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1、第一章 兽医细菌学总论第一节 细菌的形态及结构特点:1、个体微小、结构简单、属于原核生物,无核膜和核仁、无细胞器。2、不进行有丝分裂,其繁殖方式为无性的二分裂法。3、喜生活于阴暗、潮湿、富含有机物质的地方。细菌概述 细菌:是一类具有细胞壁、个体微小、形态与结构简单的单细胞微生物一、细菌形态(一)、细菌的个体形态 菌细胞形态 排列形态球状杆状螺旋状单个散在成对链状不规则细菌个体观察方法:染色、显微镜观察(1)菌体呈球形或近似球形,根据细胞分裂的方向及分裂后的各子细胞的空间排列状态不同,可将球菌分为以下几种:单球菌、双球菌、链球菌、四联球菌、八叠球菌、葡萄球菌等。(2)大多为革兰阳性菌,营腐生或寄
2、生生活。主要引起化脓性炎症,故又称为化脓性球菌。(3)链球菌和葡萄球菌是重要动物病原菌。1、球菌炭疽杆菌 3-10 m3、螺旋菌(spirilla)弧菌(vibrio):螺旋不满一圈,菌体呈弧形或逗号形例霍乱弧菌、逗号弧菌螺旋菌(spirillum):螺旋满2-6环,螺旋状,例干酪螺菌 螺旋体(spirochaeta):旋转周数在6环以上,菌体柔软。例:梅毒密螺旋体 弧 菌 螺 菌螺旋体菌落:单个或少数细菌细胞生长繁殖后,会形成以母细胞为中心的一堆肉眼可见、有一定形态构造的子细胞集团,这就是菌落。可用于细菌的分离、纯化、计数和鉴定。(二)、细菌的群体形态菌苔:各“菌落”相互连接形成一片。细菌群
3、体观察方法:培养、肉眼观察二、细菌的构造基本结构细胞壁、细胞膜、细胞质、核体特殊结构 荚膜、鞭毛、菌毛、芽胞 革兰氏染色法是细菌细胞的复合染色法,由丹麦医生Hans Christian Gram于1884年创立。革兰氏(Grams)染色(2)成分肽聚糖:又称粘肽;构成阳性菌的三维结构 溶菌酶是一种可以作用于肽聚糖-1,4糖苷键的分解酶,可将肽聚糖分解成许多N-乙酰葡萄糖胺和N-乙酰胞壁酸。青霉素通过抑制细菌细胞壁四肽则链和五肽交连桥的结合而阻碍细胞壁合成而发挥杀菌作用。(1)特点:革兰氏阴性细菌细胞壁较薄,约1015nm,有12层肽聚糖外,约占细胞壁干重的520%。结构比较复杂。尚有特殊组份外
4、膜层位于细胞壁肽聚糖层的外侧,包括脂多糖、脂质双层、脂蛋白三部分。2、革兰氏阴性菌细胞壁(2)、成分脂多糖(lipopolysaccharid,LPS)侧链多糖(有种型特异性)核心多糖(有属特异性)类 脂 A(无种属特异性,内毒素的主要毒性成分)l脂多糖:是革兰阴性细菌重要致病物质,称内毒素。革兰氏阳性细菌与革兰氏阴性细菌细胞壁成分比较兽医重要病原菌分类革兰氏阳性球菌:葡萄球菌、链球菌杆菌革兰氏阴性无芽孢:李氏杆菌、猪丹毒杆菌产芽孢需氧:炭疽杆菌厌氧:破伤风梭菌、产气荚膜梭菌、肉毒梭菌、气肿疽梭菌杆菌需氧:布氏杆菌、波氏杆菌、结核分支杆菌兼性厌氧:大肠杆菌、沙门氏菌、嗜血杆菌、多杀性巴氏杆菌、
5、鸭疫里氏杆菌、耶尔森氏菌、5.细菌细胞壁缺陷型(细菌L 型)L型细菌:1935年,在英国李斯特预防医学研究所中发现一种由自发突变而形成细胞壁缺损的细菌念珠状链杆菌,由于李斯德(Lister)研究所的第一字母是“L”,故称L型细菌。缺壁细菌实验室中形成自然界长期进化中形成:支原体自发缺壁突变:L 型细菌人工方法去壁彻底除尽:原生质体部分去除:球状体(二)、细胞膜细胞膜液态镶嵌模型n 细菌细胞膜的结构与真核细胞者基本相同,由磷脂和多种蛋白质组成,但不含胆固醇。n 细菌细胞膜的功能与真核细胞者类似,主要有物质转运、生物合成和呼吸等作用。细菌细胞膜内包裹的、除核体以外的所有物质,是一种无色、透明、均质
