《细菌的形态与结构》PPT课件

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1、第 一 篇 细 菌 学第 一 章 细 菌 的 形 态 与 结 构什 么 是 细 菌 ？ 细 菌 （ Bacterium)： 是 一 类 具 有 细 胞 壁 的单 细 胞 微 生 物 ， 形 体 微 小 ， 结 构 简 单 ， 无 成 形的 细 胞 核 ， 只 有 原 始 的 核 质 （ 染 色 质 ） 而 无 核膜 和 核 仁 ， 不 进 行 有 丝 分 裂 ， 除 核 糖 体 外 无 其它 细 胞 器 的 原 核 细 胞 型 微 生 物 。 非 细 胞 型微 生 物 原 核 细 胞 型微 生 物 真 核 细 胞 型微 生 物区别 无 细 胞 结 构 ，无 产 生 能 量 酶 ，一 种 核 酸

2、 拟 核 ， 无 核 仁 、 核 膜只 有 核 糖 体（ 广 义 ） 细 胞 核 ， 有 核仁 、 核 膜 ， 细胞 器 完 整种类 病 毒 细 菌 （ 狭 义 ）支 原 体 衣 原 体 螺 旋 体 立 克 次 体 放 线 菌 真 菌 细 菌 的 大 小 与 形 态 ？ （ 一 ） 大 小 不 等 ；测 量 单 位 ： 微 米(um)。 （二 ） 根 据 外 形分 为 ： 球 菌 、 杆 菌 、螺 形 菌 、 球 菌 ：（ Coccus） sphere:1m, 分 为 葡 萄 球菌 ， 链 球 菌 ，双 球 菌 等 。 细 菌 大 小 的 测 量 单 位 ： 微 米 (micrometer,

3、m) 1 m = 1/1000 mm 球 菌 (coccus)： 葡 萄 球 菌光 镜 下 葡 萄 球 菌 电 镜 下 葡 萄 球 菌 光 镜 下 链 球 菌 电 镜 下 链 球 菌 双 球 菌 淋 球 菌 脑 膜 炎 双 球 菌 、 杆 菌 ：（ Bacillus）0.3-0.5X2-3 m 有 链 杆 菌 、 梭杆 菌 、 分 枝 杆菌 等 杆 菌链 杆 菌 、 螺 形 菌 （ Spirillar bacterium ):菌 体 弯 曲 弧 形 菌 （ Vibrio） :霍 乱 弧 菌 。 螺 菌 (Spirillum) :鼠 咬 热 螺 菌 。 Spiral bacteria: 13 m

4、 in length and 0.3-0.6 m in width 霍 乱 弧 菌 电 镜 下 形 态 弧 菌螺 菌 细 菌 的 结 构 ? 三 部 分 : 表 层 结 构 、 内 部 结 构 、 外 部 结 构 基 本 结 构 细 胞 壁 、 细 胞 膜 、 细 胞 质 、 核 质特 殊 结 构 荚 膜 、 芽 胞 、 鞭 毛 、 菌 毛 细 胞 壁细 胞 质 细 胞 膜 细 菌 的染 色 体菌 毛核 糖 体 质 粒鞭 毛 内 含 物 荚 膜 1、 功 能 ： 维 持 外 形 、 抗 低 渗 物 质 交 换 决 定 菌 体 的 抗 原 性 （ the major antigenic dete

5、rminant) 佐 剂 ： 分 枝 杆 菌 的 胞 壁 二 肽 内 毒 素 样 活 性 （ 一 ） 细 胞 壁 最 外 层 ， 包 绕 在 细 胞 膜 的 周 围 。组 成 较 复 杂 ， 并 随 不 同 细 菌 而 异 。 用 革 兰 染 色 法 可 将 细 菌 分 为 两 大 类 ， 即革 兰 阳 性 菌 和 革 兰 阴 性 菌 Gram s阳 性 菌 （ ） 主 要 成 份 ： 肽 聚 糖 (peptidoglycan) 又 称 mucopetide Gram s阳 性 菌 ： 肽 聚 糖 磷 壁 酸 特 殊 蛋 白肽 聚 糖 :聚 糖 支 架 、 四 肽 侧 链 、 五 肽 交 联

