醫(yī)學(xué)微生物學(xué)第1章細(xì)菌的形態(tài)與結(jié)構(gòu)

1、 人類的文明發(fā)展史，實(shí)際上也就是人類與疫病的抗人類的文明發(fā)展史，實(shí)際上也就是人類與疫病的抗?fàn)幨贰幨贰?微生物學(xué)是研究微觀世界生命本質(zhì)的科學(xué)微生物學(xué)是研究微觀世界生命本質(zhì)的科學(xué)。第一章 細(xì)菌的形態(tài)與結(jié)構(gòu)教學(xué)大綱p掌握內(nèi)容p細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)及功能， 革蘭陰性菌與革蘭陽性菌細(xì)胞壁的異同點(diǎn)及其意義p特殊結(jié)構(gòu)種類、化學(xué)組成、抗原性及意義p熟悉內(nèi)容p熟悉細(xì)菌的基本形態(tài)與排列方式p測量細(xì)菌大小的單位p了解內(nèi)容p細(xì)菌形態(tài)學(xué)檢查法的種類p細(xì)菌人工培養(yǎng)方法細(xì)菌（Bacterium）p概念 ：p廣義：泛指各類原核細(xì)胞型微生物n包括：“兩菌四體”、細(xì)菌、放線菌、支原體、衣 原體、立克次體、螺旋體p狹義：專指細(xì)菌n指真細(xì)菌

2、（eubacteria），即通常所說的細(xì)菌第一節(jié) 細(xì)菌的大小與形態(tài)一、細(xì)菌的大小與形態(tài)p大小p計(jì)量單位是微米（m）p形態(tài)p球形p桿形p螺形p染色光學(xué)顯微鏡p革蘭染色法p抗酸染色細(xì)菌的大小p大多數(shù)球菌直徑約為1.0mp大多數(shù)桿菌長約23m ，直徑0.3300.5m大腸埃希菌霍亂弧菌鏈球菌細(xì)菌的形態(tài)細(xì)菌染色革蘭陽性菌革蘭陰性菌二、細(xì)菌的結(jié)構(gòu)細(xì)菌的基本結(jié)構(gòu)細(xì)胞壁 cell wall細(xì)胞膜 cell membrane細(xì)胞質(zhì) cytoplasm細(xì)菌的特殊結(jié)構(gòu)莢膜 capsule鞭毛 flagellum菌毛 pilus核質(zhì) nuclear material 芽胞 spore細(xì)胞壁p功能p維持菌體外形p抵抗

3、低滲環(huán)境p營養(yǎng)攝取和物質(zhì)交換p抗原性p與致病性有關(guān)p結(jié)構(gòu)p革蘭陽性菌p革蘭陰性菌細(xì)胞壁 cell wall聚糖骨架肽側(cè)鏈肽交聯(lián)橋1.化學(xué)組分：革蘭 肽聚糖 peptidoglycan陽性菌 磷壁酸 techoic acid革蘭陰性肽聚糖 peptidoglycan脂多糖 lipopolysaccharide,LPS菌外膜外膜脂質(zhì)outer membrane lipid外膜蛋白o(hù)uter membrane protein,OMP革蘭陽性菌細(xì)胞壁的肽聚糖結(jié)構(gòu)N-乙酰葡糖胺N-乙酰胞壁酸革蘭陰性菌細(xì)胞壁的肽聚糖結(jié)構(gòu)革蘭陰性菌細(xì)胞壁模式圖革蘭陽性菌細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)革蘭陰性菌細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)-菌特有成分外膜：脂多糖

4、；脂質(zhì)雙層；脂蛋白(1)脂多糖(LPS)LPS是菌的內(nèi)毒素 組成： 脂質(zhì)A：毒性部分 核心多糖 特異多糖：菌體O抗原（2）脂質(zhì)雙層： 類似于細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)，雙層內(nèi)鑲嵌著多種蛋白質(zhì)稱為外膜蛋白 （3）脂蛋白： 位于肽聚糖和脂質(zhì)雙層之間，穩(wěn)定外膜細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)革蘭陽性菌革蘭陰性菌強(qiáng)度堅(jiān)韌疏松厚度厚薄肽聚糖層數(shù)、含量多少糖類含量多少脂類含量少多磷壁酸+-外膜-+革蘭陽性菌與革蘭陰性菌細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)比較細(xì)胞壁缺陷型（細(xì)菌L型）p細(xì)胞壁受損的細(xì)菌能夠生長和分裂者p原生質(zhì)體 protoplastp原生質(zhì)球 spheroplastp高度多形性，生長緩慢p油煎蛋狀菌落p某些L型引起慢性感染細(xì)胞膜（cell membran

