病原生物學(xué) 細(xì)菌的形態(tài)課件

1、第二章 細(xì)菌的形態(tài)與結(jié)構(gòu)Morphology and Structure of Bacterium 細(xì)菌（bacterium）屬于原核細(xì)胞型微生物（prokaryotae）。細(xì)菌在原核細(xì)胞型微生物中數(shù)量最大、種類最多。1學(xué)習(xí)要求熟悉細(xì)菌的大小、形態(tài)和排列掌握細(xì)菌細(xì)胞壁和細(xì)菌特殊結(jié)構(gòu)的生物學(xué)特性及與醫(yī)學(xué)的關(guān)系了解細(xì)菌細(xì)胞膜及細(xì)胞質(zhì)的成分2第一節(jié) 細(xì)菌的大小與形態(tài) Size and Morphology of Bacteria測(cè)量細(xì)菌大小以微米 (m)為單位。 1m2m3 形 態(tài)1.球菌 coccus 直徑約1 m。不同種類的球菌排列方式不同，有不同的名稱。如葡萄球菌、鏈球菌等。2.桿菌 baci

2、llus 長(zhǎng)短粗細(xì)很不一致。中等大小的桿菌直徑約1m，長(zhǎng)23 m。3.螺形菌 spiral bacteria 菌體彎曲。一個(gè)彎曲為弧菌(vibrio)，數(shù)個(gè)彎曲為螺菌(spirillum)。4細(xì)菌基本形態(tài)5鏈球菌(streptococcus)球菌(coccus)7球菌(coccus)葡萄球菌(streptococcus)8桿菌(bacillus)不同桿菌的大小、長(zhǎng)短、粗細(xì)很不一致炭疽芽胞桿菌 3-10 m大腸埃希菌 2-3 m布魯菌 0.6-1.5 m10桿菌桿菌形態(tài)多樣炭疽芽胞桿菌雙歧桿菌11螺形菌(spiral bacterium)弧菌螺菌螺桿菌12第二節(jié) 細(xì)菌的結(jié)構(gòu)Structure o

3、f Bacterium 細(xì)菌的基本結(jié)構(gòu) 細(xì)菌的特殊結(jié)構(gòu) 細(xì)胞壁 cell wall 莢膜 capsule 細(xì)胞膜 cell membrane 鞭毛 flagellum 細(xì)胞質(zhì) cytoplasm 菌毛 pilus 核質(zhì) nuclear material 芽胞 spore14細(xì)菌的一般結(jié)構(gòu)模式圖15肽聚糖（peptidoglycan） 革蘭陽性菌 聚糖骨架、四肽側(cè)鏈、五肽交聯(lián)橋 三維立體結(jié)構(gòu)，堅(jiān)固 1550層革蘭陰性菌 聚糖骨架、四肽側(cè)鏈 二維平面結(jié)構(gòu)，疏松 12層N-乙酰葡糖胺N-乙酰胞壁酸1，4糖苷鍵共有組分溶菌酶作用位點(diǎn)青霉素作用位點(diǎn)17G+菌肽聚糖結(jié)構(gòu)18G-菌肽聚糖結(jié)構(gòu)19特殊組分革蘭

4、陽性菌磷壁酸(teichoic acid) 磷壁醛酸（少量）（抗原性很強(qiáng)）特殊蛋白： A蛋白、M蛋白20革蘭陰性菌細(xì)胞壁特殊組分 脂多糖 外膜 脂質(zhì)雙層 脂蛋白21脂多糖（lipopolysaccharide，LPS） （1）脂質(zhì)A（lipid A） 為一種糖磷脂，由D-氨基葡萄糖雙糖組成的基本骨架，不同細(xì)菌,該骨架一致。內(nèi)毒素毒性與生物學(xué)活性成分 無種屬特異性，內(nèi)毒素毒性作用類似（2）核心多糖（core polysaccharide）位于脂質(zhì)A的外層有屬特異性，同一屬細(xì)菌相同 （3）特異多糖（specific polysaccharide）最外層，由數(shù)個(gè)至數(shù)十個(gè)低聚糖（35個(gè)單糖）重復(fù)單位所

