《医学微生物学》第一篇　细菌学 第一章细菌的形态与结构.pptx

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1、第一章 细菌的形态与结构Bacterial Morphology and Structure第一节 细菌的大小与形态 第二节 细菌的结构 第三节 细菌形态与结构检查法重点难点熟悉了解掌握1. 细菌基本形态、大小的测量单位；2. 细菌细胞壁化学组成及功能；3. 细菌核糖体分子特征, 以及靶向细菌核糖体的抗菌药物种类及其机制；4. 质粒、异染颗粒的概念与意义；5. 细菌各特殊结构的定义、化学组成及其功能或应用；6. 革兰染色法的原理、结果判断及意义。1. 有芽胞的主要病原菌；2. 抗酸染色法的原理，结果判断及意义。 普通光学显微镜的结构和原理。细菌的大小与形态 第一节the Size and Sh

2、ape of Bacteria（一）细菌的定义属于原核单细胞生物，有细胞壁，形体微小，结构简单；无细胞核，有拟核，无核仁及核膜；除核糖体外，无其它细胞器；多数在自然界中营自养性生活，少数营严格寄生性。 医学微生物学（第9版）一、细菌的大小与形态 （二）细菌的大小测量细菌大小的测量单位：微米（micron, m） （三）细菌的基本形态医学微生物学 （第9版） A：双球菌 ； B：链球菌； C: 葡萄球菌 D: 杆菌 E: 弧菌 F：螺杆菌 螺形菌细菌的基本形态（李凡,徐志凯.医学微生物学.8版）细菌的结构第二节Bacterial Structure一、细菌的基本结构（basic structur

3、e）细胞壁（cell wall）、细胞膜（cell membrane）、细胞质（cytoplasm）、核质（nucleoplasm）二、细菌的特殊结构（specific structure）荚膜（ capsule ）、鞭毛（ flagellum）、菌毛（ fimbriae or pilus ）、芽胞（ spore）医学微生物学（第9版）细菌的结构（一）细胞壁（cell wall） 包绕在细胞膜外的一层坚韧结构，成分因不同细菌而异，其主要成分是肽聚糖。保护细菌和维持菌体形态物质交换 与致病性有关 与耐药性有关 与静电性有关 主要功能及相关医学意义 医学微生物学 （第9版）一、细菌的基本结构 细胞

4、壁主要成分肽聚糖 聚糖支架：N-乙酰胞壁酸、N-乙酰葡糖胺组成 四肽侧链：与聚糖支架上的胞壁酸分子连接 五肽交联桥：连接两个相邻的四肽侧链G+和G-菌肽聚糖结构比较 G+: 肽聚糖含量丰富，层厚，1550层，四肽侧链与五肽交联桥相连，形成三维立体结构。G- : 肽聚糖 12层，无五肽交链桥。医学微生物学 （第9版）金黄色葡萄球菌细胞壁肽聚糖结构模式图（李凡,徐志凯.医学微生物学.8版）M：N-乙酰胞壁酸；G：N-乙酰葡糖胺；：-1,4糖苷键；a：L-丙氨酸；b：D-谷氨酸；c：L-赖氨酸；d：D-丙氨酸；x：甘氨酸大肠埃希菌细胞壁肽聚糖结构模式图（李凡,徐志凯.医学微生物学.8版）G+菌细胞壁

5、的特殊成分磷壁酸（teichoic acid）：壁磷壁酸（wall teichoic acid） 膜磷壁酸(membrane teichoic acid, 黏附素)蛋白质: 表面特殊蛋白质，如A群链球菌M蛋白；金黄色葡萄球菌A蛋白脂蛋白、脂质双层和脂多糖，总称为外膜。G-菌细胞壁的特殊成分医学微生物学 （第9版）革兰阴性菌细胞壁结构模式图（李凡,徐志凯.医学微生物学.9版）革兰阳性菌与革兰阴性菌细胞壁结构比较革兰阳性菌与革兰阴性菌细胞壁结构比较医学微生物学 （第9版）细胞壁革兰阳性菌革兰阴性菌强度较坚韧较疏松厚度厚，2080nm薄，1015nm肽聚糖层数多，可达50层少，12层肽聚糖含量多，占

