病原生物與病原生物學-細菌的基本性狀

第二章細菌的基本性狀

細菌（bacterium）為原核細胞型微生物，廣義的細菌指的是真細菌，包括放線菌、支原體等其他原核細胞型微生物。以微米（1μm=1/1000mm）作為測量單位。

第一節(jié)、細菌的形態(tài)球菌雙球菌：淋病奈瑟氏菌鏈球菌：化膿性鏈球菌葡萄球菌：金黃色葡萄球菌桿菌大腸埃希氏菌、炭疽芽胞桿菌螺形菌弧菌：霍亂弧菌螺菌：鼠咬熱螺菌球菌單球菌：尿素微球菌雙球菌：淋病奈瑟氏菌鏈球菌：化膿性鏈球菌葡萄球菌：金黃色葡萄球菌一、細菌的形態(tài)桿菌大腸埃希氏菌、炭疽芽胞桿菌螺形菌弧菌：霍亂弧菌螺菌：鼠咬熱螺菌螺桿菌：幽門螺桿菌二、細菌的基本結(jié)構(gòu)

細菌基本結(jié)構(gòu)是指各種細菌均具有的結(jié)構(gòu)，由外向內(nèi)依次為：細胞壁細胞膜細胞漿原生質(zhì)體核質(zhì)

細菌基本結(jié)構(gòu)主要成分：肽聚糖，為原核細胞生物所特有的物質(zhì)。

（一）細胞壁（Cellwall）功能：

保護菌細胞維持菌體外形

參與細胞內(nèi)外物質(zhì)交換

決定菌體的抗原性

與細菌致病性有關(guān)

是多種抗生素作用的靶點20-80nm厚15-50層肽聚糖多數(shù)含有大量的磷壁酸少數(shù)是磷壁醛酸G+菌細胞壁的特殊成分厚10-15nm1-2層肽聚糖有特殊組分外膜。G-菌細胞壁的特殊成分脂多糖脂質(zhì)雙層脂蛋白G-菌的內(nèi)毒素，也由類脂A、核心多糖和寡糖重復(fù)單位等三部分組成。其中類脂A為內(nèi)毒素主要毒性部分，且無種屬特性，故不同G-菌感染時，其內(nèi)毒素引起的毒性作用大致相同。核心多糖有屬或組特異性。寡糖重復(fù)單位有種或型的特異性，用于細菌分類。

脂多糖由多糖骨架、四肽側(cè)鏈和交聯(lián)橋等組成。多糖骨架由N-乙酰胞壁酸（M）和乙酰葡萄糖胺（G）經(jīng)β-1，4糖苷鍵連接，交替排列形成。溶菌酶能切斷M和G之間的聯(lián)系，引起細菌裂解。青霉素能干擾甘氨酸交聯(lián)橋與四肽側(cè)鏈之間的連接而抑制肽聚糖合成，引起細菌死亡。G+菌G-菌G-菌G-菌在肽聚糖外，由內(nèi)向外還有脂蛋白、外膜和脂多糖等三層結(jié)構(gòu)。脂多糖是G-菌的內(nèi)毒素，也由類脂A、核心多糖和寡糖重復(fù)單位等三部分組成。其中類脂A為內(nèi)毒素主要毒性部分，且無種屬特性，故不同G-菌感染時，其內(nèi)毒素引起的毒性作用大致相同。核心多糖有屬或組特異性，寡糖重復(fù)單位有種或型的特異性，均用于細菌分類。G+菌和G-菌細胞壁結(jié)構(gòu)比較細胞壁結(jié)構(gòu)

G+菌

G-菌

肽聚糖層數(shù)多，含量多層數(shù)少，含量少

磷壁酸

+

-

外膜

-

+

脂蛋白

-

+

脂多糖

-

+

強度

較堅韌

較疏松L型細菌(Lformedbacteria)是在溶菌酶和青霉素的作用下，肽聚糖的結(jié)構(gòu)遭破壞或合成受抑，使細胞壁缺失，但在高滲環(huán)境中仍能存活。其特點是呈多型性，在高滲低瓊脂含血清的培養(yǎng)基上形成“油煎蛋樣”菌落，但仍有致病力，可引起尿路感染、骨髓炎和心內(nèi)膜炎等疾病，且常規(guī)細菌學檢查陰性，因此應(yīng)引起注意。G+細胞壁主要由肽聚糖構(gòu)成，其變?yōu)長型后，因為細胞壁完全缺失，細菌原生質(zhì)僅被一層細胞膜包裹，稱為原生質(zhì)體（protoplast）。由于G+內(nèi)滲透壓很高，所以原生質(zhì)體必須保存在高滲環(huán)境中方可存活；G-因其細胞壁肽聚糖含量較少，且有外膜保護，并且其內(nèi)滲透壓比革蘭陽性菌低，故其L型在低滲環(huán)境中仍有一定的抵抗力，一般將源于G-的L型稱為原生質(zhì)（spheroplast）。其結(jié)構(gòu)與真核細胞膜基本相同，但不含膽固醇。(二)細胞膜

