1章细菌的形态与结构汇总课件

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1、第一章第一章 细菌的形态结构细菌的形态结构第一篇 临床细菌学检验教学大纲v掌握内容 G-菌与G+菌细胞壁的区别 特殊结构与意义 v熟悉内容 质粒的概念、种类与作用 青霉素的抗菌机制 细菌的基本形态3v细菌细菌（bacterium）：）：一类体积微小、结构简单、以二分裂法繁殖（繁殖迅速）、对抗生素敏感的单细胞原核型微生物。v有广义和狭义两种范畴。在适宜的环境条件下具有相对稳定的生物学特性。光镜放大几百倍至一千倍光镜放大几百倍至一千倍以以微米微米（m)作为测量单位作为测量单位第一节 细菌的大小与形态菌菌 名名直直 径径 或或 宽宽 长长 度度（m）乳乳 链链 球球 菌菌（Streptococcus

2、 lactis）酿酿 脓脓 链链 球球 菌菌（Streptococcus pyogenes）金金 黄黄 色色 葡葡 萄萄 球球 菌菌（Staphylococcus aureus）最最 大大 八八 叠叠 球球 菌菌（Sarcina maxima）旋旋 动动 泡泡 硫硫 菌菌（Thiophysa volutans）大大 肠肠 杆杆 菌菌（Escherichia coli）普普 通通 变变 形形 杆杆 菌菌（Proteus vulgaris）伤伤 寒寒 沙沙 门门 氏氏 菌菌（Salmonella typhi）嗜嗜 酸酸 乳乳 细细 菌菌（Lactobacterium acidophilus）枯枯

3、草草 芽芽 孢孢 杆杆 菌菌（Bacillus subtilis）炭炭 疽疽 芽芽 孢孢 杆杆 菌菌（Bacillus anthracis）土土 拉拉 巴巴 斯斯 德德 氏氏 菌菌（Pasteurella tularensis）德德 氏氏 乳乳 细细 菌菌（Lactobacterium delbruckii）霍霍 乱乱 弧弧 菌菌（Vibrio cholerae）迂迂 回回 螺螺 菌菌（Spirillum volutans）0.5-10.6-10.8-14-4.57-80.5 x 1-30.5 1 x 1-30.6-0.7 x 2-30.6-0.9 x 1.5-60.8-1.2 x 1.2-3

4、1-1.5 x 4-80.2 x 0.7-0.70.4-0.7 x 2.8-70.3-0.6 x 1-31.5 2 10-20细菌的形态细菌的形态细菌的形态细菌的形态球状球状杆状杆状螺螺菌菌弧弧菌菌螺形状螺形状一、球菌一、球菌(coccus)球状球状脑膜炎奈瑟菌脑膜炎奈瑟菌1 1、双球菌、双球菌(diplococcusdiplococcus)肺炎球菌肺炎球菌2 2、链球菌、链球菌(Streptococcus)(Streptococcus)3、四联球菌(tetrad)四联加夫基菌4、八叠球菌、八叠球菌(sarcina)藤黄八叠球菌藤黄八叠球菌5、葡萄球菌（、葡萄球菌（Staphylococcus

5、）炭疽芽胞杆菌(3-10 m)大肠埃希菌(2-3 m)布鲁菌(0.6-1.5 m)二、杆菌二、杆菌(bacillus)杆状杆状杆菌的形态多样杆菌的形态多样两端齐平炭疽芽胞杆菌炭疽芽胞杆菌两端尖细白喉棒状杆菌白喉棒状杆菌白喉棒状杆菌肉毒梭菌双歧杆菌结核分枝杆菌 杆菌杆菌的形态多样杆菌的形态多样双歧杆菌双歧杆菌弧菌弧菌螺菌螺菌螺杆菌螺杆菌三、螺形菌三、螺形菌(spiral bacterium)螺旋状螺旋状第二节 细菌的结构和功能一、细菌的基本结构 细胞壁 细胞膜 细胞质 核 质细菌结构模式图革兰阳性菌革兰阳性菌革兰阴性菌革兰阴性菌革兰染色细胞壁（细胞壁（cell wall）：细菌细胞最外层）：细菌