5、構(gòu)成的多糖鏈。是革蘭陰性菌的菌體抗原（O抗原），具有種特異性 缺失，細(xì)菌變?yōu)榇植谛?2G+ 菌與G- 菌細(xì)胞壁的比較細(xì)胞壁 革蘭陽性菌革蘭陰性菌 強(qiáng)度 較堅(jiān)韌 較疏松 厚度 20-80nm 10-15nm肽聚糖層數(shù)可多達(dá)50層 1-2層肽聚糖含量50%-80% 5%-20% 磷壁酸 有 無 外膜 無 有24G+ 菌與G- 菌的差別及與細(xì)胞壁的關(guān)系項(xiàng)目 革蘭陽性菌 革蘭陰性菌 細(xì)胞壁的關(guān)系染色性紫色 紅色 細(xì)胞壁對(duì)酒精的通透性抗原性 磷壁酸 外膜 細(xì)胞壁的化學(xué)組成不同毒性 無內(nèi)毒素 有內(nèi)毒素 內(nèi)毒素為G-菌細(xì)胞壁成分青霉素有效 較差 作用部位為肽聚糖 五肽交聯(lián)橋溶菌酶 有效 較差 作用部位為肽聚

6、糖 聚糖骨架25功能維持菌體固有的形態(tài)，并保護(hù)細(xì)菌抵抗低滲環(huán)境 （陽性菌2025大氣壓，陰性菌56大氣壓）參與菌體內(nèi)外的物質(zhì)交換 菌體表面帶有多種抗原表位，可以誘發(fā)機(jī)體的免疫應(yīng)答 磷壁酸：重要表面抗原，與血清型分類有關(guān)外膜：屏障結(jié)構(gòu)，與致病性相關(guān) LPS 27細(xì)菌L型（bacterial L form） 概念：某些藥物作用于細(xì)菌，可抑制的肽聚糖的合成或破壞細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)，在高滲環(huán)境下，細(xì)菌仍可存活，成為細(xì)胞壁缺陷型.形成條件：溶菌酶、青霉素、膽汁、溶葡萄球菌素、抗體、補(bǔ)體等.28生物學(xué)特性：多形性、革蘭陰性、高滲培養(yǎng)、生長(zhǎng)緩慢、荷包蛋樣菌落、可回復(fù)29 油煎蛋樣菌落蠟樣芽胞桿菌L型的鏡下形態(tài)（多

7、形性）30 與醫(yī)學(xué)的關(guān)系： 致病性，常引起慢性和反復(fù)發(fā)作的感染.31二、細(xì)胞膜位于細(xì)胞壁內(nèi)緊包細(xì)胞質(zhì)，結(jié)構(gòu)與真核細(xì)胞基本相同。由磷脂和多種蛋白質(zhì)組成，但不含膽固醇（支原體例外）。功能細(xì)胞膜電鏡照片分泌呼吸信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)生物合成32形成：部分細(xì)胞膜內(nèi)陷、折疊、卷曲形成的囊狀物，多見于G+菌。功能：類似于真核細(xì)胞的線粒體，故亦稱為擬線粒體。1.中介體 mesosome33G+菌肽聚糖結(jié)構(gòu)2.青霉素結(jié)合蛋白343.蛋白分泌系統(tǒng)分I-V型分泌系統(tǒng)，與細(xì)菌的代謝和致病性密切相關(guān)。4.雙組分信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)一個(gè)組氨酸蛋白激酶和一個(gè)反應(yīng)調(diào)節(jié)蛋白組成感應(yīng)外界信號(hào)，調(diào)控基因表達(dá)。35（三）細(xì)胞質(zhì) cytoplas

8、m 細(xì)胞膜包裹的溶膠狀物質(zhì)，或稱原生質(zhì)（protoplasm），由水、蛋白質(zhì)、脂類、核酸及少量糖和無機(jī)鹽組成，其中含有許多重要結(jié)構(gòu)。1.核糖體ribosome沉降系數(shù)為70S，由50S和30S兩個(gè)亞基組成。核糖體是某些抗生素的作用靶點(diǎn)，可抑制細(xì)菌蛋白質(zhì)的合成。如：鏈霉素為30S，紅霉素為50S2.質(zhì)粒plasmid是存在于細(xì)菌胞質(zhì)中的閉合環(huán)狀雙鏈DNA，為染色體外的遺傳物質(zhì)。質(zhì)粒帶有遺傳信息，控制細(xì)菌某些特定的遺傳性狀。如編碼菌毛、細(xì)菌素、毒素和耐藥性等。3.胞質(zhì)顆粒，又稱內(nèi)含物（inclusion）。大多為儲(chǔ)藏營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的場(chǎng)所。異染顆粒 RNA、多偏磷酸鹽，嗜堿，著色深 診斷價(jià)值（白喉棒狀桿菌

