細菌的基本性狀--細菌形態(tài)學

1、 細菌學總論細菌學總論 細菌的基本概念：n單細胞的原核細胞型微生物n狹義概念：單指細菌（如葡萄球菌、鏈球菌、肺炎球菌等）n廣義概念：所有原核細胞型微生物（細菌、支原體、立克次體、衣原體、螺旋體、放線菌）第一節(jié)第一節(jié) 細菌的形態(tài)與結構細菌的形態(tài)與結構一、細菌的大小與形態(tài)一、細菌的大小與形態(tài)n觀察細菌常用光學顯微鏡，其大小用測微尺在觀察細菌常用光學顯微鏡，其大小用測微尺在顯微鏡下進行測量，以顯微鏡下進行測量，以微米微米(m)為單位。不為單位。不同種類的細菌大小不一，同一種細菌也因菌齡同種類的細菌大小不一，同一種細菌也因菌齡和環(huán)境因素的影響而有差異。和環(huán)境因素的影響而有差異。n細菌按其外形，主要有細

2、菌按其外形，主要有球菌（球菌（coccus）桿菌（桿菌（bacillus） 螺形菌（螺形菌（spiral bacterium）細菌的大小與形態(tài)細菌的測量單位：細菌的測量單位：微米(m)細菌的形態(tài)細菌的形態(tài)球菌球菌桿菌桿菌螺螺菌菌弧弧菌菌螺形菌螺形菌球菌球菌(coccus)腦膜炎奈瑟菌腦膜炎奈瑟菌雙球菌雙球菌(diplococcus)肺炎雙球菌肺炎雙球菌鏈球菌鏈球菌(streptococcus)球菌球菌(coccus)球菌球菌(coccus)葡萄球菌葡萄球菌(straphylococcus)球菌球菌(coccus)四聯(lián)球菌四聯(lián)球菌(tetrad)球菌球菌(coccus)八疊球菌八疊球菌(sarc

3、ina)桿菌桿菌(bacillus)不同桿菌的大小、長短、粗細很不一致。不同桿菌的大小、長短、粗細很不一致。炭疽芽胞桿菌炭疽芽胞桿菌 3-10 m3-10 m大中大腸埃希菌大腸埃希菌 2-3 m2-3 m小布魯菌布魯菌 0.6-1.5 m0.6-1.5 m桿菌的形態(tài)多樣桿菌的形態(tài)多樣桿菌桿菌(bacillus)炭疽芽胞桿菌炭疽芽胞桿菌白喉棒狀桿菌白喉棒狀桿菌桿菌(bacillus)桿菌的形態(tài)多樣桿菌的形態(tài)多樣分枝桿菌分枝桿菌雙歧桿菌雙歧桿菌螺形菌螺形菌(spiral bacterium)弧菌弧菌螺菌螺菌螺桿菌螺桿菌二、細菌的結構二、細菌的結構基本結構：基本結構：細胞壁、細胞膜、細胞質(zhì)、核質(zhì)細胞

4、壁、細胞膜、細胞質(zhì)、核質(zhì)特殊結構：特殊結構：莢膜、鞭毛、菌毛、芽胞莢膜、鞭毛、菌毛、芽胞 （一）細胞壁一）細胞壁(cell wall) 是位于細菌細胞最外層，包繞在細胞是位于細菌細胞最外層，包繞在細胞膜周圍，無色透明、堅韌而富有彈性的膜狀膜周圍，無色透明、堅韌而富有彈性的膜狀結構。平均厚度為結構。平均厚度為1230nm，組成較復，組成較復雜，并隨不同菌種而異。雜，并隨不同菌種而異。（一（一 ）基本結構）基本結構 各種細菌都有的結構各種細菌都有的結構革蘭陽性菌革蘭陽性菌革蘭陰性菌革蘭陰性菌革蘭染色革蘭染色兩類細菌細胞壁的共同組分為肽聚糖，但各有其特殊組分。兩類細菌細胞壁的共同組分為肽聚糖，但各有

