第九章細菌生物學性狀

第一節(jié)細菌的大小與形態(tài)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，以微米(μm)為單位。細菌按其外形，主要有球菌桿菌螺形菌1球菌(coccus)-1腦膜炎奈瑟菌雙球菌(diplococcus)肺炎鏈球菌2球菌(coccus)-2四聯(lián)球菌(tetrad)3球菌(coccus)-3八疊球菌(sarcina)4鏈球菌(streptococcus)球菌(coccus)-45球菌(coccus)-5葡萄球菌(streptococcus)6桿菌(bacillus)-1不同桿菌的大小、長短、粗細很不一致。炭疽芽胞桿菌3-10μm大腸埃希菌2-3μm布魯菌0.6-1.5μm7桿菌的形態(tài)多樣桿菌(bacillus)-2兩端齊平炭疽芽胞桿菌一端或兩端膨大呈棒狀白喉棒狀桿菌8桿菌(bacillus)-3桿菌的形態(tài)多樣分枝桿菌雙歧桿菌9螺形菌(spiralbacterium)弧菌螺菌螺桿菌10霍亂弧菌11幽門螺桿菌12細菌的形態(tài)可受各種理化因素的影響13第二節(jié)細菌的結構基本結構細胞壁、細胞膜、細胞質、核質特殊結構莢膜、鞭毛、菌毛、芽胞14細菌的結構15一.基本結構-1（一）細胞壁(cellwall)革蘭陽性菌革蘭陰性菌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。革蘭染色法：

涂片風干固定結晶紫碘液95%乙醇復紅1min1min脫色161.肽聚糖(peptidoglycan)革蘭陽性菌肽聚糖—聚糖骨架、四肽側鏈、五肽交聯(lián)橋青霉素作用點溶菌酶作用點N-乙酰葡糖胺N-乙酰胞壁酸17

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GGGGooooMMMMaaaaccccddddaaaaccccddddxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxN-乙酰葡萄糖胺β-1,4糖苷鍵N-乙酰胞壁酸四肽側鏈五肽交聯(lián)橋金黃色葡萄球菌細胞壁肽聚糖結構示意圖青霉素作用點溶菌酶作用點18革蘭陰性菌肽聚糖—聚糖骨架、四肽側鏈1.肽聚糖(peptidoglycan)19GGGGMM丙谷DAB丙丙DAB谷丙大腸桿菌細胞壁的肽聚糖結構示意圖202.革蘭陽性菌細胞壁特殊組分壁磷壁酸膜磷壁酸213.革蘭陰性菌細胞壁特殊組分22脂多糖(lipopolysaccharid,LPS)23細菌細胞壁結構比較─────────────────────────────

細胞壁結構革蘭陽性菌革蘭陰性菌─────────────────────────────

肽聚糖組成聚糖,側鏈,交聯(lián)橋聚糖,側鏈

交聯(lián)方式側鏈間以肽橋交聯(lián)側鏈間以肽鍵交聯(lián)

交聯(lián)率75-100%25%以下

結構類型三維空間結構二維網狀結構

厚度20-80nm10-15nm

層數(shù)可達50層僅1-2層

含量占胞壁干重50-80%占胞壁干重5-20%

機械強度高差磷壁酸+-

外膜

-

+

脂蛋白-+

脂多糖-+

脂類含量

1-4%11-22%─────────────────────────────24革蘭陽性菌與陰性菌細胞壁結構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20-80nm10-15nm肽聚糖層數(shù)可多達50層1-2層肽聚糖含量占細胞壁干重50%-80%占細胞壁干重5%-20%磷壁酸+—外膜—+脂蛋白—+脂多糖—+25

