细菌的形态与结构Morphology & Structure ofBacteria2.0 teaching hrs 第1章.ppt

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1、细菌的形态与结构Morphology&Structure of Bacteria2.0 teaching hrs 第1章 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望 细细菌菌（bacterium）:是是一一类类有有细细胞胞壁壁的的单单细细胞胞原原核核细细胞胞型型（prokaryotae)微微生生物物，以无性二分裂法繁殖以无性二分裂法繁殖.广义细菌广义细菌原核细胞型微生物：原核细胞型微生物：包括细菌、放线菌、支原体、衣包括细菌、放线菌、支原体、衣 原体、立克次体

2、、螺旋体原体、立克次体、螺旋体 狭义细菌：狭义细菌：专指其中数量最大、种类最多、专指其中数量最大、种类最多、具有典型代表性的细菌具有典型代表性的细菌 测量单位测量单位测量单位测量单位 微米微米微米微米（mmmm）基本形态基本形态基本形态基本形态三种：三种：三种：三种：球菌；杆菌；螺形菌球菌；杆菌；螺形菌球菌；杆菌；螺形菌球菌；杆菌；螺形菌 球菌球菌 coccus;coccus;直径约直径约直径约直径约1 1 1 1mmmm。不同的球菌细胞排列方不同的球菌细胞排列方不同的球菌细胞排列方不同的球菌细胞排列方式不同，有不同的名称。如葡萄球菌、链球菌等。式不同，有不同的名称。如葡萄球菌、链球菌等。式不

3、同，有不同的名称。如葡萄球菌、链球菌等。式不同，有不同的名称。如葡萄球菌、链球菌等。杆菌杆菌杆菌杆菌 bacillus;bacillus;长短粗细很不一致。中等大小的杆长短粗细很不一致。中等大小的杆长短粗细很不一致。中等大小的杆长短粗细很不一致。中等大小的杆菌直径约菌直径约菌直径约菌直径约1 1 1 1mmmm，长长2 2-3-3m m m m。螺形菌螺形菌 spiral bacteria;spiral bacteria;菌体弯曲。一个弯曲为弧菌体弯曲。一个弯曲为弧菌体弯曲。一个弯曲为弧菌体弯曲。一个弯曲为弧菌（菌（菌（菌（vibrio),vibrio),vibrio),vibrio),数个弯

4、曲为螺菌（数个弯曲为螺菌（数个弯曲为螺菌（数个弯曲为螺菌（spirillum)spirillum)spirillum)spirillum)。第一节第一节 细菌的大小与形态细菌的大小与形态size and morphology of bacteriasize and morphology of bacteria螺形菌螺形菌杆菌杆菌球菌球菌 细菌细菌基本基本的的形态形态球菌（球菌（coccus）双球菌双球菌双球菌双球菌 链球菌链球菌链球菌链球菌 Staphylococcus（葡萄球菌）Tetrad(四连球菌）Division in two planes produces a tetrad arra

5、ngement Sarcina(八叠球菌）Division in three planes produces a sarcina arrangement 杆菌（杆菌（bacillus）杆菌形态多数呈直杆状杆菌形态多数呈直杆状杆菌形态多数呈直杆状杆菌形态多数呈直杆状 链杆菌链杆菌（炭疽杆菌）（炭疽杆菌）球杆菌球杆菌（布氏杆菌）（布氏杆菌）棒状杆菌棒状杆菌分枝杆菌分枝杆菌 螺形菌（螺形菌（spiral bacterium）螺菌螺菌a thick,rigid spiral螺杆菌螺杆菌霍乱弧菌霍乱弧菌弧菌弧菌comma-shaped基本结构：细胞壁、细胞膜、细胞质、核质基本结构：细胞壁、细胞膜、细胞质

6、、核质特殊结构：荚膜、鞭毛、菌毛、芽胞特殊结构：荚膜、鞭毛、菌毛、芽胞第二节第二节 细菌的结构细菌的结构 Structure of bacteriumStructure of bacterium一、细菌的基本结构一、细菌的基本结构（一）（一）细胞壁细胞壁细胞壁细胞壁 cell wallcell wall：位于细菌细胞外层，包位于细菌细胞外层，包在细胞膜周围的膜状结构。主要在细胞膜周围的膜状结构。主要化学组分化学组分为为:聚糖骨架聚糖骨架 革兰革兰 肽聚糖肽聚糖肽聚糖肽聚糖 peptidoglycanpeptidoglycan 四肽侧链四肽侧链 阳性阳性 五肽交联桥五肽交联桥 菌菌 磷壁酸磷壁酸

