大學(xué)課件：第1章-細(xì)菌的基本性狀-第一節(jié)形態(tài)與結(jié)構(gòu)七年制

醫(yī)學(xué)微生物學(xué)-細(xì)菌學(xué)

第一章細(xì)菌的基本性狀

BasicCharactersofBacteria大連醫(yī)科大學(xué)微生物學(xué)教研室主講人：張偉醫(yī)學(xué)微生物學(xué)-細(xì)菌學(xué)

第一章細(xì)菌的基本性狀BasicC1第一節(jié)細(xì)菌的形態(tài)結(jié)構(gòu)與理化性狀

一、細(xì)菌的大小與形態(tài)觀察儀器：常用光學(xué)顯微鏡測量儀器：測微尺（在顯微鏡下進(jìn)行測量）測量單位：微米(μm),1μm=1/1000mm。第一節(jié)細(xì)菌的形態(tài)結(jié)構(gòu)與理化性狀一、細(xì)菌的大小與形態(tài)2細(xì)菌的形態(tài)，主要有：球菌（coccus）桿菌（bacillus）

螺形菌（spiralbacterium）細(xì)菌的形態(tài)，主要有：球菌（coccus）3（一）球菌（coccus）腦膜炎奈瑟菌肺炎鏈球菌

雙球菌(diplococcus)（一）球菌（coccus）腦膜炎奈瑟菌肺炎鏈球菌4

鏈球菌(streptococcus)乙型溶血性鏈球菌乙型溶血性鏈球菌5

葡萄球菌(staphylococcus)金黃色葡萄球菌金黃色葡萄球菌6

四聯(lián)球菌(tetrad)

7（二）桿菌(Bacillus)大腸桿菌(E.coli)炭疽芽胞桿菌雙歧桿菌（二）桿菌(Bacillus)大腸桿菌(E.coli)炭疽8（三）螺形菌(spiralbacterium)霍亂弧菌(V.cholera)弧菌

鼠咬熱螺菌(Spirillumminor)螺菌螺桿菌

幽門螺桿菌(Helicobacterpylori)（三）螺形菌(spiralbacterium)霍亂弧菌(V9基本結(jié)構(gòu)細(xì)胞壁、細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)、核質(zhì)特殊結(jié)構(gòu)莢膜、鞭毛、菌毛、芽胞二、細(xì)菌的結(jié)構(gòu)基本結(jié)構(gòu)細(xì)胞壁、細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)、核質(zhì)特殊結(jié)構(gòu)莢膜、鞭毛、菌毛10大學(xué)課件：第1章-細(xì)菌的基本性狀-第一節(jié)形態(tài)與結(jié)構(gòu)[七年制]11基本結(jié)構(gòu)(basicstructure)

（一）細(xì)胞壁(cellwall)是位于細(xì)菌細(xì)胞最外層，包繞在細(xì)胞膜周圍。平均厚度為12～30nm，組成較復(fù)雜，并隨不同菌種而異。革蘭染色法（GramStain）：革蘭陽性菌革蘭陰性菌革蘭染色兩類細(xì)菌細(xì)胞壁的共同組分為肽聚糖(peptidoglycan)

，但各有其特殊組分基本結(jié)構(gòu)(basicstructure)（一）細(xì)胞12G+菌的肽聚糖(S.aureus)：聚糖骨架、四肽側(cè)鏈、五肽交聯(lián)橋(-1,4glycosidicbond)轉(zhuǎn)肽酶催化四肽側(cè)鏈與五肽交聯(lián)橋之間的肽鍵形成,青霉素抑制轉(zhuǎn)肽酶,從而抑制細(xì)胞壁的形成。(-1,4glycosidicbond)轉(zhuǎn)肽酶催化四肽13二氨基庚二酸G-菌的肽聚糖(E.coli)：聚糖骨架、四肽側(cè)鏈二氨基庚二酸14壁磷壁酸膜磷壁酸G+菌的細(xì)胞壁特殊組分——磷壁酸(teichoicacid)與粘附有關(guān)，組成表面抗原壁磷壁酸膜磷壁酸與粘附有關(guān)，組成表面抗原15G-菌的細(xì)胞壁特殊組分——脂蛋白、外膜(outermembrane)

、脂多糖（LPS）內(nèi)毒素內(nèi)毒素16脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)：即內(nèi)毒素內(nèi)毒素核心多糖特異多糖無種屬特異性脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)：即17革蘭陰性菌細(xì)胞壁革蘭陽性菌細(xì)胞壁革蘭陰性菌細(xì)胞壁革蘭陽性菌細(xì)胞壁18細(xì)胞壁

