医学微生物学课件1细菌的基本性状.pptx
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1、第一篇第一篇 细菌学细菌学第第1 1章章 细菌的形态和结构细菌的形态和结构大学病原生物学与免疫学系大学病原生物学与免疫学系 细菌学概论细菌学概论n广义细菌:泛指各类原核细胞型微生物,包括广义细菌:泛指各类原核细胞型微生物,包括 细菌、放线菌、支原体、衣原体、细菌、放线菌、支原体、衣原体、立克次体、螺旋体、古细菌。立克次体、螺旋体、古细菌。n狭义细菌:指通常所说的细菌(真细菌),也是狭义细菌:指通常所说的细菌(真细菌),也是 本章节所讨论的对象。本章节所讨论的对象。细菌学概论细菌学概论n细菌:细菌:bacteriumbacterium(bacteriabacteria),有细胞壁的有细胞壁的单细
2、胞单细胞原核细胞型原核细胞型微生物。微生物。n性状:包括形态与结构、生长与繁殖、分类、性状:包括形态与结构、生长与繁殖、分类、分布、遗传与变异、致病性、免疫性等指标。分布、遗传与变异、致病性、免疫性等指标。细菌的大小细菌的大小n测量单位:细胞测量单位、以微米测量单位:细胞测量单位、以微米(m m)计量。)计量。n仪器观察:肉眼看不见,通常采用仪器观察:肉眼看不见,通常采用光学显微镜光学显微镜 的油镜的油镜观察(放大倍数是观察(放大倍数是100100)。)。n不同细菌:呈现大小不一性不同细菌:呈现大小不一性(0.5(0.5m m1010m)m),而且形态各异。而且形态各异。细菌的形态细菌的形态n
3、基本形态:基本形态:球菌球菌(多数直径(多数直径1 1m m)、)、杆菌、螺形菌杆菌、螺形菌n排列方式:在基本形态基础上,进一步划分。排列方式:在基本形态基础上,进一步划分。1 1、球菌球菌:双球菌、链球菌、葡萄球菌等。:双球菌、链球菌、葡萄球菌等。2 2、杆菌杆菌:粗细和长短不一、多呈散在排列。:粗细和长短不一、多呈散在排列。3 3、螺形菌螺形菌:菌体弯曲,分为螺菌、弧菌等。:菌体弯曲,分为螺菌、弧菌等。球菌:球菌:coccuscoccus脑膜炎奈瑟菌脑膜炎奈瑟菌葡萄球菌葡萄球菌 链链 球球 菌菌返回返回 杆菌:杆菌:bacillusbacillus绿脓杆菌绿脓杆菌炭疽杆菌炭疽杆菌返回返回
4、螺形菌:螺形菌:spiral bacteriumspiral bacterium弧菌弧菌螺菌螺菌螺杆菌螺杆菌 细菌典型形态的判定细菌典型形态的判定n动态变化:单细胞,易受多因素影响(内外因素)。动态变化:单细胞,易受多因素影响(内外因素)。n恒定形态:细菌在适宜条件下,具有的大小和形态恒定形态:细菌在适宜条件下,具有的大小和形态 特征(细菌典型形态、利于比对鉴别)。特征(细菌典型形态、利于比对鉴别)。n判定之一:一般细菌在适宜的条件下,培养判定之一:一般细菌在适宜的条件下,培养8 818h18h,所获得的细菌标本(处于对数生长期)。所获得的细菌标本(处于对数生长期)。n生物膜(biofilm,
5、BF)和浮游(planktonic)方式生方式生存的同一种细菌具有存的同一种细菌具有不同不同的特性的特性.n在自然界在人和动物体内在自然界在人和动物体内,大多数细菌的生存方式大多数细菌的生存方式:都是以生物被膜为主都是以生物被膜为主,浮浮游生长为辅的游生长为辅的.细菌的结构细菌的结构n基本结构基本结构:细胞壁、细胞膜、细胞质、核质,:细胞壁、细胞膜、细胞质、核质,它是各类细菌具备的结构。它是各类细菌具备的结构。n特殊结构特殊结构:荚膜、鞭毛、菌毛、芽胞,它是:荚膜、鞭毛、菌毛、芽胞,它是 部分细菌特有的结构。部分细菌特有的结构。细胞壁(Cell Wall)n位于菌细胞的最外层,包绕在细胞膜的周
