细菌的形态与结构课件.ppt
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1、关于细菌的形态与结构现在学习的是第1页,共55页 细细菌菌(bacterium)是是属属原原核核生生物物界界(prokaryotae)的的一一种种单单细细胞胞微微生生物物,有有广广义义和和狭狭义义两两种种范范畴畴。广广义义上上泛泛指指各各类类原原核核细细胞胞型型微微生生物物,包包括括细细菌菌、放放线线菌菌、支支原原体体、衣衣原原体体、立立克克次次体体和和螺螺旋旋体体。狭狭义义上上则则专专指指其其中中数数量量最最大大、种种类类最最多多、具具有有典典型型代代表表性性的的细细菌菌,是是本本章章讨讨论论的的对对象象。它它们们形形态态微微小小,结结构构简简单单,具具有有细细胞胞壁壁和和原原始始核核质质,
2、无无核核仁仁和和核核膜,除核糖体外无其他细胞器。膜,除核糖体外无其他细胞器。现在学习的是第2页,共55页一一 细菌的大小与形态细菌的大小与形态现在学习的是第3页,共55页1、细菌的大小、细菌的大小 一般以一般以微米(微米(m)为测量单位。观察为测量单位。观察细菌最常用的仪器是光学显微镜。在不同细菌最常用的仪器是光学显微镜。在不同种类的细菌大小不一,同一种细菌也因菌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。龄和环境因素的影响而有差异。现在学习的是第4页,共55页 2、细菌的形态、细菌的形态 细菌按其外形,主要有以下三大类:细菌按其外形,主要有以下三大类:球菌球菌(coccu
3、s)杆菌杆菌(bacillus)螺形菌螺形菌(spiral bacterium)现在学习的是第5页,共55页(一一)球球菌菌 多多数数球球菌菌直直径径在在m左左右右,外外观观呈呈圆圆球球形形或或近近似似球球形形。由由于于繁繁殖殖时时细细菌菌分分裂裂平平面面不不同同和和分分裂裂后后菌菌体体之之间间相相互互粘粘附附程程度度不不一一,可可形形成成不不同同的的排排列列方方式式,这对一些球菌的鉴别颇有意义。这对一些球菌的鉴别颇有意义。1.双球菌双球菌(diplococcus)如脑膜炎奈瑟菌、肺炎链如脑膜炎奈瑟菌、肺炎链 球球 菌。菌。2.链球菌链球菌(streptococcus)如乙型溶血型链球菌。如乙
4、型溶血型链球菌。3.葡萄球菌葡萄球菌(staphylococcus)如金黄色葡萄球菌。如金黄色葡萄球菌。4.四联球菌四联球菌(tetrad)如四联加夫基菌。如四联加夫基菌。5.八叠球菌(八叠球菌(sarcina)如藤黄八叠球菌。如藤黄八叠球菌。现在学习的是第6页,共55页现在学习的是第7页,共55页(二二)杆杆菌菌不同同杆杆菌菌(bacillus)的的大大小小、长长短短、粗粗细细很很不不一一致致。大大的的杆杆菌菌如如炭炭疽疽芽芽孢孢杆杆菌菌长长10m,中中等等的的如如大大肠肠埃埃希希菌菌长长23m,小小的的如如布布鲁鲁菌菌长长仅仅.um。现在学习的是第8页,共55页 杆杆菌菌形形态态多多数数呈
5、呈直直杆杆状状,也也有有的的菌菌体体稍稍弯弯;多多数数呈呈分分散散存存在在,也也有有的的呈呈链链状状排排列列,称称为为链链杆杆菌菌(streptobacillus);菌菌体体两两端端大大多多呈呈钝钝圆圆形形,少少数数两两端端平平齐齐(如如 炭炭疽疽芽芽孢孢杆杆菌菌)或或两两端端尖尖细细(如如梭梭杆杆菌菌)。有有 的的 杆杆 菌菌 末末 端端 膨膨 大大 成成 棒棒 状状,称称 为为棒棒 状状 杆杆 菌菌(corynebacterium);有有的的菌菌体体短短小小,近近似似椭椭圆圆形形,称称为为球球杆杆菌菌(coccobacillus);有有的的常常呈呈分分枝枝生生长长趋趋势势,称称为为分分枝枝