丹麥病理學家革蘭(HansChristianGram)為證實病組織切片中有細菌存在，在1884年介紹了脫色后再進行復染的差別染色法,后來被稱為革蘭染色法。革蘭陽性菌(Grampositivebacteria)革蘭陰性菌(Gramnegativebacteria)涂片結晶紫染色碘液媒染酒精脫色復紅復染26維持菌體固有的形態(tài)保護細菌抵抗低滲環(huán)境參與菌體內外的物質交換菌體表面帶有多種抗原分子，可誘發(fā)機體的免疫應答。4.細胞壁的功能27青霉素作用點溶菌酶作用點N-乙酰葡糖胺N-乙酰胞壁酸28細菌細胞壁缺陷型或L型(bacterialLform)：細菌細胞壁的肽聚糖結構受到理化或生物因素的直接破壞或合成被抑制后，細胞壁受損的細菌一般環(huán)境中不能耐受菌體內的高滲透壓而將會漲破死亡。但在高滲環(huán)境下，仍可存活的細胞壁缺損細菌。革蘭陽性菌細胞壁缺失后，原生質僅被一層細胞膜包住——原生質體(protoplast)。革蘭陰性菌肽聚糖層受損后尚有外膜保護——原生質球(spheroplast)。某些L型仍有一定的致病力，通常引起慢性感染。5.細菌細胞壁缺陷型（細菌L型）29

細菌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）30細菌L型營養(yǎng)要求高，對滲透壓敏感，普通營養(yǎng)基上不能生長，培養(yǎng)時必須用高滲低瓊脂含血清的培養(yǎng)基。細菌L型在培養(yǎng)基上生長后形成三種類型的菌落。細菌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L型菌落）31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組成，但不含膽固醇。細菌細胞膜的功能與真核細胞者類似，主要有物質轉運、生物合成、分泌和呼吸等作用。細菌細胞膜可形成一種特有的結構，稱為中介體。（二）細胞膜(cellmembrane)一.基本結構-23233

中介體：是部分細胞膜內陷、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胞的線粒體，故亦稱為線粒體(chondroid)。中介體(mesosome)中介體34核糖體(ribosome)：細菌合成蛋白質的場所，游離存在于細胞質中。質粒(plasmid)：染色體外的遺傳物質，存在于細胞質中。為閉合環(huán)狀的雙鏈DNA，控制細菌某些特定的遺傳特性。細菌細胞質中含有多種顆粒，大多為貯藏的營養(yǎng)物質。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，用亞甲藍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，故又稱極體(polarbody)，有助于鑒定。一.基本結構-3（三）細胞質(cytoplasm)35鏈霉素紅霉素36返回37白喉桿菌之異染顆粒38一.基本結構-4（四）核質(nuclearmaterial)細菌是原核細胞，不具有成形的核。細菌的遺傳物質稱為核質或擬核，無核膜、核仁和有絲分裂器。功能與真核細胞的染色體相似。核質由單一密閉環(huán)狀DNA分子反復回旋卷曲盤繞組成松散網狀結構。39二.特殊結構-1（一）莢膜(capsule)

