细菌的形态结构.ppt

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1、2019/8/17,1,第1章 细菌的形态与解构,第一节 细菌 第二节 病毒 第三节 真菌,2019/8/17,2,微生物种类,包括细菌、支原体、螺旋体、衣原体、 立克次体、病毒及真菌。 生物学性状： 形态、染色、结构、生长繁殖、培养、分类,2019/8/17,3,第一节 细菌（bacterium）,概念 ： 广义：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、立克次体、螺旋体。 狭义：专指细菌指真细菌(eubacteria)，在原核细胞型微生物中数量最大、种类最多，具有典型的代表性。,2019/8/17,4,第一节 细菌的大小与形态,大小 计量单位是微米（ m ） 染色 革兰

2、染色法 形态 球菌(coccus) 杆菌(bacillus) 螺菌(spirala bacterium),2019/8/17,5,一、细菌的大小与形态,大多数球菌直径约为1.0 m 大多数杆菌长约2-3 m ，直径0.3- 0.5 m,大肠埃希菌,霍乱弧菌,链球菌,2019/8/17,6,葡萄球菌电镜图,2019/8/17,7,肺炎球菌（革兰染色）,2019/8/17,8,肠道杆菌革兰染色,2019/8/17,9,炭疽杆菌,2019/8/17,10,弧菌模式图,2019/8/17,11,第二节 细菌的结构,基本结构：核质、细胞质、细胞膜、细胞壁 特殊结构：鞭毛、菌毛、芽胞、荚膜,2019/8/

3、17,12,细胞壁,功能 维持菌体外形 抵抗低渗环境 营养摄取和物质交换 抗原性 与致病性有关 结构 G+菌 G-菌,Basical structure of bacterium,细胞壁化学组分 聚糖骨架 肽聚糖 peptidoglycan 四肽侧链 G+ 五肽交联桥 磷壁酸 techoic acid 肽聚糖 peptidoglycan G 脂多糖 lipopolysaccharide,LPS 脂质双层：内有OMP 外膜 脂蛋白,2019/8/17,14,G+菌细胞壁的肽聚糖结构,2019/8/17,15,G+菌细胞壁的肽聚糖结构,2019/8/17,16,G+菌细胞壁结构,2019/8/17

4、,17,G-菌细胞壁的肽聚糖结构,2019/8/17,18,G+菌与G-菌肽聚糖结构比较,2019/8/17,19,G-菌的外膜(outer membrane) 脂蛋白 脂质双层 脂多糖 (内毒素),LIPID BILAYER,2019/8/17,20,G-菌细胞壁结构,外 膜,2019/8/17,21,G-菌细胞壁结构,2019/8/17,22,脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）,脂质A（lipid A） 为一种糖磷脂，由D-氨基葡萄糖双糖组成的基本骨架，内毒素毒性与生物学活性成分, 无种属特异性。 核心多糖(core polysaccharide) 位于脂质A的外层，有

5、属特异性。 特异多糖(specific polysaccharide) 最外层，由数个至数十个寡糖(35个单糖)重复单位所构成的多糖链。 是G-菌的菌体抗原(O抗原)，具有种特异性，缺失后细菌变为粗糙型。,2019/8/17,23,G+菌与G-菌细胞壁结构比较,2019/8/17,24,G+菌与G-菌细胞壁结构比较,2019/8/17,25,细菌L型（ L form bacterial ）,概念：细菌细胞壁的肽聚糖结构受到理化或生物因素的直接破坏或合成被抑制，在高渗环境下，细菌仍可存活，成为细胞壁缺陷型。 形成条件：溶菌酶、青霉素、胆汁、溶葡萄球菌素、抗体、补体等。,2019/8/17,26,

6、L 型细菌的特点,原生质体(protoplast): 革兰阳性菌L型 原生质球(spheroplast):革兰阴性菌L型 特点： 1. 高度多形性，生长缓慢，给临床诊断和治疗造 成困难。 2. 油煎蛋状菌落 3. 某些L型常引起慢性和反复发作的感染，如尿 路感染、骨髓炎、心内膜炎等。,2019/8/17,27,葡萄球菌L型,L 型细菌的形态,2019/8/17,28,细胞膜（cell membrane）,半透性薄膜 功能 渗透和运输作用 分泌水解酶 呼吸作用 生物合成 参与细菌分裂,2019/8/17,29,细胞膜内陷、折叠、卷曲形成的囊状物。 多见于G+菌。 功能类似于纺锤丝和线粒体又称拟线

