细菌的形态与结构课件

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1、第一章 细菌的形态与结构,2018/9/14,微 寄 教 研 室,2,本章节学习重点： 掌握或熟悉细菌的基本形态、基本结构及特殊结构的特征与功能； 熟悉细菌生长繁殖的条件及繁殖方式、人工培养方法以及与细菌鉴别和致病有关的代谢产物。,2018/9/14,微 寄 教 研 室,3,第一节 细菌的形态与结构,细菌(Bacterium)是属于原核细胞型的单细胞生物,形体微小,结构简单。无成形细胞核、也无核仁和核膜，除核蛋白体外无其他细胞器。在适宜的条件下有相对稳定的形态与结构。,一般将细菌染色后用光学显微镜观察，可识别各种细菌的形态特点，而其内部的超微结构须用电子显微镜才能看到。细菌的形态对诊断和防治疾

2、病以及研究细菌等方面工作，具有重要的理论和实践意义。,2018/9/14,微 寄 教 研 室,4,2018/9/14,微 寄 教 研 室,5,一、细菌的大小：观察细菌常用光学显微镜,通常以微米(Micrometer,um;1um=1/1000mm)作为测量它们大小的单位，肉眼的最小分辩率为0.2mm,观察细菌要用光学显微镜放大几百倍到上千倍才能看到。,2018/9/14,微 寄 教 研 室,6,二、细菌的形态：按其外形主要有三类，球菌、杆菌、螺形菌。,1球菌（Coccus）呈圆球形或近似圆球形，有的呈矛头状或肾状。单个球菌的直径约在0.81.2um左右。由于繁殖时细菌细胞分裂方向和分裂后细菌粘

3、连程度及排列方式不同可分为： （1）双球菌（Diplococcus）:在一个平面上分裂成双排列，如肺炎双球菌、脑膜炎双球菌。 （2）链球菌（Streptococcus）：在一个平面上分裂 ，成链状排列，如溶血性链球菌。,2018/9/14,微 寄 教 研 室,7,2018/9/14,微 寄 教 研 室,8,（3）葡萄球菌（Staphylococcus）:在几个不规则的平面上分裂，则菌体多堆积在一起，而呈葡萄状排列，如金黄色葡萄球菌。 （4）四联球菌（Micrococcus tetragenus）:在两个相互垂直的平面上分裂，以四个球菌排呈方形，如四联加夫基菌。 （5）八迭球菌（Sarcina）

4、:在三个互相垂直的平面上分裂，八个菌体重叠呈立方体状，如藤黄八叠球菌。,2018/9/14,微 寄 教 研 室,9,2018/9/14,微 寄 教 研 室,10,2杆菌（Bacillus）菌体的形态多数呈直杆状，也有的菌体微弯。 各种杆菌的大小、长短、弯度、粗细差异较大。大多数杆菌中等大小长25um，宽0.31um。大的杆菌如炭疽杆菌(35um1.01.3um),小的如野兔热杆菌(0.30.7um0.2um)。,菌体两端多呈钝圆形，少数两端平齐（如炭疽杆菌），也有两端尖细（如梭杆菌）或未端膨大呈棒状（如白喉杆菌）。有的菌体短小，近似椭圆形，称为球杆菌；有的常呈分枝生长趋势，称分枝杆菌。排列一般

5、分散存在，无一定排列形式，偶有成对或链状，个别呈特殊的排列如栅栏状或V、Y、L字样。,2018/9/14,微 寄 教 研 室,11,2018/9/14,微 寄 教 研 室,12,球杆菌,长杆菌,棒状杆菌,2018/9/14,微 寄 教 研 室,13,3螺形菌（Spirillar bacterium） 菌体弯曲，可分为： （1）弧菌（Vibrio）菌体只有一个弯曲，呈弧状或逗点状。如霍乱弧菌。 （2）螺菌（Spirillum）菌体较长，有数个弯曲。如鼠咬热螺菌。 （3）弯曲菌（Campylobacter）菌体有单个或多个弯曲。如空肠弯曲菌。,2018/9/14,微 寄 教 研 室,14,弧菌,螺

6、杆菌,2018/9/14,微 寄 教 研 室,15,细菌形态可受各种理化因素的影响，一般说来，在生长条件适宜时培养818小时的细菌形态较为较为典型。 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。,幼龄细菌形体较长；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，如梨形、气球状、丝状等，称为衰退型或细胞壁缺陷（L型细菌）不易识别。,2018/9/14,微 寄 教 研 室,16,2018/9/14,微 寄 教 研 室,17,葡萄球菌,L型葡萄球菌,2018/9/14,微