莢膜：某些細菌在其細胞壁外包繞一層黏液性物質，為疏水性多糖或蛋白質的多聚體，用理化方法去除后并不影響細胞的生命活動。肺炎鏈球菌莢膜莢膜40產氣莢膜桿菌41大多數(shù)細菌的莢膜是多糖，炭疽芽胞桿菌、鼠疫耶氏菌等少數(shù)菌的莢膜為多肽。多糖分子組成和構成的多樣化使其結構極為復雜，成為血清學分型的基礎。莢膜的形成需要能量，與環(huán)境條件有密切關系。有莢膜的細菌形成粘液(M)或光滑(S)菌落，失去莢膜后其菌落邊為粗糙型（R）型。1.莢膜的化學組成42抗吞噬作用：莢膜具有抵抗宿主吞噬細胞的作用，因而莢膜是病原菌的重要毒力因子。粘附作用：莢膜多糖可使細菌彼此之間粘連，也可粘附于組織細胞或無生命物體表面，形成生物膜，是引起感染的重要因素。抗有害物質的損傷作用：莢膜處于細胞的最外層，有保護菌體避免和減少受有害物質的損傷作用?？垢稍镒饔?.莢膜的功能4344二.特殊結構-2（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，稱為鞭毛，是細菌的運動器官。45鞭毛菌分類單毛菌雙毛菌叢毛菌周毛菌46霍亂弧菌為單毛菌47傷寒桿菌為周毛菌48鞭毛是運動器官與致病性有關（鑒別）鞭毛有抗原性。鞭毛的功能49鞭毛染色50菌毛：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，與細菌的運動無關。菌毛在普通光學顯微鏡下看不到，必須用電子顯微鏡觀察。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。二.特殊結構-3（三）菌毛(filus/fimbriae)5152普通菌毛遍布菌細胞表面，每菌可達數(shù)百根。這類菌毛是細菌的粘附結構，能與宿主細胞表面的特異性受體結合，是細菌感染的第一部。因此，菌毛和細菌的致病性密切相關。菌毛的受體常為糖蛋白或糖脂，與菌毛結合的特異性決定宿主的易感部位。1.普通菌毛(ordinarypilus)53普通菌毛的粘附54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。性菌毛由致育因子（F）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，性菌毛與其相應受體結合，F(xiàn)+菌內的質?；駾NA可通過性菌毛進入F-菌體內，此過程——接合(conjugation)。性菌毛是某些噬菌體吸附于菌細胞的受體。2.性菌毛(sexpilus)芽胞55F+F-F+F-F+F+F+F+DonorRecipient接合(conjugation)5657芽胞：某些細菌在一定的環(huán)境條件下，能在菌體內部形成一個圓形或卵圓形小體，是細菌的休眠形式。產生芽胞的都是革蘭陽性菌。二.特殊結構-4（四）芽胞(spore)58細菌形成芽胞的能力是由菌體內的芽胞基因決定的。芽胞一般只在動物體外才能形成，其形成條件因菌種而異。一個細菌只形成一個芽胞，一個芽胞發(fā)芽也只生成一個菌體，細菌數(shù)量并未增加，因而芽胞不是細菌的繁殖方式。與芽胞相比，未形成芽胞而具有繁殖能力的菌體可稱為繁殖體(vegetativeform)。1.芽胞的形成與發(fā)芽59芽胞的大小、形狀、位置等隨菌種而異，有重要的鑒別意義。炭疽芽胞桿菌肉毒梭菌破傷風梭菌60芽胞的抵抗力強，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，故應以殺滅芽胞作為可靠的滅菌指標。2.芽胞的功能61第三節(jié)細菌的理化性狀細菌的化學組成：水、無機鹽、蛋白質、糖類、脂質和核酸等。光學性質——細菌為半透明體。表面積——細菌體積微小，相對表面積大。帶電現(xiàn)象——均帶負電。其帶電現(xiàn)象與染色反應、凝集反應、抑菌和殺菌作用等密切相關。半透性——細菌的細胞壁和細胞膜都有半透性。滲透壓——菌體內為高滲透壓。細菌的物理性狀：62細菌的新陳代謝與能量轉換一.細菌的能量代謝：生物氧化發(fā)酵—以有機物為氫受體（無氧條件）呼吸：以無機物為氫受體需氧呼吸—以分子氧為受氫體（有氧條件）厭氧呼吸—以其他無機物為受氫體（無氧條件）63二.細菌的代謝產物（一）分解代謝產物和細菌的生化反應對糖的發(fā)酵對蛋白質的發(fā)酵枸櫞酸鹽利用試驗尿素酶試驗甲基紅試驗吲哚試驗硫化氫試驗糖發(fā)酵試驗VP試驗其他試驗64糖發(fā)酵試驗葡萄糖HCOOH脫氫酶

