细菌的形态与结构PPT课件.ppt

病原微生物学细菌的形态与结构,第一节细菌的大小与形态一、细菌的大小二、细菌的形态第二节细菌的结构一、细菌的基本结构二、细菌的特殊结构三、细菌的L型第三节细菌的形态检查法,教学内容,教学目标,1、熟悉细菌的形态与大小2、掌握细菌各种结构名称、化学成分、功能3、熟悉革兰染色法的原理、步骤、意义,细菌：一类具有细胞壁的单细胞原核细胞型微生物。第一节细菌大小与形态一、大小测量：微米（m)1m=1/1000mm。多数球菌的直径为1.0m中等大小的杆菌长2.0-3.0m，宽0.3-0.5m二、形态基本形态：球形、杆形、螺旋形球菌、杆菌、螺形菌,痢疾杆菌,霍乱弧菌,伤寒杆菌,链球菌,链球菌,葡萄球菌,一）球菌,双球菌,（一）球菌：呈球形或近似球形。分类：1、双球菌：在一个平面上分裂后两个菌体成双排列，如脑膜炎奈瑟菌2、链球菌：在一个平面上分裂后多个菌体粘连呈链状。溶血性链球菌3、葡萄球菌：在多个平面上分裂，分裂后菌体粘附在一起呈葡萄串状，如金黄色葡萄球菌四联球菌：在两个相互垂直的平面上分裂四个菌体排列成正方形。八叠球菌:在三个相互垂直平面上分裂成八个菌体排列在一起。,双球菌链球菌葡萄球菌,（二）杆菌：呈杆状。大小、长短、粗细差异较大。依大小分：大杆菌：（如炭疽芽胞杆菌）长3-10m,宽1.0-1.5m.中等大小杆菌：（大肠杆菌）长2-3m,宽0.5-0.7m.小杆菌：（布鲁菌）长0.6-1.5m,宽0.5-0.7m.,依形态分：1、棒状杆菌：末端膨大呈棒状-白喉棒状杆菌2、球杆菌：菌体很短，近于椭圆形-克雷伯菌属3、分枝杆菌：菌体呈分枝生长趋势多数杆菌分散存在，有的呈链状排列称为链杆菌。杆菌菌体两端多呈钝圆形，少数两端平齐（炭疽）或两端尖细（梭杆菌）,球杆菌、链杆菌,（三）螺形菌：菌体弯曲，分：1、弧菌：菌体长2-3m,只有一个弯曲，呈弧形或逗点状，如霍乱弧菌2、螺菌：菌体较长，3-6m,有数个弯曲，较僵硬，如鼠咬热螺菌,螺形菌,弧菌只有一个弯曲螺菌有若干个弯曲,弧菌,螺菌,细菌的形态易受温度、p、培养基成分和培养时间等环境因素影响，仅在适宜的条件下培养8-18小时才呈现典型的形态。,第二节细菌的结构,基本结构:所有细菌都有的结构，如细胞壁、细胞膜、细胞质、核质、核糖体、质粒等。特殊结构：仅某些细菌具有，如荚膜、鞭毛、菌毛、芽胞等。,细菌结构模式图,（一）细胞壁：细胞膜外的一层坚韧膜状结构，平均15-30nm,占菌体干重的10-25%。1、功能（1）维持细菌固有形态，保护细菌抵抗低渗外环境。（5-25个大气压）（2）与细胞膜共同参与菌体内外物质交换。（3）决定了菌体的抗原性。细胞壁携带多种决定细菌抗原性的抗原决定簇。（磷壁酸、脂多糖等）（4）与细菌致病有关：G-细胞壁上的脂多糖具有内毒素作用。,一、细菌的基本结构,细胞壁的功能,（一）细菌的基本结构,维持菌体固有外形与细胞内外物质交换相关决定了菌体的免疫原性与细菌致病性有关,2、主要成分：复杂，革兰阳性菌和革兰阴性菌细胞壁组成有较大差异。,（1）革兰阳性菌细胞壁：肽聚糖聚糖骨架四肽侧链五肽交联桥磷壁酸（特有）壁磷壁酸膜磷壁酸,革兰阳性菌细胞壁成分与结构,聚糖骨架,四肽侧链,五肽交联桥,磷壁酸（特殊组分）,壁磷壁酸,膜磷壁酸,肽聚糖（共有组分）,Wallteichoicacid,革兰阳性菌细胞壁成分与结构,肽聚糖,磷壁酸,由肽聚糖和穿插于其内的磷壁酸组成。肽聚糖（粘肽）：原核细胞特有。为共有成分。