第十章細菌的形態(tài)與結構

第一節(jié)細菌的大小與形態(tài)一、細菌的大小二、細菌的形態(tài)第二節(jié)細菌的結構一、細菌的基本結構二、細菌的特殊結構三、細菌的L型第三節(jié)細菌的形態(tài)檢查法教學內容當前1頁，總共102頁。教學目標1、熟悉細菌的形態(tài)與大小2、掌握細菌各種結構名稱、化學成分、功能3、熟悉革蘭染色法的原理、步驟、意義當前2頁，總共102頁。細菌：一類具有細胞壁的單細胞原核細胞型微生物。

第一節(jié)細菌大小與形態(tài)一、大小測量：微米（μm)1μm=1/1000mm。多數(shù)球菌的直徑為1.0μm中等大小的桿菌長2.0-3.0μm，寬0.3-0.5μm二、形態(tài)基本形態(tài)：球形、桿形、螺旋形—球菌、桿菌、螺形菌當前3頁，總共102頁。痢疾桿菌

霍亂弧菌傷寒桿菌鏈球菌當前4頁，總共102頁。當前5頁，總共102頁。鏈球菌葡萄球菌一）球菌雙球菌當前6頁，總共102頁。（一）球菌：呈球形或近似球形。分類：1、雙球菌：在一個平面上分裂后兩個菌體成雙排列，如腦膜炎奈瑟菌2、鏈球菌：在一個平面上分裂后多個菌體粘連呈鏈狀。溶血性鏈球菌3、葡萄球菌：在多個平面上分裂，分裂后菌體粘附在一起呈葡萄串狀，如金黃色葡萄球菌四聯(lián)球菌：在兩個相互垂直的平面上分裂四個菌體排列成正方形。八疊球菌:在三個相互垂直平面上分裂成八個菌體排列在一起。當前7頁，總共102頁。雙球菌

鏈球菌

葡萄球菌當前8頁，總共102頁。（二）桿菌：呈桿狀。大小、長短、粗細差異較大。依大小分：大桿菌：（如炭疽芽胞桿菌）長3-10μm,寬1.0-1.5μm.中等大小桿菌：（大腸桿菌）長2-3μm,寬0.5-0.7μm.小桿菌：（布魯菌）長0.6-1.5μm,寬0.5-0.7μm.當前9頁，總共102頁。依形態(tài)分：1、棒狀桿菌：末端膨大呈棒狀----白喉棒狀桿菌2、球桿菌：菌體很短，近于橢圓形---克雷伯菌屬3、分枝桿菌：菌體呈分枝生長趨勢多數(shù)桿菌分散存在，有的呈鏈狀排列稱為鏈桿菌。桿菌菌體兩端多呈鈍圓形，少數(shù)兩端平齊（炭疽）或兩端尖細（梭桿菌）當前10頁，總共102頁。當前11頁，總共102頁。球桿菌、鏈桿菌當前12頁，總共102頁。（三）螺形菌：菌體彎曲，分：1、弧菌：菌體長2-3μm,只有一個彎曲，呈弧形或逗點狀，如霍亂弧菌2、螺菌：菌體較長，3-6μm,有數(shù)個彎曲，較僵硬，如鼠咬熱螺菌當前13頁，總共102頁。螺形菌弧菌——只有一個彎曲螺菌——有若干個彎曲弧菌螺菌當前14頁，總共102頁。細菌的形態(tài)易受溫度、pＨ、培養(yǎng)基成分和培養(yǎng)時間等環(huán)境因素影響，僅在適宜的條件下培養(yǎng)8-18小時才呈現(xiàn)典型的形態(tài)。當前15頁，總共102頁。第二節(jié)細菌的結構