6、杆杆菌菌(mycobacterium);有有的的 末末 端端 常常 呈呈 分分 叉叉 状状,称称 为为双双 歧歧 杆杆 菌菌(bifidobacterium)。现在学习的是第9页,共55页(三三)螺螺形形菌菌 螺螺形形菌菌(spiral bacterium)菌菌体体弯弯曲曲,有有的的菌菌体体长长2-3 um,只只有有一一个个弯弯曲曲,呈呈弧弧形形或或逗逗点点状状称称为为弧弧菌菌(vibrio),如如霍霍乱乱弧弧菌菌;有有的的菌菌体体长长3-6 um,有有数数个个弯弯曲曲称称为为螺螺菌菌(spirillum),如如鼠鼠咬咬热热螺螺菌菌;也也有有的的菌菌体体细细长长弯弯曲曲呈呈弧弧形形或或螺螺旋旋
7、形形,称称为为螺螺杆杆菌菌(helicobacterium),如如幽幽门螺杆菌。门螺杆菌。现在学习的是第10页,共55页二细菌的结构现在学习的是第11页,共55页 细菌虽小,仍具有一定的细胞结构和功能。细菌虽小,仍具有一定的细胞结构和功能。细胞壁、细胞膜、细胞质和核质等各种细菌都细胞壁、细胞膜、细胞质和核质等各种细菌都有,是细菌的有,是细菌的基本结构基本结构;荚膜、鞭毛、菌毛、;荚膜、鞭毛、菌毛、芽孢仅某些细菌具有,为其芽孢仅某些细菌具有,为其特殊结构。特殊结构。现在学习的是第12页,共55页细菌的基本结构细菌的基本结构包括:细菌的基本结构包括:细胞壁(细胞壁(cell wall)细胞膜(细胞
8、膜(cell membrane)细胞质(细胞质(cytoplasm)核质(核质(nuclear material)现在学习的是第13页,共55页细胞壁的功能 1、维持菌体固有的形态,、维持菌体固有的形态,2、保护细菌抵抗低渗环境。、保护细菌抵抗低渗环境。3、参与菌体内外的物质交换。、参与菌体内外的物质交换。4、菌体表面带有多种抗原表位,可以诱发机体的、菌体表面带有多种抗原表位,可以诱发机体的 免疫应答。免疫应答。5、与细菌致病性有关。如、与细菌致病性有关。如LPS。现在学习的是第14页,共55页 一 细胞壁细胞壁 细细胞胞壁壁(cell wall)位位于于菌菌细细胞胞的的最最外外层层,包包绕绕
9、在在细细胞胞膜膜的的周周围围,是是一一种种膜膜状状结结构构,组组成成较较复复杂杂,并并随随不不同同细细菌菌而而异异。用用革革兰兰染染色色法法可可将将细细菌菌分分为为两两大大类类,即即革革兰兰阳阳性性菌菌(G+菌菌)和和革革兰兰阴阴性性菌菌G-菌菌)。两两类类细细菌菌细细胞胞壁的壁的共有组分为肽聚糖共有组分为肽聚糖,但各自有其特性组分。,但各自有其特性组分。现在学习的是第15页,共55页(一)肽聚糖(peptidoglycan)肽肽聚聚糖糖是是一一类类复复杂杂的的多多聚聚体体,是是细细菌菌细细胞胞壁壁中中的的主主要要成成分分,为为原原核核细细胞胞所所特特有有,又又称称为为黏黏肽肽(mucopep
10、tide)。)。现在学习的是第16页,共55页1、G+菌的肽聚糖组成 聚糖骨架 四肽侧链 五肽交联桥 形成坚韧的三维立体结构现在学习的是第17页,共55页 2、G菌的肽聚糖组成 聚糖骨架 四肽侧链 形成疏松的二维平面结构现在学习的是第18页,共55页(二)革兰阳性菌细胞壁特殊组分 革革兰兰阳阳性性菌菌的的细细胞胞壁壁较较厚厚(2080nm),除除含含有有1550层层肽肽聚聚糖糖结结构构外外,大大多多数数尚尚含含由由大大量量的的磷磷壁壁酸酸(teichoic acid),约约占占细细胞胞壁壁干干重重的的50%。磷磷壁壁酸酸是是由由核核糖糖醇醇(ribitol)或或甘油残基经磷酸二酯键互相连接而成