7、寄 教 研 室,18,第二节 细菌的结构,细菌的结构对细菌的生存、致病性和免疫性等均有一定作用。细菌结构按分布部位大致可分为： 表层结构：包括细胞壁、细胞膜、荚膜； 内部结构：包括细胞质、核蛋白体、核质、质粒及芽胞等； 外部附件：包括鞭毛和菌毛。,习惯上又把一个细菌生存不可缺少的，或一般细菌通常具有的结构称为基本结构； 而把某些细菌在一定条件下所形成的特有结构称为特殊结构。,2018/9/14,微 寄 教 研 室,19,2018/9/14,微 寄 教 研 室,20,2018/9/14,微 寄 教 研 室,21,鞭毛,菌毛,中介体,荚膜,细胞质,核糖体,核质,胞质颗粒,细胞膜,细胞壁 /外膜,2

8、018/9/14,微 寄 教 研 室,22,一、细菌的基本结构,细菌生存不可缺少的，或一般细菌通常具有的结构。 细菌基本结构包括：细胞壁、细胞膜、细胞质及核质。,2018/9/14,微 寄 教 研 室,23,（一）细胞壁（Cell wall）,细胞壁为细菌表面比较复杂的结构。位于菌细胞的最外层，围绕在细胞膜外围，是一层较厚（580nm）、质量均匀的网状结构，可承受细胞内强大的渗透压而不破坏。细胞壁坚韧而有弹性。 功能：维持细菌的外形；对细菌起保护作用；具抗原性；参与菌细胞内外物质交换等。,用革兰(Gram)染色细菌 革兰阳性菌（G+菌）革兰阴性菌（G-菌）细胞壁结构差异大,细胞膜,肽聚糖,膜磷

9、壁酸,壁磷壁酸,革兰阳性菌细胞壁结构：肽聚糖和磷壁酸组成,L-丙-D-谷-L-赖-D-丙,革兰阳性菌 例如葡萄球菌,聚糖骨架,四肽侧链,五肽交联桥,是由N-乙酰葡萄糖胺和N-乙酰胞酸两种氨基糖经-1.4糖苷键连接间隔排列形成的多糖支架。,5个甘氨酸的肽链，交联时一端与四肽侧链第三位上L-赖连接，另一端与相邻侧链第四位D-丙连接。交联率可达90%，形成坚固致密的三维立体网状结构。,聚糖骨架,五肽交联桥,四肽侧链,-1,4糖苷键,溶菌酶作用点,青霉素作用点,革兰阳性菌细胞壁结构,（交替间隔排列）,堆砌而成,肽聚糖(数十层),聚糖骨架,N-乙酰葡萄糖胺 (G),N-乙酰胞壁酸(M),四肽侧链,L-丙

10、氨酸 D-谷氨酸 L-赖氨酸 D-丙氨酸,五肽交联桥： 5个甘氨酸,磷壁酸,壁磷壁酸 一端通过磷脂与肽聚糖的M 共价另一端则游离于细胞壁外,膜磷壁酸 一端与细胞膜外层上的糖脂共价相连另一端穿过肽聚糖达细胞壁表层呈游离状态,磷壁酸作用可增加细菌的黏附性，与某些病原菌的致病性有关 构成细菌的表面抗原,革兰阴性菌细胞壁结构,肽聚糖的结构(革兰阴性菌),N-乙酰葡糖胺,N-乙酰胞壁酸,四肽侧链,革兰阴性菌细胞壁结构,脂多糖脂质双层脂蛋白,类似细胞膜，双层内镶嵌着多种蛋白(外膜蛋白),蛋白质部分与肽聚糖四肽侧链相连， 脂质部分与脂质双层相连,核心多糖,是内毒素的毒性和生物学活性的主要成分，与细菌的致病性

11、有关无种属特异性,细菌若缺失特异性多糖， 则由光滑（S）型变为粗糙（R）型 有种特异性,有属特异性,聚糖骨架 四肽侧链,含有多种蛋白酶、核酸酶、解毒酶及特殊结合蛋白， 在细菌获得营养、解除有害物质毒性等方面发挥着重要作用,组 成,外膜,四肽侧链中第3位氨基酸不是L-赖氨酸，而是二氨基庚二酸 (DAP),肽聚糖,周浆间隙,类脂A,特异性多糖,(O抗原),周浆间隙（periplasmic space）,又称壁膜空间，指位于细胞壁与细胞膜之间的狭窄间隙 。内中含有多种蛋白酶、核酸酶、解毒酶和特殊结合蛋白等，在细菌获得营养、解毒方面有重要作用。,细胞壁的结构,G+菌细胞壁,G菌细胞壁,G+菌和G-菌细