6、围。组成较复杂,位于菌细胞的最外层,包绕在细胞膜的周围。组成较复杂,并随不同细菌而异。并随不同细菌而异。n用革兰染色法可将细菌分为两大类用革兰染色法可将细菌分为两大类:革兰阳性菌革兰阳性菌 革兰阴性菌革兰阴性菌 细胞壁的细胞壁的共有组分共有组分n名称:名称:肽聚糖肽聚糖(peptidoglycanpeptidoglycan),又称黏肽或胞壁质,),又称黏肽或胞壁质,它是原核细胞的特有成分。它是原核细胞的特有成分。n比较:革兰阴性菌和革兰阳性菌细胞壁的共有组分就比较:革兰阴性菌和革兰阳性菌细胞壁的共有组分就是肽聚糖,但是革兰阳性菌和革兰阴性菌的细胞壁是肽聚糖,但是革兰阳性菌和革兰阴性菌的细胞壁
7、在肽聚糖的组成、结构、含量上存在差异。在肽聚糖的组成、结构、含量上存在差异。肽聚糖组成与结构肽聚糖组成与结构(1)主要成分)主要成分-肽聚糖肽聚糖(peptiglycan)(粘肽)(粘肽)革兰阳性菌革兰阳性菌 聚糖骨架、四肽侧链、五肽交联桥聚糖骨架、四肽侧链、五肽交联桥 三维立体结构,坚固三维立体结构,坚固,1550层层n革兰阴性菌革兰阴性菌 聚糖骨架、四肽侧链聚糖骨架、四肽侧链 二维平面结构,疏松,二维平面结构,疏松,12层层G+菌肽聚糖结构菌肽聚糖结构聚糖骨架:聚糖骨架:N-乙酰胞壁酸乙酰胞壁酸和和N-乙酰葡萄糖胺乙酰葡萄糖胺交替交替间隔排列间隔排列五肽交联桥五肽交联桥:五个甘氨酸五个甘氨
8、酸四肽侧链四肽侧链 :L-丙、丙、D-谷、谷、L-赖、赖、D-丙丙Wall teichoic acid(LTA)聚糖骨架、四肽侧链 二维平面结构G-菌肽聚糖结构菌肽聚糖结构:特殊组分革兰阳性菌n磷壁酸(teichoic acid)壁磷壁酸 膜磷壁酸n特殊蛋白:A蛋白、M蛋白 G G+细菌细胞壁的组成细菌细胞壁的组成n肽聚糖:含量丰富,结构致密,是该类肽聚糖:含量丰富,结构致密,是该类 细菌细胞壁的主要成分。细菌细胞壁的主要成分。n磷壁酸:重要的表面抗原等。磷壁酸:重要的表面抗原等。n其它:少数细菌还含有特殊的表面蛋白。其它:少数细菌还含有特殊的表面蛋白。G+菌化学组分的作用及意义菌化学组分的作
9、用及意义肽聚糖肽聚糖:其立体构型使细胞壁坚固;其立体构型使细胞壁坚固;是维持细菌形态的基础成分;是维持细菌形态的基础成分;是青霉素作用的靶分子是青霉素作用的靶分子;有致病作用。有致病作用。磷壁酸磷壁酸:具有免疫原性;具有免疫原性;具有致病性,以脂磷壁酸为主具有致病性,以脂磷壁酸为主 G G-细菌细胞壁的组成细菌细胞壁的组成n主要成分:就是外膜,由脂蛋白、脂质双层、主要成分:就是外膜,由脂蛋白、脂质双层、脂多糖组成。其中脂多糖的脂质脂多糖组成。其中脂多糖的脂质A A 具有内毒素活性,特异多糖构成细具有内毒素活性,特异多糖构成细 菌的特异菌体抗原。菌的特异菌体抗原。n其它成分:肽聚糖,但含量甚少,
10、结构疏松。其它成分:肽聚糖,但含量甚少,结构疏松。脂多糖(脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)1)脂质)脂质A(lipid A)n内毒素毒性与生物学活性成分内毒素毒性与生物学活性成分2)核心多糖()核心多糖(core polysaccharide)n有属特异性,同一属细菌相同有属特异性,同一属细菌相同 3)特异多糖()特异多糖(specific polysaccharide)n是革兰阴性菌的菌体抗原(是革兰阴性菌的菌体抗原(O抗原),抗原),具有种特异性具有种特异性 n缺失,细菌光滑缺失,细菌光滑(smooth,S)型变为粗型变为粗糙糙(rough,R)型型 两类细菌细胞壁的