選擇性滲透和運輸作用；細胞呼吸作用；生物合成作用；參與細菌分裂。主要功能：細胞膜向細胞漿內(nèi)陷形成中介體(mesosome)其功能類似線粒體，故稱擬線粒體。是細菌新陳代謝的重要場所，參與菌體內(nèi)物質(zhì)的合成代謝和分解代謝。（三）細胞漿

核糖體：是細菌合成蛋白質(zhì)的場所，沉降系數(shù)為70S，由50S和30S兩個亞基組成，而人的核糖體為80S，由60S和40S組成。鏈霉素和紅霉素能分別與30S和50S亞基結(jié)合，干擾菌體蛋白質(zhì)合成，從而殺死細菌。

質(zhì)粒(plasmid)：為染色體外的遺傳物質(zhì)。胞漿顆粒：多數(shù)為細菌儲存的營養(yǎng)物質(zhì)，其中的異染顆粒(metachromaticgranules)有鑒別細菌的作用。含有的結(jié)構(gòu)：異染顆粒（四）核質(zhì)

是細菌的遺傳物質(zhì)，由一條雙股環(huán)狀的DNA分子組成，具有染色體的功能，也稱細菌染色體。細菌的核沒有核膜、核仁和有絲分裂器，為原核細胞，故稱核質(zhì)或擬核。細菌基本結(jié)構(gòu)的主要功能

基本結(jié)構(gòu)主要功能細胞壁 維持細菌固有外形細胞膜 選擇性的滲透作用細胞漿 合成細菌的蛋白質(zhì)核質(zhì)控制細菌遺傳性狀1莢膜

Capsule

多糖或多肽大莢膜：微莢膜:黏液層:糖萼:

三、細菌的特殊結(jié)構(gòu)

抗吞噬作用重要的毒力決定簇

功能:

保護細胞壁黏附作用抗原性單毛雙毛

叢毛周毛

2鞭毛flagellum

運動器官.

細菌的鑒別功能:

黏附抗原性：鞭毛抗原(Hantigen)

分類：普通菌毛:性菌毛:.3菌毛pilusorfimbrae黏附作用致病性有關(guān)耐藥性、毒力等性狀的轉(zhuǎn)移有關(guān)功能：4.芽胞（spore）

G+桿菌在一定環(huán)境條件下，胞漿脫水濃縮在菌體內(nèi)形成圓形小體，稱為芽胞。芽胞是細菌的休眠狀態(tài)，當環(huán)境適宜時芽胞又能發(fā)育成細菌繁殖體，故不是細菌的繁殖形式。由于芽胞有多層致密的膜結(jié)構(gòu)，通透性低，含水量少，故蛋白質(zhì)不易變性，芽胞內(nèi)含特有的吡啶二羧酸（DPA），DPA能提高酶對熱的穩(wěn)定性，因此芽胞有強大的抵抗力，故常將殺死芽胞作為滅菌指標。

發(fā)芽:

活化-----啟動----生長;

芽孢形成的意義:

鑒別細菌強大的抵抗力滅菌的標準芽孢形成的原因：1.有多層致密的膜結(jié)構(gòu),通透性低,理化因子不易透過。2.含水少，蛋白質(zhì)不易變性.3.在核心和皮質(zhì)中含有吡啶二羧酸DPA，可增強芽孢內(nèi)酶的穩(wěn)定性。芽孢具有強大抵抗力的原因:細菌特殊結(jié)構(gòu)的主要功能特殊結(jié)構(gòu)主要功能莢膜抗吞噬,與致病性有關(guān)鞭毛 肌動蛋白,與運動有關(guān)普通菌毛有黏附作用,與致病性有關(guān)性菌毛 通過接合,與變異有關(guān)芽胞抵抗力強,為滅菌的標志根據(jù)對營養(yǎng)物質(zhì)的需要細菌有兩種營養(yǎng)類型：自養(yǎng)菌：能在完全含無機物的環(huán)境中生長繁殖的細菌；異養(yǎng)菌：需要利用有機物質(zhì)作為營養(yǎng)和能量的細菌，包括腐生菌和寄生菌。寄生菌必須從宿主（人或動物）體內(nèi)的有機物質(zhì)中獲得營養(yǎng)和能量。大部分病原菌均屬于寄生菌。

化學組成水：80％固體：15％～20％無機鹽：3％～10％脂類：1％～7％糖類：10％～30％蛋白質(zhì)：50％～80％核酸及其他特有成分（一）細菌的理化性狀第二節(jié)細菌的生理學（二）細菌的代謝1.細菌的能量代謝發(fā)酵：以有機物為受氫體的途徑，包括糖酵解(EMP)