基本結構:所有細菌都有的結構，如細胞壁、細胞膜、細胞質、核質、核糖體、質粒等。

特殊結構：僅某些細菌具有，如莢膜、鞭毛、菌毛、芽胞等。當前16頁，總共102頁。細菌結構模式圖當前17頁，總共102頁。當前18頁，總共102頁。（一）細胞壁：細胞膜外的一層堅韌膜狀結構，平均15-30nm,占菌體干重的10-25%。1、功能（1）維持細菌固有形態(tài)，保護細菌抵抗低滲外環(huán)境。（5-25個大氣壓）（2）與細胞膜共同參與菌體內外物質交換。（3）決定了菌體的抗原性。細胞壁攜帶多種決定細菌抗原性的抗原決定簇。（磷壁酸、脂多糖等）（4）與細菌致病有關：G-細胞壁上的脂多糖具有內毒素作用。一、細菌的基本結構當前19頁，總共102頁。細胞壁的功能（一）細菌的基本結構維持菌體固有外形與細胞內外物質交換相關決定了菌體的免疫原性與細菌致病性有關當前20頁，總共102頁。2、主要成分：復雜，革蘭陽性菌和革蘭陰性菌細胞壁組成有較大差異。（1）革蘭陽性菌細胞壁：肽聚糖聚糖骨架四肽側鏈五肽交聯(lián)橋磷壁酸（特有）壁磷壁酸膜磷壁酸當前21頁，總共102頁。革蘭陽性菌細胞壁成分與結構聚糖骨架四肽側鏈五肽交聯(lián)橋磷壁酸（特殊組分）壁磷壁酸膜磷壁酸肽聚糖（共有組分）當前22頁，總共102頁。Wallteichoicacid革蘭陽性菌細胞壁成分與結構肽聚糖磷壁酸當前23頁，總共102頁。由肽聚糖和穿插于其內的磷壁酸組成。①肽聚糖（粘肽）：原核細胞特有。為共有成分。革蘭陽性菌：由三部分組成聚糖骨架：Ｎ-乙酰葡萄糖胺、Ｎ-乙酰胞壁酸，經β-1、4糖苷鍵連接而成。四肽側鏈：金葡菌：連接在聚糖骨架胞壁酸上，Ｌ-丙氨酸、Ｄ-谷氨酸、Ｌ-賴氨酸和Ｄ-丙氨酸五肽交聯(lián)橋：5個甘氨酸四肽側鏈的第3位氨基酸通過五肽交聯(lián)橋連接到相鄰聚糖骨架四肽側鏈第4位氨基酸上，構成堅韌的三維立體框架結構。達15-50層。含量高，占G+細胞壁干重的50%。當前24頁，總共102頁。?-1,4糖苷鍵四肽側鏈聚糖骨架（N-乙酰胞壁酸與N-乙酰葡萄糖胺）五肽交聯(lián)橋革蘭氏陽性菌細胞壁成分與結構共有組分——肽聚糖聚糖骨架四肽側鏈五肽交聯(lián)橋三維立體結構，堅固

15～50層當前25頁，總共102頁。當前26頁，總共102頁。當前27頁，總共102頁。②磷壁酸：革蘭陽性菌特有。占細胞壁干重的50%以上。類型：（按結合部位）分壁磷壁酸：一端與細胞壁中肽聚糖的胞壁酸結合，另一端游離于細胞壁外。膜磷壁酸（脂磷壁酸）：一端與細胞膜外層磷脂結合，另一端向外穿肽聚脂糖層游離于細胞壁外。功能：粘附宿主細胞，與細菌的致病性有關。抗原性強，是革蘭陽性菌重要的表面抗原。③其他成分：表面蛋白：鏈球菌的Ｍ蛋白，金葡菌的Ａ蛋白等，與致病性和抗原性相關。當前28頁，總共102頁。當前29頁，總共102頁。（2）革蘭陰性菌細胞壁：由肽聚糖和外膜組成。外膜為革蘭陰性菌特有成分。肽聚糖聚糖骨架四肽側鏈外膜脂蛋白脂質雙層脂多糖脂質A核心多糖特異多糖當前30頁，總共102頁。

肽聚糖（共有組分）聚糖支架四肽側鏈革蘭陰性菌細胞壁的成分與結構

外膜（特殊組分）脂蛋白脂質雙層脂多糖特異性多糖核心多糖脂質A當前31頁，總共102頁。①肽聚糖：含1-3層，含量少，占細胞壁干重的10%左右。僅由聚糖骨架和四肽側鏈兩部分組成。如大腸埃希菌：四肽側鏈：第3位氨基酸為二氨基庚二酸，直接與相鄰四肽側鏈第4位氨基酸相連，沒有五肽交聯(lián)橋連接，只形成二維單層較疏松的結構。當前32頁，總共102頁。N-乙酰胞壁酸N-乙酰葡萄糖胺共有組分——肽聚糖革蘭氏陰性菌細胞壁成分與結構聚糖骨架四肽側鏈二維平面結構，疏松

1～2層當前33頁，總共102頁。當前34頁，總共102頁。②外膜：位于細胞壁肽聚糖層的外側，包括：脂蛋白：脂質部分與外膜的脂質雙層連接，蛋白部分連接在肽聚層的四肽側鏈上。脂質雙層：似細胞膜脂多糖：是內毒素的主要成分。由三部分組成：

