醫(yī)學(xué)微生物學(xué)細(xì)菌形態(tài)學(xué)

醫(yī)學(xué)微生物學(xué)細(xì)菌形態(tài)學(xué)第一節(jié)細(xì)菌的形態(tài)與結(jié)構(gòu)與分類一、細(xì)菌的大小與形態(tài)觀察細(xì)菌常用光學(xué)顯微鏡，其大小用測微尺在顯微鏡下進(jìn)行測量，以微米(μm)為單位。不同種類的細(xì)菌大小不一，同一種細(xì)菌也因菌齡和環(huán)境因素的影響而有差異?！罴?xì)菌按其外形，主要有球菌（coccus）桿菌（bacillus）螺形菌（spiralbacterium）2021/3/102形態(tài)與結(jié)構(gòu)細(xì)菌的大小與形態(tài)細(xì)菌的測量單位：☆微米(μm)細(xì)菌的形態(tài)球菌桿菌螺菌弧菌螺形菌2021/3/103球菌(coccus)腦膜炎奈瑟菌雙球菌(diplococcus)肺炎鏈球菌2021/3/104鏈球菌(streptococcus)球菌(coccus)2021/3/105球菌(coccus)葡萄球菌(staphylococcus)2021/3/106球菌(coccus)四聯(lián)球菌(tetrad)2021/3/107球菌(coccus)八疊球菌(sarcina)2021/3/108桿菌(bacillus)不同桿菌的大小、長短、粗細(xì)很不一致。炭疽芽胞桿菌3-10μm大中大腸埃希菌2-3μm小布魯菌0.6-1.5μm2021/3/109桿菌的形態(tài)多樣桿菌(bacillus)炭疽芽胞桿菌白喉棒狀桿菌2021/3/1010桿菌(bacillus)桿菌的形態(tài)多樣分枝桿菌雙歧桿菌2021/3/1011螺形菌(spiralbacterium)弧菌螺菌螺桿菌2021/3/1012二、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、芽胞形態(tài)與結(jié)構(gòu)2021/3/1013（一）基本結(jié)構(gòu)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，無色透明、堅(jiān)韌而富有彈性的膜狀結(jié)構(gòu)。平均厚度為12——30nm，組成較復(fù)雜，并隨不同菌種而異。2021/3/1014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，但各有其特殊組分。革蘭染色法（GramStain）：涂片風(fēng)干固定結(jié)晶紫碘液95%乙醇復(fù)紅1min1min脫色2021/3/10151革蘭陽性菌肽聚糖(peptidoglycan)—聚糖骨架、四肽側(cè)鏈、五肽交聯(lián)橋（三維立體結(jié)構(gòu)）青霉素作用點(diǎn)溶菌酶作用點(diǎn)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(cè)鏈（L-丙、D-谷、L-賴、D-丙）

3、五肽交鏈橋（5個(gè)甘氨酸組成）肽聚糖層厚，形成堅(jiān)韌的三維立體網(wǎng)架結(jié)構(gòu)2021/3/1016革蘭陽性菌細(xì)胞壁肽聚糖經(jīng)這樣的三級鏈接，構(gòu)成了交叉的、機(jī)械強(qiáng)度相當(dāng)大的空間框架結(jié)構(gòu)，交聯(lián)率為75%，堅(jiān)固而致密。這種三維立體結(jié)構(gòu)的肽聚糖在革蘭陽性菌中高達(dá)50層，為其細(xì)胞壁主要成分。2021/3/10172革蘭陰性菌肽聚糖(peptidoglycan)—聚糖骨架、四肽側(cè)鏈（二維平面結(jié)構(gòu)）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(cè)鏈（L-丙、D-谷、M-二氨基庚二酸DAP、D-丙）