7、磷壁酸磷壁酸 teichoic acidteichoic acid 聚糖骨架聚糖骨架 革兰革兰 肽聚糖肽聚糖肽聚糖肽聚糖 peptidoglycanpeptidoglycan 阴性阴性 四肽侧链四肽侧链 菌菌 脂多糖脂多糖 lipopolysaccharide,LPSlipopolysaccharide,LPS 外膜外膜 脂质双层：内有脂质双层：内有OMPOMP 脂蛋白脂蛋白 1.1.肽聚糖肽聚糖 peptidoglycan 革兰阳性菌肽聚糖革兰阳性菌肽聚糖 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 五肽交联桥五肽交联桥五肽交联桥五肽交联桥三维三维三维三维 G G G

8、 G o o o o M M M M o b o b o b o b G G G G o o o o M M M M o b o b o b o b G G G G o o o o M M M Ma a a ac c c cd d d da a a ac c c cd d d dx x x x xx x x x xx x x x xx x x x xx x x x xx x x x x四肽侧链四肽侧链五肽交联桥五肽交联桥金黄色葡萄球菌细胞壁肽聚糖结构示意图青霉素作用点青霉素作用点溶菌酶作用点溶菌酶作用点肽肽聚聚糖糖G+聚糖骨架聚糖骨架肽肽聚聚糖糖G聚糖骨架聚糖骨架：同同G+菌菌四肽侧链：四肽侧

9、链：L-丙、丙、D-谷谷 二氨基庚二酸二氨基庚二酸(DAP)、D-丙丙二维二维磷壁酸磷壁酸(teichoic acid)壁磷壁酸壁磷壁酸膜磷壁酸膜磷壁酸（or LTA)作用作用:1.1.表面抗原表面抗原2.2.结合阳离子结合阳离子,维持酶活性维持酶活性3.3.黏附作用（黏附作用（LTA)LTA)4.4.噬菌体吸附受体噬菌体吸附受体2.菌特有成分菌特有成分3.3.-菌特有成分菌特有成分：外膜外膜脂多糖脂质双层脂蛋白脂多糖脂质双层脂蛋白（1 1）脂多糖）脂多糖(LPS)菌内毒素菌内毒素.组成组成脂质脂质脂质脂质A A：毒性部分：毒性部分：毒性部分：毒性部分核心多糖核心多糖核心多糖核心多糖特异多糖：

10、菌体特异多糖：菌体特异多糖：菌体特异多糖：菌体OO抗原抗原抗原抗原（2 2）脂脂质质双双层层：类类类类似似似似于于于于细细细细胞胞胞胞膜膜膜膜结结结结构构构构，双双双双层层层层内内内内镶镶镶镶嵌嵌嵌嵌着多种蛋白质称为外膜蛋白着多种蛋白质称为外膜蛋白着多种蛋白质称为外膜蛋白着多种蛋白质称为外膜蛋白 （3 3）脂脂蛋蛋白白：位位位位于于于于肽肽肽肽聚聚聚聚糖糖糖糖和和和和脂脂脂脂质质质质双双双双层层层层之之之之间间间间，稳稳稳稳定定定定外膜外膜外膜外膜1 1、保护细胞壁组分肽聚糖、保护细胞壁组分肽聚糖2 2、阻止抗生素进入、阻止抗生素进入3 3、毒性作用、毒性作用4 4、抗原性、抗原性外膜作用外膜

11、作用G+与与G-菌细胞壁结构不同的生理意义菌细胞壁结构不同的生理意义：革革兰兰阳性菌阳性菌革革兰兰阴性菌阴性菌染色性染色性 紫色紫色 红红色色抗原性抗原性 磷壁酸磷壁酸 LPSLPS致病性致病性 外毒素外毒素 内毒素内毒素药药物敏感性物敏感性对对青霉素、溶菌青霉素、溶菌 酶酶敏感敏感 对对青霉素、溶菌青霉素、溶菌 酶酶不敏感不敏感4.4.细胞壁功能细胞壁功能v维持细菌形态维持细菌形态，承受细胞内高渗透压，承受细胞内高渗透压v参与菌体内外的物质交换参与菌体内外的物质交换 v带带有有多多种种抗抗原原表表位位，可可以以诱诱发发机机体体的的免免疫应答疫应答 v细胞壁的某些成分与细菌致病性有关细胞壁的某