6、细胞壁干重50%80%少，占细胞壁干重5%20%糖类含量多，约45%少，15%20%脂类含量少，1%4%多，11%22%磷壁酸+-外膜-+L-型细菌（L-form bacteria）细菌细胞壁的肽聚糖结构受到破坏或合成被抑制，但在高渗环境下仍可存活者； 失去肽聚糖或脂多糖；受到理化或生物因素作用产生； 高度多形性。葡萄球菌 L-型（彭宜红提供）医学微生物学（第9版）（二）细胞膜（cell membrane）位于细胞壁内侧，化学组成为脂质双层； 参与细胞内外的物质交换； 膜上有多种酶，参与生物合成；参与细胞的呼吸过程； 形成中介体。革兰阴性菌的细胞膜也称为内膜。医学微生物学 （第9版）（三）细胞

7、质（cytoplasm）红霉素杀菌机理：与50S亚基结合，干扰细菌蛋白质的合成。核糖体（ribosome）由50S和30S两个亚基组成。作用机理溶菌酶：切断聚糖支架的-1,4糖苷键，抑制细菌细胞壁的合成。青霉素：切断四肽侧链与五肽交联桥之间的连接，抑制细菌细胞壁的合成。红霉素：与细菌核糖体50S亚基结合，阻断细菌蛋白质的合成。链霉素：与细菌核糖体的30S亚基结合，阻断细菌蛋白质的合成。医学微生物学 （第9版）红霉素杀菌机理30S50S质粒（plasmid）染色体外的遗传物质，由闭合的环状双股DNA组成，控制细菌某些特定的遗传性状，非细菌生命活动所必需。医学上重要的质粒： F 质粒： 致育性质粒

8、，编码细菌的性菌毛； R 质粒： 耐药质粒，决定细菌耐药性形成的一种重要遗传物质； Vi质粒： 与细菌毒力有关； Col 质粒：编码大肠埃希菌的大肠菌素。医学微生物学 （第9版）（三）细胞质（cytoplasm） 胞质颗粒：由细菌储存的营养物质（多糖、脂类、磷酸盐等）堆积而成。 异染颗粒（metachromatic granule）：胞质颗粒的一种，嗜碱性强，亚甲蓝染色时呈紫色，常见于白喉棒状杆菌，有助于鉴别细菌。胞质颗粒（又称内含物，inclusion）医学微生物学 （第9版）（三）细胞质（cytoplasm）（四）核质（或拟核，nucleoid）是细菌的遗传物质，亦称细菌染色体；大多数细菌

9、为单一的闭合环状双股DNA分子，少有细菌为线性或有多个DNA分子；控制细菌各种遗传性状，为细菌生命活动所必需的。医学微生物学 （第9版）（一）荚膜 （capsule） 荚膜：包绕在细胞壁外的一层黏液性物质 功能：抵抗吞噬细胞的吞噬和消化抵抗体液因子的杀菌作用必要时提供细菌代谢时所需的水分 化学组成：多糖，少数为多肽（如炭疽芽胞杆菌） 显微镜油镜下肺炎链球菌及其荚膜形态（彭宜红提供）医学微生物学 （第9版）二、细菌特殊结构 （二）鞭毛 （flagellum）鞭毛：附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、丛毛菌、周毛菌医学微生物学