缺乏五肽交鏈橋僅有二維結(jié)構(gòu)，肽聚糖層少，結(jié)構(gòu)松散。2021/3/1018革蘭陰性菌細(xì)胞壁肽聚糖由于缺乏交聯(lián)橋，只能形成二維平面結(jié)構(gòu)，而且交聯(lián)率低，只有25%，故多數(shù)側(cè)鏈呈游離狀。這種二維平面的肽聚糖在革蘭陰性菌中只有1——2層，只作為其細(xì)胞壁的組成成分之一。2021/3/1019細(xì)菌細(xì)胞壁中基本成分:肽聚糖革蘭陽性菌、革蘭陰性菌肽聚糖組成與數(shù)量不同，因此在許多理化性狀、致病性、染色性上均有差異。此外，革蘭陽性菌、陰性菌細(xì)胞壁中還有各自的特殊成分。革蘭陽性菌：磷壁酸革蘭陰性菌：外膜2021/3/10203革蘭陽性菌細(xì)胞壁特殊組分——磷壁酸(teichoicacid)2021/3/1021磷壁酸為革蘭陽性菌特有成分化學(xué)結(jié)構(gòu)：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(xì)胞壁中肽聚糖中N-乙酰胞壁酸連接膜磷壁酸-與細(xì)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2021/3/10224革蘭陰性菌細(xì)胞壁特殊組分——外膜(outermembrane)外膜由脂質(zhì)雙層、脂蛋白、脂多糖三部分組成，位于肽聚糖外面，是G-菌細(xì)胞壁中主要成分。2021/3/1023外膜位于肽聚糖外側(cè)，由內(nèi)向外由脂蛋白、脂質(zhì)雙層和脂多糖三部分組成。外膜脂蛋白連接肽聚糖與脂質(zhì)雙層脂質(zhì)雙層結(jié)構(gòu)類似細(xì)胞膜，有選擇性通透作用，也可作為噬菌體、性菌毛、或細(xì)菌素的受體脂多糖（LPS）即革蘭陰性菌內(nèi)毒素2021/3/1024脂多糖（由內(nèi)向外）脂質(zhì)A一種糖磷脂，是內(nèi)毒素的毒性成分，無種屬特異性☆脂多糖由三部分組成：核心多糖有種屬特異性，同一菌屬細(xì)菌核心多糖相同特異多糖即革蘭陰性菌的菌體抗原（O抗原），具有種的特異性，此糖如果缺失，細(xì)菌菌落將發(fā)生S—R變異2021/3/1025革蘭陰性菌細(xì)胞壁特殊組分---外膜2021/3/10262021/3/1027☆G+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2021/3/1028細(xì)胞壁的破壞物質(zhì)☆青霉素、頭孢菌素和溶菌酶的殺菌作用主要作用于Ｇ+菌?！頖-菌肽聚糖含量少，有外膜保護(hù)，青霉素和溶菌酶對其作用微弱。2021/3/1029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)胞壁對酒精的通透性抗原性主要為磷壁酸主要為外膜細(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)毒素為陰性菌細(xì)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?qū)θ芫傅淖饔糜行o效溶菌酶作用部位為肽聚糖聚糖骨架細(xì)胞壁G+菌與G-菌的差別及與細(xì)胞壁的關(guān)系☆2021/3/1030細(xì)菌細(xì)胞壁缺陷型或L型(bacterialLform)：細(xì)胞壁受損后仍能生長和分裂的細(xì)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，仍可存活。革蘭陽性菌細(xì)胞壁缺失后，原生質(zhì)僅被一層細(xì)胞膜包住——原生質(zhì)體(protoplast)。革蘭陰性菌肽聚糖層受損后尚有外膜保護(hù)——原生質(zhì)球(spheroplast)。某些L型仍有一定的致病力，通常引起慢性感染?！罴?xì)菌細(xì)胞壁缺陷型（細(xì)菌L型）2021/3/1031細(xì)菌L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L型大多染成革蘭陰性。(1)細(xì)菌L型的形態(tài)和染色性蠟樣芽胞桿菌L型的鏡下形態(tài)（多形性）2021/3/1032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(shí)必須用高滲的含血清的培養(yǎng)基。細(xì)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。（2）細(xì)菌L型的培養(yǎng)特性和菌落形態(tài)

絲狀菌落

顆粒型菌落

油煎蛋樣菌落典型的L型菌落2021/3/1033維持菌體固有的形態(tài)保護(hù)細(xì)菌抵抗低滲環(huán)境參與菌體內(nèi)外的物質(zhì)交換菌體表面帶有多種抗原分子，可誘發(fā)機(jī)體的免疫應(yīng)答?！罴?xì)胞壁的功能2021/3/1034（二）細(xì)胞膜(cellmembrane)2021/3/1035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)、生物合成、分泌和呼吸等作用。細(xì)菌細(xì)胞膜可形成一種特有的結(jié)構(gòu)，稱為中介體。2021/3/1036中介體：是部分細(xì)胞膜內(nèi)陷、折疊、卷曲形成的囊狀物，多見于革蘭陽性菌。其功能類似于真核細(xì)胞的線粒體，故亦稱為擬線粒體(chondroid)。擴(kuò)大了細(xì)胞膜的表面積，為細(xì)菌提供大量能量。中介體(mesosome)中介體2021/3/1037細(xì)胞質(zhì)