5、e）p半透性薄膜p功能p滲透和運(yùn)輸作用p分泌水解酶p呼吸作用p生物合成p參與細(xì)菌分裂中介體 （mesosome）p細(xì)胞膜內(nèi)陷、折疊、卷曲形成的囊狀物p多見于革蘭陽性細(xì)菌p參與細(xì)菌分裂細(xì)胞質(zhì) / 漿（cytoplasm）p核糖體p質(zhì)粒p胞質(zhì)顆粒p中介體核糖體（ribosome）p沉降系數(shù)為70Sp組成：p50S 大亞基p30S 小亞基質(zhì)粒（plasmid）p概念p染色體外的遺傳物質(zhì)，為雙股環(huán)狀DNA，可攜帶 某些遺傳信息，控制細(xì)菌某些特定的遺傳性狀p特點(diǎn)胞質(zhì)顆粒（cytoplasmic granules）p貯藏營養(yǎng)物質(zhì)p異染顆粒p嗜堿性強(qiáng)p鑒別細(xì)菌p白喉棒狀桿菌p成分：RNA + 多偏磷酸鹽核質(zhì)

6、（nuclear material）p雙股環(huán)狀DNA分子組成p球形、棒狀或啞狀p化學(xué)組成pDNA，RNA和蛋白質(zhì)細(xì)菌的特殊結(jié)構(gòu)莢膜(capsule)p化學(xué)組成p多糖、多肽p形成需要能量p功能p抗吞噬作用p黏附作用n齲齒p抗有害物質(zhì)的損傷作用細(xì)菌的特殊結(jié)構(gòu)鞭毛(flagellum)p蛋白質(zhì)p具有抗原性p細(xì)菌的運(yùn)動器官p分成4類p功能p在液體中能自由游動p與致病性有關(guān)p鑒定細(xì)菌和進(jìn)行分類細(xì)菌的特殊結(jié)構(gòu)菌毛（pilus）p蛋白質(zhì)p菌毛蛋白有抗原性p分類p普通菌毛p性菌毛細(xì)菌的特殊結(jié)構(gòu)芽胞（spore）p概念p細(xì)菌在不利條件下脫水 濃縮形成細(xì)菌芽胞的形態(tài)p強(qiáng)大的抵抗力p芽胞是否被殺死作為 判斷滅菌效果

7、的指標(biāo) 芽胞芽胞形成子代細(xì)胞繁殖體周期細(xì)胞分裂擬核細(xì)菌結(jié)構(gòu)總結(jié)菌毛核糖體胞質(zhì)顆粒鞭毛莢膜細(xì)胞壁質(zhì)粒細(xì)胞膜三、細(xì)菌的理化性狀(自學(xué)內(nèi)容)p細(xì)菌的化學(xué)組成p成分n水、無機(jī)鹽、蛋白質(zhì)、糖類、脂質(zhì)、核酸p元素n碳、氫、氧、氮、磷、硫p特有化學(xué)組成n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p細(xì)菌的物理性狀p光學(xué)性質(zhì)p表面積p帶電現(xiàn)象n蛋白質(zhì)，帶負(fù)電荷n與染色、凝集、抑殺菌有關(guān)系p半透性p滲透壓n革蘭陽性菌2025個大氣壓n革蘭陰性菌56個大氣壓細(xì)菌形態(tài)檢查法p顯微鏡放大法p普通光學(xué)顯微鏡p電子顯微鏡染色法p正染色法：標(biāo)本著色p單染色法：用一種染料染色p復(fù)染色法：p鑒別染色革蘭染色

8、p抗酸染色p特殊染色p負(fù)染色法：背景著色（墨汁涂片）革蘭染色法Gram stain結(jié)晶紫盧戈碘液無水乙醇酸性復(fù)紅革蘭染色陽性菌（葡萄球菌）革蘭染色結(jié)果比較革蘭染色陰性菌（大腸桿菌）第二節(jié) 細(xì)菌的生長繁殖與代謝有機(jī)物最初 日光一、細(xì)菌的營養(yǎng)（自學(xué)內(nèi)容）p細(xì)菌的營養(yǎng)類型p自養(yǎng)菌 autotrophp異養(yǎng)菌 heterotroph化能 異養(yǎng)菌光能 自養(yǎng)菌能源 還原態(tài)無機(jī)物 化能 自養(yǎng)菌通用能源ATP細(xì)菌生長所需的營養(yǎng)物質(zhì)營養(yǎng)物質(zhì)碳源氮源無機(jī)鹽微量元素生長因子水營養(yǎng)成分糖類氨基酸、蛋白質(zhì)磷、硫、鉀、鈉、鈣、鎂、鐵、鈷、鋅、錳、銅等維生素、氨基酸、嘌呤、嘧啶、高鐵血紅素 、輔酶營養(yǎng)物質(zhì)可溶功效作用合成菌