5、其特殊組分。革蘭染色法（革蘭染色法（gram stain）：）： 涂片涂片 風干風干 固定固定 結晶紫結晶紫 碘液碘液 95%乙醇乙醇 復紅復紅1min1min脫色脫色1革蘭陽性菌肽聚糖革蘭陽性菌肽聚糖(peptidoglycan)聚糖骨架、四聚糖骨架、四肽側鏈、五肽交聯(lián)橋（三維立體結構）肽側鏈、五肽交聯(lián)橋（三維立體結構）青霉素作用點溶菌酶作用點n-乙酰葡糖胺n-乙酰胞壁酸革蘭陽性菌肽聚糖組成1、聚糖骨架 n-乙酰葡糖胺(g) n-乙酰胞壁酸(m)2、四肽側鏈（l-丙、d-谷、l-賴、d-丙） 3、五肽交聯(lián)橋（5個甘氨酸組成）肽聚糖層厚，形成堅韌的三維立體網(wǎng)架結構 革蘭陽性菌細胞壁肽聚糖經(jīng)這樣

6、的革蘭陽性菌細胞壁肽聚糖經(jīng)這樣的三級鏈接，構成了交叉的、機械強度相三級鏈接，構成了交叉的、機械強度相當大的空間框架結構，交聯(lián)率為當大的空間框架結構，交聯(lián)率為75%，堅固而致密。這種三維立體結構的肽聚堅固而致密。這種三維立體結構的肽聚糖在革蘭陽性菌中高達糖在革蘭陽性菌中高達50層，為其細層，為其細胞壁主要成分。胞壁主要成分。2革蘭陰性菌肽聚糖革蘭陰性菌肽聚糖(peptidoglycan)聚糖骨架、聚糖骨架、四肽側鏈（二維平面結構）四肽側鏈（二維平面結構）革蘭陰性菌肽聚糖組成1、聚糖骨架 n-乙酰葡糖胺(g) n-乙酰胞壁酸(m)2、四肽側鏈（l-丙、d-谷、m-二氨基庚二酸dap、d-丙） 缺乏

7、五肽交鏈橋僅有二維結構，肽聚糖層少，結構松散。 革蘭陰性菌細胞壁肽聚糖由于缺乏交革蘭陰性菌細胞壁肽聚糖由于缺乏交聯(lián)橋，只能形成二維平面結構，而且交聯(lián)橋，只能形成二維平面結構，而且交聯(lián)率低，只有聯(lián)率低，只有25%，故多數(shù)側鏈呈游離，故多數(shù)側鏈呈游離狀。這種二維平面的肽聚糖在革蘭陰性狀。這種二維平面的肽聚糖在革蘭陰性菌中只有菌中只有12層，只作為其細胞壁的層，只作為其細胞壁的組成成分之一。組成成分之一。細胞壁的破壞物質(zhì)n 青霉素、頭孢菌素和溶菌酶的殺菌作用主要作用于+菌。n g-菌肽聚糖含量少，有外膜保護，青霉素 和溶菌酶對其作用微弱。 革蘭陽性菌、革蘭陰性菌肽聚糖組成與數(shù)革蘭陽性菌、革蘭陰性菌肽

8、聚糖組成與數(shù)量不同，因此在許多理化性狀、致病性、量不同，因此在許多理化性狀、致病性、染色性、藥物的敏感性等上均有差異。染色性、藥物的敏感性等上均有差異。n細菌細胞壁中基本成分細菌細胞壁中基本成分:肽聚糖肽聚糖n此外，革蘭陽性菌、陰性菌細胞壁中還此外，革蘭陽性菌、陰性菌細胞壁中還有各自的有各自的特殊成分。特殊成分。革蘭陽性菌：磷壁酸革蘭陽性菌：磷壁酸革蘭陰性菌：外膜革蘭陰性菌：外膜 3革蘭陽性菌細胞壁特殊組分革蘭陽性菌細胞壁特殊組分磷壁酸磷壁酸(teichoic acid) 化學結構：由核糖醇和甘油殘基經(jīng)磷酸二酯鍵連接組成長鏈，穿插于肽聚糖中類別：壁磷壁酸- 與細胞壁中肽聚糖中n-乙酰胞壁酸連接

