医学细菌的形态和结构专题.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,细菌的形态和结构专题,细菌为单细胞微生物，形体微小，结构简单，具有细胞壁和原始核质，无核仁和核膜，除核糖体外无其他细胞器；,广义：,泛指各类原核细胞型微生物，包括细菌、放线菌、支原体、衣原体、立克次体、螺旋体；,狭义：,专指其中数量最大、种类最多、具有典型代表性的细菌。,第一节 细菌的大小与形态,测量单位：,微米,(,m,),（,1,m=1/1000mm,）,三种基本形态：,球菌、杆菌和螺形菌,（一）球菌,双球菌：脑膜炎奈瑟菌,链球菌：乙型溶血性链球菌,四联球菌：四联加夫基菌,八叠球菌：藤黄八叠球菌,葡萄球菌：金黄色葡萄球菌,（二）杆菌,棒状杆菌,双歧杆菌,分枝杆菌,球杆菌,链杆菌,（三）,螺形菌,弧菌,螺菌,螺杆菌,弧菌,30g/L NaCL,鼠疫杆菌 多形态性,(衰退型)培养基,第二节 细菌的结构,基本结构：细胞壁、细胞膜、细胞质、核质,特殊结构：荚膜、鞭毛、菌毛、芽胞,染色法,染色法：,是染色剂与细菌细胞质的结合；细菌细胞富含核酸，可以与带正电荷的碱性染色剂结合；,革兰染色法：,一种重要的鉴别染色法,步骤：,结晶紫初染碘液媒染,95,乙醇脱色稀释复红或沙黄复染,结果：,革兰阳性,(G,+,),菌：紫色,革兰阴性,(G,-,),菌：红色,（一）细胞壁,细胞壁的主要成分是,肽聚糖,，是G,+,菌和,G,-,菌,细胞壁的共有组分,，但各自还有其特殊组分。,一、细菌的基本结构,1.,肽聚糖,为原核细胞所特有，又称为粘肽或胞壁质。,聚糖骨架：,N-,乙酰葡糖胺和,N-,乙酰胞壁酸,交替间隔排列，经,-,1,，,4,糖苷键联结而成。,四肽侧链：,L-,丙氨酸、,D-,谷氨酸、,L-,赖氨酸和,D-,丙氨酸。,五肽交联桥：,由五个甘氨酸组成。,G,+,菌的肽聚糖结构,三维立体结构,G,菌的肽聚糖结构,聚糖骨架,四肽侧链,二氨基庚二酸,（,DAP,）,二维平面结构,青霉素：,与细菌竞争合成肽聚糖过程中所需的转肽酶，抑制四肽侧链上,D-,丙氨酸与五肽桥之间的联结，使细菌不能合成完整的肽聚糖；,溶菌酶：,能裂解肽聚糖中,N-,乙酰葡糖胺和,N-,乙酰胞壁酸之间的,-,1,，,4,糖苷键，破坏聚糖骨架，引起细菌裂解。,2.G,+,菌细胞壁特殊组分,磷壁酸：,按其结合部位不同分为,壁磷壁酸,和,膜磷壁酸,（脂磷壁酸）两种；,某些,G,+,菌表面有特殊蛋白：,如金黄色葡萄球菌的,A,蛋白、,A,群链球菌的,M,蛋白等；,均与致病性和抗原性有关。,外,膜,3.G,-,菌细胞壁特殊组分,脂多糖,（lipopolysaccharide，,LPS,）,（内毒素）,脂质,A,：内毒素的毒性和生物学活性的主要组分,无种属特异性,核心多糖：有,属,特异性,特异多糖：有,种,特异性,G,菌的菌体抗原（,O,抗原,）,缺失细菌菌落从光滑型变为粗糙型,细胞壁,G,菌,G,菌,强度 较坚韧 较疏松,厚度 厚，,20-80nm,薄，,10-15nm,肽聚糖层数 多，可达,50,层 少，,1-2,层,肽聚糖含量 多 少,糖类含量 多 少,脂类含量 少 多,磷壁酸 有 无,外膜 无 有,G,菌与,G,菌细胞壁结构比较,区别G,菌与G,菌细胞壁的意义,项目,G,菌,G,菌 与细胞壁的关系,染色性 紫色 红色 对酒精的通透性,抗原性 磷壁酸 外膜 组成不同,内毒素 无 有 本质为脂多糖,青霉素作用 有效 无效 五肽交联桥,溶菌酶作用 有效 无效 聚糖骨架,4.细胞壁的功能,赋形作用,保护作用,纳泄作用,抗原作用,致病作用,5.,细菌细胞壁缺陷型（细菌,L,型）,细菌细胞壁的肽聚糖结构受到理化或生物因素的,直接破坏或合成被抑制，这种细胞壁受损的细菌,在高渗环境下仍可存活者称为细菌细胞壁缺陷型,（细菌的,L,型）。,G,+,原生质体,G,-,原生质球,特 点,在体内或体外、人工诱导或自然情况下均可形成；,大小形态不一，呈,高度多形性,；,着色不均，染色多呈,G,-,；,培养需要,高渗低琼脂含血清,培养基，生长缓慢；,固体培养基中多形成,荷包蛋样,细小菌落，也有的长成颗粒状或丝状菌落；,去除诱发因素后有些,L,型细菌,可回复,为原菌，有些则不能回复；,某些,L,型细菌仍有一定的,致病力,，通常引起慢性感染。