9、體成分；供給能量合成菌體成分合成菌體成分；維持酶活性；參與能量儲存和轉(zhuǎn)運(yùn)；調(diào)節(jié)滲透壓；某些元素與致病性有關(guān)補(bǔ)充細(xì)菌自身不能合成的有機(jī)營養(yǎng)成分、呼吸輔酶營養(yǎng)吸收和代謝細(xì)菌攝取營養(yǎng)物質(zhì)的機(jī)制p被動擴(kuò)散p簡單擴(kuò)散p易化擴(kuò)散p主動轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)p依賴于周漿間隙結(jié)合蛋白的轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)p化學(xué)滲透驅(qū)使轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)p基團(tuán)轉(zhuǎn)移二、細(xì)菌的生長與繁殖p細(xì)菌生長繁殖的條件p營養(yǎng)物質(zhì)p酸堿度p溫度p滲透壓p氣體 (CO2、 O2)按細(xì)菌對氧的需要分類p專性需氧菌p有完善的呼吸酶系統(tǒng)p微需氧菌p低氧壓時生長最好，高時抑制p兼性厭氧菌p大多數(shù)病原菌p專性厭氧菌p缺乏完善的呼吸酶系統(tǒng)生長與繁殖細(xì)菌個體p繁殖方式：無性二分裂p代時：2030

10、minp結(jié)核分枝桿菌需1820hp分裂過程：革蘭陰性菌分裂中介體介導(dǎo)革蘭陽性菌分裂生長與繁殖細(xì)菌群體大腸埃希菌的生長曲線三、細(xì)菌的新陳代謝（自學(xué)內(nèi)容）p分解代謝p合成代謝復(fù)雜分子（有機(jī)物）簡單分子+ ATP+ H分解代謝酶系合成代謝酶系細(xì)菌的能量代謝（自學(xué)內(nèi)容）營養(yǎng)物質(zhì)合成廢棄物能量p發(fā)酵p有機(jī)物為受氫體p呼吸p無機(jī)物為受氫體p需氧呼吸p厭氧呼吸分解能 源能量與代謝關(guān)系分解代謝產(chǎn)物和細(xì)菌的生化反應(yīng)p糖發(fā)酵試驗(yàn)pV-P 試驗(yàn)p甲基紅試驗(yàn)p吲哚試驗(yàn)p硫化氫試驗(yàn)p尿素酶試驗(yàn)-”p枸櫞酸鹽利用試驗(yàn)IMViC 試驗(yàn)：吲哚（I）、甲基紅（M）、VP（V）、枸櫞酸鹽利用（C）四種試驗(yàn)常用于鑒定腸道桿菌大腸埃

11、希菌 “+- ，產(chǎn)氣腸桿菌“-+”1.糖類發(fā)酵試驗(yàn)糖類發(fā)酵試驗(yàn) 原理原理：不同種類細(xì)菌含有發(fā)酵不同糖類的酶，因而對各種糖類的代謝能力也有所不同，即使能分解某種糖類，其代謝產(chǎn)物可因菌種而異。檢查細(xì)菌對培養(yǎng)基中所含糖降解后產(chǎn)酸或產(chǎn)酸產(chǎn)氣的能力，可用以鑒定細(xì)菌種類。 方法方法：在基礎(chǔ)培養(yǎng)基中（如酚紅肉湯基礎(chǔ)培養(yǎng)基pH7.4）加入0.51.0（w/v）的特定糖類。所使用的糖類有很多種。將待鑒定的純培養(yǎng)細(xì)菌接種入試驗(yàn)培養(yǎng)基中，置35孵育箱內(nèi)孵育數(shù)小時后，觀察結(jié)果;若用微量發(fā)酵管，或要求培養(yǎng)時間較長時。 結(jié)果：能分解糖產(chǎn)酸的細(xì)菌，培養(yǎng)基中的指示劑呈酸性反應(yīng)（如酚紅變?yōu)辄S色），產(chǎn)氣的細(xì)菌可在小倒管（Durh

12、am小管）中產(chǎn)生氣泡，固體培養(yǎng)基則產(chǎn)生裂隙。不分解糖則無變化。 應(yīng)用：是鑒定細(xì)菌最主要和最基本的試驗(yàn)，特別對腸桿菌科細(xì)菌的鑒定尤為重要。2甲基紅（甲基紅（MR）試驗(yàn)）試驗(yàn) 原理：原理：某些細(xì)菌在糖代謝過程中，分解葡萄糖產(chǎn)生丙酮酸，丙酮酸進(jìn)一步被分解為甲酸、乙酸和琥珀酸等，使培養(yǎng)基pH下降至4.5以下時，加入甲基紅指示劑呈紅色。如細(xì)菌分解葡萄糖產(chǎn)酸量少，或產(chǎn)生的酸進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為其他物質(zhì)（如醇、醛、酮、氣體和水），培養(yǎng)基pH在 5.4以上，加入甲基紅指示劑呈桔黃色。 方法方法：將待試菌接種于葡萄糖磷酸鹽蛋白胨水中，35孵育4896h后，于5ml培養(yǎng)基中滴加56滴甲基紅指示劑，立即觀察結(jié)果。 結(jié)果判定