6、细胞最外层的膜状结构，具有一定的韧性和弹性。的膜状结构，具有一定的韧性和弹性。革兰染色法：革兰染色法：涂片 风干 固定 结晶紫 碘液 95%乙醇 复红1min1min30s（一）（一）细胞壁细胞壁革兰染色可将细菌分为：革兰染色可将细菌分为：革兰阳性菌（革兰阳性菌（G+）革兰阴性菌革兰阴性菌(G-)1 1、细胞壁的功能、细胞壁的功能 维持细菌固有形态；保护细菌抵抗低渗环境；参与菌体内、外的物质交换 赋予细菌有不同的抗原性、致病性和对抗生素的敏感性。2、革兰阳性菌细胞壁G+细胞壁主要成分是肽聚糖和磷壁酸。G+和G-共有组分是肽聚糖。（1）肽聚糖（peptideglycan）又称黏肽，是原核细胞所特

7、有，是G+的主要成分。G G+菌肽聚糖结构：菌肽聚糖结构：聚糖骨架聚糖骨架：N-乙酰葡糖胺和N-乙酰胞壁酸经-1，4糖苷键连接，间隔排列形成。四肽侧链四肽侧链：L-丙、丙、D-谷、谷、L-赖、赖、D-丙丙五肽交联桥五肽交联桥：五个甘氨酸五个甘氨酸L-alanine（丙）D-glutamine（谷）L-lysine（赖）D-alanine（丙）溶菌酶青霉素N-乙酰葡萄糖胺N-乙酰胞壁酸 破坏肽聚糖结构或抑制其合成物质都能破坏肽聚糖结构或抑制其合成物质都能损害细胞壁，使细菌变形或杀伤细菌。损害细胞壁，使细菌变形或杀伤细菌。溶菌酶能水解溶菌酶能水解N-N-乙酰胞壁酸和乙酰胞壁酸和N-N-乙酰乙酰葡糖

8、胺的葡糖胺的-1-1，4 4糖苷键连接。糖苷键连接。青霉素对革兰阳性菌有效，对革兰阴青霉素对革兰阳性菌有效，对革兰阴性菌无效。人和哺乳动物无细胞壁结构、性菌无效。人和哺乳动物无细胞壁结构、亦无肽聚糖，故青霉素对人和哺乳动物细亦无肽聚糖，故青霉素对人和哺乳动物细胞无毒性作用。胞无毒性作用。（2 2）革兰阳性菌（）革兰阳性菌（G G+）细胞壁特殊组分细胞壁特殊组分v金黄色葡萄球菌金黄色葡萄球菌 主要成分：主要成分：v肽聚糖肽聚糖（15-50层）层）v磷壁酸分为壁磷壁磷壁酸分为壁磷壁酸和膜磷壁酸。酸和膜磷壁酸。磷壁酸（磷壁酸（teichoic acid）：）：由核糖醇和甘油残基经磷酸二酯键交联而成的

9、多聚物。磷壁酸功能：磷壁酸功能：抗原性强，是革兰阳性菌表面重要的抗原，并与细菌的黏附（致病）有关。革兰阳性菌细胞壁特有组分革兰阳性菌细胞壁特有组分v大肠埃希菌大肠埃希菌 主要成分：肽聚糖（主要成分：肽聚糖（1-2层）外膜层）外膜3 3、革兰阴性菌、革兰阴性菌（G-）细胞壁细胞壁聚糖骨架聚糖骨架：同G+菌四肽侧链四肽侧链：L-丙、D-谷 DAP、D-丙G-菌肽聚糖结构：菌肽聚糖结构：v L-丙氨酸丙氨酸v D-谷氨酸谷氨酸v 二氨基庚二酸二氨基庚二酸 （DAP）v D-丙氨酸丙氨酸革兰阴性菌细胞壁特殊组分 v外膜（outer membrane,OM）位于肽聚糖层外，由内向外依次为 脂蛋白 脂质双

10、层 脂多糖外外 膜膜v脂蛋白脂蛋白（lipoprotein）：）：外膜最内层，连接外膜的脂质双层和肽聚糖的四肽侧链。v脂质双层：脂质双层：结构类似细胞膜，中间镶嵌有外膜蛋白孔蛋白（porin protein）v脂多糖脂多糖（lipopolysaccharides,LPS）由类脂A、核心多糖和特异多糖组成，又称细菌内毒素。外膜最外层v周浆间隙周浆间隙（periplasmic space）:在细胞膜和外膜在细胞膜和外膜的脂质双层之间的空隙。的脂质双层之间的空隙。外外膜膜外外膜膜 脂质双层脂多糖(LPS):由类脂A、核心多糖和特异多糖组成类脂A:内毒素毒性部分,无种属特异性核心多糖:有属特异性特异多