脂質Ａ：內毒素的毒性部分，無種屬特異性-不同細菌產生的內毒素引起的毒性作用均相似。

核心多糖：位于脂質Ａ的外側，具有屬的特異性。

特異多糖：在脂多糖最外層，若干寡糖—多糖鏈，是革蘭陰性菌的菌體抗原（Ｏ抗原），具有種特異性。當前35頁，總共102頁。當前36頁，總共102頁。脂質Ａ核心多糖特異多糖當前37頁，總共102頁。G-菌細胞壁結構

脂多糖（LPS）脂蛋白肽聚糖磷脂(外膜)細胞膜磷壁酸G＋菌細胞壁結構

當前38頁，總共102頁。G+

菌與G-

菌細胞壁的比較細胞壁 革蘭陽性菌 革蘭陰性菌強度 較堅韌 較疏松厚度 20-80nm 10-15nm肽聚糖層數(shù) 可多達50層 1-2層肽聚糖含量 50%-80% 5%-10%

磷壁酸 有 無外膜 無 有當前39頁，總共102頁。細菌細胞壁結構及醫(yī)學意義G+菌與G-菌細胞壁結構差異導致它們的染色性、抗原性、致病性和免疫性以及對不同抗生素的敏感性各不相同，從而在診斷方法及防治原則方面也不相同。溶菌酶：切斷聚糖骨架的β-1，4糖苷鍵，抑制細菌細胞壁的合成。青霉素：切斷四肽側鏈與五肽交聯(lián)橋之間的連接，抑制細菌細胞壁的合成。

當前40頁，總共102頁。當前41頁，總共102頁。當前42頁，總共102頁。當前43頁，總共102頁。革蘭陽性菌聚糖骨架、四肽側鏈、五肽交聯(lián)橋三維立體結構，堅固

15～50層革蘭陰性菌聚糖骨架、四肽側鏈二維平面結構，疏松

1～2層共有組分肽聚糖溶菌酶作用位點青霉素作用位點N-乙酰胞壁酸N-乙酰葡萄糖胺當前44頁，總共102頁。溶菌酶作用位點青霉素作用位點3)臨床意義當前45頁，總共102頁。項目 革蘭陽性菌革蘭陰性菌細胞壁的關系藥物的敏感性

青霉素的作用

有效 無效

作用部位為肽聚糖--五肽交聯(lián)橋

溶菌酶的作用

有效 無效

作用部位為肽聚糖--聚糖骨架3)臨床意義當前46頁，總共102頁。（二）細胞膜位置：細胞壁內側，細胞質外側的柔軟有彈性、半滲透性的生物膜。結構：脂質雙層中鑲嵌多種蛋白質。不含膽固醇（與真核細胞的區(qū)別）功能：1）選擇性滲透和物質轉運作用2）生物合成作用：物質合成酶、參與生物合成3）呼吸作用：有呼吸酶4）形成中介質：細胞膜向細胞質內陷折疊成囊狀物。功能：似線粒體。參與細菌呼吸、生物合成及分裂繁殖、芽胞形成。多見革蘭陽性菌。當前47頁，總共102頁。當前48頁，總共102頁。當前49頁，總共102頁。（三）細胞質無色透明膠狀物基本成分：水、蛋白質、脂類、核酸（主要為RNA）、少量糖和無機鹽、多種酶。為新陳代謝的場所。胞質中的超微結構主要有：1、質粒：染色體外的遺傳物質，為環(huán)狀閉合雙鏈DNA分子。功能：控制細菌某些遺傳性狀，如菌毛、細菌素、毒素、耐藥性的產生等。特性：自我復制、傳給子代、丟失及在細胞間轉移等，與遺傳變異有關。當前50頁，總共102頁。（一）細菌的基本結構細胞漿核糖體質粒胞漿顆粒當前51頁，總共102頁。當前52頁，總共102頁。質粒特點：能自行復制可丟失可傳遞當前53頁，總共102頁。2、核蛋白體（核糖體）：游離于細胞質中的微小顆粒?；瘜W成分：RNA和蛋白質。功能：合成蛋白質的場所。沉降系數(shù)為70S，由50S和30S兩個亞單位組成。真核細胞為80S，由60S和40S組成。當前54頁，總共102頁。當前55頁，總共102頁。紅霉素鏈霉素干擾蛋白質的合成致細菌死亡當前56頁，總共102頁。3、胞質顆粒：多為儲存的營養(yǎng)物質：多糖、脂類和多磷酸鹽等。異染顆粒：由RNA和多偏磷酸鹽為主要成分的胞質顆粒，嗜堿性強，用亞甲藍染色時著色較深呈紫色，用特殊染色法可染成與菌體顏色不同的顆粒，常見白喉棒狀桿菌。作用：鑒別細菌。當前57頁，總共102頁。當前58頁，總共102頁。（四）核質（擬核）遺傳物質，無核膜、核仁和有絲分裂器。由一條雙鏈環(huán)狀DNA反復盤繞卷曲而成。1-2個，球形、啞鈴形。功能：控制細菌的生命活動，是細菌遺傳變異的物質基礎。當前59頁，總共102頁。當前60頁，總共102頁。二、細菌的特殊結構（一）莢膜概念：某些細菌在其細胞壁外包繞一層粘液性物質，(為疏水性多糖或蛋白質的多聚體，用理化方法去除后并不影響菌細胞的生命活動。)有一般染色法不易著色，在顯微鏡下看到菌體周圍有一層透明圈，用特殊染色法可染成與菌體不同的顏色。當前61頁，總共102頁。化學組成：多糖、多肽、透明質酸形成條件：在人或動物體內或營養(yǎng)豐富的培養(yǎng)基中易形成。染色：不易著色，負染（墨汁）功能：1）具有特殊的抗原性：可用于細菌鑒別、分型。