7、粒体(chondroid)。,中介体 (mesosome),2019/8/17,30,细胞质/浆（cytoplasm）,是细胞膜包裹的溶胶状物质，或称原生质(protoplasm)，由水、蛋白质、脂类、核酸及少量糖和无机盐组成，其中含有许多重要结构。 细胞器 1. 核糖体 2. 质粒 3.胞质颗粒,2019/8/17,31,核糖体（ribosome） 组成：70%RNA、30%蛋白质 沉降系数： 细菌：70s （50s+30s） 真核：80s （60s+40s）,2019/8/17,32,质粒（plasmid）,概念 染色体外的遗传物质，为双股环状DNA，可携带某些遗传信息，控制细菌某些特定的

8、遗传性状。如编码菌毛、细菌素、毒素和耐药性等。,2019/8/17,33,胞质颗粒 （cytoplasmic granules）,贮藏营养物质 异染颗粒 (纡回体) 嗜碱性强 鉴别细菌依据 如白喉棒状杆菌,2019/8/17,34,核质（nuclear material）,双股环状DNA分子组成还有少量RNA和蛋白质。 球形、棒状或哑状。 集中于细胞质的某一区域， 无核仁、核膜和有丝分裂 器，其功能与真核细胞的 染色体相似，细菌核质为 单倍体。,2019/8/17,35,二、细菌的特殊结构,荚膜（capsule） 鞭毛（flagellum） 菌毛（pilus或fimbriae） 芽胞（spor

9、e）,2019/8/17,36,荚膜（capsule）,概念：某些细菌在其细胞壁外包绕一层粘液性物质，为疏水性多糖或蛋白质的多聚体，用理化方法去除后并不影响菌细胞的生命活动。 0.2 m荚膜， 0.2 m 微荚膜。 化学组成：多糖/多肽 形成条件：营养丰富 染色：不易着色，负染（墨汁）,2019/8/17,37,荚膜的功能 抗吞噬作用(肺炎链球菌) 粘附作用(导管，医院内感染) 抗有害物质的损伤作用,2019/8/17,38,鞭毛（flagellum）,从细胞膜长出，游离于胞外并呈波状弯曲的丝状物。鞭毛长520 m ，直径1230 nm。 化学组成：鞭毛蛋白 功能 在液体中能自由游动 与致病性

10、有关 鉴定细菌和进行分类,2019/8/17,39,2019/8/17,40,菌毛（pilus）,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。 菌毛蛋白有抗原性,2019/8/17,41,菌毛的种类及功能 普通菌毛：ordinary pilus。 性菌毛：sex pilus（F菌毛） 由F质粒编码。 普通菌毛： 多，短而细，细 菌的粘附结构，与宿主细胞 表面特异性受体结合，与致 病性密切相关。 性菌毛：少，粗、长、中空， 接合，毒力、耐药性等性状 的遗传物质传递。,F菌毛,普通菌毛,2019/8/17,42,某些革兰阳性细菌在一定的环境条件

11、下，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。芽胞杆菌属、梭菌属。 芽胞是细菌的一种特殊存活方式，而不是繁殖方式。一个细菌只能形成一个芽胞，一个芽胞也只能生成一个菌体。产芽胞的细菌在未产生芽胞时的菌体称为繁殖体（vegetative form）。芽胞不直接引起疾病，发芽后形成繁殖体后致病。,芽胞（spore）,2019/8/17,43,芽胞特性,对理化因素（热、干燥、辐射、化学消毒剂等）具有高强度的抵抗力。炭疽杆菌芽胞可存活2040年。 芽胞是否被杀死作为判断灭菌效果的指标。,细菌芽胞的形态,2019/8/17,44,2019/8/17,45,第三节 细菌形态检查法,显微镜放大法

12、普通光学显微镜 电子显微镜,2019/8/17,46,染色法,革兰染色法 在鉴别细菌、选择抗菌药物、研究细菌致病性等方面有意义 其他染色法 单染色法、抗酸染色法、以及特殊染色法,2019/8/17,47,革兰染色法,Gram stain-由丹麦细菌学家革兰(Hans Christian Gram)创建的一种鉴别染色法。 采用4 种试剂分4 步： 结晶紫 碘液 95%乙醇 复红 （初染） （媒染） （脱色） （复染） 革兰阳性菌 革兰阴性菌 （菌体为紫色 ） （ 菌体为红色）,2019/8/17,48,革兰染色的意义,鉴别细菌 选择用药 理解细菌的致病作用,2019/8/17,49,第二章 细菌