革蘭陽性菌革蘭陰性菌強(qiáng)度較堅韌較疏松厚度20-80nm10-15nm肽聚糖層數(shù)可多達(dá)50層1-2層肽聚糖含量50%-80%5%-20%糖類含量脂類含量磷壁酸多，45%少，1-4%+少，15-20%多，11-22%-肽聚糖組成聚糖、側(cè)鏈、交聯(lián)橋聚糖、側(cè)鏈外膜-+G+菌與G-菌細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)比較細(xì)胞壁革蘭陽性菌革蘭陰性菌強(qiáng)度較堅韌較疏松厚度20-80n19維持細(xì)菌固有外形保護(hù)細(xì)菌抵抗低滲環(huán)境參與物質(zhì)交換決定菌體的抗原性

細(xì)胞壁的功能維持細(xì)菌固有外形20細(xì)菌細(xì)胞壁缺陷型（細(xì)菌L型）細(xì)菌L型(bacterialLform)：細(xì)胞壁受損的細(xì)菌,在高滲環(huán)境下，仍可存活，稱細(xì)菌L型。在一般環(huán)境中，因菌體內(nèi)的高滲透壓而會漲破死亡，但在高滲環(huán)境下，仍可存活。原生質(zhì)體(protoplast)——Gram+；原生質(zhì)球(spheroplast)——Gram-。

某些L型仍有一定的致病力，通常引起慢性感染,如尿路感染。去除誘發(fā)因素后，有的L型可回復(fù)為原菌。細(xì)菌L型(bacterialLform)：細(xì)胞壁受損的細(xì)21

細(xì)菌L型呈高度多形性，大小不一；形成L型后，大多染成革蘭陰性。(1)細(xì)菌L型的形態(tài)和染色性葡萄球菌L型(A)及恢復(fù)后(B)細(xì)菌L型呈高度多形性，大小不一；形成L型后，大多染成革蘭陰22細(xì)菌L型生長緩慢，營養(yǎng)要求高，對滲透壓敏感，普通營養(yǎng)基上不能生長，培養(yǎng)時必須用高滲的含血清的培養(yǎng)基。

油煎蛋樣菌落典型的L型菌落(2)細(xì)菌L型的培養(yǎng)特性和菌落形態(tài)細(xì)菌L型生長緩慢，營養(yǎng)要求高，對滲透壓敏感，普通營養(yǎng)基上不23（二）細(xì)胞膜(cellmembrane)細(xì)菌細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)與真核細(xì)胞者基本相同，由磷脂和多種蛋白質(zhì)組成，但不含膽固醇。細(xì)菌細(xì)胞膜的功能與真核細(xì)胞者類似，主要有物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)、呼吸和分泌、生物合成、細(xì)菌分裂等作用。細(xì)菌細(xì)胞膜可形成一種特有的結(jié)構(gòu)，稱為中介體(mesosome)。多見于Gram+，稱為擬線粒體，并參與細(xì)菌分裂（二）細(xì)胞膜(cellmembrane)多見于Gram24細(xì)胞膜上的一些重要蛋白：青霉素結(jié)合蛋白：轉(zhuǎn)肽酶。蛋白分泌系統(tǒng)：G-菌通過該系統(tǒng)將蛋白分泌至胞外。