6、桥 G+菌 含 量 丰 富 ， 15-50层占 胞 壁 干 重 5080% 幻 灯 片 33 、 聚 糖 支 架 : N-乙 酰 氨 基 葡 萄 糖 (N-acetylglucosamine) N-乙 酰 胞 壁 酸 (N-acetyl muramic acid) 两 者 由 -1,4糖 苷 键 联 结 ,各 种 细 菌 的 聚 糖支 架 相 同 ， 这 是 肽 聚 糖 合 成 的 第 一 步 。 、 四 肽 侧 链 ： 氨 基 酸 组 成 及 联 结 方 式 随 菌 种 不 同 而 异 ， 以 金 葡 菌 为 例 ， N 乙 酰 胞 壁 酸 上 连 结 L 丙 氨 酸 、 D 谷 氨 酸 （

7、 或 D 异 谷 氨 酰 胺 ） 、 L 赖 氨 酸 、 D 丙 氨 酸 ， 这 是 肽 聚 糖 合 成 的 第 二 步 。 、 五 肽 交 联 桥 ： 五 个 甘 氨 酸 组 成 的 交 联 桥 ， 一 端 接 在 第 三 位 L-赖 氨 酸 上 ， 另 一 端 在 相 邻 聚 糖 侧 链的 未 端 D-丙 氨 酸 上 ， 这 是 肽 聚 糖 合 成 的 第 三步 。 凡 能 破 坏 肽 聚 糖 分 子 结 构 或 抑 制 其 合 成 的 物 质都 能 损 伤 细 胞 壁 而 使 菌 体 变 形 或 崩 裂 。 如 溶 菌 酶 和 葡萄 球 菌 溶 素 均 是 N 乙 酰 胞 壁 酸 酶 ，

8、 能 水 解 肽 聚 糖 中的 -1,4糖 苷 键 ， 不 同 的 抗 生 素 作 用 于 肽 聚 糖 合 成 的不 同 阶 段 ： 抑 制 第 一 步 ： 磷 霉 素 、 环 丝 氨 酸 、 溶 菌 酶 抑 制 第 二 步 ： 万 古 霉 素 、 杆 菌 肽 抑 制 第 三 步 ： 青 霉 素 、 头 孢 菌 5 人 类 没 有 细 胞 壁 ， 因 此 研 究 和发 掘 破 坏 或 阻 抑 肽 聚 糖 合 成 的 新 型抗 菌 药 物 是 我 们 的 方 向 之 一 。 磷 壁 酸 磷 壁 酸 ： G+菌 含 有 大 量 磷 壁 酸 ， 由 核 糖 醇 或 甘 油 残 基 位 由 磷 酸 二

9、 酯 键 互 相连 接 而 成 。 可 分 为 ： 膜 磷 壁 酸 ： 又 称 脂 磷 壁 酸 ， 共 价 键 与 细 胞 膜 联 结 壁 磷 壁 酸 ： 共 价 键 与 肽 聚 糖 上 的 胞 壁 酸 联 结 功 能 ： a. G+菌 的 重 要 抗 原 b. 保 持 离 子 平 衡 c. 类 似 于 菌 毛 的 作 用 ,粘 附 作 用 ,与 致 病 有 关 。 （ 口 腔 粘 膜 、 皮 肤 细 胞 ， LC.P.RBC,均 有 膜 磷 壁 酸 的 结 合 点 ） 特 殊 的 表 面 蛋 白 ： SPA、 M蛋 白 Gram s阴 性 菌 ？ Gram s阴 性 菌 ： 壁 溥 ， 厚