11、的多聚物。甘油残基经磷酸二酯键互相连接而成的多聚物。现在学习的是第19页,共55页磷壁酸按其结合部位不同分为:壁磷壁酸壁磷壁酸(wall teichoic acid)它的一端通过磷)它的一端通过磷脂与肽聚糖上的胞壁酸共价结合,另一端伸出细脂与肽聚糖上的胞壁酸共价结合,另一端伸出细胞壁游离于外。胞壁游离于外。膜磷壁酸膜磷壁酸(membrane teichoic acid),或称脂磷壁或称脂磷壁酸(酸(lipoteichoic acid,LTA),一端与细胞膜外),一端与细胞膜外层上的糖脂共价结合,另一端穿越肽聚糖层伸层上的糖脂共价结合,另一端穿越肽聚糖层伸出细胞壁表面呈游离状态。出细胞壁表面呈游
12、离状态。现在学习的是第20页,共55页现在学习的是第21页,共55页(三)(三)革兰阴性细胞壁特殊组分革兰阴性细胞壁特殊组分 革革兰兰阴阴性性细细胞胞壁壁较较薄薄(1015nm),但但结结构构较较复复杂杂。除除含含由由13层层的的肽肽聚聚糖糖结结构构外外,尚尚有有其其特特殊殊组组分分外外膜膜(outer membrane),约约占占细细胞胞壁壁干重的干重的80%。现在学习的是第22页,共55页外膜外膜由由脂蛋白脂蛋白脂质双层脂质双层脂多糖脂多糖三部分组成三部分组成。现在学习的是第23页,共55页 -内酰胺抗生素是指其结构中含有-内酰胺环的一类抗生素,包括青霉素类和头孢菌素类,由于其抑制细胞壁肽
13、聚糖的合成而达到杀菌作用。细菌产生的-内酰胺酶(-lactamase,BLA)可以特异性地打开药物分子结构中的-内酰胺环,使其完全失去活性。一般是革兰阳性菌的BLA为胞外酶,革兰阴性菌的BLA位于周浆间隙内,BLA的产生可以由细菌染色体编码,也可以由质粒编码。近年来,在克雷伯菌、大肠埃希菌、肠杆菌等革兰阴性菌中又出现新的BLA突变体,扩大了原来的底物谱,可以水解青霉素类和一、二、三代头孢菌素和单环类抗生素(氨曲南),称其为超广谱-内酰胺酶(extended spectrum-lactamase,ESBL)。-内酰胺酶介导的耐药性是细菌耐药机制研究的重要内容,也是抗生素不断改造的理论基础。现在学
14、习的是第24页,共55页 革兰阳性菌与阴性菌细胞壁结构比较现在学习的是第25页,共55页 细细菌菌细细胞胞壁壁的的肽肽聚聚糖糖结结构构受受到到理理化化或或生生物物因因素素的的直直接接破破坏坏或或合合成成被被抑抑制制后后,这这种种细细胞胞壁壁受受损损的的细细菌菌一一般般在在普普通通环环境境中中不不能能耐耐受受菌菌体体内内的的高高渗渗透透压压而而将将会会胀胀裂裂死死亡亡。但但在在高高渗渗环环境境下下,它它们们仍仍可可存存活活。这这种种细细胞胞壁壁受受损损的的细细菌菌能能够够生生长长和和分分裂裂称为细菌细胞壁缺陷型或称为细菌细胞壁缺陷型或L型(型(bacterial L form)。)。(四)细菌细
15、胞壁缺陷型(细菌L型)现在学习的是第26页,共55页 细细胞胞膜膜或或称称胞胞质质膜膜(cytoplasmic membrane),位位于于细细胞胞壁壁内内侧侧,紧紧包包着着细细胞胞质质。其其功功能能也也与与真真核核细细胞胞者者类类似似,主要有物质转运、生物合成、分泌和呼吸等作用。主要有物质转运、生物合成、分泌和呼吸等作用。二、二、细胞膜(cell membrane)现在学习的是第27页,共55页 细细胞胞膜膜包包裹裹的的溶溶胶胶状状物物质质为为细细胞胞质质(cytoplasm)或或称称原原生生质质(protoplasm),由由水水、蛋蛋白白质质、脂脂类类、核核酸酸及及少少量量糖糖和和无无机机
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