9、）36（四）核質(zhì) nuclear material 又稱擬核。集中于細(xì)胞質(zhì)的某一區(qū)域，無核仁、核膜和有絲分裂器，其功能與真核細(xì)胞的染色體相似，細(xì)菌核質(zhì)為單倍體，由單一密閉環(huán)狀DNA分子反復(fù)回旋卷曲盤繞組成松散的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。結(jié)合：少量RNA和組蛋白樣蛋白觀察：RNA酶或酸處理，RNA水解 Feulgen法染色 球形、棒狀或啞鈴狀的核質(zhì)37二、細(xì)菌的特殊結(jié)構(gòu)Special Structures of Bacterium 1. 莢膜 capsule 細(xì)菌細(xì)胞壁外包圍的一層粘液性物質(zhì)結(jié)構(gòu)。大多數(shù)為多糖，少數(shù)為多肽。厚度小于0.2 m者稱微莢膜（microcapsule）。 化學(xué)組成：多糖/多肽形成條件：

10、營(yíng)養(yǎng)豐富 染色：不易著色，負(fù)染（墨汁） 莢膜的功能： 抗吞噬作用； 粘附作用；導(dǎo)管，醫(yī)院內(nèi)感染 抗有害物質(zhì)的損傷作用。38莢膜（肺炎球菌）392. 鞭毛 flagellum概念：許多細(xì)菌菌體上附有細(xì)長(zhǎng)并呈波狀彎曲的絲狀物。鞭毛長(zhǎng)520m，直徑1230nm根據(jù)數(shù)量及部位，分為：40結(jié)構(gòu)從細(xì)胞膜長(zhǎng)出，游離于胞外絲狀體41鞭 毛42功能細(xì)菌的運(yùn)動(dòng)器官有些細(xì)菌的鞭毛與致病性有關(guān) 根據(jù)鞭毛菌的動(dòng)力和鞭毛的抗原性（H抗原），可用以鑒定細(xì)菌和進(jìn)行細(xì)菌分類 43 3. 菌毛 pilus定義：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(xì)、更短而直硬的絲狀物，與細(xì)菌的運(yùn)動(dòng)無關(guān)。由菌毛蛋白組成（電鏡觀

11、察）普通菌毛 ordinary pilus：是細(xì)菌的粘附結(jié)構(gòu)，能與宿主細(xì)胞的特異受體結(jié)合，介導(dǎo)細(xì)菌在局部定植，與細(xì)菌的致病性密切相關(guān)。性菌毛 sex pilus: 數(shù)量少，中空呈管狀。由F質(zhì)粒編碼產(chǎn)生，與細(xì)菌的遺傳變異有關(guān)?？赏ㄟ^接合方式傳遞細(xì)菌的毒力和耐藥性等。 44普通菌毛：細(xì)菌的粘附結(jié)構(gòu) ，與宿主細(xì)胞表面特異性受體結(jié)合，與致病性密切相關(guān)性菌毛：接合，毒力、耐藥性等性狀的遺傳物質(zhì)傳遞。45464. 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，能在菌體內(nèi)部形成一個(gè)圓形或卵圓形小體，是細(xì)菌的休眠形式。芽胞形成后細(xì)菌即失去繁殖能力。產(chǎn)生芽胞的都是革蘭陽性菌。47形成條件：營(yíng)養(yǎng)缺乏保

12、存全部生命必需物質(zhì)：核酸、酶、合成菌體成分的結(jié)構(gòu)休眠狀態(tài)，無新陳代謝 特殊染色可發(fā)芽 1個(gè)細(xì)菌1個(gè)芽胞1個(gè)細(xì)菌 細(xì)菌繁殖體 芽胞休眠體每種細(xì)菌形成一種類型芽胞48芽胞的功能及意義芽胞對(duì)理化因素（熱、干燥、輻射、化學(xué)消毒劑等）具有高強(qiáng)度的抵抗力。炭疽桿菌芽胞可在草原中存活2040年。芽胞是否被殺死或破壞是判斷滅菌效果的指標(biāo)。49破傷風(fēng)梭菌芽胞50胞質(zhì)顆粒核糖體菌毛擬核細(xì)胞壁細(xì)胞膜質(zhì)粒鞭毛莢膜細(xì)菌結(jié)構(gòu)總結(jié)5152第三節(jié) 細(xì)菌形態(tài)與結(jié)構(gòu)檢查 Examination for Morphgolgy and Structure of Bacteria光學(xué)顯微鏡 light microscope 放大1000倍（0.25mm）可觀察到細(xì)菌電子顯微鏡 electron microscope暗視野顯微鏡 darkfield microscope熒光顯微鏡