和磷酸戊糖(HMP)途徑需氧呼吸：以分子氧為受氫體的途徑厭氧呼吸：專性厭氧菌以其他無機物為受氫體的途徑

物理性狀帶電現(xiàn)象：G＋菌的pI為2～3；G－菌的pI為4～5；表面積：大，有利于物質(zhì)交換；半透性：選擇性通透作用有利于吸收和排泄；滲透壓：菌體內(nèi)含有高濃度的營養(yǎng)物質(zhì)和無機鹽，相對高滲。光學性質(zhì)：半透明體，其懸液呈混濁狀態(tài)；2.細菌的生化反應(yīng)：

檢測細菌對各種基質(zhì)的代謝作用及代謝產(chǎn)物，借以區(qū)別和鑒別細菌種類的生化試驗。細菌的生化反應(yīng)是鑒別細菌，尤其對細菌形態(tài)、革蘭染色反應(yīng)和菌落形態(tài)相同或相似的細菌更為重要。甲基紅試驗（M）糖發(fā)酵試驗VP試驗（V）檢測糖代謝產(chǎn)物吲哚試驗（I）硫化氫試驗?zāi)蛩孛冈囼灆z測蛋白質(zhì)代謝產(chǎn)物枸櫞酸利用試驗（C）吲哚（I）、甲基紅（M）、ＶＰ（V）和枸櫞酸利用（C）四種試驗合稱IMViC試驗，常用于鑒定腸道桿菌。如：大腸埃希菌的結(jié)果為＋＋－－，產(chǎn)氣桿菌為－－＋＋。3.細菌的合成代謝產(chǎn)物及醫(yī)學意義（1）與疾病有關(guān)的代謝產(chǎn)物：毒素：包括外毒素和內(nèi)毒素。侵襲性酶類：如金黃色葡萄球菌產(chǎn)生的血漿凝固酶。熱原質(zhì)：是細胞壁的脂多糖，引起發(fā)熱反應(yīng)。（2）與治療有關(guān)的代謝產(chǎn)物:抗生素：多數(shù)由放線菌和真菌產(chǎn)生，少數(shù)由細菌產(chǎn)生。維生素：如人體腸道內(nèi)的大腸埃希菌，能合成維生素B族和維生素K，可被人體吸收利用。（3）與鑒別細菌有關(guān)的代謝產(chǎn)物:色素：細菌產(chǎn)生不同顏色的色素，如銅綠假單胞菌產(chǎn)生的色素，金黃色葡萄球菌產(chǎn)生的色素，都有助于鑒別細菌。細菌素：某些菌株產(chǎn)生的一類具有抗菌作用的蛋白質(zhì)，無治療上應(yīng)用價值，只用于細菌分型和流行病學調(diào)查。（一）細菌生長繁殖的條件營養(yǎng)物質(zhì)：水分、無機鹽類、蛋白胨（或氨基酸）和糖等。

酸堿度：多數(shù)細菌pH7.2~7.6，霍亂弧菌pH8.4~9.2，結(jié)核分枝桿菌pH6.5~6.8。3.溫度：大多數(shù)細菌37℃氣體：與細菌生長有關(guān)的氣體是O2和CO2。大部分細菌需要O2來氧化營養(yǎng)物質(zhì)，產(chǎn)生能量，供生長繁殖之用。但厭氧菌必須在無氧環(huán)境中才能生長。五、細菌的生長與培養(yǎng)按細菌對氧的需要分類（二）生長方式和速度1.生長方式：以二分裂方式進行無性繁殖。2.繁殖速度：多數(shù)細菌20~30min分裂一次，稱一代；繁殖一代所需時間叫代時，有的細菌繁殖較慢，如結(jié)核桿菌18~24h分裂一次。3.生長曲線：遲緩期：第1～4h，合成代謝活躍，不分裂。對數(shù)期：第6～8h，快速增殖。穩(wěn)定期：繁殖數(shù)與死亡數(shù)趨于平衡。衰退期：死亡菌數(shù)超過活菌數(shù)。細菌的生長曲線

培養(yǎng)基分類按用途按理化性狀半固體培養(yǎng)基固體培養(yǎng)基液體培養(yǎng)基基礎(chǔ)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)基瓊脂培養(yǎng)基肉湯培養(yǎng)基（三）細菌的培養(yǎng)1.培養(yǎng)基：培養(yǎng)基是由適合細菌生長需要的各種營養(yǎng)物質(zhì)配制，經(jīng)滅菌后制成的。2．細菌在不同培養(yǎng)基中的生長現(xiàn)象

⑴液體培養(yǎng)基：細菌生長后大多數(shù)呈均勻混濁狀態(tài)，少數(shù)出現(xiàn)沉淀和菌膜，主要用于增菌。⑵半固體培養(yǎng)基：含0.5％瓊脂，有鞭毛細菌生長后出現(xiàn)混濁，無鞭毛細菌則沿穿刺線生長。主要用于檢測細菌動力和保存菌種。⑶固體培養(yǎng)基：含1％～2％瓊脂，單個細菌生長后菌落，有鑒別細菌的意義，且能