9、膜磷壁酸- 與細胞膜相連作用：具有抗原性，是重要的表面抗原；有一定致病作用磷壁酸磷壁酸-革蘭陽性菌特有成分革蘭陽性菌特有成分4革蘭陰性菌細胞壁特殊組分革蘭陰性菌細胞壁特殊組分外膜外膜(outer membrane)外膜由脂蛋白、脂質(zhì)雙層、脂多糖三部分組成，位于肽聚糖外面，是g- 菌細胞壁中主要成分。外膜位于肽聚糖外側，由內(nèi)向外由脂外膜位于肽聚糖外側，由內(nèi)向外由脂蛋白、脂質(zhì)雙層和脂多糖三部分組成。蛋白、脂質(zhì)雙層和脂多糖三部分組成。外膜外膜 脂蛋白脂蛋白連接肽聚糖與脂質(zhì)雙層連接肽聚糖與脂質(zhì)雙層脂質(zhì)雙層脂質(zhì)雙層結構類似細胞膜，有選擇性通結構類似細胞膜，有選擇性通透作用，也可作為噬菌體、性透作用，也可

10、作為噬菌體、性菌毛、或細菌素的受體菌毛、或細菌素的受體脂多糖脂多糖（lps）即革蘭陰性菌內(nèi)毒素即革蘭陰性菌內(nèi)毒素 脂多糖脂多糖（由內(nèi)向外）（由內(nèi)向外）脂類脂類a一種糖磷脂，是內(nèi)毒素的毒性一種糖磷脂，是內(nèi)毒素的毒性成分，無種屬特異性成分，無種屬特異性脂多糖由三部分組成脂多糖由三部分組成：核心多糖核心多糖有種屬特異性，同一菌屬細有種屬特異性，同一菌屬細菌核心多糖相同菌核心多糖相同特異多糖特異多糖即革蘭陰性菌的菌體抗原即革蘭陰性菌的菌體抗原（o抗原），具有種的特異抗原），具有種的特異性，此糖如果缺失，細菌菌性，此糖如果缺失，細菌菌落將發(fā)生落將發(fā)生sr變異變異structure of structur

11、e of lipopolysaccharidelipopolysaccharide革蘭陰性菌細胞壁特殊組分革蘭陰性菌細胞壁特殊組分-外膜外膜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肽聚糖的組成 聚糖骨架， 聚糖骨架 四肽側鏈 四肽側鏈 五肽交聯(lián)橋肽聚糖層數(shù) 可多達50層 1-2層肽聚糖含量 50%-80% 5%-20% 磷壁酸 有 無 外膜 無 有項目項目革蘭陽性革蘭陽性菌菌革蘭陰性菌革蘭陰性菌 細胞壁的關系細胞壁的關系染色性紫色紅色細胞壁對酒精的通透性抗原性主要為磷壁酸主要為外膜細胞壁的化學組成不同毒性無內(nèi)毒素有

12、內(nèi)毒素內(nèi)毒素為陰性菌細胞壁成分 脂多糖對青霉素的作用有效無效青霉素作用部位為肽聚糖 五肽交聯(lián)橋細細 胞胞 壁壁n維持菌體固有的形態(tài)維持菌體固有的形態(tài)n保護細菌抵抗低滲環(huán)境保護細菌抵抗低滲環(huán)境n參與菌體內(nèi)外的物質(zhì)交換參與菌體內(nèi)外的物質(zhì)交換n菌體表面帶有多種抗原分子，可誘菌體表面帶有多種抗原分子，可誘發(fā)機體的免疫應答。發(fā)機體的免疫應答。 5.細胞壁的功能細胞壁的功能n細菌細胞壁缺陷型或細菌細胞壁缺陷型或l型型(bacterial l form)：細胞細胞壁受損后仍能生長和分裂的細菌。在一般環(huán)境中不能耐受菌壁受損后仍能生長和分裂的細菌。在一般環(huán)境中不能耐受菌體內(nèi)的高滲透壓而將會漲破死亡。在高滲環(huán)境下