12、些成分与细菌致病性有关5.5.细胞壁缺陷菌（细胞壁缺陷菌（L L型菌）型菌）由由由由于于于于肽肽肽肽聚聚聚聚糖糖糖糖受受受受抑抑抑抑制制制制或或或或破破破破坏坏坏坏而而而而失失失失去去去去细细细细胞胞胞胞壁壁壁壁的的的的细细细细菌菌菌菌，在在在在高高高高渗渗渗渗环环环环境境境境下下下下仍仍仍仍可可可可存存存存活活活活者者者者称称称称为为为为细细细细菌菌菌菌细细细细胞胞胞胞壁壁壁壁缺缺缺缺陷陷陷陷型型型型，形态大小不一，形态大小不一，形态大小不一，形态大小不一，G G G G，具有致病性。具有致病性。具有致病性。具有致病性。常常常常引引引引起起起起慢慢慢慢性性性性和和和和反反反反复复复复感感感感

13、染染染染，如如如如尿尿尿尿路路路路感感感感染染染染、骨骨骨骨髓髓髓髓炎炎炎炎、心心心心内内内内膜膜膜膜炎炎炎炎等等等等；由由由由于于于于形形形形态态态态结结结结构构构构和和和和特特特特性性性性发发发发生生生生变变变变异异异异，给给给给临床诊断和治疗造成困难。常规细菌检查阴性。临床诊断和治疗造成困难。常规细菌检查阴性。临床诊断和治疗造成困难。常规细菌检查阴性。临床诊断和治疗造成困难。常规细菌检查阴性。细菌细菌L型型菌落类型菌落类型（二）细胞膜（二）细胞膜 cell membrane 位于细胞壁内位于细胞壁内紧包细胞质，结构与真核细胞基本相同。紧包细胞质，结构与真核细胞基本相同。组成：脂质双层，蛋

14、白质组成：脂质双层，蛋白质（无胆固醇）（无胆固醇）功功能能：物物质质转转运运,呼呼吸吸作作用用,合合成成作作用用,参参与与细细菌分裂菌分裂载体蛋白载体蛋白中介体中介体mesosomemesosome:胞膜内陷、折叠形成的囊状膜胞膜内陷、折叠形成的囊状膜胞膜内陷、折叠形成的囊状膜胞膜内陷、折叠形成的囊状膜性结构，多见于性结构，多见于性结构，多见于性结构，多见于菌。与分裂有关；类似真核细胞菌。与分裂有关；类似真核细胞菌。与分裂有关；类似真核细胞菌。与分裂有关；类似真核细胞线粒体线粒体线粒体线粒体为细菌提供大量能量。白喉杆菌白喉杆菌细胞膜与中介体细胞膜与中介体（三）细胞质（三）细胞质（cytopla

15、sm）细胞膜包裹的溶胶状物质。有水、蛋白质、脂类、细胞膜包裹的溶胶状物质。有水、蛋白质、脂类、核酸及少量糖和无机盐组成。核酸及少量糖和无机盐组成。细菌新陈代谢的场所细菌新陈代谢的场所细菌新陈代谢的场所细菌新陈代谢的场所1.1.1.1.质粒质粒质粒质粒 plasmidplasmidplasmidplasmid是存在于细菌胞质中是存在于细菌胞质中的闭合环状双链的闭合环状双链DNADNA，为染色体外的遗传为染色体外的遗传物质。质粒带有遗传物质。质粒带有遗传信息，控制细菌某些信息，控制细菌某些特定的遗传性状特定的遗传性状。如如编码菌毛、细菌素、编码菌毛、细菌素、毒素和耐药性。毒素和耐药性。2.2.胞质

16、颗粒（胞质颗粒（cytoplasmic granule）功能：细菌储存营养物质。功能：细菌储存营养物质。如：如：白喉杆菌白喉杆菌的异染颗粒，的异染颗粒，成分为成分为RNA，多偏磷酸盐多偏磷酸盐 。3.3.核蛋白体（核蛋白体（ribosome）蛋白质合成场所；蛋白质合成场所；沉降系数为70S，由50S和30S两个亚基组成。核糖体是某些抗生素的作用靶点；可抑制细菌蛋白质的合。如链霉素-30S，红霉素-50S（四四）核质核质 nuclear materialnuclear material 细细细细菌菌菌菌的的的的遗遗遗遗传传传传物物物物质质质质称称称称为为为为核核核核质质质质或或或或拟拟拟拟核核核

