董海艳《医学微生物学》第1章细菌形态与结构.ppt

医学微生物学医学微生物学医学微生物学与免疫学教研室 董海艳medical microbiology主要内容主要内容n n绪论绪论n n细菌学：细菌学：细菌的形态和结构细菌的形态和结构细菌的形态和结构细菌的形态和结构什么是微生物？什么是微生物？生物界的组成生物界生物界生物界生物界宏生物宏生物动物、植物动物、植物微生物微生物真核微生物、原核微生物真核微生物、原核微生物非细胞型微生物非细胞型微生物微生物的概念微生物的概念：存在于自然界的一群个体微小、结构简单、存在于自然界的一群个体微小、结构简单、肉眼看不见的微小生物。肉眼看不见的微小生物。分布分布：广泛分布于自然界与人和动物体内：广泛分布于自然界与人和动物体内绪论微生物的种类：按照大小、结构组成可分成三大类n n真核细胞型微生物真核细胞型微生物真核细胞型微生物真核细胞型微生物：细胞核有核膜、核仁和染色体，细胞核有核膜、核仁和染色体，细胞器完整。如：细胞器完整。如：真菌真菌真菌真菌n n原核细胞型微生物原核细胞型微生物原核细胞型微生物原核细胞型微生物:仅有原始的核质，无核膜、核仁，仅有原始的核质，无核膜、核仁，无完善的细胞器。无完善的细胞器。如：如：细菌、放线菌、支原体、衣原体、螺旋体、立克次体细菌、放线菌、支原体、衣原体、螺旋体、立克次体细菌、放线菌、支原体、衣原体、螺旋体、立克次体细菌、放线菌、支原体、衣原体、螺旋体、立克次体n n非细胞型微生物非细胞型微生物非细胞型微生物非细胞型微生物：结构简单，只能在活细胞内生长繁结构简单，只能在活细胞内生长繁殖。殖。如如：病毒：病毒：病毒：病毒 病原生物学包括：医学微生物学人体寄生虫学 医学微生物学研究与人类疾病有关的病原微生物的形态结构、生长代谢、遗传变异、致病机制、免疫机制及实验室诊断和防治措施的一门学科。微生物学的发展过程与现状微生物学的发展过程与现状n n经验时期经验时期：保存食物的方法；水煮沸后饮用保存食物的方法；水煮沸后饮用保存食物的方法；水煮沸后饮用保存食物的方法；水煮沸后饮用n n实验时期实验时期：吕文虎克吕文虎克吕文虎克吕文虎克-显微镜显微镜显微镜显微镜 巴斯德巴斯德巴斯德巴斯德-巴氏消毒法巴氏消毒法巴氏消毒法巴氏消毒法 疫苗：霍乱、炭疽、狂犬病疫苗：霍乱、炭疽、狂犬病疫苗：霍乱、炭疽、狂犬病疫苗：霍乱、炭疽、狂犬病 李斯特李斯特李斯特李斯特-外科消毒、无菌操作外科消毒、无菌操作外科消毒、无菌操作外科消毒、无菌操作 郭霍郭霍郭霍郭霍-细菌的固体培养、染色方法、细菌的固体培养、染色方法、细菌的固体培养、染色方法、细菌的固体培养、染色方法、实验动物感染实验动物感染实验动物感染实验动物感染 伊万诺夫斯基伊万诺夫斯基伊万诺夫斯基伊万诺夫斯基-烟草花叶病毒烟草花叶病毒烟草花叶病毒烟草花叶病毒-18921892n n现代时期现代时期：发现发现发现发现-类病毒、朊粒类病毒、朊粒类病毒、朊粒类病毒、朊粒，新型疫苗研制、，新型疫苗研制、，新型疫苗研制、，新型疫苗研制、抗生素的发明抗生素的发明抗生素的发明抗生素的发明（Antony van LeeuwenhoekAntony van Leeuwenhoek，1632-17231632-1723）巴斯德：微生物学的巴斯德：微生物学的奠基人奠基人巴斯德（巴斯德（巴斯德（巴斯德（Louis PasteurLouis PasteurLouis PasteurLouis Pasteur，18221822182218221895189518951895）法国的化学家，对发酵感兴趣法国的化学家，对发酵感兴趣发现好酒中有一种微生物，发现好酒中有一种微生物，-酵酵母母而酸败的酒中有比酵母小的微生物而酸败的酒中有比酵母小的微生物 -细菌细菌在加入酵母前先将葡萄提取液短暂在加入酵母前先将葡萄提取液短暂加热，来减少细菌引起的酸败加热，来减少细菌引起的酸败-巴巴氏消毒法氏消毒法疫苗疫苗科赫：发现了许多人类疾病科赫：发现了许多人类疾病的病原的病原Robert Koch(Robert Koch(1843-1910)1843-1910)1843-1910)1843-1910)n n德国医生德国医生德国医生德国医生炭疽杆菌与炭疽病炭疽杆菌与炭疽病炭疽杆菌与炭疽病炭疽杆菌与炭疽病分枝杆菌与肺结核分枝杆菌与肺结核分枝杆菌与肺结核分枝杆菌与肺结核霍乱弧菌与霍乱霍乱弧菌与霍乱霍乱弧菌与霍乱霍乱弧菌与霍乱提出科赫法则提出科赫法则提出科赫法则提出科赫法则微生物学的奠基人微生物学的奠基人微生物学的奠基人微生物学的奠基人n n2020世纪中叶，微生物学迅猛发展世纪中叶，微生物学迅猛发展n n但新的问题存在但新的问题存在传染病的致死率高：传染病的致死率高：HIV,HBV,HIV,HBV,结核病等结核病等新的病原出现新的病原出现新的病原出现新的病原出现:SARS:SARS:SARS:SARS病原的变异病原的变异病原的变异病原的变异微生物疾病的现实威胁Mad cow diease禽流感禽流感H5N1，新流感，新流感H1N1 第一篇第一篇 细菌学细菌学 第一章第一章 细菌的形态和结构细菌的形态和结构 细菌的大小与形态 go 细菌的结构 go 细菌形态与结构检查法 一、细菌的大小与形态一、细菌的大小与形态n n大小大小：以以以以微米（微米（微米（微米（mm）为测量单位为测量单位为测量单位为测量单位 光学显微镜，放大倍数一般最大为光学显微镜，放大倍数一般最大为光学显微镜，放大倍数一般最大为光学显微镜，放大倍数一般最大为10001000倍倍倍倍n n形态：形态：球菌 gogo 杆菌 螺形菌Go球菌球菌(x1,000)(SEM x23,000).杆菌杆菌(SEM x22,810)(x1,000)(SEM x15,575）(x1,000)弧菌弧菌HP,Helicobacter Pylori二、细菌的结构二、细菌的结构 细菌的基本结构细菌的基本结构 细菌的特殊结构细菌的特殊结构 细胞壁细胞壁 cell wall 荚膜荚膜 capsule 细胞膜细胞膜 cell membranecell membrane 鞭毛鞭毛 flagellum 细胞质细胞质 cytoplasm 菌毛菌毛 pilus 核质核质 nuclear material 芽胞芽胞 spore基本结构基本结构：细胞壁、细胞膜、细胞壁、细胞膜、细胞质、核质细胞质、核质特殊结构特殊结构：荚膜、鞭毛、荚膜、鞭毛、菌毛、菌毛、芽胞芽胞 细胞壁细胞壁(Cell Wall)n n位于细菌细胞的最外层，包绕细胞膜。组成较复杂，位于细菌细胞的最外层，包绕细胞膜。组成较复杂，位于细菌细胞的最外层，包绕细胞膜。组成较复杂，位于细菌细胞的最外层，包绕细胞膜。组成较复杂，并随不同细菌而异。并随不同细菌而异。并随不同细菌而异。并随不同细菌而异。n n用革兰染色法可将细菌分为两大类，即革兰阳性菌用革兰染色法可将细菌分为两大类，即革兰阳性菌用革兰染色法可将细菌分为两大类，即革兰阳性菌用革兰染色法可将细菌分为两大类，即革兰阳性菌（G+G+G+G+菌菌菌菌）和革兰阴性菌（）和革兰阴性菌（）和革兰阴性菌（）和革兰阴性菌（G G-菌菌菌菌）细菌基本结构细菌基本结构革兰阳性菌（革兰阳性菌（革兰阳性菌（革兰阳性菌（X1 000X1 000）革兰阴性菌（革兰阴性菌（革兰阴性菌（革兰阴性菌（X1 000X1 000）（1 1）G+G+菌的细胞壁菌的细胞壁的化学组成的化学组成 肽聚糖肽聚糖聚糖骨架聚糖骨架聚糖骨架聚糖骨架四肽侧链四肽侧链四肽侧链四肽侧链五肽交联桥（革兰阴性菌缺乏）五肽交联桥（革兰阴性菌缺乏）五肽交联桥（革兰阴性菌缺乏）五肽交联桥（革兰阴性菌缺乏）磷壁酸磷壁酸磷壁酸磷壁酸壁磷壁酸壁磷壁酸壁磷壁酸壁磷壁酸膜磷壁酸膜磷壁酸膜磷壁酸膜磷壁酸主要成分主要成分肽聚糖肽聚糖G+菌肽聚糖结构菌肽聚糖结构青霉素青霉素作用点作用点溶菌酶溶菌酶作用点作用点G-G-菌肽聚糖结构菌肽聚糖结构（1 