11、差异两类细菌细胞壁的差异G+G+细菌细菌G-G-细菌细菌返回返回n外膜外膜 nG-菌细胞壁的菌细胞壁的特殊组分特殊组分n脂脂蛋蛋白白 肽肽聚聚糖糖层层与与脂脂质质双双层之间层之间n脂脂质质双双层层 结结构构类类似似细细胞胞膜膜(有有通通透透屏屏障障作作 用用)镶镶嵌嵌一一些些特殊的蛋白质(外膜蛋白)特殊的蛋白质(外膜蛋白)n 脂多糖脂多糖 G G-菌的菌的内毒素内毒素n4)4)周周 浆浆 间间 隙隙(periplasmic(periplasmic space)space)LIPID BILAYERG-细菌的特有组分细菌的特有组分革兰阳性菌革兰阴性菌G+菌与菌与G-菌细胞壁的比较菌细胞壁的比较细
12、胞壁细胞壁 革兰阳性菌革兰阳性菌革兰阴性菌革兰阴性菌 强度强度 较坚韧较坚韧 较疏松较疏松 厚度厚度 20-80nm 10-15nm肽聚糖层数肽聚糖层数可多达可多达50层层 1-2层层肽聚糖含量肽聚糖含量50%-80%5%-20%磷壁酸磷壁酸 有有 无无 外膜外膜 无无 有有功能功能n维持菌体固有的形态,并保护细菌抵抗低渗环境维持菌体固有的形态,并保护细菌抵抗低渗环境(阳性菌(阳性菌2025大气压,阴性菌大气压,阴性菌56大气压)大气压)n参与菌体内外的物质交换参与菌体内外的物质交换 n菌体表面带有多种抗原表位,可以诱发机体的免疫应答菌体表面带有多种抗原表位,可以诱发机体的免疫应答 n磷壁酸:
13、重要表面抗原,与血清型分类有关磷壁酸:重要表面抗原,与血清型分类有关n外膜:屏障结构,与致病性相关外膜:屏障结构,与致病性相关 LPS 细菌细胞壁缺陷型(细菌细菌细胞壁缺陷型(细菌L型)型)定义定义:由于肽聚糖受抑制或破坏而失去细胞壁的细:由于肽聚糖受抑制或破坏而失去细胞壁的细菌。菌。原生质体原生质体 protoplast:革兰阳性菌革兰阳性菌L型型 原生球体原生球体 spheroplast:革兰阴性菌革兰阴性菌L型型 特点:特点:1)多形性多形性,大小不一,绝大,大小不一,绝大多数细菌的多数细菌的L型染色型染色呈呈G-性性。2)在在高渗、低琼脂含血清的高渗、低琼脂含血清的培养基中培养基中能缓
14、慢生长,形成能缓慢生长,形成“油煎蛋油煎蛋”样样细小菌落。有细小菌落。有的成的成颗粒状或丝状菌落。颗粒状或丝状菌落。3)L型细菌可被诱发,型细菌可被诱发,去除诱发因素后去除诱发因素后,有的可有的可回复回复为原菌。为原菌。细菌细菌L型的意义型的意义 在高渗环境中仍能生存,具有致病性,常引在高渗环境中仍能生存,具有致病性,常引起慢性感染,如尿路感染、骨髓炎、心内膜炎等;起慢性感染,如尿路感染、骨髓炎、心内膜炎等;由于形态结构和特性发生变异,给临床诊断由于形态结构和特性发生变异,给临床诊断和治疗造成困难。和治疗造成困难。葡葡萄萄球球菌菌L型型 青霉素和溶菌酶青霉素和溶菌酶作用位点作用位点n细胞壁合成
15、的转肽酶细胞壁合成的转肽酶,也是也是青霉素青霉素的作用靶位:抑的作用靶位:抑制细菌四肽侧链和五肽交联桥连接。制细菌四肽侧链和五肽交联桥连接。n溶菌酶溶菌酶能裂解细菌聚糖骨架能裂解细菌聚糖骨架N-乙酰胞壁酸和乙酰胞壁酸和N-乙乙酰葡萄糖胺的糖苷键酰葡萄糖胺的糖苷键 细胞膜:细胞膜:cell membranecell membrane n结构结构:镶嵌蛋白质的脂:镶嵌蛋白质的脂质双层,但不含胆固醇。质双层,但不含胆固醇。细胞膜(细胞膜(cell membrane)n或称胞质膜(或称胞质膜(cytoplasmic membrane)n细胞壁内侧,包绕细胞质细胞壁内侧,包绕细胞质n功能功能:生物合成生