13、的生理,2019/8/17,50,第一节 细菌的理化性状,一. 细菌的化学组成 成分 水(7590%)、无机盐、蛋白质、糖类、脂质、 核酸等。 元素：碳、氢、氧、氮、磷、硫 特有化学组成 肽聚糖、胞壁酸、磷壁酸、D型氨基酸、二氨 基庚二酸、吡啶二羧酸等。,2019/8/17,51,光学性质：半透明体 体积微小、表面积大 带电现象： G+菌pI23，G-菌pI45。在中性或碱性环境中带负电荷。与凝集、抑杀菌有关系。 半透性：细胞壁与细胞膜都有半透性。 渗透压： G+菌2025个大气压，G-菌56个,二、细菌的物理性状,2019/8/17,52,第二节 细菌的营养与生长繁殖,根据所利用的营养物质的

14、不同，将细菌分为两大营养类型。 自养菌(autotroph)：以简单的无机物为原料，利用CO2等作为碳源，利用NH3等作为氮源，合成菌体成分。为自然界正常菌群。 异养菌(heterotroph)：只能以有机物为原料，如蛋白质、糖类等合成菌体成分获得能量。 腐生菌(saprophyte)：动植物尸体等腐败物为营养。 寄生菌(parasite)：寄生于活的宿主机体内，获取营养。 病原菌都是异养菌。,2019/8/17,53,二、 细菌生长所需的营养物质,营养物质,营养成分,功效作用,碳源,糖类,合成菌体成分；供给能量,氮源,氨基酸、蛋白质,合成菌体成分,无机盐 微量元素,磷、硫、钾、钠、钙、镁、铁

15、、钴、锌、锰、铜等,合成菌体成分；维持酶活性；参与能量储存和转运；调节渗透压；某些元素与致病性有关,生长因子,维生素、氨基酸、嘌呤、嘧啶、高铁血红素 、辅酶,补充细菌自身不能合成的有机营养成分、呼吸辅酶,水,营养物质可溶,营养吸收和代谢,2019/8/17,54,三、细菌摄取营养物质的机制,被动扩散 简单扩散 易化扩散 主动转运系统 依赖于周浆间隙结合蛋白的转运系统 化学渗透驱使转运系统 基团转移,2019/8/17,55,(一) 细菌生长繁殖的条件 1. 营养物质 2. 酸碱度：适宜中性偏碱，pH7.07.6 3. 温度：3037 4. 气体 (CO2、 O2) 5. 渗透压,四、影响细菌生

16、长的环境因素,2019/8/17,56,按细菌对氧的需要分4类,专性需氧菌: 有完善的呼吸酶系统，如结核杆菌。 微需氧菌: 氧浓度56%，如幽门螺杆菌。 兼性厌氧菌: 大多数病原菌 专性厌氧菌: 如破伤风梭菌 1. 缺乏氧化还原电势高的呼吸酶：细胞色素、细 胞色素氧化酶。 2. 缺乏分解有毒氧基团的酶：SOD、触酶、过氧 化物酶。,2019/8/17,57,五、 细菌的生长与繁殖,无性繁殖 二分裂方式(binary fission) 代时: 2030 min,G-菌分裂,2019/8/17,58,细菌群体的生长繁殖,1迟缓期(lag phase) 2对数期(logarithmic phase)

17、 3稳定期(stationary phase) 4衰亡期(decline phase),2019/8/17,59,细菌的生长曲线(growth curve),活菌数的对数,培养时间,2019/8/17,60,迟缓期 对数期 稳定期 衰亡期 lag phase log stationary decline 适应阶段 快速生长 速度减慢 死亡增加 形态染色 产芽胞、 形态显著 生理活性 抗生素、 改变 典型 外毒素,细菌不同生长期意义,2019/8/17,61,第三节 细菌的新陈代谢与能量转换,分解代谢 合成代谢,2019/8/17,62,一、 细菌的能量代谢,发酵 有机物为受氢体 呼吸 无机物为

18、受氢体 需氧呼吸 厌氧呼吸,2019/8/17,63,二、 分解代谢产物和细菌的生化反应,细菌生化反应或生化试验。利用细菌对不 同种类的物质分解过程中生成不同产物的 特点(具有不同或不完全相同的酶)，以鉴 别或区别不同的细菌。 生化试验大多利用化学指示剂以利观察。,2019/8/17,64,常见的生化反应,糖发酵试验 吲哚试验 甲基红试验 VP 试验 枸橼酸盐利用试验 硫化氢试验 尿素酶试验,2019/8/17,65,1. 糖发酵试验,葡萄糖 HCOOH 脱氢酶 CO2+H2,2019/8/17,66,(1) 糖发酵试验,2019/8/17,67,2. VP (Voges-Proskauer，