1）G+G+菌的细胞壁菌的细胞壁的化学组成的化学组成 肽聚糖肽聚糖聚糖骨架聚糖骨架聚糖骨架聚糖骨架四肽侧链四肽侧链四肽侧链四肽侧链五肽交联桥（革兰阴性菌缺乏）五肽交联桥（革兰阴性菌缺乏）五肽交联桥（革兰阴性菌缺乏）五肽交联桥（革兰阴性菌缺乏）磷壁酸磷壁酸磷壁酸磷壁酸壁磷壁酸壁磷壁酸壁磷壁酸壁磷壁酸膜磷壁酸膜磷壁酸膜磷壁酸膜磷壁酸G+菌菌细细 胞胞 壁组成壁组成形态与结构形态与结构形态与结构形态与结构 肽聚糖肽聚糖聚糖骨架聚糖骨架聚糖骨架聚糖骨架四肽侧链四肽侧链四肽侧链四肽侧链 外膜外膜脂蛋白脂蛋白脂蛋白脂蛋白脂质双层脂质双层脂质双层脂质双层脂多糖（脂多糖（脂多糖（脂多糖（LPSLPS）（2 2）G G-菌细胞壁的组成菌细胞壁的组成脂质脂质A（毒性成份）（毒性成份）核心多糖（属特异性）核心多糖（属特异性）特异性多糖特异性多糖（种特异性）（种特异性）内毒素内毒素go 脂蛋白脂蛋白脂多糖脂多糖脂质双层脂质双层BackBack特殊组分：特殊组分：外外膜膜细胞壁细胞壁细胞壁细胞壁革兰阳性菌革兰阳性菌革兰阳性菌革兰阳性菌革兰阴性菌革兰阴性菌革兰阴性菌革兰阴性菌强度强度强度强度坚韧坚韧坚韧坚韧疏松疏松疏松疏松厚度厚度厚度厚度202080nm80nm101015nm15nm肽聚糖层数肽聚糖层数肽聚糖层数肽聚糖层数多达多达多达多达15155050层层层层1 12 2层层层层肽聚糖含量肽聚糖含量肽聚糖含量肽聚糖含量占细胞壁干重占细胞壁干重占细胞壁干重占细胞壁干重50%-50%-80%80%占细胞壁干重占细胞壁干重占细胞壁干重占细胞壁干重 5%-20%5%-20%糖类糖类糖类糖类脂类脂类脂类脂类磷壁酸磷壁酸磷壁酸磷壁酸45%45%1%-3%1%-3%有有有有15%-20%15%-20%11%-%11%-%无无无无外膜外膜外膜外膜无无无无有有有有形态与结构形态与结构形态与结构形态与结构（3 3）细胞壁的功能）细胞壁的功能n n决定菌体形态决定菌体形态n n保护细菌抵抗低渗环境保护细菌抵抗低渗环境n n参与菌体内外的物质交换参与菌体内外的物质交换n n菌体表面带有多种抗原表位菌体表面带有多种抗原表位n n与细菌的致病性相关与细菌的致病性相关(4)(4)细菌细胞壁缺陷型（细菌细菌细胞壁缺陷型（细菌L L型）型）n n细胞壁发生缺陷，在普通环境中不能生长，但细胞壁发生缺陷，在普通环境中不能生长，但在高渗环境中，由于菌体内、外渗透压处于平在高渗环境中，由于菌体内、外渗透压处于平衡状态，仍可存活，称细胞壁缺陷型或衡状态，仍可存活，称细胞壁缺陷型或L L型型细胞壁缺陷细菌细胞壁缺陷细菌形成条件形成条件生物学特性生物学特性与医学关系与医学关系细胞壁中肽聚糖结构受理化或生物因素细胞壁中肽聚糖结构受理化或生物因素 的直接破坏或合成抑制而形成。的直接破坏或合成抑制而形成。形态多形性形态多形性 染色革兰阴性染色革兰阴性培养高滲培养基培养高滲培养基 菌落油煎蛋样菌落油煎蛋样 仍有一定致病性，常发生在使用作用细胞仍有一定致病性，常发生在使用作用细胞壁的抗菌素治疗过程中，临床上遇有症状明显壁的抗菌素治疗过程中，临床上遇有症状明显而常规细菌培养阴性者应考虑此菌感染。而常规细菌培养阴性者应考虑此菌感染。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2、细胞膜、细胞膜n n位于细胞壁内侧，紧包细胞质，厚度约位于细胞壁内侧，紧包细胞质，厚度约7.5nm，柔韧富有弹性的半透性生物膜。，柔韧富有弹性的半透性生物膜。n n结构和功能与真核细胞基本相同。结构和功能与真核细胞基本相同。