16、物合成物质转运物质转运分泌呼吸分泌呼吸n中介体(中介体(mesosome)是部是部分细胞膜内陷、折叠、卷曲分细胞膜内陷、折叠、卷曲形成的囊状物,多见于革兰形成的囊状物,多见于革兰阳性细菌阳性细菌n在在细细菌菌分分裂裂时时,中中介介体体起起着着类类似似真真核核细细胞胞有有丝丝分分裂裂时时纺纺锤丝锤丝的作用。的作用。n功功能能类类似似真真核核细细胞胞的的线线粒粒体体,故故有有拟线粒体拟线粒体之称。之称。细胞质:细胞质:cytoplasmcytoplasmn成分:为无色透明的胶状物,由水、蛋白质、成分:为无色透明的胶状物,由水、蛋白质、脂类、核酸(脂类、核酸(RNARNA)、无机盐等组成。)、无机盐
17、等组成。n功能:细菌进行新陈代谢的主要场所。功能:细菌进行新陈代谢的主要场所。n结构:细胞骨架、结构:细胞骨架、核糖体核糖体、质粒质粒、胞质颗粒胞质颗粒等。等。核糖体(ribosome)n沉降系数为沉降系数为70S,由,由50S和和 30S两个亚基组成。两个亚基组成。n核核糖糖体体是是某某些些抗抗生生素素的的作作用用靶靶点点,可可抑抑制制细细菌菌蛋蛋白白质质的的合合成。如:成。如:链霉素链霉素红霉素 质粒:质粒:plasmidplasmidn基本概念:细菌染色体外的遗传物质。其成分基本概念:细菌染色体外的遗传物质。其成分 是闭合环状的双链是闭合环状的双链DNADNA,控制细菌某些特定,控制细菌
18、某些特定 的生物学特性。的生物学特性。n遗传特性:决定细菌耐药性、毒素产生等性状,遗传特性:决定细菌耐药性、毒素产生等性状,但并非是细菌生命活动所必须的结构。但并非是细菌生命活动所必须的结构。返回返回n胞胞质质颗颗粒粒(内内含含物物,inclusion):大大多多为为储储藏藏营营养养物物质质的的场场所所.异异染染颗颗粒粒(metachromtic granule)或或纡纡回回体体 ,嗜嗜碱碱,着着色色深诊断价值(白喉棒状杆菌)深诊断价值(白喉棒状杆菌)核质:核质:nuclear materialnuclear materialn特征:细菌是原核细胞,仅有原始核质或拟核,特征:细菌是原核细胞,仅
19、有原始核质或拟核,无核膜、核仁等结构,又称细菌染色体。无核膜、核仁等结构,又称细菌染色体。n组成:由双股环状的组成:由双股环状的DNADNA分子反复回旋卷曲盘绕分子反复回旋卷曲盘绕 组成松散网状结构,尚含组成松散网状结构,尚含RNARNA和蛋白质。和蛋白质。n功能:作为遗传物质,控制细菌的生物学性状。功能:作为遗传物质,控制细菌的生物学性状。细菌的特殊结构细菌的特殊结构n组成:荚膜、鞭毛、菌毛、芽胞。组成:荚膜、鞭毛、菌毛、芽胞。n特征:某些细菌具有的,非细菌细胞生活所必特征:某些细菌具有的,非细菌细胞生活所必 需的结构,特殊结构具有初步鉴别细菌需的结构,特殊结构具有初步鉴别细菌 的功效,更为
20、重要的是其与某些细菌的的功效,更为重要的是其与某些细菌的 医学意义密切相关。医学意义密切相关。n1.荚膜荚膜 capsule 细菌细胞壁外包围的一层粘液性物细菌细胞壁外包围的一层粘液性物质结构。质结构。n0.2m荚膜,荚膜,0.2m 微荚膜微荚膜n化学组成:多糖化学组成:多糖/多肽多肽n形成条件:营养丰富形成条件:营养丰富(S型型/M型型)n染色:不易着色,负染(墨汁)染色:不易着色,负染(墨汁)荚膜的功能:荚膜的功能:粘附作用;粘附作用;抗吞噬作用;抗吞噬作用;抗有害物质的抗有害物质的损伤作用。损伤作用。2.鞭毛(鞭毛(flagellum)n概念:许多细菌菌体上概念:许多细菌菌体上附有细长并