12、胞壁比较,2018/9/14,微 寄 教 研 室,36,G+菌与G-菌细胞壁结构的比较,革兰阳性菌和革兰阴性菌细胞壁组成的比较,结构与成分 革兰阳性菌 革兰阴性菌强度 较坚韧 较疏松厚度(nm) 厚(2080) 薄(1015)肽聚糖层数 1550层 12层肽聚糖(细胞干重%) 主要成分(5090) 次要成分(010)类脂质(细胞干重%) 一般无(2) 含量较高(020)磷壁酸 有 无脂多糖 无 有外膜 无 有,2018/9/14,微 寄 教 研 室,38,革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌的细胞壁结构显著不同，导致这两类细菌在染色性、抗原性、致病性、对某些药物的敏感性等方面的很大差异。,2018/9/

13、14,微 寄 教 研 室,39,2018/9/14,微 寄 教 研 室,40,细胞壁的功能： 细胞壁对维持细菌的固有形态起重要作用；细菌细胞壁坚韧而富有弹性，保护细菌抵抗低渗环境，承受细胞内的506.62533.1kPa（525个大气压）的渗透压，并使细菌在低渗的环境下细胞不易破裂； 参与菌体内外物质交换：可充许水分及直径小于1nm的可溶性小分子自由通过； 决定了细菌的抗原性：细胞壁上带有多种抗原决定簇。,2018/9/14,微 寄 教 研 室,41,指细胞壁缺陷的细菌（L型细菌） 因首次在Lister研究所发现。当细菌细胞壁中的肽聚糖结构受到理化或生物因素的直接破坏或合成被抑制，这种细胞壁受

14、损的细菌一般在普通环境中不能耐受菌体内部的高渗透压而将胀裂死亡；但在高渗环境下，它们仍可存活而成为细菌细胞壁缺陷型。,革兰氏阳性菌L型称为原生质体，必须生存于高渗环境中。 革兰氏阴性菌L型称为原生质球,在低渗环境中仍有一定的抵抗力。,2018/9/14,微 寄 教 研 室,42,2018/9/14,微 寄 教 研 室,43,细菌L型的形态因缺失细胞壁而呈高度多形性，有球状、杆状和丝状。大小不一，L型细菌大多数染成革兰氏阴性。细菌L型生长繁殖时的营养要求基本与原菌相同，但必须补充3%5%的NaC1、10%20%蔗糖或7%聚乙烯吡咯酮（PVP）等稳定剂，以提高培养基的渗透压。同时还需要加入人或马血

15、清。,L型细菌生长较缓慢，一般培养27天后在软琼脂平板形成中同较厚、四周较薄的荷包蛋样细小菌落。此外，L型菌尚有颗粒型和丝状型两种类型。L型细菌在液体培养基中生长后呈较疏松的絮状颗粒，沉于管底，培养液则澄清。,2018/9/14,微 寄 教 研 室,44,2018/9/14,微 寄 教 研 室,45,人工诱导或自然情况下，细菌L型在体内或体外均能产生。各种细菌L型有一个共同的致病特点。即引起多组织的间质性炎症。L型细菌的致病性有所减弱，但在一定条件下L型又可恢复为细菌型，引起病情加重。变形后的细菌其形态、培养特性均发生了改变，以致查不出病原使许多病人贻误诊治。临床遇有症状明显而标本常规细菌培养阴性者，应考虑细菌L型感染的可能性，宜作细菌L型的专门培养。,2018/9/14,微 寄 教 研 室,46,2018/9/14,微 寄 教 研 室,47,2018/9/14,微 寄 教 研 室,48,（二）细胞膜,或称胞膜：位于细胞壁内侧，包绕在细菌胞质外的具有弹性的半渗透性脂质双层生物膜。主要由磷脂及蛋白质构成，膜不含胆固醇是与真核细胞膜的区别点。细胞膜有选择性通透作用，与细胞壁共同完成菌体内外的物质交换。膜上有多种呼吸酶，参与细胞的呼吸过程。膜上有多种合成酶，参与生物合成过程。细菌细胞膜可以形成特有的结构。,