10、为 10-15nm， 结 构 复 杂 ,交 联 率 低 。 肽 聚 糖 外 膜 GG GGM M丙 谷DAB丙 丙 DAB谷 丙 外 膜 ： G 菌 特 有 ， 为 胞 壁 主 要 成 分 ， 厚 8-10nm。 包 括 ： 脂 质 双 层 ： 液 态 ， 似 细 胞 膜脂 蛋 白 ： 向 内 与 肽 聚 糖 （ ） 相 连 脂 多 糖 ： G 菌 的 内 毒 素 ， 由 脂 质 A、 核 心 多 糖 、 特 异 多 糖 组 成 脂 质 A： 内 毒 素 的 主 要 组 分 ， 毒 性 部 位 ， 无 种 属 特 异 ， 由 焦 磷 酸 键 联 结 的 氨 基 葡 萄 糖 聚 二 糖 链 ，

11、耐 热 。 核 心 多 糖 ： 由 已 糖 、 庚 糖 、 2-酮 基 -3-脱 脂 多 糖 氧 辛 酸 (KDO)磷 酸 乙 醇 胺 组 成 与 脂 质 A共 价 结 合 ,有 种 属 特 异 性 。 寡 糖 重 复 单 位 ： 低 聚 糖 重 复 单 位 构 成 ， 为 G- 菌 的 菌 体 抗 原 即 O抗 原 ， 有 种 特 异 性 。 7 脂 多 糖 ： 机 体 中 毒 ， 引 起 发 热 ， 促 过 淋 巴 细 胞 增 殖 ， 刺 激 骨 髓 ， 细 胞 增 生 ， 激 活 补 体 、 凝 血 因 子 、 佐 剂 。 菌与菌细胞壁结构的比较 G+ 菌 与 G- 菌 的 差 别 及

12、与 细 胞 壁 的 关 系项 目 革 兰 阳 性 菌 革 兰 阴 性 菌 细 胞 壁 的 关 系染 色 性 紫 色 红 色 细 胞 壁 对 酒 精 的 通 透 性抗 原 性 主 要 为 磷 壁 酸 主 要 为 外 膜 细 胞 壁 的 化 学 组 成 不 同毒 性 无 内 毒 素 有 内 毒 素 内 毒 素 为 阴 性 菌 细 胞 壁 成 分对 青 霉 素 的 作 用 有 效 无 效 作 用 部 位 为 肽 聚 糖 五 肽 交 联 桥对 溶 菌 酶 的 作 用 有 效 无 效 作 用 部 位 为 肽 聚 糖 聚 糖 骨 架 细 菌 L型 （ bacterial L form） 概 念 ： 某 些

13、 药 物 作 用 于 细 菌 ， 可 抑 制 的 肽聚 糖 的 合 成 或 破 坏 细 胞 壁 的 结 构 ， 在 高 渗环 境 下 ， 细 菌 仍 可 存 活 ， 成 为 细 胞 壁 缺 陷型形 成 条 件 ： 溶 菌 酶 、 青 霉 素 、 胆 汁 、 溶 葡 萄 球 菌素 、 抗 体 、 补 体 等 生 物 学 特 性 ： 多 形 性 、 革 兰 阴 性 、 高 渗 培 养 、生 长 缓 慢 、 荷 包 蛋 样 菌 落 、 可 回 复 突 变 致 病 性 ， 常 引 起 慢 性 和 反 复 发作 的 尿 路 感 染 、 骨 髓 炎 、 心 内 膜 炎与 医 学 的 关 系 ： （ 二 ）