21、呈波状弯曲的丝状物。附有细长并呈波状弯曲的丝状物。鞭毛长鞭毛长520m,直径,直径1230nm n数量与部位:数量与部位:单毛菌单毛菌 双毛菌双毛菌 丛毛菌丛毛菌 周毛菌周毛菌n检查:鞭毛染色、电镜、悬滴法、压滴法、半固体培养法。检查:鞭毛染色、电镜、悬滴法、压滴法、半固体培养法。n化学组成:鞭毛蛋白化学组成:鞭毛蛋白 鞭鞭 毛毛鞭毛的作用鞭毛的作用细菌的细菌的运动器官运动器官.有些细菌的鞭毛与有些细菌的鞭毛与致致病性病性有关有关 根据鞭毛菌的动力和根据鞭毛菌的动力和鞭毛的鞭毛的抗原性抗原性(H抗原)抗原),可用以鉴定细菌和,可用以鉴定细菌和进行细菌分类进行细菌分类 菌毛:菌毛:piluspi
22、lusn位置:附着细菌表面、比鞭毛更细、更短且直硬位置:附着细菌表面、比鞭毛更细、更短且直硬 的丝状物,数目可达上百根。的丝状物,数目可达上百根。n特性:蛋白质,分特性:蛋白质,分普通菌毛和性菌毛,电镜检查普通菌毛和性菌毛,电镜检查。n功能:普通菌毛具有粘附功能、与其致病性相关;功能:普通菌毛具有粘附功能、与其致病性相关;性菌毛有传递遗传物质(耐药性)的功能。性菌毛有传递遗传物质(耐药性)的功能。3.菌毛菌毛 pilusn普通菌毛普通菌毛ordinary pilus:是细菌的粘附结是细菌的粘附结构,能与宿主细胞的特异受体结合,介导细构,能与宿主细胞的特异受体结合,介导细菌在局部定植,与细菌的菌
23、在局部定植,与细菌的致病性致病性密切相关。密切相关。n 性菌毛性菌毛 sex pilus:数量少,中空呈管状。数量少,中空呈管状。由由F质粒编码产生,与细菌的遗传变异有关。质粒编码产生,与细菌的遗传变异有关。可通过接合方式传递细菌的可通过接合方式传递细菌的毒力和耐药性毒力和耐药性等。等。n4.芽胞芽胞n1)1)要用要用特殊染色法染色。特殊染色法染色。n2)2)芽芽胞胞形形成成受受遗遗传传因因素素的的控控制制和和环环境境因因素素的的影影响响,形形成成条条件件因因菌菌种种而而异。异。芽胞的观察芽胞的观察n4)芽芽胞胞的的大大小小、形形状状和和在在菌菌体体内内的的位位置置随随菌菌种种而异,对而异,对
24、鉴别细菌有重要意义。有重要意义。芽胞是细菌的芽胞是细菌的休眠状态休眠状态,在不在不良的环境下形良的环境下形成成。能保存细。能保存细菌全部生命活菌全部生命活动的物质。动的物质。1个细菌个细菌1个芽胞个芽胞1个细菌个细菌 繁殖体繁殖体 休眠体休眠体繁殖体繁殖体 4.芽胞(芽胞(spore)某些某些G+细菌在一细菌在一定的条件下,胞定的条件下,胞质脱水浓缩,在质脱水浓缩,在菌体内部形成一菌体内部形成一个个圆形或卵圆形圆形或卵圆形的小体的小体。该小体。该小体具多层致密的膜具多层致密的膜结构。结构。n5)芽芽胞胞对对热热、干干燥燥、辐辐射射及及消消毒毒剂剂有有很很强强的的抵抵抗抗力力(有有多多层层致致密
25、密的的膜膜结结构构,通通透透性性低低、含含水水量量少少、含大量含大量吡啶二羧酸吡啶二羧酸)n6)高压蒸气灭菌是杀灭芽胞的最有效的方法。高压蒸气灭菌是杀灭芽胞的最有效的方法。(临临床床上上将将杀杀死死芽芽胞胞作作为为消消毒毒灭灭菌菌效效果果的的判判定定指指标。标。)第三节 细菌形态与结构检查法n实验课完成n复习思考题:复习思考题:n1.简述简述G+菌与菌与G-菌细胞壁肽聚糖化学组成的菌细胞壁肽聚糖化学组成的 区别。区别。n2.简述简述G+菌与菌与G-菌细胞壁化学组成的菌细胞壁化学组成的 区别。区别。n3.简述在光镜下简述在光镜下,可以看到的特殊结构。可以看到的特殊结构。n4.简述简述LPS的组成
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