17、核，集集集集中中中中于于于于细细细细胞胞胞胞质质质质的的的的某某某某一一一一区区区区域域域域，多多多多在在在在菌菌菌菌体体体体中中中中央央央央，无无无无核核核核膜、核仁。膜、核仁。膜、核仁。膜、核仁。（一）（一）（一）（一）荚膜荚膜capsule 细细菌菌细细胞胞壁壁外外包包围围的的一一层层由由疏疏水水性性多多糖糖或或蛋蛋白白质质组组成成的的黏黏液液性性物物质质。普普通通染染色色不不易易着着色色，光光镜镜下下可可见见透透明明环环。大大多多数数为为多多糖糖，少少数数为为多多肽肽。厚厚度度小小于于0.20.2mm者者称称微微荚荚膜膜microcapsulemicrocapsule。二、细菌的特殊结

18、构二、细菌的特殊结构荚膜（肺炎球菌，革兰染色）荚膜（肺炎球菌，革兰染色）Ink staining荚膜的形成荚膜的形成v营养丰富的培养基（含糖、血清）营养丰富的培养基（含糖、血清）营养丰富的培养基（含糖、血清）营养丰富的培养基（含糖、血清）v有有有有荚荚荚荚膜膜膜膜菌菌菌菌形形形形成成成成粘粘粘粘液液液液型型型型（MM）、光光光光滑滑滑滑型型型型（S S）菌落）菌落）菌落）菌落v失去荚膜后菌落变为粗糙型失去荚膜后菌落变为粗糙型失去荚膜后菌落变为粗糙型失去荚膜后菌落变为粗糙型（R R）荚膜功能荚膜功能v抗吞噬作用抗吞噬作用抗吞噬作用抗吞噬作用：是病原菌的重要毒力因子是病原菌的重要毒力因子是病原菌的

19、重要毒力因子是病原菌的重要毒力因子v抗杀菌物质损伤：如溶酶体、补体抗杀菌物质损伤：如溶酶体、补体抗杀菌物质损伤：如溶酶体、补体抗杀菌物质损伤：如溶酶体、补体v粘附作用：形成生物膜与致病性有关粘附作用：形成生物膜与致病性有关粘附作用：形成生物膜与致病性有关粘附作用：形成生物膜与致病性有关（二）（二）鞭毛鞭毛flagellum 伸伸伸伸出出出出菌菌菌菌体体体体外外外外的的的的细细细细长长长长而而而而弯弯弯弯曲曲曲曲的的的的蛋蛋蛋蛋白白白白质质质质丝丝丝丝状状状状结结结结构构构构,是是是是细细细细菌菌菌菌的运动器官的运动器官的运动器官的运动器官 鞭毛功能：鞭毛功能：鞭毛功能：鞭毛功能：有鉴别意义有鉴

20、别意义有鉴别意义有鉴别意义,鞭毛蛋白有抗原性：鞭毛蛋白有抗原性：鞭毛蛋白有抗原性：鞭毛蛋白有抗原性：H H H H抗原抗原抗原抗原 某些某些某些某些细细细细菌的鞭毛与致病有关。菌的鞭毛与致病有关。菌的鞭毛与致病有关。菌的鞭毛与致病有关。鞭毛种类鞭毛种类单毛菌单毛菌单毛菌单毛菌双毛菌双毛菌双毛菌双毛菌丛毛菌丛毛菌丛毛菌丛毛菌周毛菌周毛菌周毛菌周毛菌（三）（三）菌毛菌毛pilus 许许许许多多多多GG菌菌菌菌和和和和少少少少数数数数GG菌菌菌菌菌菌菌菌体体体体表表表表面面面面存存存存在在在在着着着着一一一一种种种种直直直直的的的的比比比比鞭鞭鞭鞭毛毛毛毛更更更更细细细细、更更更更短短短短的的的的丝

21、丝丝丝状状状状物物物物,光光光光学学学学显显显显微微微微镜不镜不镜不镜不 能观察到能观察到能观察到能观察到。与运动无关与运动无关与运动无关与运动无关菌毛的种类和功能菌毛的种类和功能 普通菌毛普通菌毛普通菌毛普通菌毛ordinary piluordinary pilus s 遍遍遍遍布布布布细细细细胞胞胞胞表表表表面面面面，短短短短而而而而直直直直。是是是是细细细细菌菌菌菌的的的的黏黏黏黏附附附附结结结结构构构构，能能能能与与与与宿宿宿宿主主主主细细细细胞胞胞胞的的的的特特特特异异异异受受受受体体体体结结结结合合合合，介介介介导导导导细细细细菌菌菌菌在在在在局局局局部部部部定定定定植植植植，与与