14、 细 胞 膜 ： 、 细 胞 膜 性 质 与 结 构 ： 70%为 蛋 白 质 ,30%为 脂 类 ,少 量 多 糖 ,柔 韧 致 密 ,富 于 弹 性 ,不 含 固 醇 类 物 质 。 、 功 能 ： （ ） 物 质 转 运 ： 1000 ,载 体 蛋 白 -主 动转 运 （ ） 呼 吸 作 用 ： 胞 膜 、 中 介 体 上 呼 吸 酶 （ 细 胞 色 素 和 某 些 脱 氢 酶 ） 。 （ ） 生 物 合 成 与 分 泌 作 用 ： 酶 。 合 成 酶 肽 聚糖 、 磷 壁 酸 、 脂 多 糖 （ ） 细 胞 分 裂 ： 中 介 体 中 介 体 ： 细 菌 的 细 胞 膜 折 叠 形 成

15、 的 囊 状 物 ， 向 内 陷 入 干 胞 质 中 ， 内 含 卷 曲 的 管 状 、 板 状 、 泡 状 结 构 。 功 能 ： 类 似 纺 锤 丝 、 线 粒 体 的 作 用 。 （ 三 ） 细 胞 质 ： 胶 状 ， 水 蛋 白 核 酸 脂 质 较 多 ， 嗜 碱 性 故 易 着 色 。作 用 ： 新 陈 代 谢 ， 合 成 蛋 白 质 和 的 场 所 1、 核 糖 体 (ribosome)： 游 离 于 胞 质 的 微 小 颗 粒 ，直 径 1520nm， 沉 降 系 数 为 70S(50s,30s)。（ RNA占 70%， 30%蛋 白 质 ） ，链 霉 素 30S 红 霉 素 5

16、0S 干 扰 蛋 白 质 的 合 成 人 的 为 80S(60s,40s)故 抗 生 素 对 人 细 胞 无 损 伤 。 2、 胞 质 颗 粒 异 染 颗 粒 RNA、 多 偏 磷 酸 盐 嗜 碱 ， 着 色 深 诊 断 价 值 （ 白 喉 棒 状 杆 菌 ） 3、 质 粒 (plasmid)： 染 色 体 外 的 遗传 物 质 为 闭 合 环 状的 双 股 DNA， 大 小 不等 ， 带 有 遗 传 信 息 ，控 制 细 菌 的 某 些 遗传 性 状 。 基 本 特 性 ：（ ） 自 主 复 制 （ ） 不 相 容 性 与 相 容 性 （ ） 转 移 性 （ ） 决 定 细 菌 的 生 物

17、学 特 性 ， 如 致 病 性 、 抗 药 性 。 医 学 上 重 要 的 质 粒 有 因 子 、 因 子 、 col因 子 例 如 : G+菌 的 R因 子 介 导 的 -内 酰 胺 酶 已 有37种 ,归 为 4组 广 谱 作 用 酶 ， 新 青 霉 素 水 解 酶 ， 胺 苄 青 霉 素 水 解 酶 。 链 球 菌 质 粒 酶 核 糖 体 甲 基 化 抵 抗 红 霉 素 作 用 。 （ 通 过 接 合 转 移 给 易 感 细 菌 ） 金 黄 色 葡 萄 球 菌 的 耐 药 性 由 质 粒 决 定 ， 某 些 细 菌 的 致 病 性 由 质 粒 控 制 ， 如 淋 球 菌 的 菌 毛 ，

18、产 毒 大 肠 杆 菌 与 侵 袭 力 大 肠 杆 菌 均 由 质 粒 控 制 其 致 病 性 。 （ 四 ） 核 质 （ nuclear material ） ： 细 菌 的 遗 传 物 质 ,闭 合 的 环 状 双 股 DNA 如 大 肠 杆 菌 染 色 体 ， 分 子 量 为 3 109， 伸 展 长 度 1.3mm， 约 含 4640kbp， 携 带 4288个 基 因 ， 控 制 细 菌 的 遗 传 性 状 。 细 菌 的 特 殊 构 造 鞭 毛芽 孢 菌 毛荚 膜 （ 一 ） 荚 膜 ： 某 些 细 菌 在 细 胞 壁 外 围 绕 着 一 层 粘 液 性 物 质 ， 其 厚 度 在