III型分泌系統(tǒng)是細(xì)菌分泌致病性蛋白的主要途徑雙組分信號傳導(dǎo)系統(tǒng)：是細(xì)菌對環(huán)境信號作出反應(yīng)的調(diào)控系統(tǒng)。通過蛋白的磷酸化與去磷酸化，產(chǎn)生調(diào)控反應(yīng)。細(xì)胞膜上的一些重要蛋白：25（三）細(xì)胞質(zhì)(cytoplasm)核糖體(ribosome)：細(xì)菌合成蛋白質(zhì)的場所，游離存在于細(xì)胞質(zhì)中，70S（50S+30S），分別是紅霉素，鏈霉素的靶點；真核為80S（60S+40S）。（三）細(xì)胞質(zhì)(cytoplasm)26（三）細(xì)胞質(zhì)(cytoplasm)質(zhì)粒(plasmid)：細(xì)菌染色體外的遺傳物質(zhì)，存在于細(xì)胞質(zhì)中。為閉合環(huán)狀的雙鏈DNA，控制細(xì)菌某些特定的遺傳特性，如：耐藥性。胞質(zhì)顆粒：細(xì)菌細(xì)胞質(zhì)中含有多種顆粒，大多為貯藏的營養(yǎng)物質(zhì)。其中有一種主要成分是RNA和多偏磷酸鹽的顆粒，其嗜堿性強(qiáng)，用亞甲藍(lán)染色時著色較深呈紫色，稱為異染顆粒(metachromaticgranule)。。常見于白喉棒狀桿菌，位于菌體兩端，有助于鑒定。（三）細(xì)胞質(zhì)(cytoplasm)27（四）核質(zhì)(nuclearmaterial)核質(zhì)是由單一密閉環(huán)狀DNA分子反復(fù)回旋、卷曲、盤繞組成松散網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。細(xì)菌是原核細(xì)胞，不具有成形的核。細(xì)菌的遺傳物質(zhì)稱為核質(zhì)或擬核，無核膜、核仁和有絲分裂器。功能與真核細(xì)胞的染色體相似——決定細(xì)菌各種遺傳性狀。（四）核質(zhì)(nuclearmaterial)28肺炎鏈球菌莢膜細(xì)菌的特殊結(jié)構(gòu)(specialstructure)

（一）莢膜(capsule)莢膜：某些細(xì)菌在其細(xì)胞壁外包繞一層粘液性物質(zhì)，其成分為多糖或蛋白質(zhì)，用理化方法去除后并不影響細(xì)胞的生命活動。當(dāng)其厚度≥0.2μm，邊界明顯，光鏡下可見時，稱為莢膜。厚度<0.2μm者稱為微莢膜。具有抗原性，可將細(xì)菌定型肺炎鏈球菌莢膜細(xì)菌的特殊結(jié)構(gòu)(specialstruct29莢膜的功能：抗吞噬作用：莢膜本身無毒性，但是在體內(nèi)可抵抗宿主細(xì)胞的吞噬及消化作用，增強(qiáng)細(xì)菌的侵襲力，是一種重要的毒力因子(如肺炎鏈球菌的莢膜為多糖，具親水性、帶負(fù)電)黏附作用：可使細(xì)菌間粘連，或黏附于細(xì)胞表面，形成生物膜，是引起感染的重要因素(如變異鏈球菌黏附于牙齒表面，引起齲齒)抗有害物質(zhì)的損傷作用抗干燥作用：含有較多水分，可在一定條件下維持存活大學(xué)課件：第1章-細(xì)菌的基本性狀-第一節(jié)形態(tài)與結(jié)構(gòu)[七年制]30（二）鞭毛(flagellum)許多細(xì)菌在菌體上附有細(xì)長并呈波狀彎曲的絲狀物，稱為鞭毛，是細(xì)菌的運(yùn)動器官。鞭毛需用電子顯微鏡觀察，或經(jīng)特殊染色法使鞭毛增粗后才能在光鏡下看到。（二）鞭毛(flagellum)31單毛菌(Vibriocholerae)雙毛菌(Campylobacterjejuni)叢毛菌(Pseudomonasaeruginosa)周毛菌(Salmonella)鞭毛的種類：單毛菌(Vibriocholerae)雙毛菌(Campyl32鞭毛的功能：鞭毛是運(yùn)動器官。有鞭毛的細(xì)菌能主動運(yùn)動，有化學(xué)趨向性，可通過動力試驗進(jìn)行細(xì)菌鑒定；有的細(xì)菌，其鞭毛與致病性有關(guān)(霍亂弧菌穿過黏液層,到達(dá)腸黏膜上皮細(xì)胞；鞭毛有抗原性。鞭毛的成分為鞭毛蛋白，與肌動蛋白相似,稱為鞭毛抗原（H抗原），可作為細(xì)菌分類、分型的依據(jù)。大學(xué)課件：第1章-細(xì)菌的基本性狀-第一節(jié)形態(tài)與結(jié)構(gòu)[七年制]33（三）菌毛(pilus/fimbria)菌毛：許多G-菌和少數(shù)G+菌菌體表面存在著一種直立的、比鞭毛更細(xì)、更短的絲狀物。菌毛蛋白具有抗原性。根據(jù)功能不同，菌毛可分為普通菌毛和性菌毛兩類。在普通光學(xué)顯微鏡下看不到，必須用電子顯微鏡。（三）菌毛(pilus/fimbria)34普通菌毛遍布菌細(xì)胞表面，每菌可達(dá)數(shù)百根。這類菌毛是細(xì)菌的粘附結(jié)構(gòu)，能與宿主細(xì)胞表面的特異性受體結(jié)合，是細(xì)菌感染的第一步。菌毛的受體常為糖蛋白或糖脂，與菌毛結(jié)合的特異性決定的宿主的易感部位。(1)普通菌毛(ordinarypilus)普通菌毛遍布菌細(xì)胞表面，每菌可達(dá)數(shù)百根。(1)普通菌毛(35(2)性菌毛(sexpilus)

