《细菌形态结构》PPT课件.ppt

第一章第一章 细菌的形态与结构细菌的形态与结构 第第 一一 篇篇细细菌菌（bacteriumbacterium）：是原核细胞型的一种单细胞微生物。原原核核型型微微生生物物包包括括：细菌、支原体、衣原体、立克次体、螺旋体和放线菌等。特点：特点：2.无细胞核，核仁，核膜 3.无细胞器（除核糖体）4.二分裂式增殖 5.对抗生素敏感第一节：第一节：细菌的形态细菌的形态u大小：大小：观察细菌常用光学显微镜，其大小用测微尺在显微镜下进行测量，以微米（m）为单位。不同种类的细菌大小不一，同一种细菌也因菌龄和环境因素的影响而有差异。u形态：形态：球菌（coccus）杆菌（bacillus）螺形菌（spiral bacterium）u染色：染色：革兰染色法 细菌大小细菌大小大多数球菌直径约为m大多数杆菌长约23m，直径m细菌的形态细菌的形态球菌球菌杆菌杆菌螺螺菌菌螺形菌螺形菌弧弧菌菌细菌的形态细菌的形态1.1.球菌球菌(coccus)coccus)球形球形双球菌双球菌链球菌链球菌四联球菌四联球菌八叠球菌八叠球菌葡萄球菌葡萄球菌链球菌（链球菌（Streptococcus）葡萄球菌葡萄球菌Staphylococcus2 2杆菌杆菌(bacillusbacillus)杆形杆形3 3螺形菌螺形菌(spiral bacteriaspiral bacteria)螺旋形螺旋形螺螺菌菌弧弧菌菌 第二节第二节 细菌的结构细菌的结构 细胞壁细胞壁 细胞膜细胞膜 细胞质细胞质 核核 质质 荚荚 膜膜 鞭鞭 毛毛 菌菌 毛毛 芽芽 胞胞基基本本结结构构特特殊殊结结构构 细胞壁细胞壁细胞壁（细胞壁（cell wall，CW)：是位于细菌细胞最外层，包绕在细胞膜周围，无色透明、坚韧而富有弹性的膜状结构。平均厚度为1530nm，组成较复杂，并随不同菌种而异。结结构（构（根据革根据革兰兰染色法）染色法）：u 革兰氏阳性u 革兰氏阴性革兰染色法革兰染色法是细菌学中广泛使用的一种鉴别染色法，1884年由丹麦医师Gram创立碱性染料结晶紫染色碘液媒染95%酒精脱色30秒不退色，紫色细菌染色退去G+G-碱性蕃红等进行复染G+G-紫色红色G+G-?聚糖骨架聚糖骨架肽侧链肽侧链细胞壁细胞壁两类细菌细胞壁的共同组分为肽聚糖，但各有其特殊组分。G G+肽聚糖肽聚糖（peptidoglycanpeptidoglycan）结构：结构：N-乙酰葡糖胺(G)N-乙酰胞壁酸(M)聚糖骨架聚糖骨架四肽侧链四肽侧链五肽桥五肽桥5050层层 -1,4 糖苷键（溶菌酶溶菌酶作用位点）作用位点）5肽交联桥（青霉素青霉素作用位点）作用位点）三维结构三维结构革兰阳性菌肽聚糖（peptidoglycan）聚糖骨架、四肽侧链、五肽交联桥（三维立体结构）青霉素作用点溶菌酶作用点N-乙酰葡糖胺N-乙酰胞壁酸G G-肽聚糖结构：肽聚糖结构：由聚糖骨架、四肽侧链聚糖骨架、四肽侧链组成，1-2层M:N-乙酰胞壁酸G:N-乙酰葡糖胺DAP:二氨基庚二酸二维平面结构 G G+磷壁酸磷壁酸(teichoic acids)teichoic acids)（G+G+特殊组分）特殊组分）壁磷壁酸壁磷壁酸 膜磷壁酸膜磷壁酸2 2、G G-细胞壁细胞壁外膜（特殊组分）外膜（特殊组分）脂蛋白脂蛋白 脂质双层脂质双层 脂多糖（脂多糖（lipopolysaccharidelipopolysaccharide，LPSLPS）：内毒素）：内毒素外膜位于肽聚糖外侧，由内向外由脂蛋白、脂质双层外膜位于肽聚糖外侧，由内向外由脂蛋白、脂质双层和脂多糖三部分组成。和脂多糖三部分组成。