革兰阳性菌：由三部分组成聚糖骨架：-乙酰葡萄糖胺、-乙酰胞壁酸，经-1、4糖苷键连接而成。四肽侧链：金葡菌：连接在聚糖骨架胞壁酸上，-丙氨酸、-谷氨酸、-赖氨酸和-丙氨酸五肽交联桥：5个甘氨酸四肽侧链的第3位氨基酸通过五肽交联桥连接到相邻聚糖骨架四肽侧链第4位氨基酸上，构成坚韧的三维立体框架结构。达15-50层。含量高，占G+细胞壁干重的50%。,-1,4糖苷键,四肽侧链,聚糖骨架（N-乙酰胞壁酸与N-乙酰葡萄糖胺）,五肽交联桥,革兰氏阳性菌细胞壁成分与结构,共有组分肽聚糖,三维立体结构，坚固1550层,磷壁酸：革兰阳性菌特有。占细胞壁干重的50%以上。类型：（按结合部位）分壁磷壁酸：一端与细胞壁中肽聚糖的胞壁酸结合，另一端游离于细胞壁外。膜磷壁酸（脂磷壁酸）：一端与细胞膜外层磷脂结合，另一端向外穿肽聚脂糖层游离于细胞壁外。功能：粘附宿主细胞，与细菌的致病性有关。抗原性强，是革兰阳性菌重要的表面抗原。其他成分：表面蛋白：链球菌的蛋白，金葡菌的蛋白等，与致病性和抗原性相关。,（2）革兰阴性菌细胞壁：由肽聚糖和外膜组成。外膜为革兰阴性菌特有成分。肽聚糖聚糖骨架四肽侧链外膜脂蛋白脂质双层脂多糖脂质A核心多糖特异多糖,肽聚糖（共有组分）,聚糖支架,四肽侧链,革兰阴性菌细胞壁的成分与结构,外膜（特殊组分）,脂蛋白,脂质双层,脂多糖,特异性多糖,核心多糖,脂质A,肽聚糖：含1-3层，含量少，占细胞壁干重的10%左右。仅由聚糖骨架和四肽侧链两部分组成。如大肠埃希菌：四肽侧链：第3位氨基酸为二氨基庚二酸，直接与相邻四肽侧链第4位氨基酸相连，没有五肽交联桥连接，只形成二维单层较疏松的结构。,N-乙酰胞壁酸,N-乙酰葡萄糖胺,共有组分肽聚糖,革兰氏阴性菌细胞壁成分与结构,二维平面结构，疏松12层,外膜：位于细胞壁肽聚糖层的外侧，包括：脂蛋白：脂质部分与外膜的脂质双层连接，蛋白部分连接在肽聚层的四肽侧链上。脂质双层：似细胞膜脂多糖：是内毒素的主要成分。由三部分组成：脂质：内毒素的毒性部分，无种属特异性-不同细菌产生的内毒素引起的毒性作用均相似。核心多糖：位于脂质的外侧，具有属的特异性。特异多糖：在脂多糖最外层，若干寡糖多糖链，是革兰阴性菌的菌体抗原（抗原），具有种特异性。,脂质,核心多糖,特异多糖,G-菌细胞壁结构,细胞膜,磷壁酸,G菌细胞壁结构,G+菌与G-菌细胞壁的比较,细胞壁革兰阳性菌革兰阴性菌强度较坚韧较疏松厚度20-80nm10-15nm肽聚糖层数可多达50层1-2层肽聚糖含量50%-80%5%-10%磷壁酸有无外膜无有,细菌细胞壁结构及医学意义G+菌与G-菌细胞壁结构差异导致它们的染色性、抗原性、致病性和免疫性以及对不同抗生素的敏感性各不相同，从而在诊断方法及防治原则方面也不相同。溶菌酶：切断聚糖骨架的-1，4糖苷键，抑制细菌细胞壁的合成。青霉素：切断四肽侧链与五肽交联桥之间的连接，抑制细菌细胞壁的合成。,革兰阳性菌聚糖骨架、四肽侧链、五肽交联桥三维立体结构，坚固1550层革兰阴性菌聚糖骨架、四肽侧链二维平面结构，疏松12层,共有组分肽聚糖,溶菌酶作用位点,青霉素作用位点,N-乙酰胞壁酸,N-乙酰葡萄糖胺,溶菌酶作用位点,青霉素作用位点,3)临床意义,项目革兰阳性菌革兰阴性菌细胞壁的关系药物的敏感性青霉素的作用有效无效作用部位为肽聚糖-五肽交联桥溶菌酶的作用有效无效作用部位为肽聚糖-聚糖骨架,3)临床意义,（二）细胞膜位置：细胞壁内侧，细胞质外侧的柔软有弹性、半渗透性的生物膜。结构：脂质双层中镶嵌多种蛋白质。