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1、第二章 细菌(bacterium) 的形态与结构,细菌的大小(Size of Bacteria),微米(m) 球菌coccus 杆菌bacillus 螺形菌spiral bacterium,细菌的形态与排列(Shape of Bacteria),球菌(coccus),杆菌(bacillus),螺形菌 (spiral bacterium),弧菌 螺菌 螺杆菌,细菌的结构(Structure of Bacteria),细菌的基本结构: 细胞壁、细胞膜、细胞质、核质 细菌的特殊结构: 荚膜、鞭毛、菌毛、芽胞,细胞壁( Cell Wall),位于菌细胞的最外层,包绕在细胞膜的周围。组成较复杂, 并随不
2、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,肽聚糖(peptidoglycan) 革兰阳性菌 聚糖骨架、四肽侧链、五肽交联桥 三维立体结构,坚固 1550层 革兰阴性菌 聚糖骨架、四肽侧链 二维平面结构,疏松 12层,N-乙酰葡糖胺,N-乙酰胞壁酸,1,4糖苷键,共有组分,溶菌酶作用位点,青霉素作用位点,特殊组分,革兰阳性菌 磷壁酸(teichoic acid) 磷壁醛酸 特殊蛋白: A蛋白、M蛋白,Wall teichoic acid,(LTA),革兰阴性菌 外膜(outer membrane) 脂蛋白 脂质双层 脂多糖LPS,LIPID BILAYER,脂多糖(
3、lipopolysaccharide,LPS),(1)脂质A(lipid A) 为一种糖磷脂,由D-氨基葡萄糖双糖组成的基本骨架,不同细菌骨架一致。 内毒素毒性与生物学活性成分 无种属特异性 (2)核心多糖(core polysaccharide) 位于脂质A的外层 有属特异性,同一属细菌相同 (3)特异多糖(specific polysaccharide) 最外层,由数个至数十个低聚糖(35个单糖)重复单位所构成的多糖链。 是革兰阴性菌的菌体抗原(O抗原),具有种特异性 缺失,细菌变为粗糙型,革兰阳性菌,革兰阴性菌,G+ 菌与G- 菌细胞壁的比较,细胞壁 革兰阳性菌 革兰阴性菌 强度 较坚韧
4、 较疏松 厚度 20-80nm 10-15nm 肽聚糖层数 可多达50层 1-2层 肽聚糖含量 50%-80% 5%-20% 磷壁酸 有 无 外膜 无 有,G+ 菌与G- 菌的差别及与细胞壁的关系,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,功能 维持菌体固有的形态,并保护细菌抵抗低渗环境 (阳性菌2025大气压,阴性菌56大气压)
5、参与菌体内外的物质交换 菌体表面带有多种抗原表位,可以诱发机体的免疫应答 磷壁酸:重要表面抗原,与血清型分类有关 外膜:屏障结构,与致病性相关 LPS,细菌L型(bacterial L form),概念:某些药物作用于细菌,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,与医学的关系: 致病性,常引起慢性和反复发作的感染,细胞膜(cell membrane),或称胞质膜(cytoplasmic membrane), 细胞壁内侧
6、,包绕细胞质,结构:磷脂、蛋白质 不含胆固醇 功能 中介体(mesosome)是部分细胞膜内陷、折叠、卷曲形成的囊状物,多见于革兰阳性细菌,细胞质(cytoplasm),细胞膜包裹的溶胶状物质,或称原生质(protoplasm),由水、蛋白质、脂类、核酸及少量糖和无机盐组成,其中含有许多重要结构。 核糖体(ribosome)RNA和蛋白质 沉降系数 70s 50s+30s(真核80s 60s+40s),质粒(plasmid) 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),核质(nuclear material),原核细胞,不具成形的核。遗传物质称为核质或拟核(
7、nucleoid), 无核膜、核仁和有丝分裂器;因其功能与真核细胞的染色体相似,决定细菌的遗传变异,亦称细菌的染色体(chromosome) 一般为单倍体,是一个共价闭合环状双链DNA 分子 大肠埃希菌核质分子量约310 9Dal ,长度1.1mm,4.710 6 碱基,约30005000个基因,特殊结构 荚膜(capsule),概念:某些细菌在其细胞壁外包绕一层粘液性物质,为疏水性多糖或蛋白质的多聚体,用理化方法去除后并不影响菌细胞的生命活动 0.2m荚膜, 0.2m 微荚膜 化学组成:多糖/多肽 形成条件:营养丰富 染色:不易着色,负染(墨汁),荚膜的功能,抗吞噬作用 肺炎链球菌 粘附作用
8、 导管,医院内感染 抗有害物质的损伤作用,鞭毛(flagellum),概念:许多细菌菌体上附有细长并呈波状弯曲的丝状物。鞭毛长520m,直径1230nm 数量与部位: 单毛菌 双毛菌 丛毛菌 周毛菌 化学组成:鞭毛蛋白,结构 从细胞膜长出,游离于胞外,功能,细菌的运动器官 有些细菌的鞭毛与致病性有关 根据鞭毛菌的动力和鞭毛的抗原性(H抗原),可用以鉴定细菌和进行细菌分类,菌毛(pilus或fimbriae),概念:许多革兰阴性菌和少数革兰阳性菌菌体表面存在着一种比鞭毛更细、更短而直硬的丝状物,与细菌的运动无关。(电镜观察) 种类及功能 普通菌毛ordinary pilus 性菌毛sex pil
9、us(F菌毛)由F质粒编码 普通菌毛 多,短而细 粘附,致病 性菌毛 少,粗、长、中空 遗传物质传递,普通菌毛:细菌的粘附结构 ,与宿主细胞表面特异性受体结合,与致病性密切相关,性菌毛:接合,毒力、耐药性等性状的遗传物质传递。,芽胞(spore),某些革兰阳性细菌在一定的环境条件下,在菌体内部形成一个圆形或卵圆形小体,是细菌的休眠形式 芽胞杆菌属、梭菌属,形成条件:营养缺乏 保存全部生命必需物质:核酸、酶、合成菌体成分的结构 休眠状态,无新陈代谢 可发芽 1个细菌1个芽胞1个细菌 细菌繁殖体 芽胞休眠体 每种细菌形成一种类型芽胞,功 能,抵抗力强。耐干燥、热、辐射、化学消毒剂 100数小时 消毒灭菌是否彻底的标准 最可靠方法为高压蒸气灭菌 致病性 不直接引起疾病,发芽后形成繁殖体后致病 鉴别意义 根据芽胞位置、大小等,细菌形态与结构检查法,普通光学显微镜(light microscope) 电子显微镜(electron microscope) 暗视野显微镜(darkfield microscope) 相差显微镜(phase contrast microscope) 荧光显微镜(fluorescence microscope) 同焦点显微镜(cofocal microscope),放大法,染色法,最常用最重要的染色法 革兰染色法(Gram stain),