11、糖:G-菌的菌体抗原(O抗原),有种特异性 聚糖骨架聚糖骨架 革兰革兰 肽聚糖肽聚糖 四肽侧链四肽侧链 阳性阳性 五肽交联桥五肽交联桥 菌菌 磷壁酸磷壁酸 革兰革兰 肽聚糖肽聚糖 阴性阴性 脂蛋白脂蛋白 菌菌 外膜外膜 脂质双脂质双层层 类类脂A 脂多糖（脂多糖（LPS）核心多糖 特异多糖 聚糖骨架聚糖骨架四肽侧链四肽侧链G G+菌与菌与G G-菌菌CWCW的区别的区别 CW GCW G+菌菌 G G-菌菌强度强度 较坚韧较坚韧 较疏松较疏松厚度厚度 厚（厚（20-80nm）薄（薄（10-15nm）肽聚糖层数肽聚糖层数 多（多（15-50层）层）少（少（1-2层）层）肽聚糖含量肽聚糖含量 多（

12、多（50-80%）少（少（5-20%）糖类含量糖类含量 多（多（45%）少（少（15-20%）脂类含量脂类含量 少（少（1-4%）多（多（11-22%）磷壁酸磷壁酸 有有 无无外膜外膜 无无 有有 4 4、细菌细胞壁缺陷型、细菌细胞壁缺陷型/细菌细菌L L型型（L-form）概念：高渗环境下能存活的细胞壁缺损的细菌。概念：高渗环境下能存活的细胞壁缺损的细菌。形成原因：肽聚糖结构被破坏形成原因：肽聚糖结构被破坏/合成抑制。合成抑制。v革兰阳性菌形成：原生质体（完全失去细胞壁）革兰阳性菌形成：原生质体（完全失去细胞壁）v革兰阴性菌形成：原生质球革兰阴性菌形成：原生质球（部分失去细胞壁）（部分失去细

13、胞壁）细菌L型特性v染色性发生改变，多为革兰阴性。v形态发生改变，呈多形性。v仅能在高渗高营养环境中存活v菌落表现为：油煎蛋样、颗粒样、丝状细菌L型油煎蛋样菌落临床分离葡萄球菌L型葡萄球菌L型回复后细菌细菌L型型菌落类型菌落类型电镜照片电镜照片 培养特征：培养特征：难培养，生长繁殖要求与原菌相似，但需难培养，生长繁殖要求与原菌相似，但需在高渗低琼脂含血清的培养基中生长，生长速度缓慢，在高渗低琼脂含血清的培养基中生长，生长速度缓慢，一般培养一般培养2-7天可见荷包蛋样菌落。天可见荷包蛋样菌落。致病特征：致病特征：有一定的致病力，通常引起慢性感染，常有一定的致病力，通常引起慢性感染，常在使用了作用

14、于细胞壁的抗菌药物后发生，尿路感染在使用了作用于细胞壁的抗菌药物后发生，尿路感染较多见。较多见。（二）细胞膜细胞膜(cell membrane)又称为胞质膜，位于细胞壁内侧，紧包在细胞质外面，由磷脂和蛋白质组成，是具有弹性的半透性膜。细胞膜的结构与一般生物膜相似，但不含胆固醇。细胞膜的结构细胞膜的功能1.选择性控制细胞内外营养物质运输（半透性）选择性控制细胞内外营养物质运输（半透性）2.呼吸作用（能量的产生、储存和利用有关）呼吸作用（能量的产生、储存和利用有关）3.参与细菌分裂（中介体）参与细菌分裂（中介体）4.生物合成（细胞壁的合成）生物合成（细胞壁的合成）5.是鞭毛的着生点，为鞭毛的运动提

15、供能量。是鞭毛的着生点，为鞭毛的运动提供能量。中介体（mesosome）v中介体是部分细胞膜内陷、折叠、卷曲形成的囊状结构，多见于G+菌，在G-菌较少见。中介体的形成，有效地扩大了细胞膜的表面积，参与细菌的代谢、核酸复制及繁殖，功能类似于真核细胞的线粒体，也称为“拟线粒体”。又称细胞浆，即细菌的原生质，是细胞膜包裹的溶胶状物质。由水、蛋白质、脂类、核酸、糖、无机盐等物质构成，构成细菌生命活动的内环境。细胞质内含有多种结构，常见有质粒、核糖体、胞质颗粒，参与细菌的多种生理活动。（三）细胞质（cytoplasm）v是染色体外的遗传物质，为双链环状DNA，可携带细菌的某些遗传信息如耐药因子、细菌素、