細(xì)胞膜包裹的溶膠狀物質(zhì)是細(xì)菌進(jìn)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(jī)鹽組成細(xì)胞質(zhì)內(nèi)含有許多重要結(jié)構(gòu),常見有核糖體質(zhì)粒胞質(zhì)顆粒與真核細(xì)胞不同，抗生素作用部位染色體外遺傳物質(zhì)，與遺傳變異有關(guān)異染顆粒等，可鑒別細(xì)菌Cytoplasm（三）細(xì)胞質(zhì)(cytoplasm)2021/3/1038

細(xì)菌合成蛋白質(zhì)的場所，沉降系數(shù)70s50s+30s（真核80s60s+40s，與人類不同，抗菌素作用）

鏈霉素紅霉素①核糖體2021/3/1039概念：是細(xì)菌染色體以外的遺傳物質(zhì)，存在于細(xì)胞中，為雙股環(huán)狀DNA，控制細(xì)菌某些性狀，可自我復(fù)制，與細(xì)菌的遺傳變異有關(guān)。并非細(xì)菌生命活動所必需，可隨機(jī)獲得和丟失；醫(yī)學(xué)上重要質(zhì)粒：R質(zhì)粒：耐藥性質(zhì)粒F質(zhì)粒：致育性質(zhì)粒Vi質(zhì)粒：毒力質(zhì)粒②質(zhì)粒plasmid

2021/3/1040功能：胞質(zhì)顆粒大多為貯藏營養(yǎng)物質(zhì)的場所。化學(xué)本質(zhì)：包括多糖、脂類、多磷酸鹽等。特點(diǎn)：這些顆粒常隨菌種、菌齡及環(huán)境而異。例如：白喉?xiàng)U菌異染顆粒有利于細(xì)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③胞質(zhì)顆粒（內(nèi)含物inclusion)

2021/3/1041（四）核質(zhì)(nuclearmaterial)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。由裸露雙股DNA回旋卷曲成疏松網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，有少量RNA和組蛋白樣的物質(zhì)。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。2021/3/1042二.特殊結(jié)構(gòu)（一）☆莢膜(capsule)概念☆：某些細(xì)菌胞壁外圍繞一層較厚的粘液性物質(zhì)，稱為莢膜。為疏水性多糖或蛋白質(zhì)的多聚體，用 理化方法去除后并不影響菌細(xì)胞的生命活動。肺炎鏈球菌莢膜莢膜2021/3/1043形成條件：動物體內(nèi)、營養(yǎng)豐富的培養(yǎng)基內(nèi)（莢膜的形成與環(huán)境條件有密切關(guān)系。）化學(xué)成分：多糖或多肽應(yīng)用：鑒別細(xì)菌（莢膜的有無、抗原性）2021/3/1044染色性：莢膜對一般堿性染料親和力低，不易著色。普通染色——菌體周圍未著色的透明圈特殊染色——染上與菌體不同的顏色。2021/3/1045抗吞噬作用：是病原菌的重要毒力因子粘附作用：與致病性有關(guān)抗有害物質(zhì)的損傷作用：如溶酶體、抗體體☆莢膜的功能——與細(xì)菌的致病性有關(guān)2021/3/1046（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。2021/3/1047鞭毛菌分類單毛菌雙毛菌叢毛菌周毛菌2021/3/1048鞭毛是運(yùn)動器官。有鞭毛的細(xì)菌能主動運(yùn)動，使細(xì)菌做趨向性運(yùn)動。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，稱為鞭毛抗原（H抗原），可作為細(xì)菌分類、分型的依據(jù)；鑒別細(xì)菌：鞭毛（動力）的有無、數(shù)目、位置、排列、抗原性有的細(xì)菌其鞭毛與致病性有關(guān)（穿透粘膜表面粘液層，利于細(xì)菌粘附于上皮細(xì)胞）。鞭毛的功能☆2021/3/1049（三）菌毛（pilus或fimbriae）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(xì)、更短而直硬的絲狀物，與細(xì)菌的運(yùn)動無關(guān)。（電鏡觀察）種類及功能普通菌毛ordinarypilus性菌毛sexpilus（F菌毛）由F質(zhì)粒編碼普通菌毛多，短而細(xì)粘附，致病性菌毛☆少，粗、長、中空遺傳物質(zhì)傳遞2021/3/1050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。2021/3/1051F+F-F+F-F+F+F+F+2021/3/1052芽胞☆：有些G+細(xì)菌在某些條件下，胞質(zhì)濃縮在菌體內(nèi)形成一個(gè)圓形或卵圓形小體，外包繞很厚的殼，即為芽胞。細(xì)菌形成芽胞后，代謝處于休眠狀態(tài)；在外界環(huán)境適宜時(shí)，芽胞又可發(fā)芽形