13、，仍可存活。體內(nèi)的高滲透壓而將會漲破死亡。在高滲環(huán)境下，仍可存活。n革蘭陽性菌細胞壁缺失后，原生質(zhì)僅被一層細胞膜包住革蘭陽性菌細胞壁缺失后，原生質(zhì)僅被一層細胞膜包住原生質(zhì)體原生質(zhì)體(protoplast)。n革蘭陰性菌肽聚糖層受損后尚有外膜保護革蘭陰性菌肽聚糖層受損后尚有外膜保護原生質(zhì)球原生質(zhì)球(spheroplast)。n某些某些l型仍有一定的致病力，通常引起慢性感染。型仍有一定的致病力，通常引起慢性感染。6.細菌細胞壁缺陷型（細菌細菌細胞壁缺陷型（細菌l型）型） 細菌細菌l l型呈高度多形性，大小不一。著色不勻，無論其原型呈高度多形性，大小不一。著色不勻，無論其原為革蘭陽性或陰性菌，形成為

14、革蘭陽性或陰性菌，形成l l型大多染成革蘭陰性。型大多染成革蘭陰性。(1) 細菌細菌l型的形態(tài)和染色性型的形態(tài)和染色性蠟樣芽胞桿菌蠟樣芽胞桿菌l型的鏡下形態(tài)（多形性）型的鏡下形態(tài)（多形性）n細菌細菌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。不能生長，培養(yǎng)時必須用高滲的含血清的培養(yǎng)基。n細菌細菌l型在高滲的含血清的培養(yǎng)基上生長后形成三種類型的菌落。型在高滲的含血清的培養(yǎng)基上生長后形成三種類型的菌落。（2）細菌）細菌l型的培養(yǎng)特性和菌落形態(tài)型的培養(yǎng)特性和菌落形態(tài) 絲狀菌落絲狀菌落 顆粒型菌落顆粒

15、型菌落 油煎蛋樣菌落油煎蛋樣菌落 典型的典型的l型菌落型菌落n細菌細胞膜的結構與真核細胞者基本相同，由磷細菌細胞膜的結構與真核細胞者基本相同，由磷脂和多種蛋白質(zhì)組成，但脂和多種蛋白質(zhì)組成，但不含膽固醇不含膽固醇。n細菌細胞膜的功能與真核細胞者類似，主要細菌細胞膜的功能與真核細胞者類似，主要有物有物質(zhì)轉(zhuǎn)運、生物合成、分泌和呼吸質(zhì)轉(zhuǎn)運、生物合成、分泌和呼吸等作用。等作用。n細菌細胞膜可形成一種特有的結構，稱為細菌細胞膜可形成一種特有的結構，稱為中介體。中介體。（二）細胞膜（二）細胞膜 (cell membrane) 中介體：中介體：是部分細胞膜內(nèi)陷、折疊、卷曲形成的囊狀物，多見于是部分細胞膜內(nèi)陷、

