細菌的形態(tài)和結(jié)構(gòu)

.,1,第一章細菌的形態(tài)和結(jié)構(gòu),原核細胞微生物指一大類呈細胞形態(tài)，僅有原始的類核，無核膜包裹，只存在裸露DNA，不進行有絲分裂，無細胞器的原始單細胞生物。根據(jù)外表特征把原核生物分為幾種類型：細菌、藍細菌、放線菌、螺旋體、支原體、立克次氏體、衣原體。,.,2,一、細菌的大小1.單位-m2.各種細菌的大小球菌:0.5-2.0m,一般1.0m桿菌:長2-3m，寬0.5-1.0m螺旋菌：2-20m，寬0.4-1.2m3同種細菌的大小存在一定差異細菌的大小，以生長在適宜的溫度和培養(yǎng)基中的幼齡培養(yǎng)物為標準。,.,3,顫藍菌屬,巨大芽孢桿菌,大腸桿菌,肺炎球菌,嗜血流感菌,納米細菌,.,4,二、細菌的外形和排列外形：球狀、桿狀和螺旋狀。據(jù)外形和排列分為：球菌、桿菌和螺旋菌。,.,5,形態(tài)球形桿形螺旋形其它形狀絲狀三角形方形等,.,6,球菌(Sphericalcoccus),.,7,桿菌(bacillus),棒狀桿菌,.,8,桿菌形態(tài)1）長：呈絲狀（豬丹毒桿菌）短：卵圓形（球桿菌）2）一端膨大，呈棒狀（棒狀桿菌）3）形成側(cè)支或分支（分支桿菌）4）菌體兩端：多為鈍圓（巴氏桿菌）少數(shù)為平截(炭疽桿菌)極少數(shù)呈梭狀（破傷風(fēng)梭菌）,.,9,桿菌形態(tài)示例,豬丹毒桿菌,.,10,桿菌形態(tài)示例,巴氏桿菌,.,11,桿菌形態(tài)示例,炭疽桿菌（電鏡）,.,12,桿菌形態(tài)示例,諾維氏梭菌,.,13,桿菌形態(tài)示例,破傷風(fēng)梭菌,.,14,螺旋菌（spirilla）：弧菌、螺菌,.,15,螺旋狀菌示例,弧菌,螺菌,.,16,幽門螺桿菌,.,17,螺旋體是一類細長、柔軟、彎曲呈螺旋狀、運動活潑的單細胞型微生物。在生物學(xué)上的位置介于細菌與原生動物之間。,.,18,衰老型和多形性衰老型：細菌在不良環(huán)境或老齡期，會出現(xiàn)和正常形狀不一樣的個體。多形性：在適宜的正常環(huán)境中生長，其形狀也不一致。這種現(xiàn)象稱為多形性，如嗜血桿菌。,.,19,三、細菌的構(gòu)造,基本構(gòu)造特殊構(gòu)造,.,20,一般構(gòu)造,特殊構(gòu)造,.,21,細菌細胞結(jié)構(gòu)模式圖,.,22,（一）細胞壁細菌細胞最外層堅韌且具有高度彈性的結(jié)構(gòu)。組成成份：肽聚糖、磷壁酸、脂多糖、磷脂、蛋白質(zhì)和脂蛋白。主要功能：保持一定的形態(tài)和保護細菌，同時與革蘭氏染色特性、抗菌藥物的敏感性、細菌的致病性和抗原性有關(guān)。,.,23,G+和G-的細胞壁的構(gòu)造不同,.,24,G細胞壁,G細胞壁,G與G細胞壁的比較,.,25,G+細菌和G-細菌細胞壁的比較,G與G細胞壁的比較,.,27,補充資料：革蘭氏染色示例,G,G,（大腸桿菌）,（鏈球菌）,補充資料：革氏染色與細胞壁結(jié)構(gòu)的關(guān)系,G+菌細胞壁，其脂類含量較多，而肽聚糖較少，以95%酒精脫色時，脂類被溶解，使得細胞壁孔隙變大；肽聚糖因95%酒精處理而使之孔隙縮小，但肽聚糖含量較少，細胞壁孔隙縮小有限，故能讓結(jié)晶紫與碘形成的紫色染料復(fù)合物被95%酒精洗脫出細胞壁外，而后來為紅色的復(fù)染劑著色成為紅色。G-菌細胞壁所含脂類少，肽聚糖多，經(jīng)95%酒精脫色時其細胞壁孔隙縮小到不易讓結(jié)晶紫(或龍膽紫)與碘形成的紫色染料復(fù)合物洗出細胞壁外，而被染為紫色。當細胞壁失去其結(jié)構(gòu)完整性時(如自溶的、老齡的、已死的細菌或分離出來的細胞壁)，亦同時失去其滲透的完整性，革蘭氏陽性菌就能染成革蘭氏陰性反應(yīng)。