16、性菌毛、毒素等。v能独立复制1.质粒（plasmid）可以通过接合等方式转移，它是基因工程技术的重可以通过接合等方式转移，它是基因工程技术的重要工具。并非细菌生命活动所必须的。要工具。并非细菌生命活动所必须的。例：例：R R质粒（耐药性质粒）、质粒（耐药性质粒）、F F质粒、质粒、ColCol质粒质粒v由RNA和蛋白质组成，在胞质中数目可达数万，是细菌合成蛋白质的场所。2.核糖体（ribosome）沉降系数为70S（50S和30S亚基），常与正在转录的mRNA相连，成为多聚核糖体。v氨基糖苷类和大环内酯类抗生素的作用位点。v与真核细胞核糖体80S（60S和40S亚基）不同，故抑制细菌蛋白合成的

17、抗菌药物对人体是无害的。红霉素链霉素链霉素 有一种胞质颗粒由有一种胞质颗粒由RNA和多偏磷酸盐组成，用亚和多偏磷酸盐组成，用亚甲蓝染色时，着色较菌体深，甲蓝染色时，着色较菌体深，异染颗粒。异染颗粒。鉴定意义（如白喉棒状杆菌）鉴定意义（如白喉棒状杆菌）又名拟核(nucleoid)无核膜、核仁、有丝分裂器是细菌的生命活动必需的遗传物质，也称为细菌的染色体。单一密闭环状DNA分子反复回旋卷曲盘绕形成松散网状结构（四）核质(nuclear material)核质（nuclear material）n球形、棒状或哑状n化学组成uDNA、RNA和蛋白质v 基本结构：核质、细胞质、细胞膜、细胞壁v 特殊结构

18、：鞭毛、菌毛、芽胞、荚膜细胞膜细胞壁荚膜核糖体核质菌毛鞭毛二、细菌的特殊结构二、细菌的特殊结构（一）荚膜（一）荚膜(capsule)：某些细菌在细胞壁外包绕的一某些细菌在细胞壁外包绕的一层黏液性物质。层黏液性物质。荚膜：厚度大于0.2m以上，边界明显，且紧紧围绕细胞壁。由水和有机物（多糖或多肽）组成，在光学显微镜下可见。特殊染色法-美兰染色和负染色法。微荚膜：边界清楚，紧密贴合细胞壁，厚度小于0.2m的荚膜样结构，需要在电镜下观察。v大多数细菌的荚膜是多糖，炭疽芽胞杆菌、鼠疫耶氏菌等少数菌的荚膜为多肽。v多糖分子是血清学分型的基础。v荚膜的形成需要能量，与环境条件有密切关系。有荚膜的细菌形成粘

19、液粘液(M)或光滑或光滑(S)菌落菌落，失去荚膜后其菌落边为粗糙型（粗糙型（R）型，毒力减弱）型，毒力减弱。荚膜的化学组成荚膜的化学组成v抗吞噬作用：荚膜具有抵抗宿主吞噬细胞的作用，因而荚膜是病原菌的重要毒力因子。v黏附作用：荚膜多糖可使细菌彼此之间粘连，也可黏附于组织细胞或无生命物体表面，形成生物被膜，是引起感染的重要因素。v抗有害物质的损伤作用：荚膜处于细胞的最外层，有保护菌体避免和减少受有害物质的损伤作用。荚膜的功能荚膜的功能（二）鞭毛（二）鞭毛（flagellum）是某些细菌表面生长的细长成波状弯曲的丝状物。是某些细菌表面生长的细长成波状弯曲的丝状物。v 化学成分是蛋白质，特殊染色后光