13、：呈現(xiàn)紅色者為陽性，桔黃色為陰性，桔紅色為弱陽性。 應(yīng)用：常用于腸桿菌科內(nèi)某些種屬的鑒別，如大腸埃希菌和產(chǎn)氣腸桿菌，前者為陽性，后者為陰性。腸桿菌屬和哈夫尼亞菌屬為陰性，而沙門菌屬、志賀菌屬、枸櫞酸桿菌屬和變形桿菌屬等為陽性。3VP試驗(yàn) 原理：測定細(xì)菌產(chǎn)生乙酰甲基甲醇的能力。某些細(xì)菌如產(chǎn)氣腸桿菌，分解葡萄糖產(chǎn)生丙酮酸，丙酮酸進(jìn)一步脫羧形成乙酰甲基甲醇。在堿性條件下，乙酰甲基甲醇被氧化成二乙酰，進(jìn)而與培養(yǎng)基中的精氨酸等含胍基的物質(zhì)結(jié)合形成紅色化合物。即V-P試驗(yàn)陽性。 方法：將待檢菌接種于葡萄糖磷酸鹽蛋白胨水中，35孵育2448h，加入50g/L萘酚（95乙醇溶液）0.6ml，輕輕振搖試管，然后

14、加0.2ml 400g/L KOH，輕輕振搖試管30s至1min，然后靜置觀察結(jié)果。 結(jié)果：紅色者為陽性，黃色或類似銅色為陰性 應(yīng)用：主要用于大腸埃希菌和產(chǎn)氣腸桿菌的鑒別。本試驗(yàn)常與MR試驗(yàn)一起使用，一般情況下，前者為陽性的細(xì)菌，后者常為陰性，反之亦然。4.吲哚（靛基質(zhì)）試驗(yàn)吲哚（靛基質(zhì)）試驗(yàn) 原理：某些細(xì)菌具有色氨酸酶，能分解蛋白胨水中的色氨酸生成吲哚（靛基質(zhì)），當(dāng)加入吲哚試劑（對二甲氨基苯甲醛）后則形成紅色的玫瑰吲哚。 培養(yǎng)基：蛋白胨水培養(yǎng)基。 方法：將待檢菌接種于上述培養(yǎng)基中，于35培養(yǎng)2448h，沿試管壁慢慢加入吲哚試劑。 結(jié)果：于兩者液面接觸處出現(xiàn)紅色為陽性，無色為陰性。 應(yīng)用：主要

15、用于腸桿菌科細(xì)菌的鑒定。 5.枸櫞酸鹽利用試驗(yàn)枸櫞酸鹽利用試驗(yàn) 原理：某些細(xì)菌能以銨鹽為唯一氮源，并且利用枸櫞酸鹽作為唯一碳源，可在枸櫞酸鹽培養(yǎng)基上生長，分解枸櫞酸鹽，使培養(yǎng)基變堿性。 培養(yǎng)基：枸櫞酸鹽培養(yǎng)基。 方法：將被檢菌接種于枸櫞酸鹽培養(yǎng)基，于35培養(yǎng)14d，每日觀察結(jié)果。 結(jié)果：培養(yǎng)基中的溴麝香草酚蘭指示劑由淡綠色變?yōu)樯钏{(lán)色為陽性；不能利用枸櫞酸鹽作為碳源的細(xì)菌，在此培養(yǎng)基上不能生長，培養(yǎng)基則不變色，為陰性。 應(yīng)用：用于腸桿菌科中菌屬間的鑒定。在腸桿菌科中埃希菌屬、志賀菌屬、愛德華菌屬和耶爾森菌屬均為陰性，沙門菌屬、克雷伯菌屬通常為陽性。合成代謝產(chǎn)物及其醫(yī)學(xué)意義p熱原質(zhì) pyrogenp毒素與侵襲性酶p色 素 pigmentp抗生素 antibioticp細(xì)菌素 bacteriocinp維生素 vitamin熱原質(zhì) pyrogenp概念：細(xì)菌合成的一種注入人體或動物體內(nèi) 可引起發(fā)熱反應(yīng)的物質(zhì)，即脂多糖。大多由 革蘭陰性菌產(chǎn)生。p特性：耐高熱，高壓蒸氣滅菌（120 、 20min)不被破壞，250 高溫干烤才能破壞。p意義：熱原質(zhì)在人類的生活環(huán)境中普遍存在。 在制備和使用注射藥品過