22、与与细细细细菌菌菌菌的的的的致致致致病病病病性性性性密密密密切相关。切相关。切相关。切相关。性菌毛性菌毛性菌毛性菌毛sex pilussex pilussex pilussex pilus 每每每每菌菌菌菌1 1 1 14 4 4 4根根根根，比比比比普普普普通通通通菌菌菌菌毛毛毛毛长长长长而而而而粗粗粗粗，中中中中空空空空呈呈呈呈管管管管状状状状，传传传传递递递递质质质质粒粒粒粒。由由由由F F F F质质质质粒粒粒粒编编编编码码码码产产产产生生生生，与与与与细细细细菌菌菌菌的的的的遗遗遗遗传传传传变变变变异异异异有有有有关关关关。可可可可通通通通过过过过接接接接合合合合传传传传递递递递细菌

23、的毒力和耐药性细菌的毒力和耐药性细菌的毒力和耐药性细菌的毒力和耐药性等。等。等。等。菌毛（电镜图）菌毛（电镜图）（四四）芽胞芽胞 spore 某某些些细细菌菌在在一一定定环环境境条条件件下下，胞胞质质脱脱水水浓浓缩缩，在在菌菌体体内内部部形形成成的的,光光镜镜下下可可见见的的一一,个个圆圆形形或或卵圆形小体，是细菌的休眠形式。卵圆形小体，是细菌的休眠形式。芽芽胞胞是是细细菌菌的的一一种种特特殊殊存存活活方方式式，而而不不是是繁繁殖殖方方式式。保保存存有有细细菌菌全全部部生生命命活活性性。芽芽胞胞可可发发芽芽，形成新的菌体形成新的菌体 一一个个细细菌菌只只能能形形成成一一个个芽芽胞胞，一一个个芽

24、芽胞胞也也只只能能生生成成一一个个菌菌体体。产产芽芽胞胞的的细细菌菌在在未未产产生生芽芽胞胞时时的菌体称为繁殖体（的菌体称为繁殖体（vegetative formvegetative form）芽胞的形态芽胞的形态芽胞的大小、形状、位置等随菌种而芽胞的大小、形状、位置等随菌种而异，有重要的鉴别价值异，有重要的鉴别价值 芽胞特点和芽胞特点和功能功能v是是细细菌菌的的休休眠眠状状态态，具具有有很很强强的的抗抗高高温温、抗干燥、抗化学消毒剂和抗射线能力。抗干燥、抗化学消毒剂和抗射线能力。v芽胞是灭菌指标。芽胞是灭菌指标。第三节第三节细菌形态与结构检查法细菌形态与结构检查法Examination fo

25、r morphlogy and Examination for morphlogy and structure of bacteriastructure of bacteria 染色染色+镜检镜检单染色法:复染色法：鉴别染色革兰染色 抗酸染色 特殊染色负染色法:革兰染色法革兰染色法步骤：步骤：涂片涂片固定固定结晶紫初染结晶紫初染碘液媒染碘液媒染 95%酒精脱色酒精脱色复红复染复红复染结果：结果：菌：紫色菌：紫色 菌：红色菌：红色革兰染色法意义：革兰染色法意义：鉴别细菌鉴别细菌 选择药物选择药物 研究细菌致病性研究细菌致病性光学显微镜光学显微镜(light microscope)(light m

26、icroscope)放大细菌放大细菌10001000倍（倍（0.25um-0.25mm0.25um-0.25mm）肉眼肉眼可观察到可观察到电子显微镜与电子显微镜铜网电子显微镜与电子显微镜铜网电子显微镜与电子显微镜铜网电子显微镜与电子显微镜铜网电子显微镜电子显微镜 electron microscopeelectron microscope暗视野显微镜暗视野显微镜 dark-field microscopedark-field microscope荧光显微镜荧光显微镜 fluorescence microscopefluorescence microscope思考题思考题1 1 1 1.细菌有哪细菌有哪3 3种形态？种形态？2.2.细细菌菌的的基基本本结结构构和和特特殊殊结结构构有有哪哪些些？特特殊殊结构各有何作用？结构各有何作用？3.G3.G+菌和菌和G G-菌细胞壁的结构由哪几部分组成？菌细胞壁的结构由哪几部分组成？4.4.青青霉霉素素和和溶溶菌菌酶酶为为什什么么不不能能杀杀灭灭革革兰兰阴阴性性菌？菌？5.5.简述革兰染色法操作步骤简述革兰染色法操作步骤