6、的胶体,基本成分为水、蛋白质、脂类、多糖、核糖核酸及无机盐类等,是细菌进行营养物质代谢及合成核酸和蛋白质的场所。含有各种酶系统、核糖体、质粒、包含物等。(三)、细胞质(cytoplasm)2、质粒核体质粒 细菌染色体外的环状双链DNA分子,控制细菌某些特定的遗传特性。如菌毛(F质粒)、细菌素(Col质粒)、毒素(Vi质粒)和耐药性(R质粒)的产生等。3、内含物 贮存营养物质和其他物质的颗粒样结构,有脂肪滴、糖原、异染颗粒等。脂肪滴聚-羟丁酸颗粒 是细菌所特有的一种与类脂相似的贮藏物,具有贮藏能量、碳源和降低细胞内渗透压的作用。气泡 气泡有些水生细菌含有的,有许多小气囊组成的结构。气囊壁为蛋白质
7、。能使细菌具有浮力,以利于细菌在适宜的溶解氧和营养物质的环境中生活。异染颗粒用美蓝或甲苯胺蓝染成紫红色,功能为贮藏磷元素和能量,并可降低渗透压。核质体真核生物细胞细胞核核核膜膜(五)、荚膜 荚膜:某些细菌在生命过程中在一定条件下,在细胞 某些细菌在生命过程中在一定条件下,在细胞壁外形成的一层包围整个菌体的黏液性物质。壁外形成的一层包围整个菌体的黏液性物质。用理化方法去除后并不影响细胞的生命活动。肺炎链球菌荚膜荚膜 1、荚膜分类A.荚膜 B.粘液层 C.菌胶团 (1)荚膜的形成是微生物的遗传特征之一,是“种”的特征。但不是细菌的必要结构,失去荚膜的菌株照样能够生活。(2)荚膜的形成与组成明显受培
8、养基成分和培养条件的 影响(与环境密切相关)。2.荚膜形成的条件 化学组成主要是水,约占重量的90以上,其余为多糖类、多肽类,或者多糖蛋白质复合体,尤以多糖类居多。如肺炎链球菌荚膜为多糖;炭疽杆菌荚膜为多肽;巨大芽孢杆菌为多肽与多糖的复合物。3.荚膜的化学组成(1)保护细菌菌体:抗吞噬细胞的吞噬和消化作用;抗干燥作用;抗有害物质的损伤作用;当营养缺乏时,可被细菌用作碳源和能源。(2)粘附作用:荚膜多糖可使细菌彼此间粘链,也可粘附于组织细胞或无生命物体表面,是引起感染的重要因素。4.荚膜的功能5、荚膜研究意义 用于医学及工业:代血浆,如肠膜状明串珠菌的葡聚糖荚膜已用于代血浆成分右旋糖酐和葡聚糖的
9、生产;从野油菜黄单胞菌荚膜提取的黄原胶可用作石油开采中的井液添加剂,也可用于印染、食品工业;产生菌胶团的细菌用于污水处理。荚膜产生与否是细菌的一种遗传特性,可作为鉴定细菌的依据之一,产荚膜细菌形成光滑型(smooth,S型)菌落。形成荚膜细菌 链球菌 多杀性巴氏杆菌 鸭疫里氏杆菌 产气荚膜梭菌 嗜血杆菌 胸膜肺炎放线杆菌 炭疽杆菌、(六)、鞭毛 许多细菌在菌体上附有细长并呈波状弯曲的丝状物,称为鞭毛,是细菌的运动器官。特殊鞭毛染色,在光学显微镜下观察电子显微镜观察半固体穿刺培养1、鞭毛的观察1:有动力2:无动力2、鞭毛构造3、鞭毛菌分类单毛菌双毛菌丛毛菌周毛菌 鞭毛是运动器官。鞭毛有抗原性。与