,GramStainStep,Gramnegative,Grampositive,Heat/Dry,Crystalvioletstain,IodineFix,Safraninstain,Alcoholde-stain,補充資料：革氏染色主要步驟及呈色原理,G-,G,被溶解,補充資料：革蘭氏染色主要步驟及呈色模擬,脂肪顆粒,G-,G,細胞壁,補充資料：青霉素的殺菌原理,青霉素和先鋒霉素(或頭孢菌素)等抗生素，能抑制細菌細胞壁肽聚糖的合成，對某些細菌有抑菌和殺菌作用。雖然細菌細胞壁都有肽聚糖成分，但由于細胞壁結(jié)構(gòu)不同，這些藥物可以直接擴散入革蘭氏陽性菌的細胞壁內(nèi)，這類細菌對這些藥物就比較敏感，而革蘭氏陰性菌細胞壁的肽聚糖層，有三層外胞壁圍繞，藥物不易擴散入內(nèi)，對這些藥物就不那么敏感。霉形體和細菌的L型沒有細胞壁，也就沒有細胞壁上的肽聚糖成分，所以對青霉素就不敏感。這都說明細菌細胞壁的化學(xué)組成、結(jié)構(gòu)與細菌的抗藥性有關(guān)。,.,33,缺壁細菌(Cellwalldeficientbacteria),.,34,（二）細胞膜cellmembrane緊貼在細胞壁內(nèi)側(cè)一層由磷脂、蛋白質(zhì)及少量多糖組成的柔軟、致密、富有彈性的半透性薄膜；主要功能：選擇性的吸收和運送物質(zhì)是細菌細胞能量轉(zhuǎn)換的重要場所傳遞信息參與細胞壁的生物合成細胞膜的結(jié)構(gòu)1972年Singer和Nicolson提出的液態(tài)鑲嵌模型,.,35,.,36,細胞膜的生理功能,2003年美國科學(xué)家彼得阿格雷和羅德里克麥金農(nóng)獲得了諾貝爾化學(xué)獎表彰他們在細胞膜通道方面做出的貢獻。,.,37,阿格雷得獎是由于發(fā)現(xiàn)了細胞膜水通道。目前，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)水通道蛋白廣泛存在于動物、植物和微生物中，人體內(nèi)的水通道有11種。,阿格雷,如在人的腎臟中，通常一個成年人每天要產(chǎn)生170升的原尿，這些原尿經(jīng)腎臟腎小球中的水通道蛋白的過濾，其中大部分水分被人體循環(huán)利用，最終只有約1升的尿液排出人體。,.,38,麥金農(nóng)的貢獻主要是在細胞膜離子通道的結(jié)構(gòu)和機理研究方面。1988年，他利用X射線晶體成像技術(shù)獲得了世界第一張離子通道的高清晰度照片；它可以讓科學(xué)家觀測到離子在進入離子通道前、進入離子通道中和進入離子通道后的狀態(tài)。,麥金農(nóng),.,39,阿格雷和麥金農(nóng)對水通道和離子通道的研究意義重大；很多疾病，如一些神經(jīng)系統(tǒng)疾病和心血管疾病就是由于細胞膜通道功能紊亂造成的；對細胞膜通道的研究可以幫助科學(xué)家尋找具體的病因，并研制相應(yīng)的藥物；利用不同的細胞膜通道，可以調(diào)節(jié)細胞的功能，從而達到治療疾病的目的。,.,40,（三）間體細胞膜凹入細胞漿內(nèi)形成囊狀結(jié)構(gòu)?？赡艿墓δ埽号c細菌分裂及核質(zhì)的復(fù)制密切相關(guān)和細胞壁的合成有關(guān)在芽胞的形成中起重要的作用相當于線粒體的作用,.,41,Morphologyofagram-positivebacterialcell,由細胞膜內(nèi)褶形成的一種囊狀結(jié)構(gòu)，其內(nèi)充滿著層狀或管狀的泡囊；多見于革蘭氏陽性細菌，每個細胞含一個至數(shù)個，革蘭氏陰性細菌中不甚明顯；著生部位可在表層或深層表層與某些酶的分泌有關(guān);深層與DNA復(fù)制及細胞分裂有關(guān)。,間體,.,42,間體圖片,.,43,（四）細胞質(zhì)（cytoplasm）,被細胞膜包圍著的除核區(qū)以外的一切半透明、膠狀、顆粒狀物質(zhì)的總稱。