外膜 脂蛋白连接肽聚糖与脂质双层脂质双层结构类似细胞膜，有选择性通透作用，也可作为噬菌体、性菌毛、或细菌素的受体脂多糖（LPS）即革兰阴性菌内毒素 脂多糖（由内向外）脂质A一种糖磷脂，是内毒素的毒性成分，无种属特异性脂多糖由三部分组成：核心多糖有种属特异性，同一菌属细菌核心多糖相同特异多糖即革兰阴性菌的菌体抗原（O抗原），具有种的特异性，此糖如果缺失，细菌菌落将发生SR变异脂多糖（脂多糖（G G-菌内毒素，菌内毒素，LPSLPS）脂质脂质A A（lipid Alipid A）毒性和生物活性的主要成分，毒性和生物活性的主要成分，无种属特异性无种属特异性核心多糖核心多糖属特异性属特异性特异多糖特异多糖即菌体抗原（即菌体抗原（O O），种特异性），种特异性脂多糖由三部分组成：肽聚糖肽聚糖细胞膜细胞膜G+bacteria磷磷壁壁酸酸外膜外膜细胞膜细胞膜肽聚糖肽聚糖G-bacteriaG G+菌与菌与G G-菌细胞壁结构比较菌细胞壁结构比较G G+菌与菌与G G-菌细胞壁结构比较菌细胞壁结构比较 G 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，20-80nm20-80nm薄，薄，5-10nm5-10nm肽聚糖层数肽聚糖层数多，可多达多，可多达5050层层少，少，1-21-2层层肽聚糖含量肽聚糖含量多，占细胞壁干重多，占细胞壁干重50%-80%50%-80%少，占细胞壁干重少，占细胞壁干重5%-20%5%-20%磷壁酸磷壁酸有有无无外膜外膜无无有（脂多糖、脂质双层、脂蛋白）有（脂多糖、脂质双层、脂蛋白）结构结构 三维空间（立体结构）三维空间（立体结构）二维空间（平面结构）二维空间（平面结构）青霉素作用青霉素作用敏感敏感不敏感不敏感细胞壁的功能：细胞壁的功能：维持细菌外形，保护细菌不受渗透压破坏；维持细菌外形，保护细菌不受渗透压破坏；参与细菌细胞内外物质交换；参与细菌细胞内外物质交换；带有许多抗原表位，决定了菌体抗原的特异性；带有许多抗原表位，决定了菌体抗原的特异性；特殊组分有重要的生物学活性（如特殊组分有重要的生物学活性（如LPSLPS），与细菌），与细菌致病性有关。致病性有关。脂多糖（脂多糖（LPSLPS）的生物学意义）的生物学意义阻止抗生素进入，介导天然免疫保护细菌免受外界伤害内毒素的作用可以增强人体的免疫能力 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）：形成原因：形成原因：细胞壁中肽聚糖结构受理化或生物因素合成被抑制/破坏。特点：特点：细胞壁缺损，高渗环境下能存活，生长缓慢，呈现荷包蛋样菌落。G G+菌形成：原生质体菌形成：原生质体(protoplast)(protoplast)G G-菌形成：原生质球菌形成：原生质球/圆球体圆球体(spheroplast)(spheroplast)生物学特性：生物学特性：无染色特征，抗原性改变。无染色特征，抗原性改变。培养特性：培养特性：高渗培养基高渗培养基菌落特征：菌落特征：油煎蛋油煎蛋-L-L 颗粒性颗粒性-G-G 丝状型丝状型-F-F 油煎蛋样菌落 典型的L型菌落 颗粒型菌落 丝状菌落 细菌L型呈高度多形性，大小不一。着色不匀，无论其原为革兰阳性或阴性菌，形成L型大多染成革兰阴性。蜡样芽胞杆菌L型的镜下形态（多形性）细胞膜细胞膜(cell membrane)u细胞膜细胞膜:位于细胞壁内侧，细菌质外的一层具有弹性的半渗透性半渗透性脂质双层生物膜双层生物膜,7.5nm,由磷脂和蛋白质构成。结构与真核细胞基本相似，但不含不含胆固醇.u功能：功能：物质转运、分泌作用 呼吸作用与能量产生 生物合成 参与细菌分裂细胞膜特殊结构细胞膜特殊结构n中中介介体体(mesosome)mesosome)：细菌细胞膜向内折叠而形成的囊状物。n 位位置置：侧面或靠近中央横隔处。多见于革兰阳性细菌n 作作用用：有真核细胞高尔基体和线粒体的作用。参与细菌分裂，能量代谢。也称为拟线粒体。中介体细胞膜包裹的溶胶状物质细胞膜包裹的溶胶状物质：由水、蛋白质、脂类、：由水、蛋白质、脂类、核酸及少量糖和无机盐组成。也叫核酸及少量糖和无机盐组成。也叫原生质原生质。细胞质细胞质/浆（浆（cytoplasm)核糖体（ribosome）：细菌合成蛋白质的场所，游离存在于蛋白质中。质粒（plasmid）：染色体外的遗传物质，存在于细胞质中。为闭合环状的双链DNA，控制细菌某些特定的遗传特性。细菌细胞质中含有多种颗粒，大多为贮藏的营养物质。