2）與細菌致病性密切相關：抗吞噬作用，保護菌體免受或抑制溶菌酶、補體、及其他殺菌物質的殺傷作用。

3）莢膜中貯存大量水分，保護細菌免受干燥，在不良環(huán)境中維持菌體代謝。當前62頁，總共102頁。當前63頁，總共102頁。當前64頁，總共102頁。當前65頁，總共102頁。（二）鞭毛概念：細菌菌體表面附有細長并呈波狀彎曲的絲狀物。鞭毛長5~20μm，直徑12~30nm類型（數(shù)量與部位）：①單毛菌②雙毛菌③叢毛菌④周毛菌化學組成：蛋白質結構：從細胞膜長出，游離于胞外功能：1）細菌的運動器官2）致病性有關（有些細菌的鞭毛與細菌的粘附有關）3）鑒定細菌和進行細菌分類（根據鞭毛菌的動力和鞭毛的抗原性（H抗原）當前66頁，總共102頁。當前67頁，總共102頁。當前68頁，總共102頁。當前69頁，總共102頁。當前70頁，總共102頁。當前71頁，總共102頁。（三）菌毛概念：大多革蘭陰性菌和少數(shù)革蘭陽性菌菌體表面存在著一種比鞭毛更細、短而直硬的絲狀物，與細菌的運動無關。（電鏡下才可見）種類及功能:普通菌毛、性菌毛（F菌毛）普通菌毛多，數(shù)百根，短而直粘附，致病性

性菌毛少，1-4根，粗、長、中空傳遞遺傳物質

化學成分：蛋白質當前72頁，總共102頁。當前73頁，總共102頁。F+F-F+F-F+F+F+F+當前74頁，總共102頁。當前75頁，總共102頁。雄性菌（F+菌）：有性菌毛的細菌。雌性菌（F-菌）：無性菌毛的細菌。性菌毛能將F+菌的某些遺傳物質轉移給F-菌，使F-菌獲得F+菌的某些性狀。細菌的耐藥性、毒力等性狀可通過質粒轉移。當前76頁，總共102頁。（四)芽胞概念：某些細菌在一定環(huán)境條件下，細胞質脫水濃縮，在菌體內形成的圓形或橢圓形小體。是細菌的休眠形式。形成的細菌：芽胞桿菌屬、梭菌屬形成條件：營養(yǎng)缺乏保存全部生命必需物質：核酸、酶、合成菌體成分的結構休眠狀態(tài)，無新陳代謝可發(fā)芽：1個細菌→1個芽胞→1個菌體

細菌——繁殖體芽胞——休眠體每種細菌形成一種類型芽胞當前77頁，總共102頁。當前78頁，總共102頁。當前79頁，總共102頁。當前80頁，總共102頁。當前81頁，總共102頁。功能1)抵抗力強。耐干燥、熱、輻射、化學消毒劑的作用。消毒滅菌是否徹底的標準--最可靠方法為高壓蒸氣滅菌2)致病性：不直接引起疾病，發(fā)芽后形成繁殖體后致病3)鑒別細菌：根據芽胞位置、大小、形狀隨菌種而異。當前82頁，總共102頁。當前83頁，總共102頁。