19、 0.2um以 上 者 ， 普 通 显 微 镜 不 可 见 ， 边 界 不 明 ， 称 为 荚 膜 。 荚 膜 与 粘 液 层 、 微 荚 膜 的 区 别 、 不 易 着 色 （ 透 明 圈 ） 、 多 为 多 糖 ， 少 为 多 肽 ， 抗 原 性 分 型 ， 现 代 有 学 者 统 称 为 糖 萼 。 荚 膜 肿 胀 试 验 (Quellung reaction) 、 营 养 好 ， 形 成 光 滑 型 菌 落 （ S菌 落 ） 营 养 差 ， 丢 失 ， 形 成 粗 糙 型 菌 落 （ 菌 落 ） 、 抗 吞 噬 、 抗 消 化 、 抗 体 液 因 子 杀 菌 作 用 致 病 、 黏 附

20、 作 用 、 抗 有 害 物 质 、 保 护 水 份 （ 二 ） 芽 胞 ： 某 些 细 菌 在 一 定 环 境 下 ， 能 在 菌 体内 形 成 一 个 圆 形 的 或 椭 圆 形 的 小 体 ， 称 为Spore， 含 有 酶 、 核 质 及 合 成 菌 体 成 分 的 机 构 ，一 旦 条 件 合 适 发 展 成 为 繁 殖 体Endospore are highly resistant resting forms) 特 点 、 鉴 别 2、 发 展 成 为 繁 殖 体 3、 折 光 性 强 ， 壁 厚 ， 不 易 着 色 。 核 心 、 内 膜 、 芽 胞 壁 、 皮 质 、 外 膜

21、、 芽 胞 壳 、 芽 胞 外 衣 4、 彻 底 消 毒 灭 菌 的 指 标 多 层 厚 膜 、 水 份 少 、 蛋 白 质 不 易 变 性 、 耐 热 酶 、 吡 啶 二 羧 酸 （ 三 ） 鞭 毛 （ flagellum） ： 运 动 器 官 由 丝 状 体 、 钩 状 体 、 基 础 小 体 构 成 。意 义 ： 鉴 定 ： 有 无 鞭 毛 ， 何 种 类 型 ， 如 霍 乱 弧 菌 单 鞭 毛 ， 空 肠 螺 杆 菌 双 鞭 毛 ， 绿 脓 杆 菌 丛 鞭 毛 ， 伤 寒 杆 菌 周 鞭 毛抗 原 性 ： 抗 原 。 有 些 细 菌 的 鞭 毛 与 致 病 性 有 关 鞭 毛 ： 附

22、着 在 菌 体 上 的 细 长 呈 波 状 弯 曲 的 丝 状 物 功 能 ： 与 细 菌 的 运 动 有 关 化 学 组 成 ： 主 要 成 分 是 蛋 白 质 类 型 ： 单 毛 菌 、 双 毛 菌 、 周 毛 菌 悬 滴 法 、 半 固 体 培 养 基 观 察 细 菌 动 力半 固 体 培 养 基 半 固 体 培 养 基 （ 四 ） 菌 毛 （ Pilus） 许 多 菌 及 少 数 菌 体 表 有 短 而 硬 ，比 鞭 毛 更 细 的 丝 状 物 分 为 common pilus differential staining ( Gram stain, Acid-fast stain), Special staining( negative stain, spore stain, flagella stain)Methods 青 霉 素 、 链 霉 素 和 红 霉 素 是 如 何 发 挥 杀 菌 作用 的 ？ 为 何 不 影 响 人 类 细 胞 的 功 能 ？思 考 题 ： 细 菌 有 那 些 特 殊 结 构 ？ 研 究 细 胞 特 殊 结 构 有什 么 意 义 ？G+菌 和 G-菌 细 胞 壁 结 构 差 别 ？ 在 致 病 性 、检 测 和 治 疗 上 有 何 意 义 ？细 菌 L型 的 生 物 学 特 点 和 临 床 意 义 有 哪 些 ？