20、镜可见。化学成分是蛋白质，特殊染色后光镜可见。v 功能：是功能：是细菌的运动器官，细菌的运动器官，与某些细菌的与某些细菌的 与致病性有关。具有与致病性有关。具有抗原性抗原性(H(H抗原抗原)，可用于细菌，可用于细菌的鉴定和分类。的鉴定和分类。v鞭毛构成由基础小体、钩状体、丝状体组成。a)单毛菌如霍乱弧菌b)双毛菌如空肠弯曲菌c)丛毛菌如铜绿假单胞菌d)周毛菌如伤寒沙门菌 鞭毛的检查方法光镜或电镜观察鞭毛悬滴法或接种半固体培养基观察动力（三）菌（三）菌毛毛(pilus)许多革兰阴性菌和少数革兰阳性菌体表面存在着直的，许多革兰阴性菌和少数革兰阳性菌体表面存在着直的，比鞭毛更细、更短的丝状物。比鞭毛

21、更细、更短的丝状物。化学成分：菌毛蛋白，具有抗原性。光镜下看不到，必须用电镜观察。普通菌毛：普通菌毛：是细菌黏附结构，与细菌的致病性有关。与细菌的致病性有关。性菌毛：性菌毛：接合时传递遗传物质。v普通菌毛遍布菌细胞表面，每菌可达数百根。v这类菌毛是细菌的粘附结构，能与宿主细胞表面的特异性受体结合，是细菌感染的第一步。因此，菌毛和细菌的致病性密切相关。v菌毛的受体常为糖蛋白或糖脂，与菌毛结合的特异性决定的宿主的易感部位。v如果红细胞表面具有菌毛受体的相似成分，不同的菌毛引起不同类型的红细胞凝集血凝v主要由细菌染色体或质粒编码产生。1.普通菌毛普通菌毛(ordinary pilus)v仅见于少数革

22、兰阴性菌。v数量少，1-4根。v比普通菌毛长而粗，中空呈管状。v性菌毛由致育因子（F质粒）编码，故又称F菌毛。v性菌毛与细菌的接合及传递遗传物质有关。2.性菌毛性菌毛(sex pilus)接合（conjugationconjugation）F+菌与菌与F-菌相遇，菌相遇，F+菌的性菌毛与菌的性菌毛与F-菌的性菌毛菌的性菌毛受体结合，受体结合，F+菌体内的质粒或染色体菌体内的质粒或染色体DNA可通过中可通过中空的性菌毛进入空的性菌毛进入F-菌体内，这个过程称接合。菌体内，这个过程称接合。F+菌菌F-菌菌F+菌菌 F-菌菌F+菌菌F+菌菌v芽胞：芽胞：某些细菌在一定的环境条件下，胞质脱水浓缩，在菌

23、体内部形成一个圆形或卵圆形小体，是细菌的休眠形式而不是细菌的繁殖方式。芽胞形成后细菌即失去繁殖能力。v产生芽胞的细菌都是革兰阳性菌。（四）芽胞（四）芽胞 (spore)(spore)v细菌形成芽胞的能力是由遗传因素和环境因素决定的。芽胞一般只在动物体外才能形成，其形成条件因菌种而异。v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，细菌数量并未增加，因而芽胞不是细菌的繁殖方式。与芽胞相比，未形成芽胞而具有繁殖能力的菌体可称为繁殖体。繁殖体。芽胞的形成芽胞的形成芽胞芽胞 细胞分裂细胞分裂 繁殖体周期繁殖体周期子代细子代细胞胞 芽芽胞特点胞特点：带有细菌生命活动所必需的全部物质，可游离与菌体

24、带有细菌生命活动所必需的全部物质，可游离与菌体而独立存在；难着色，其大小、形态及在菌体中的位置可而独立存在；难着色，其大小、形态及在菌体中的位置可籍细菌鉴别；可发芽形成新的菌体籍细菌鉴别；可发芽形成新的菌体，但芽胞不是，但芽胞不是细菌的繁细菌的繁殖方式殖方式。芽胞的大小、形状、位置等随菌种而异，有重要的鉴别意义。炭疽芽胞杆菌肉毒梭菌肉毒梭菌破伤风梭菌破伤风梭菌v芽胞的抵抗力强，可在自然界中存在多年，是重要的传染源。芽胞抵抗力强的原因：(1)芽胞含水量少，蛋白质受热后不易变性。(2)芽胞具有多层致密的厚膜，理化因素不易透入。(3)含有的DPA与钙结合的盐能提高芽胞中各种酶的稳定性。v对医疗用品灭菌时，通常以杀灭芽胞作为判断灭菌效果的指标。v芽胞是某些外源性感染的重要来源：芽胞并不直接引起疾病，只有发芽成为繁殖体后，才能迅速大量繁殖而致病。芽胞的功能芽胞的功能