19、V)试验,葡萄糖丙酮酸乙酰甲基甲醇 二乙酰+胍基化合物 红色化合物（+）,2019/8/17,68,葡萄糖丙酮酸乙酰甲基甲醇(pH5.4), 甲基红 - 葡萄糖丙酮酸 (pH4.5) 甲基红 +,- +,3. 甲基红(methyl red, M ) 试验,2019/8/17,69,4. 枸橼酸盐利用(citrate utilization， C )试验,利用枸橼酸盐生长 + 不能利用 -,- +,2019/8/17,70,5. 吲哚(indol, I )试验,色氨酸吲哚玫瑰吲哚 吲哚试剂,2019/8/17,71,(6)尿素酶试验 (7)硫化氢试验 +（FeS黑色）,2019/8/17,72,

20、IMViC 试验： I M Vi C试验 大肠埃希菌 + + - - 产气杆菌 - - + +,2019/8/17,73,（二）合成代谢产物及其在医学上的意义,1.热原质 (pyrogen) 是细菌合成的一种注入人体或 动物体内可引起发热 反应的物质，即脂多糖。大多由G-菌产生。 特性：耐高热，高压蒸气灭菌（121、20min) 不被破坏。25030min 高温干烤才能破坏。 意义：热原质在人类的生活环境中普遍存在。在制 备和使用注射药品过程中应严格遵守无菌操 作，防止革兰阴性细菌或热原质污染。,2019/8/17,74,2.毒素及侵袭性酶(toxins and invasive enzyme

21、s) G+菌产生外毒素，为具有毒性作用的蛋白质。 G-菌裂解释放内毒素，为脂多糖。 3.色素 pigment 有脂溶性和水溶性色素。有助于细菌鉴别。,2019/8/17,75,4. 抗生素(antibiotics) 抗菌谱广，能抑制和杀死某些其他微生物或肿 瘤细胞的物质。如多粘菌素、杆菌肽。 5. 维生素(vitamins) 合成和释放维生素K和B族维生素。 6. 细菌素(bacteriocins) 具有抗菌作用的蛋白质，仅对有亲缘关系的细 菌有杀伤作用。,2019/8/17,76,第四节 细菌的人工培养,培养基(culture medium): 由人工方法配置的供微生物生长繁殖的混合营养物制

22、品。 按用途分类 基础培养基 （basic medium） 增菌培养基 (enrichment medium ) 选择培养基 (selective medium ) 鉴别培养基(differential medium) 厌氧培养基(anaerobic medium),2019/8/17,77,按物理状态分类,液体培养基 固体斜面培养基 半固体培养基,2019/8/17,78,培养基的用途,液体培养基：增菌 固体培养基：纯化，增菌 半固体培养基：动力检测，保种,2019/8/17,79,细菌在培养基中的生长,在液体培养基中 混浊、沉淀、菌膜 半固体培养基 动力 在固体培养基中 纯培养 分离培养

23、菌落colony,2019/8/17,80,半固体培养基：,无动力 有动力,2019/8/17,81,2019/8/17,82,2019/8/17,83,人工培养细菌的用途,医学 感染性疾病的病原学诊断 细菌学研究 生物制品的制备 工农业生产 基因工程中应用,2019/8/17,84,六、细菌的分类和命名,分类复杂、有传统分类和种系分类两种。 细菌的分类层次 界、门、纲、目、科、属、种 种(species)是细菌分类的基本单位。生物学性状基本相同的细菌群体构成一个菌种； 性状相近关系密切的若干菌种组成一个菌属(genus),2019/8/17,85,同一菌种的各个细菌，虽性状基本相同，但在某些

24、方面仍有一定差异，差异较明显的称亚种(subspecies, subsp.)，差异小的则为型(type)。 血清型(serotype) 噬菌体型(phage-type) 细菌素型(bacteriocin-type) 生物型(biotype),2019/8/17,86,细菌命名法 拉丁双名法：第一个为属名，第一个字母大 写，第二个为种名，全名要斜体字。 例如：金黄色葡萄球菌 Staphylococcus aureus 结核分枝杆菌 英文：Escherichia coli 可缩写为：E. coli 属名 种名 中文： 大肠埃希菌 种名 属名,2019/8/17,87,菌株(strain),对不同来源的同一菌种的细菌称为该菌的不同菌株(strain)。 标准菌株(standard strain)或模式菌株(type strain）：具有某种细菌典型特征的菌株,