、嘌呤、嘧啶、高鐵血紅素 、輔酶,補充細菌自身不能合成的有機營養(yǎng)成分、呼吸輔酶,水,營養(yǎng)物質(zhì)可溶,營養(yǎng)吸收和代謝,11.02.2021,54,三、細菌攝取營養(yǎng)物質(zhì)的機制,被動擴散 簡單擴散 易化擴散 主動轉(zhuǎn)運系統(tǒng) 依賴于周漿間隙結(jié)合蛋白的轉(zhuǎn)運系統(tǒng) 化學滲透驅(qū)使轉(zhuǎn)運系統(tǒng) 基團轉(zhuǎn)移,11.02.2021,55,一) 細菌生長繁殖的條件 1. 營養(yǎng)物質(zhì) 2. 酸堿度：適宜中性偏堿，pH7.07.6 3. 溫度：3037 4. 氣體 (CO2、

16、 O2) 5. 滲透壓,四、影響細菌生長的環(huán)境因素,11.02.2021,56,按細菌對氧的需要分4類,專性需氧菌: 有完善的呼吸酶系統(tǒng)，如結(jié)核桿菌。 微需氧菌: 氧濃度56%，如幽門螺桿菌。 兼性厭氧菌: 大多數(shù)病原菌 專性厭氧菌: 如破傷風梭菌 1. 缺乏氧化還原電勢高的呼吸酶：細胞色素、細 胞色素氧化酶。 2. 缺乏分解有毒氧基團的酶：SOD、觸酶、過氧 化物酶,11.02.2021,57,五、 細菌的生長與繁殖,無性繁殖 二分裂方式(binary fission) 代時: 2030 min,G-菌分裂,11.02.2021,58,細菌群體的生長繁殖,1遲緩期(lag phase) 2對

17、數(shù)期(logarithmic phase) 3穩(wěn)定期(stationary phase) 4衰亡期(decline phase,11.02.2021,59,細菌的生長曲線(growth curve,活菌數(shù)的對數(shù),培養(yǎng)時間,11.02.2021,60,遲緩期 對數(shù)期 穩(wěn)定期 衰亡期 lag phase log stationary decline 適應階段 快速生長 速度減慢 死亡增加 形態(tài)染色 產(chǎn)芽胞、 形態(tài)顯著 生理活性 抗生素、 改變 典型 外毒素,細菌不同生長期意義,11.02.2021,61,第三節(jié) 細菌的新陳代謝與能量轉(zhuǎn)換,分解代謝 合成代謝,11.02.2021,62,一、 細菌的

18、能量代謝,發(fā)酵 有機物為受氫體 呼吸 無機物為受氫體 需氧呼吸 厭氧呼吸,11.02.2021,63,二、 分解代謝產(chǎn)物和細菌的生化反應,細菌生化反應或生化試驗。利用細菌對不 同種類的物質(zhì)分解過程中生成不同產(chǎn)物的 特點(具有不同或不完全相同的酶)，以鑒 別或區(qū)別不同的細菌。 生化試驗大多利用化學指示劑以利觀察,11.02.2021,64,常見的生化反應,糖發(fā)酵試驗 吲哚試驗 甲基紅試驗 VP 試驗 枸櫞酸鹽利用試驗 硫化氫試驗 尿素酶試驗,11.02.2021,65,1. 糖發(fā)酵試驗,葡萄糖 HCOOH 脫氫酶 CO2+H2,11.02.2021,66,1) 糖發(fā)酵試驗,11.02.2021,

19、67,2. VP (Voges-Proskauer，V)試驗,葡萄糖丙酮酸乙酰甲基甲醇 二乙酰+胍基化合物 紅色化合物（,11.02.2021,68,葡萄糖丙酮酸乙酰甲基甲醇(pH5.4), 甲基紅 - 葡萄糖丙酮酸 (pH4.5) 甲基紅,3. 甲基紅(methyl red, M ) 試驗,11.02.2021,69,4. 枸櫞酸鹽利用(citrate utilization， C )試驗,利用枸櫞酸鹽生長 + 不能利用,11.02.2021,70,5. 吲哚(indol, I )試驗,色氨酸吲哚玫瑰吲哚 吲哚試劑,11.02.2021,71,6)尿素酶試驗 (7)硫化氫試驗 +（FeS黑色

20、,11.02.2021,72,IMViC 試驗： I M Vi C試驗 大腸埃希菌 + + - - 產(chǎn)氣桿菌 - - +,11.02.2021,73,二）合成代謝產(chǎn)物及其在醫(yī)學上的意義,1.熱原質(zhì) (pyrogen) 是細菌合成的一種注入人體或 動物體內(nèi)可引起發(fā)熱 反應的物質(zhì)，即脂多糖。大多由G-菌產(chǎn)生。 特性：耐高熱，高壓蒸氣滅菌（121、20min) 不被破壞。25030min 高溫干烤才能破壞。 意義：熱原質(zhì)在人類的生活環(huán)境中普遍存在。在制 備和使用注射藥品過程中應嚴格遵守無菌操 作，防止革蘭陰性細菌或熱原質(zhì)污染,11.02.2021,74,2.毒素及侵襲性酶(toxins and in

21、vasive enzymes) G+菌產(chǎn)生外毒素，為具有毒性作用的蛋白質(zhì)。 G-菌裂解釋放內(nèi)毒素，為脂多糖。 3.色素 pigment 有脂溶性和水溶性色素。有助于細菌鑒別,11.02.2021,75,4. 抗生素(antibiotics) 抗菌譜廣，能抑制和殺死某些其他微生物或腫 瘤細胞的物質(zhì)。如多粘菌素、桿菌肽。 5. 維生素(vitamins) 合成和釋放維生素K和B族維生素。 6. 細菌素(bacteriocins) 具有抗菌作用的蛋白質(zhì)，僅對有親緣關系的細 菌有殺傷作用,11.02.2021,76,第四節(jié) 細菌的人工培養(yǎng),培養(yǎng)基(culture medium): 由人工方法配置的供微生物生長繁殖的混合營養(yǎng)物制品。 按用途分類 基礎培養(yǎng)基 （basic medium） 增菌培養(yǎng)基 (enrichment medium ) 選擇培養(yǎng)基 (selective medium ) 鑒別培養(yǎng)基(differential medium) 厭氧培養(yǎng)基(anaerobic medium,11.02.2021,77,按物理狀態(tài)分類,液體培養(yǎng)基 固體斜面培養(yǎng)基 半固體培養(yǎng)基,11.02.2021,78,培養(yǎng)基的用途,液體培養(yǎng)基：增菌 固體培養(yǎng)基：純化，增菌 半固體培養(yǎng)基：動力檢測，保種,11.02.2021,79,細菌在培養(yǎng)基中的生長