Ｌ型細菌：細胞壁缺陷型細菌。細胞壁缺陷主要是肽聚糖的缺陷，所以凡能破壞肽聚糖結構或抑制其合成的物質（抗生素、噬菌體、溶菌酶等）都能損傷細胞壁而形成L型。原生質體：革蘭陽性菌細胞壁主要為肽聚糖，溶菌酶可使其失去細胞壁，原生質僅被細胞膜包裹。原生質體只能在滲透壓與胞漿接近的高滲環(huán)境中存活。原生質球：革蘭陰性菌細胞壁肽聚糖含量少，受損后尚有外膜保護。原生質球在高滲與非高滲環(huán)境中均能存活。

三、細菌的L型當前84頁，總共102頁。生物學特性：多形性、革蘭陰性、高滲培養(yǎng)、生長緩慢、荷包蛋樣菌落、可回復當前85頁，總共102頁。

與醫(yī)學的關系：致病性，常引起慢性和反復發(fā)作的感染。當前86頁，總共102頁。臨床上，L型可引起腎盂腎炎、骨髓炎、心內膜炎等，并常在作用于細胞壁的抗菌藥物（β-內酰胺類抗生素）治療過程中發(fā)生，且易反復發(fā)作。故臨床上遇有癥狀明顯而標本常規(guī)細菌培養(yǎng)陰性時，應考慮L型細菌感染的可能性，宜作專門分離培養(yǎng)，根據菌落、形態(tài)特征、細胞壁是否缺陷及回復試驗等鑒定菌種，并更換抗菌藥物。當前87頁，總共102頁。第三節(jié)細菌形態(tài)學檢查法一、不染色標本檢查法標本不經染色直接鏡檢：觀察活菌的動力、大小、活菌的輪廓和繁殖方式等。方法：懸滴法、壓滴法置普通光學顯微鏡或暗視野顯微鏡下觀察。當前88頁，總共102頁。二、染色標本檢查法染色多用堿性染料：細菌等電點在PH2-5之間，在近中性（PH7.2-7.6）的環(huán)境中細菌多帶負電荷，易與帶正電荷的堿性染料結合。堿性染料：美藍、堿性復紅、結晶紫等。當前89頁，總共102頁。常用的染色方法有兩種：一）單染色法：只用一種染料染色，可觀察細菌大小、形態(tài)、排列，但不能鑒別細菌。二）復染色法：用兩種以上的染料染色，將細菌染成不同顏色，可觀察形態(tài)外，還能鑒別細菌。最常用、最重要的有革蘭和抗酸染色法。當前90頁，總共102頁。1、革蘭染色法：方法：細菌涂片標本固定初染：用結晶紫（龍膽紫）媒染：碘液，（均被染成深紫色）脫色：95%乙醇（有些細菌被脫色）復染：稀釋復紅或沙黃（脫色者被染成紅色）G+

---染成紫色G----染成紅色當前91頁，總共102頁。革蘭氏染色與細胞壁：

（1）革蘭氏染色1、結晶紫初染2、碘液媒染3、乙醇脫色4、復染當前92頁，總共102頁。意義：①鑒別細菌：將細菌分成兩大類：G+

和G-

②選擇抗菌藥物：大多G+

對青霉素、紅霉素、頭孢霉素等敏感

G-對鏈霉素和卡那霉素等敏感。③與細菌致病性有關：大多

G+-外毒素致病

G--內毒素致病。當前93頁，總共102頁。當前94頁，總共102頁。2、抗酸染色法：方法：標本固定后先經石炭酸復紅加溫染色用鹽酸酒精脫色最后用美藍（亞甲藍）復染抗酸桿菌-染成紅色非—染成藍色意義：鑒別抗酸桿菌和非抗酸桿菌當前95頁，總共102頁。（三）特殊染色法：方法：負染色法：用酸性染料（如苯胺黑）或墨汁襯底，再用堿性染料染色。意義：觀察細菌的特殊結構（莢膜、芽胞、異染顆粒等）、鑒別細菌。當前96頁，總共102頁。作業(yè)一、概念：1、中介體2、莢膜3、鞭毛4、菌毛5、芽胞二、單選：1.革蘭陰性菌細胞壁成分中，不存在的成分是()A.脂蛋白B.肽聚糖C.脂質雙層結構D.脂多糖E.磷壁酸當前97頁，總共102頁。2.溶菌酶溶菌作用的機理是()A.切斷N-乙酰葡萄糖氨和N-乙酰胞壁酸之間β-1，4糖苷鍵聯(lián)結B.競爭合成細胞壁過程中所需要的轉肽酶C.干擾細