10、致病性有关。4.鞭毛的功能具有鞭毛细菌 大肠杆菌(周身鞭毛)、沙门氏菌(周鞭毛、除鸡白痢沙门氏菌和禽伤寒沙门氏菌)耶尔森氏菌 李氏杆菌 破伤风梭菌(周身鞭毛)胸膜肺炎放线杆菌 肉毒梭菌(周身鞭毛)许多革兰阴性菌和少数革兰阳性菌菌体表面存在着一种比鞭毛更细、更短而直硬的丝状物,与细菌的运动无关。菌毛蛋白具有抗原性。菌毛在光镜下看不到,必须用电镜观察。分为普通菌毛和性菌毛两类。(七)菌毛 遍布菌细胞表面,每菌可达数百根。长0.31.0um,直径7nm。具有粘着细胞(红细胞、上皮细胞)和定居各种细胞表面的能力,它与某些细菌的的致病性有关。无菌毛的细菌则易被粘膜细胞的纤毛运动、肠蠕动或尿液冲洗而被排除
11、,失去菌毛,致病力亦随之丧失。1.普通菌毛 仅见于少数革兰阴性菌。数量少,1-4根。比普通菌毛长而粗,中空呈管状。性菌毛由致育因子(F)编码,故又称F菌毛。F+菌内的质粒或DNA可通过性菌毛 进入F-菌体内,性菌毛是某些噬菌体吸附于菌细胞的受体。2.性菌毛性菌毛接合普通菌毛 菌毛比鞭毛更短、更细,且又直又硬。数量很多,不具有运动功能,但与菌的致病性、吸附等有关。只能在电子显微镜下观察到。3、菌毛与鞭毛的比较 某些细菌在一定的环境条件下,能在菌体内部形成一个圆形或卵圆形小体,是细菌的休眠形式。芽胞形成后细菌即失去繁殖能力。产生芽胞的都是革兰阳性菌。(八)、芽孢1.芽孢的结构由外向内外衣 外膜皮质
12、 芽孢壁内膜 芯髓2.芽孢的形成细菌形成芽胞的能力是由菌体内的芽胞基因决定的。芽胞一般只在动物体外才能形成,其形成条件因菌种而异。一般来说,营养缺乏或C、N、P元素饥饿时细菌生长减速,启动芽孢形成基因,引起细菌形成芽孢。芽孢的形成过程质膜内陷前芽孢双层膜形成合成DPA皮层合成芽孢裂解DNA浓缩形成束状孢衣合成(1)对高温、干燥、辐射、化学药物有强大的抵抗力。(2)含水量低、壁厚而致密,通透性差,不易着色,折光性强。(3)芽胞内新陈代谢几乎停止,处于休眠状态,但保持潜在萌发力。(4)不是繁殖器官,一个芽孢萌发只产生一个营养状态的细胞。3.芽孢的特点 4.芽胞形状、位置中央芽孢顶端芽孢近端芽孢 破
13、伤风杆菌肉毒梭菌炭疽杆菌6、产芽孢细菌的种类 能否形成芽孢是细菌种的特征。能产生芽孢的细菌种类不多,最主要的是革兰氏阳性杆菌的两个属,即好氧性的芽孢杆菌属和厌氧性的梭菌属。主要的带芽孢致病菌为炭疽芽胞杆菌、产气荚膜梭菌、肉毒梭菌和破伤风梭菌等。6、研究芽孢意义 1分类鉴定 不同细菌的芽孢具有不同的特点,从形状、大小、表面特征,直到与菌体的关系等都有不同的表现,因此可以作为分类鉴定的依据或参考。2科研材料 由于芽孢独特的产生方式,成为研究形态发生和遗传控制的好材料。3保存菌种 芽孢对不良环境有很强的抵抗力,可以保持生命力达数十年之久,在自然界使细菌度过恶劣的环境,在实验室是保存菌种的好材料。4分离菌种 芽孢的耐热性有助于芽孢细菌的分离。将含菌悬浮液进行热处理,杀死所有营养细胞,可以筛选出形成芽孢的细菌种类。5生物杀虫 有些芽孢细菌在产生芽孢的同时,可以产生一种双锥形的结晶内含物,称为伴孢晶体,这是一种蛋白质毒素,可以杀死某些昆虫(特别是鳞翅目)的幼虫。6.消毒灭菌:是否能杀灭一些代表菌的芽孢是衡量和制定各种消毒灭菌标准的主要依据;讨论、思考题、作业 2、细菌细胞壁的结构以及与细菌耐药性和革蓝氏染色原理的关系。1、细菌的概念、形态分类以及排列方式。3、细菌特殊结构的概念、结构、特点和功能。4、简述细菌形态结构特征在细菌鉴定中的应用。5、试比较G+菌与G-菌细胞壁结构的特征和区别?
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