不含胆固醇（与真核细胞的区别）功能：1）选择性渗透和物质转运作用2）生物合成作用：物质合成酶、参与生物合成3）呼吸作用：有呼吸酶4）形成中介质：细胞膜向细胞质内陷折叠成囊状物。功能：似线粒体。参与细菌呼吸、生物合成及分裂繁殖、芽胞形成。多见革兰阳性菌。,（三）细胞质无色透明胶状物基本成分：水、蛋白质、脂类、核酸（主要为RNA）、少量糖和无机盐、多种酶。为新陈代谢的场所。胞质中的超微结构主要有：1、质粒：染色体外的遗传物质，为环状闭合双链DNA分子。功能：控制细菌某些遗传性状，如菌毛、细菌素、毒素、耐药性的产生等。特性：自我复制、传给子代、丢失及在细胞间转移等，与遗传变异有关。,（一）细菌的基本结构,细胞浆,核糖体质粒胞浆颗粒,质粒,特点：能自行复制可丢失可传递,2、核蛋白体（核糖体）：游离于细胞质中的微小颗粒。化学成分：RNA和蛋白质。功能：合成蛋白质的场所。沉降系数为70S，由50S和30S两个亚单位组成。真核细胞为80S，由60S和40S组成。,干扰蛋白质的合成致细菌死亡,3、胞质颗粒：多为储存的营养物质：多糖、脂类和多磷酸盐等。异染颗粒：由RNA和多偏磷酸盐为主要成分的胞质颗粒，嗜碱性强，用亚甲蓝染色时着色较深呈紫色，用特殊染色法可染成与菌体颜色不同的颗粒，常见白喉棒状杆菌。作用：鉴别细菌。,（四）核质（拟核）遗传物质，无核膜、核仁和有丝分裂器。由一条双链环状DNA反复盘绕卷曲而成。1-2个，球形、哑铃形。功能：控制细菌的生命活动，是细菌遗传变异的物质基础。,二、细菌的特殊结构（一）荚膜概念：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。)有一般染色法不易着色，在显微镜下看到菌体周围有一层透明圈，用特殊染色法可染成与菌体不同的颜色。,化学组成：多糖、多肽、透明质酸形成条件：在人或动物体内或营养丰富的培养基中易形成。染色：不易着色，负染（墨汁）功能：1）具有特殊的抗原性：可用于细菌鉴别、分型。2）与细菌致病性密切相关：抗吞噬作用，保护菌体免受或抑制溶菌酶、补体、及其他杀菌物质的杀伤作用。3）荚膜中贮存大量水分，保护细菌免受干燥，在不良环境中维持菌体代谢。,（二）鞭毛概念：细菌菌体表面附有细长并呈波状弯曲的丝状物。鞭毛长520m，直径1230nm类型（数量与部位）：单毛菌双毛菌丛毛菌周毛菌化学组成：蛋白质结构：从细胞膜长出，游离于胞外功能：1）细菌的运动器官2）致病性有关（有些细菌的鞭毛与细菌的粘附有关）3）鉴定细菌和进行细菌分类（根据鞭毛菌的动力和鞭毛的抗原性（H抗原）,（三）菌毛概念：大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、短而直硬的丝状物，与细菌的运动无关。（电镜下才可见）种类及功能:普通菌毛、性菌毛（F菌毛）普通菌毛多，数百根，短而直粘附，致病性性菌毛少，1-4根，粗、长、中空传递遗传物质化学成分：蛋白质,雄性菌（F+菌）：有性菌毛的细菌。雌性菌（F-菌）：无性菌毛的细菌。性菌毛能将F+菌的某些遗传物质转移给F-菌，使F-菌获得F+菌的某些性状。细菌的耐药性、毒力等性状可通过质粒转移。,（四)芽胞概念：某些细菌在一定环境条件下，细胞质脱水浓缩，在菌体内形成的圆形或椭圆形小体。是细菌的休眠形式。形成的细菌：芽胞杆菌属、梭菌属形成条件：营养缺乏保存全部生命必需物质：核酸、酶、合成菌体成分的结构休眠状态，无新陈代谢可发芽：1个细菌1个芽胞1个菌体细菌繁殖体芽胞休眠体每种细菌形成一种类型芽胞,功能1)抵抗力强。