细胞膜的细胞膜的功能功能形态与结构形态与结构形态与结构形态与结构细胞膜电镜照片细胞膜电镜照片分泌和呼吸分泌和呼吸载体蛋白载体蛋白脂质双层脂质双层细胞膜模式结构图物质转运物质转运生物合成生物合成 白喉杆菌白喉杆菌细胞膜与中介体细胞膜与中介体细菌细胞膜的特有结构：细菌细胞膜的特有结构：中介体中介体部分细胞膜内陷、折叠卷曲形成的层状、管状或囊状物部分细胞膜内陷、折叠卷曲形成的层状、管状或囊状物功功能能参与细菌的分裂，类似真核细胞线粒体，为细菌提供大量能量。3、细胞质、细胞质n n细胞膜包裹的溶胶状物质细胞膜包裹的溶胶状物质n n由水、蛋白质、脂类、核酸及少量糖和由水、蛋白质、脂类、核酸及少量糖和无机盐组成无机盐组成细胞质细胞质形态与结构形态与结构形态与结构形态与结构 细胞质内含有许多重要结构细胞质内含有许多重要结构,常见有常见有n 核糖体核糖体n 质粒质粒n 胞质颗粒胞质颗粒与真核细胞不同，抗菌素（链霉素与真核细胞不同，抗菌素（链霉素/红霉素）作用部位红霉素）作用部位闭合环状的双链闭合环状的双链DNA，胞质中染色体以外遗传物质，胞质中染色体以外遗传物质，异染颗粒等，可鉴别细菌异染颗粒等，可鉴别细菌Cytoplasm异染颗粒：异染颗粒：胞质颗粒中的胞质颗粒中的一种，主要成分是一种，主要成分是RNA和和多偏磷酸盐，嗜碱性，染多偏磷酸盐，嗜碱性，染色时着色较深。色时着色较深。细菌核糖体细菌核糖体形态与结构形态与结构形态与结构形态与结构4、核质（、核质（nuclear material）n n原核细胞，不具成形的核。遗传物质称为原核细胞，不具成形的核。遗传物质称为核质或拟核（核质或拟核（nucleoid）n n无核膜、核仁和有丝分裂器无核膜、核仁和有丝分裂器；因其功能与；因其功能与真核细胞的染色体相似，真核细胞的染色体相似，决定细菌的遗传决定细菌的遗传变异，变异，亦称细菌的染色体亦称细菌的染色体（chromosome）n n一个共价闭合环状双链一个共价闭合环状双链一个共价闭合环状双链一个共价闭合环状双链DNA DNA 分子分子分子分子二、细菌的特殊结构二、细菌的特殊结构1.1.荚膜荚膜2.2.鞭毛鞭毛3.3.菌毛菌毛4.4.芽胞芽胞特殊结构特殊结构1.荚荚 膜（膜（Capsule）化学组成：化学组成：功能：功能：多糖或多肽多糖或多肽抗吞噬作用抗吞噬作用黏附作用黏附作用抗有害物质损伤作用抗有害物质损伤作用形态学标志形态学标志-细菌的鉴别细菌的鉴别产气荚膜杆菌肺炎链球菌2、鞭、鞭 毛毛Flagellum形态与结构形态与结构形态与结构形态与结构特殊结构特殊结构化学组成：化学组成：功能：功能：鞭毛蛋白鞭毛蛋白运动器官运动器官与致病有关与致病有关鉴定分类细菌鉴定分类细菌3、菌毛、菌毛 Pilus种类与功能：种类与功能：菌毛菌毛形态与结构形态与结构形态与结构形态与结构特殊结构特殊结构化学组成：化学组成：菌毛蛋白菌毛蛋白普通菌毛普通菌毛与致病有关与致病有关性菌毛性菌毛与遗传变异有关与遗传变异有关性菌毛性菌毛4、芽胞芽胞 Spore：功能与医学上意义：功能与医学上意义：形态与结构形态与结构形态与结构形态与结构细菌胞质脱水而成圆形或椭圆形小体，细菌胞质脱水而成圆形或椭圆形小体，为细菌休眠形式为细菌休眠形式对对外界的抵抗力增加外界的抵抗力增加可发芽成繁殖体有致病性可发芽成繁殖体有致病性有鉴别作用有鉴别作用应以杀死芽胞为灭菌效果的指标应以杀死芽胞为灭菌效果的指标枯草杆菌枯草杆菌破伤风梭菌破伤风梭菌三、细菌形态学检查原则三、细菌形态学检查原则n n显微镜放大法显微镜放大法显微镜放大法显微镜放大法n n染色法染色法染色法染色法 单染色法单染色法单染色法单染色法 复染色法：鉴别染色复染色法：鉴别染色复染色法：鉴别染色复染色法：鉴别染色革兰染色革兰染色革兰染色革兰染色 抗酸染色抗酸染色抗酸染色抗酸染色 特殊染色特殊染色特殊染色特殊染色 休息一下