主要成分水（約為80%）核糖體細胞內(nèi)含物與真核生物不同細胞質(zhì)不流動核糖體是70S內(nèi)含物成分不同,.,44,.,45,貯藏物的作用,它是微生物合理利用營養(yǎng)物質(zhì)的一種調(diào)節(jié)方式；它以多聚體的形式存在，有利于維持細胞內(nèi)環(huán)境的平衡，避免不適合的pH，滲透壓等的危害；它在細菌細胞中大量積累，是重要的自然資源。,.,46,PHB,sulfurglobules,Polyphosphategranule,.,47,質(zhì)粒(plasmid)：存在于胞漿中的一小段閉合環(huán)狀雙股DNA，是某些細菌染色體以外的遺傳物質(zhì)，能獨立復(fù)制，帶有遺傳信息，控制細菌某些特點的遺傳性狀；但并非細菌生命活動所必需。質(zhì)粒的功能：與抗藥性有關(guān)與有性接合有關(guān)基因工程中作為目的基因載體,.,48,.,49,（五）核體或擬核(nucleoid),一般有兩種排列方式：一類是核體相當密實地處于菌體的中心或邊緣區(qū)；另一類是較松散地排列,.,50,特殊構(gòu)造(一)莢膜有些細菌在細胞壁的外面產(chǎn)生一種粘液樣的物質(zhì)包圍整個菌體，用理化方法除去后并不影響菌體的生長代謝。莢膜的有無、厚薄與菌種遺傳性有關(guān)，還與環(huán)境條件（特別是營養(yǎng)）密切相關(guān)。一般在動物組織中或含大量血清或糖的培養(yǎng)基中容易形成。大多數(shù)細菌的莢膜是多糖，少數(shù)是多肽。,G+菌莢膜,G-菌微莢膜,圖片：細菌的莢膜(電鏡),圖片：炭疽菌的莢膜(瑞氏),.,53,由菌落判斷形成規(guī)律：光滑型（S）或粘液型（M）菌落-有莢膜粗糙型（R）菌落-（丟失莢膜）,.,54,功能：抗吞噬抗有害物質(zhì)的損傷抗干燥具有抗原性（K抗原）營養(yǎng)物質(zhì)的儲存及廢物排出場所,.,55,(二)鞭毛(flagellum)在菌體表面附有細長并呈波狀彎曲的絲狀物。鞭毛蛋白(flagillin)、H抗原按生長情況可分為：單毛菌(monotrichate)雙毛菌(amphitrichate)叢毛菌(lopotrichate)周毛菌(Peritrichate),.,56,鞭毛的著生方式,偏端單生,兩端單生,偏端叢生,兩端叢生,周生,側(cè)生,.,57,.,58,破傷風(fēng)梭菌的周身鞭毛,.,59,(三)菌毛（纖毛）（pilus）許多G-菌和少數(shù)G+菌菌體表面存在著一種比鞭毛數(shù)量較多、更細、更短而直硬的毛發(fā)狀細絲。功能：與致病性有關(guān)（與運動無關(guān)）,.,60,粘連的功能；以G-致病菌居多；無基體構(gòu)造，直接生于細胞膜上,性菌毛多見于G-的雄性菌株向雌性菌株傳遞DNA片段；,.,61,.,62,(四)芽胞/芽孢(spore)某些細菌（G+菌）在一定條件下，能在菌體內(nèi)形成的一個圓形或卵圓形小體。只在動物體外才能形成，芽胞不是細菌的繁殖方式。,.,63,抗逆性極強的休眠構(gòu)造(抗熱、抗輻射、抗壓等)；枯草芽孢桿菌，在沸水中可存活1小時；肉毒梭狀芽孢桿菌要經(jīng)5-10h才被殺死；芽孢的形態(tài)和著生位置,無繁殖功能；,.,64,能形成芽孢的細菌種類,BacillusAerobic需氧芽孢桿菌,ClostridiumAnaerobic梭狀芽孢桿菌,.,65,Bacillussubtilis枯草桿菌,.,66,芽胞的抵抗力細菌的芽胞具有較厚的芽胞壁和多層芽胞膜，結(jié)構(gòu)堅實，含水量少，代謝極低，折光性強。對外界不良理化環(huán)境條件，比其繁殖體有堅強得多的抵抗力，特別能耐受高溫、干燥和滲透壓的作用。,.,67,芽胞著色力使用普通的染色方法，染料不易滲透進芽胞內(nèi)，不能使芽胞著色，未經(jīng)著色的芽胞，因本身折光性強，