CO2+H2

65V-VP（Voges-Proskauer）試驗葡萄糖→丙酮酸→乙酰甲基甲醇→二乙酰→紅色化合物+胍基化合物葡萄糖→丙酮酸××乙酰甲基甲醇--+大腸桿菌：—產氣桿菌：+66M-甲基紅（methylred）實驗葡萄糖→丙酮酸→乙酰甲基甲醇甲基紅-葡萄糖→丙酮酸甲基紅+-+大腸桿菌：+產氣桿菌：—67C-枸櫞酸鹽利用（citrateutilization）試驗利用枸櫞酸鹽生長+不能利用--+大腸桿菌：—產氣桿菌：+68I-吲哚（indol）試驗色氨酸→吲哚→玫瑰吲哚↑吲哚試劑

-+大腸桿菌：+產氣桿菌：—69IMViC試驗I-吲哚（indol）試驗M-甲基紅（methylred）試驗V-VP（Voges-Proskauer）試驗C-枸櫞酸鹽利用（citrateutilization）試驗70IMViC試驗大腸埃希菌++--產氣桿菌--++71H2S試驗變形桿菌、乙型副傷寒桿菌+72尿素酶試驗對照陽性陰性變形桿菌：+沙門氏菌：—73熱原質(pyrogen)：是細菌合成的一種注入人體或動物體內能引起發(fā)熱反應物質。LPS;耐高溫;去除方法：250℃干烤、蒸餾、吸附劑等.制備和使用注射藥品過程無菌操作毒素與侵襲性酶：

細菌產生外毒素和內毒素兩類毒素。色素：細菌的色素有水溶性色素和脂溶性色素兩類?？股兀耗芤种苹驓⑺滥承┢渌⑸锘蚰[瘤細胞的物質。細菌素：某些菌株產生的一類具有抗菌作用的蛋白質。維生素：細菌能合成某些維生素除供自身需要外，還能分泌只周圍環(huán)境中。（二）合成代謝產物74細菌的營養(yǎng)與生長繁殖細菌的營養(yǎng)類型自養(yǎng)菌(autotroph)

以無機物為原料異養(yǎng)菌(heterotroph)

以有機物為原料腐生菌（saprophyte）寄生菌（parasite）所有病原菌都是異營菌,絕大部分屬寄生菌75營養(yǎng)物質氫離子濃度(pH)溫度氣體滲透壓細菌的生長繁殖76氣體:根據(jù)對氧氣的需要與否分為專性需氧菌:必須有氧。結核桿菌,霍亂弧菌專性厭氧菌:必須無氧,氧有毒害作用。破傷風桿菌,脆弱類桿菌兼性厭氧菌:有無均可。大多數(shù)病原菌微需氧菌:低氧壓（5%~6%）中生長，幽門螺桿菌，空腸彎曲菌77細菌個體的生長繁殖

細菌以簡單的二分裂方式進行繁殖。繁殖一代所需時間約20-30min。

但少數(shù)細菌代時較長，如結核分枝桿菌代時為18小時。細菌群體的生長繁殖

遲緩期(lagphase)，對數(shù)期(logarithmicphase)穩(wěn)定期(stationaryphase)，衰亡期(declinephase)

78

細菌個體的生長繁殖二分裂法繁殖方式：鏈球菌八疊球菌葡萄球菌7980細菌個體的生長繁殖81遲緩期(lagphase)：代謝活躍，分裂遲緩對數(shù)期(logarithmicphase)：數(shù)量以幾何級數(shù)增長。染色性、生理活性典型。穩(wěn)定期(stationaryphase)：繁殖減慢，死菌數(shù)增加，代謝產物積聚。衰亡期(declinephase)：死亡數(shù)超過活菌數(shù)，菌體自溶。細菌群體的生長繁殖82對數(shù)期遲緩期細菌生長曲線0515202530105.56.08.58.07.57.06.59.0衰亡期總菌數(shù)活菌數(shù)細菌數(shù)的對數(shù)次小時穩(wěn)定期對數(shù)期細菌的大小、形態(tài)、生物活性最典型穩(wěn)定期形成外毒素、抗生素、芽胞等83第六節(jié)細菌的人工培養(yǎng)根據(jù)不同標本及不同培養(yǎng)目的，可選用不同的接踵和培養(yǎng)方法。常用的有分離培養(yǎng)和純培養(yǎng)兩種方法。病原菌的人工培養(yǎng)一般采用35-37℃，培養(yǎng)時間多數(shù)為18-24h，但有時需根據(jù)菌種及培養(yǎng)目的作最佳選擇。一.培養(yǎng)細菌的方法84