其中有一种主要成分是RNA和多偏磷酸盐的颗粒，其嗜碱性强，用亚甲蓝染色时着色较深呈紫色，称为异染颗粒.常见于白喉棒状杆菌，有助于鉴定。核糖体核糖体(ribosome)(ribosome)是细菌合成蛋白质的场所，游离存在于细胞质中。也是抗生素的作用位点。是细菌合成蛋白质的场所，游离存在于细胞质中。也是抗生素的作用位点。质粒质粒(plasmid)(plasmid)质粒质粒(plasmid):是存在于细胞质中，细菌染色体外的遗传物质，为双股环状DNA，可自我复制，控制细菌某些性状。胞质颗粒胞质颗粒（cytoplasmic granules)cytoplasmic granules)白喉杆菌菌体 细菌的特殊结构细菌的特殊结构 u荚膜荚膜 (capsule)capsule)u鞭毛（鞭毛（flagellumflagellum）u菌毛菌毛(filus/fimbriae)u芽胞芽胞 (spore)化学组成化学组成多糖或多肽功能功能u抗吞噬作用，因而是病原菌的重要毒力分子u抗有害物质损伤作用 酶、补体、抗体、药物等u抗干燥作用（有荚膜的细菌克隆很水润）u粘附作用，参与生物被膜形成u抗原性，替代优势抗原荚膜荚膜(capsule):capsule):某些细菌在细胞壁外包围的一层较厚、黏性、胶冻样物质,m肺炎链球菌荚膜荚膜着色：着色：荚膜对一般碱性染料亲和力低，不易着色。普通染色菌体周围未着色的透明圈 特殊染色染上与菌体不同的颜色。鞭毛（鞭毛（flagellumflagellum）：）：细长柔软弯曲的丝状物。是细菌的运动器官。结构：基础小体结构：基础小体 钩状体钩状体 丝状体丝状体功能：功能：运动器官运动器官 与致病性有关与致病性有关 鉴定分类细菌鉴定分类细菌 抗原性抗原性(鞭毛鞭毛H H抗原抗原)化学成分：化学成分：鞭毛鞭毛蛋白蛋白质质鞭毛需用电子显微镜观察，或经特殊染色法使鞭毛增粗后才能在光镜下鞭毛需用电子显微镜观察，或经特殊染色法使鞭毛增粗后才能在光镜下看到。菌毛菌毛(pilus):pilus):某些细菌菌体上短、直、硬、多的丝状物。u化学成分：菌毛蛋白质化学成分：菌毛蛋白质u功能：功能：普通菌毛普通菌毛：粘附结构，与特异受体结合，致病有关 性菌毛性菌毛：数量少（14根），比普通菌毛粗而长，中空；参与DNA传递，与遗传变异有关芽胞芽胞(spore):spore):某些细菌在一定条件下，胞浆脱水浓缩，在菌体内形成一个折光性很强强的不易着色不易着色圆形/椭圆形小体，是细菌的休眠体休眠体。u功能：功能：增加细菌对不良环境的抵抗力。不是繁殖方式不是繁殖方式u产生芽胞的都是革兰阳性菌。产生芽胞的都是革兰阳性菌。u芽胞折光性强、壁厚、不易着色，经特殊染色光镜下可见芽胞折光性强、壁厚、不易着色，经特殊染色光镜下可见1.芽胞的形成与发芽细菌形成芽胞的能力是由菌体内的芽胞基因决定的。其形成条件因菌种而异。当营养物质缺乏时易形成芽孢，即为细菌维持生命的特殊形式；芽胞由多层膜结构组成，带有完整的核质、酶系统和合成菌体组分的结构，能保存细菌的全部生命活动的物质。芽孢形成后，细菌即失去繁殖能力，菌体崩解，芽孢游离；环境适宜时，芽孢则以发芽的形式发育成细菌的繁殖体；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(vegetative form)。芽胞的意义芽胞的意义芽胞的大小、形状、位置等随菌种而异，有重要的鉴别意义。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破伤风梭菌芽胞的意义芽胞的意义芽胞的抵抗力强，可在自然界中存在多年，是重要的传染源。但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。芽胞抵抗力强，故应以杀灭芽胞作为可靠的灭菌指标。高压蒸汽灭菌法是杀灭芽孢最有效的方法。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DAP与钙结合的盐能提高芽胞中各种酶的稳定性。