耐干燥、热、辐射、化学消毒剂的作用。消毒灭菌是否彻底的标准-最可靠方法为高压蒸气灭菌2)致病性：不直接引起疾病，发芽后形成繁殖体后致病3)鉴别细菌：根据芽胞位置、大小、形状随菌种而异。,型细菌：细胞壁缺陷型细菌。细胞壁缺陷主要是肽聚糖的缺陷，所以凡能破坏肽聚糖结构或抑制其合成的物质（抗生素、噬菌体、溶菌酶等）都能损伤细胞壁而形成L型。原生质体：革兰阳性菌细胞壁主要为肽聚糖，溶菌酶可使其失去细胞壁，原生质仅被细胞膜包裹。原生质体只能在渗透压与胞浆接近的高渗环境中存活。原生质球：革兰阴性菌细胞壁肽聚糖含量少，受损后尚有外膜保护。原生质球在高渗与非高渗环境中均能存活。,三、细菌的L型,生物学特性：多形性、革兰阴性、高渗培养、生长缓慢、荷包蛋样菌落、可回复,与医学的关系：致病性，常引起慢性和反复发作的感染。,临床上，L型可引起肾盂肾炎、骨髓炎、心内膜炎等，并常在作用于细胞壁的抗菌药物（-内酰胺类抗生素）治疗过程中发生，且易反复发作。故临床上遇有症状明显而标本常规细菌培养阴性时，应考虑L型细菌感染的可能性，宜作专门分离培养，根据菌落、形态特征、细胞壁是否缺陷及回复试验等鉴定菌种，并更换抗菌药物。,第三节细菌形态学检查法,一、不染色标本检查法标本不经染色直接镜检：观察活菌的动力、大小、活菌的轮廓和繁殖方式等。方法：悬滴法、压滴法置普通光学显微镜或暗视野显微镜下观察。,二、染色标本检查法染色多用碱性染料：细菌等电点在PH2-5之间，在近中性（PH7.2-7.6）的环境中细菌多带负电荷，易与带正电荷的碱性染料结合。碱性染料：美蓝、碱性复红、结晶紫等。,常用的染色方法有两种：一）单染色法：只用一种染料染色，可观察细菌大小、形态、排列，但不能鉴别细菌。二）复染色法：用两种以上的染料染色，将细菌染成不同颜色，可观察形态外，还能鉴别细菌。最常用、最重要的有革兰和抗酸染色法。,1、革兰染色法：方法：细菌涂片标本固定初染：用结晶紫（龙胆紫）媒染：碘液，（均被染成深紫色）脱色：95%乙醇（有些细菌被脱色）复染：稀释复红或沙黄（脱色者被染成红色）G+-染成紫色G-染成红色,革兰氏染色与细胞壁：,（1）革兰氏染色,1、结晶紫初染,2、碘液媒染,3、乙醇脱色,4、复染,意义：鉴别细菌：将细菌分成两大类：G+和G-选择抗菌药物：大多G+对青霉素、红霉素、头孢霉素等敏感G-对链霉素和卡那霉素等敏感。与细菌致病性有关：大多G+-外毒素致病G-内毒素致病。,2、抗酸染色法：方法：标本固定后先经石炭酸复红加温染色用盐酸酒精脱色最后用美蓝（亚甲蓝）复染抗酸杆菌-染成红色非染成蓝色意义：鉴别抗酸杆菌和非抗酸杆菌,（三）特殊染色法：方法：负染色法：用酸性染料（如苯胺黑）或墨汁衬底，再用碱性染料染色。意义：观察细菌的特殊结构（荚膜、芽胞、异染颗粒等）、鉴别细菌。,作业一、概念：1、中介体2、荚膜3、鞭毛4、菌毛5、芽胞二、单选：1.革兰阴性菌细胞壁成分中，不存在的成分是()A.脂蛋白B.肽聚糖C.脂质双层结构D.脂多糖E.磷壁酸,2.溶菌酶溶菌作用的机理是()A.切断N-乙酰葡萄糖氨和N-乙酰胞壁酸之间-1，4糖苷键联结B.竞争合成细胞壁过程中所需要的转肽酶C.干扰细菌蛋白质的合成D.损伤细胞膜的通透性E.干扰细菌DNA的复制3.细胞浆中具有遗传功能的物质是()A.核糖体B.质粒C.中介体D.胞质颗粒E.mRNA,4.芽胞决定了细菌的哪一种特性()A.抗吞噬B.细菌在体内的扩散能力C.细菌的产毒性D.细菌的耐热性E.细菌对上皮细胞的粘附性,5.存在于细菌细胞