16、折疊、卷曲形成的囊狀物，多見于革蘭革蘭陽性菌。陽性菌。其功能類似于真核細胞的線粒體，故亦稱為擬線粒體其功能類似于真核細胞的線粒體，故亦稱為擬線粒體(chondroid)。擴大了細胞膜的表面積，為細菌提供大量能量。擴大了細胞膜的表面積，為細菌提供大量能量。中介體中介體(mesosome)中介體中介體細胞質(zhì)細胞質(zhì) 細胞膜包裹的溶膠狀物質(zhì)是細菌細胞膜包裹的溶膠狀物質(zhì)是細菌進行新陳代謝的主要場所進行新陳代謝的主要場所。 有水、蛋白質(zhì)、脂類、核酸及少量糖和無機鹽組成有水、蛋白質(zhì)、脂類、核酸及少量糖和無機鹽組成細胞質(zhì)內(nèi)含有許多重要結構細胞質(zhì)內(nèi)含有許多重要結構,常見有常見有核糖體核糖體質(zhì)粒質(zhì)粒胞質(zhì)顆粒胞質(zhì)顆

17、粒與真核細胞不同，抗菌素作用部位染色體外遺傳物質(zhì)，與遺傳變異有關異染顆粒等，可鑒別細菌cytoplasm（三）細胞質(zhì)（三）細胞質(zhì) (cytoplasm) 細菌合成蛋白質(zhì)的場所，沉降系數(shù)70s50s+30s（真核80s 60s+40s，與人類不同，抗菌素作用）鏈霉素鏈霉素紅霉素核糖體核糖體概念：是細菌染色體以外的遺傳物質(zhì)，存是細菌染色體以外的遺傳物質(zhì)，存在于細胞中，為雙股環(huán)狀在于細胞中，為雙股環(huán)狀dna，控制細，控制細菌某些性狀，可自我復制，與細菌的遺菌某些性狀，可自我復制，與細菌的遺傳變異有關。傳變異有關。并非細菌生命活動所必需，可隨機獲得和丟失并非細菌生命活動所必需，可隨機獲得和丟失醫(yī)學上重

18、要質(zhì)粒：醫(yī)學上重要質(zhì)粒： r r質(zhì)粒 ：耐藥性質(zhì)粒 f f質(zhì)粒 ：致育性質(zhì)粒 vivi質(zhì)粒 ：毒力質(zhì)粒質(zhì)粒質(zhì)粒 plasmid n功能：胞質(zhì)顆粒大多為貯藏營養(yǎng)物質(zhì)的場所。n化學本質(zhì)：包括多糖、脂類、多磷酸鹽等。n特點：這些顆粒常隨菌種、菌齡及環(huán)境而異。n例如：白喉桿菌 異染顆粒 有利于細菌鑒定（rna、多偏磷酸鹽，嗜堿，著色深，位于菌體兩端，特殊染色可與菌體不同的著色）。異染顆粒胞質(zhì)顆粒（內(nèi)含物胞質(zhì)顆粒（內(nèi)含物 inclusion)（四）核質(zhì)（四）核質(zhì) (nuclear material)細菌是原核細胞，細菌是原核細胞，不具有成形的核，無不具有成形的核，無核膜包裹。核膜包裹。細菌的遺傳物質(zhì)稱為

19、核質(zhì)或細菌的遺傳物質(zhì)稱為核質(zhì)或擬核。擬核。由裸露雙股由裸露雙股dna回旋卷曲成疏松網(wǎng)狀回旋卷曲成疏松網(wǎng)狀結構，有少量結構，有少量rna和組蛋白樣的物質(zhì)和組蛋白樣的物質(zhì)。功能與真核細胞的染色體相似功能與真核細胞的染色體相似決定決定細菌各種遺傳性狀。細菌各種遺傳性狀。二二. 特殊結構特殊結構 某種細菌所特有的結構，故有鑒某種細菌所特有的結構，故有鑒別細菌的意義別細菌的意義（一）莢膜（一）莢膜 (capsule)肺炎鏈球菌莢膜肺炎鏈球菌莢膜莢膜莢膜莢膜的形成與環(huán)境條件有密切關莢膜的形成與環(huán)境條件有密切關系。系。莢膜對一般堿性染料莢膜對一般堿性染料親和力低，不易著色。親和力低，不易著色。 普通染色普通