普通僅見于少數(shù)革蘭陰性菌。數(shù)量少，1-4根。比普通菌毛長而粗，中空呈管狀。性菌毛由F質(zhì)粒編碼，故又稱F菌毛。帶有性菌毛的F+菌與無性菌毛的F-菌相遇時，性菌毛與其相應(yīng)受體結(jié)合，F(xiàn)+菌內(nèi)的質(zhì)粒或DNA可通過性菌毛進(jìn)入F-菌體內(nèi)，此過程稱為接合。細(xì)菌的毒力和耐藥性可通過此方式傳遞。(2)性菌毛(sexpilus)普通僅見于少數(shù)革蘭陰36大學(xué)課件：第1章-細(xì)菌的基本性狀-第一節(jié)形態(tài)與結(jié)構(gòu)[七年制]37炭疽芽胞桿菌(Bacillusanthracis,Todar2003)

（三）芽胞(spore)某些細(xì)菌在一定的環(huán)境條件下，胞質(zhì)脫水濃縮，在菌體內(nèi)部形成一個圓形或卵圓形小體，是細(xì)菌的休眠形式。其產(chǎn)生由芽胞基因決定。產(chǎn)生芽胞的都是革蘭陽性菌。芽胞折光性強(qiáng)、壁厚、不易著色，經(jīng)特殊染色光鏡下可見炭疽芽胞桿菌(Bacillusanthracis,To38(1)芽胞的形成與發(fā)芽細(xì)菌形成芽胞的能力是遺傳因素的控制和環(huán)境因素的影響。當(dāng)營養(yǎng)物質(zhì)缺乏時易形成芽胞，即為細(xì)菌維持生命的特殊形式；芽胞由多層膜結(jié)構(gòu)組成，帶有完整的核質(zhì)、酶系統(tǒng)和合成菌體組分的結(jié)構(gòu)，能保存細(xì)菌的全部生命活動的必須物質(zhì)；芽胞形成后，細(xì)菌即失去繁殖能力；環(huán)境適宜時，芽胞則可發(fā)育成細(xì)菌的繁殖體(vegetativeform)；一個細(xì)菌只形成一個芽胞，一個芽胞發(fā)芽也只生成一個菌體，細(xì)菌數(shù)量并未增加，因而芽胞不是細(xì)菌的繁殖方式。(1)芽胞的形成與發(fā)芽細(xì)菌形成芽胞的能力是遺傳因素的控制和39芽胞的結(jié)構(gòu)芽胞抵抗力強(qiáng)的原因：

(1)芽胞含水量少，蛋白質(zhì)受熱后不易變性。(2)芽胞具有多層致密的厚膜，理化因素不易透入。(3)含有的吡啶二羧酸(DPA)與鈣結(jié)合生成的鹽能提高芽胞中各種酶的穩(wěn)定性。芽胞的結(jié)構(gòu)芽胞抵抗力強(qiáng)的原因：40破傷風(fēng)梭菌C.tetani肉毒梭菌C.botulinum炭疽芽胞桿菌Bacillusanthracis(2)芽胞的功能芽胞的大小、形狀、位置等隨菌種而異，有重要的鑒別意義。破傷風(fēng)梭菌C.tetani肉毒梭菌C.botulinum炭41芽胞的抵抗力強(qiáng)，可在自然界中存在多年，是重要的傳染源。但芽胞并不直接引起疾病，只有發(fā)芽成為繁殖體后，才能迅速大量繁殖而致病。芽胞抵抗力強(qiáng)，故應(yīng)以殺滅芽胞作為可靠的滅菌指標(biāo)。高壓蒸汽滅菌法是殺滅芽胞最有效的方法。(2)芽胞的功能芽胞的抵抗力強(qiáng)，可在自然界中存在多年，是重要的傳染源。但芽胞42三、細(xì)菌的理化性狀（一）細(xì)菌的化學(xué)組成水、無機(jī)鹽、蛋白質(zhì)、糖類、脂類