二.培養(yǎng)基(culturemedium)培養(yǎng)基：是由人工方法培配置而成的，專供微生物生長繁殖使用的混合營養(yǎng)物制品。85按其營養(yǎng)組成和用途分類：

基礎培養(yǎng)基、營養(yǎng)培養(yǎng)基、選擇培養(yǎng)基、鑒別培養(yǎng)基、厭氧培養(yǎng)基。按其物理狀態(tài)分類：

固體培養(yǎng)基、液體培養(yǎng)基、半固體培養(yǎng)基。按其成分分類：

合成培養(yǎng)基、天然培養(yǎng)基。86液體培養(yǎng)基：增菌固體培養(yǎng)基：純化，增菌半固體培養(yǎng)基：動力檢測，保種87營養(yǎng)組成和用途分類厭氧培養(yǎng)基基礎培養(yǎng)基增菌培養(yǎng)基選擇培養(yǎng)基鑒別培養(yǎng)基88三.細菌在培養(yǎng)基中的生長情況89菌膜菌沉淀均勻渾濁對照9091平板菌落:細菌在平板上劃線分離，培養(yǎng)后表面生長有肉眼可見的散在的細菌集團。一個菌落是由單個細菌繁殖的后代堆積而成的。細菌的初步鑒定：菌落的大小、形狀、

顏色、氣味、透明度、

表面（光滑/粗糙,濕潤/干燥）、邊緣、溶血92固體培養(yǎng)基中的生長菌落（S型）菌苔菌落（R型）93光滑型菌落粗糙型菌落粘液型菌落94半固體體培養(yǎng)基中混濁生長沿穿刺線生長生長有鞭毛細菌無鞭毛細菌返回951、3：有動力2：無動力9697細菌的命名：采用拉丁雙名法，每個菌名由兩個拉丁字組成。前一字為屬名，用名詞，大寫；后一字為種名，用形容詞，小寫。中文的命名次序與拉丁相反，種名在前，屬名在后。

Staphylococcusaureus

金黃色葡萄球菌第七節(jié)細菌的分類與命名98Staphylococcus

aureus,S.aureus屬名種名金黃色

葡萄球菌種名屬名99細菌的分類層次：

界、門、綱、目、科、屬、種。種(species)是細菌分類的基本單位。生物學性狀基本相同的細菌群體構成一個菌種；性狀相近關系密切的若干菌種組成一個菌屬（genus）100同一菌種的各個細菌，雖性狀基本相同，但在某些方面仍有一定差異，差異較明顯的稱

亞種(subspecies,subsp.)，差異小的則為型(type）)。噬菌體型(phage-type)細菌素型(bacteriocin-type)血清型(serotype)生物型(biotype)101菌株(strain)對不同來源的同一菌種的細菌稱為該菌的不同菌株(strain)。標準菌株(standardstrain)或模式菌株(typestrain）：具有某種細菌典型特征的菌株。1021031．根據(jù)細菌的基本形態(tài)，將細菌分為

、

、

三大類2．細菌的基本結構是

、

、

、

。3．細菌的特殊結構是

、

、

、

。4．細菌細胞壁的主要成分是

；革蘭氏陽性菌的細胞壁是由

和

組成革蘭氏陰性菌在

層外，還有一層外膜，由

、

、

組成。5．革蘭氏陰性菌脂多糖是由

、

、

三種成分組成，其致病的毒性成分是

。6．細菌的特殊結構中具有抗吞噬作用的是

；具有黏附作用的是

；運動器官是

。7．根據(jù)細菌對氧氣的需要不同，可將細菌分為

、

、