20、染色菌體周圍未菌體周圍未著色的透明圈著色的透明圈 特殊染色特殊染色染上與菌體染上與菌體不同的顏色。不同的顏色。n抗吞噬作用：抗吞噬作用：是病原菌的重要毒力因子，與致病性密切有關n粘附作用粘附作用n抗有害物質(zhì)的損傷作用：抗有害物質(zhì)的損傷作用：如溶酶體、補體 莢膜的功能莢膜的功能與細菌的致病性有關與細菌的致病性有關（二）鞭毛（二）鞭毛 (flagellum)許多細菌在菌體上附有細長并呈波狀彎曲的絲狀物，稱為許多細菌在菌體上附有細長并呈波狀彎曲的絲狀物，稱為鞭毛鞭毛，是細，是細菌的菌的運動器官。運動器官。 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鞭毛需用電子顯微鏡觀察，或經(jīng)特殊染

21、色法使鞭毛增粗后才能在光鏡下看到。下看到。鞭毛菌分類鞭毛菌分類單毛菌單毛菌雙毛菌雙毛菌叢毛菌叢毛菌周毛菌周毛菌n鞭毛是運動器官。有鞭毛的細菌能主動運動，鞭毛是運動器官。有鞭毛的細菌能主動運動，使細菌做趨向性使細菌做趨向性運動。運動。n鞭毛有抗原性。鞭毛的成分為鞭毛蛋白，并鞭毛有抗原性。鞭毛的成分為鞭毛蛋白，并且具有高度的特異性，稱為且具有高度的特異性，稱為鞭毛抗原（鞭毛抗原（h抗抗原），原），可作為細菌分類、分型的依據(jù)；可作為細菌分類、分型的依據(jù)；鑒別細菌：鞭毛（動力）的有無、數(shù)目、位置、排列、抗原性n有的細菌其鞭毛與致病性有關（有的細菌其鞭毛與致病性有關（穿透粘膜表面粘液層，利于細菌粘附于上

22、皮細胞）。 鞭毛的功能鞭毛的功能（三）菌毛（三）菌毛（pilus或或fimbriae）n概念：許多革蘭陰性菌和少數(shù)革蘭陽性菌菌體表面存在概念：許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、更短而直硬的絲狀物，與細菌的運著一種比鞭毛更細、更短而直硬的絲狀物，與細菌的運動無關。（電鏡觀察）動無關。（電鏡觀察）n種類及功能種類及功能 普通菌毛普通菌毛ordinary pilus性菌毛性菌毛sex pilus（f菌毛）菌毛）由由f質(zhì)粒編碼質(zhì)粒編碼普通菌毛普通菌毛 多，短而細多，短而細 粘附，致病粘附，致病性菌毛性菌毛 少，粗、長、中空少，粗、長、中空 遺傳物質(zhì)傳遞遺傳物質(zhì)傳遞普通菌毛普通菌毛：性菌毛性菌毛：接：接合，毒力、合，毒力、耐藥性等性耐藥性等性狀的遺傳物狀的遺傳物質(zhì)傳遞。質(zhì)傳遞。f+f-f+f-f+f+f+f+n芽胞：芽胞：有些g+細菌在某些條件下，胞質(zhì)濃縮在菌體內(nèi)形成一個圓形或卵圓形小體，外包繞很厚的殼，即為芽胞。細菌形成芽胞后，代謝處于休眠狀態(tài)；在外界環(huán)境適宜時，芽胞又可發(fā)芽形成菌體，進行生長繁殖。n芽孢折光性強、壁厚、不易著色，經(jīng)特殊染色光鏡下可見芽孢折光性強、壁厚、不易著色，經(jīng)特殊染色光鏡下可見（四）芽胞（四）芽胞 (spore)n形成條件：營養(yǎng)缺乏（形成條件：營養(yǎng)缺乏（細菌維持生命的特殊細菌維持生命的特殊形式