10、（第9版）细菌鞭毛的类型（李凡,徐志凯.医学微生物学.8版）（三）菌毛 （fimbriae/pilus）菌毛：菌体表面纤细的蛋白质丝状物，包括普通菌毛和性菌毛。 普通菌毛（common pilus） 遍布菌体全身，具有黏附细胞的能力。性菌毛（sex pilus） 14根，细菌通过性菌毛相互间传递遗传物质。大肠埃希菌普通菌毛和性菌毛（透射电镜42 500）（李凡,徐志凯.医学微生物学.8版）医学微生物学 （第9版）（四）芽胞 （spore）定义：某些细菌在一定环境中，在体内形成的圆形或卵圆形小体，即芽胞，其功能是增强细菌抵御外界不良环境，能保存细菌全部生命所必需的物质。芽胞的特性及医学意义：灭菌

11、时，以杀死芽胞作为灭菌的指标。细菌芽胞的形态、大小和位置（李凡,徐志凯.医学微生物学.8版）医学微生物学 （第9版）细菌形态与结构检查法第三节Bacterial Morphology and Structure Examination 一、显微镜放大法 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） 激光共聚焦显微镜（confocal microscop

12、e） 二、染色法（staining） 革兰染色法（Gram staining） 抗酸染色法（acid fast staining）医学微生物学（第9版）革兰染色（Gram staining） 初染和媒染：结晶紫和碘液 脱色：95%乙醇脱色 复染：复红复染医学微生物学 （第9版）革兰染色步骤及结果（彭宜红提供）革兰染色法的意义鉴别细菌：可分为革兰阳性、革兰阴性两大类，有助于细菌的鉴别诊断；选择用药: 革兰阳性菌与革兰阴性菌对各种抗生素的敏感性不同；研究细菌致病性：一般革兰阳性菌外毒素致病，革兰阴性菌可内（外）毒素致病。医学微生物学 （第9版）抗酸细菌 （acid fast bacteria）分枝

13、杆菌属 ：结核分枝杆菌/麻风分枝杆菌（Mycobacterium tuberculosis and leprae）因为细胞壁中含有大量脂质（lipid），通过加热和抗酸染色识别 。初染：苯酚复红初染，加热避免沸腾；脱色：3%盐酸乙醇脱色；复染：亚甲蓝复染。结果：抗酸染色阳性菌为红色，其他杂菌染成蓝色。 医学微生物学 （第9版）步骤：1. 细菌是一种具有细胞壁和原始核质，无核仁和核膜，除核糖体外无细胞器的单细胞微生物。其形体微小，结构简单，属原核生物界。2. 细菌按其外形区分主要有球菌、杆菌和螺形菌三大类，其大小可在显微镜下进行测量，一般以微米（m）为单位。3. 细菌的基本结构包括细胞壁、细胞膜

14、、细胞质和核质等，是每个细菌细胞都具有的。4. 肽聚糖是细菌细胞壁中的主要组分，为原核细胞所特有。G+菌的肽聚糖由聚糖骨架、四肽侧链和五肽交联桥三部分组成，G-菌的肽聚糖仅由聚糖骨架和四肽侧链两部分组成。此外G+菌和G-菌细胞壁还拥有各自的特殊组分。5. 脂多糖（LPS）：即G-菌的内毒素，是革兰阴性菌细胞壁重要而独特的成分，由脂质A、核心多糖和特异多糖三部分组成。6. 细菌细胞壁缺陷型（细菌L型）：细菌细胞壁的肽聚糖结构因理化或生物因素的直接破坏或合成被抑制，使得细胞壁受损，但在高渗环境下仍可存活，这种细菌称为细菌细胞壁缺陷型。7. 细菌的特殊结构包括细菌荚膜、鞭毛、菌毛和芽胞。复 习 思 考 题1. 简述细菌的基本结构和特殊结构的组成及意义。2. 简述细胞壁的主要功能及相关的医学意义。3. 简述细菌革兰染色法的主要用途及意义。医学微生物学 （第9版）课外阅读资料 KAREN C C,JANET B,STEPHEN A M,TIMOTHY M,et al.Jawetz,Melnick & Adelbergs Medical microbiology.27th ed.New York:McGraw-Hill,2015.医学微生物学 （第9版）