,细菌,L,型菌落类型,正常霍乱弧菌,霍乱弧菌,L,型,临床分离葡萄球菌,L,型,葡萄球菌,L,型回复后,（二）细胞膜（胞质膜）,细胞膜电镜照片,载体蛋白,细胞膜结构模式图,脂质双层,细胞膜功能,物质转运,呼吸和分泌,生物合成,参与细菌分裂,中介体,细菌部分细胞膜内陷、折叠、卷曲形成的囊状物,白喉棒状杆菌的中介体,中介体的作用,细菌分裂时中介体亦一分为二，各携一套核质进入子代细胞，有类似真核细胞纺锤丝的作用；,有效的扩大了细胞膜的面积，相应的增加了酶的含量和能量的产生，功能类似于真核细胞的线粒体，亦称为拟线粒体。,（三）细胞质（原生质）,成分：,无色透明溶胶状物质，由水、蛋白质、脂类、核酸及少量无机盐组成；,功能：,细菌新陈代谢的场所。,1.核糖体,游离存在于细胞质中，每个细菌体内可达数万个；,成分：,沉降系数,70S,，,由,50S,和,30S,两个亚基组成；,作用：,细菌合成蛋白质的场所；,某些抗生素的作用部位（红霉素与,50S,亚基结合，链霉素与,30S,亚基结合，干扰蛋白质合成，从而杀死细菌,）。,2.质粒,是细胞质中染色体外的遗传物质，为闭合环状的双链,DNA,，带有遗传信息，控制细菌某些特定的遗传性状，可通过接合或转导等作用将有关性状传递给另一细菌，能独立自行复制，随细菌分裂转移到子代细胞中，不是细菌生长所必不可少的，失去质粒的细菌仍能正常存活。,3.胞质颗粒（内含物）,大多为贮藏的营养物质，包括糖原、多糖、脂类、磷酸盐等。,随菌种、菌龄及环境而异；,营养充足时，多；营养不足时，减少甚至消失。,异染颗粒（迂回体）：,主要成分是,RNA,和多偏磷酸盐的胞质颗粒，嗜碱性强，用亚甲蓝染色时着色较深，呈紫色，有助于鉴定。,白喉棒状杆菌的异染颗粒（极体）,（四）核质（拟核）,细菌的遗传物质；,无核膜、核仁和有丝分裂器；,由单一密闭环状,DNA,分子和,小量的,RNA,和,蛋白质组成；,功能与真核细胞的染色体相似，亦称为细菌的染色体。,二、细菌的特殊结构,荚膜,鞭毛,菌毛,芽胞,（一）荚 膜,概念：,某些细菌细胞壁外包绕的一层黏液性物质，为多糖或蛋白质的多聚体，用理化方法去除后不影响菌细胞的生命活动；,厚度,0.,2,m,称为荚膜或大荚膜,，厚度,0.2,m,称为微荚膜；,产气荚膜杆菌荚膜,肺炎链球菌荚膜（墨汁负染）,1.荚膜的化学组成,大多数细菌的荚膜是,多糖,，如：脑膜炎奈瑟菌、肺炎链球菌等；,少数细菌的荚膜为,多肽,，如炭疽芽胞杆菌、鼠疫耶尔森菌等；,荚膜是血清学分型的基础，,荚膜肿胀反应,可将细菌定型；,荚膜形成条件,一般在动物体内或含有血清或糖的培养基中容易形成荚膜，在普通培养基上或连续传代则易消失；,有荚膜的细菌在固体培养基上形成黏液,(M),型或光滑,(S),型菌落，失去荚膜后变为粗糙,(R),型。,2.,荚膜的功能,抗吞噬作用：,保护细菌抵抗宿主吞噬细胞的吞噬和消化，增强细菌的侵袭力，是病原菌的重要毒力因子；,黏附作用：,使细菌粘连，也可黏附于组织细胞或无生命物体表面，参与生物被膜的形成，是引起感染的重要因素；,抗有害物质的损伤作用：,保护菌体避免和减少受溶菌酶、补体、抗体和抗菌药物等有害物质的损伤作用。,（二）鞭 毛,概念：,是附着在某些细菌菌体上的细长并呈波状弯曲的丝状物；,是细菌的运动器官；,具有高度的抗原性，称为鞭毛（,H,）,抗原。,破伤风梭菌的周身鞭毛,伤寒沙门菌的鞭毛,鞭毛菌分类,单毛菌霍乱弧菌,双毛菌空肠弯曲菌,丛毛菌铜绿假单胞菌,周毛菌伤寒沙门菌,鞭毛的功能,细菌运动器官：,细菌的运动有化学趋向性，常向营养物质处前进，而逃离有害物质；,与致病性有关,；,用于鉴定细菌和进行细菌分类：,根据细菌有无动力、鞭毛数量、部位和特异的抗原性。,（三）菌 毛,概念：,许多,G-,菌和少数,G+,菌菌体表面存在着一种直的、比鞭毛更细、更短的丝状物；,必须用电子显微镜观察；,由菌毛蛋白组成，具有抗原性；,根据功能不同，分为普通菌毛和性菌毛两类。,普通菌毛,性菌毛,大肠埃希菌的菌毛,1.,普通菌毛,遍布菌细胞表面，每菌可达数百根；,是细菌的黏附结构，能与宿主细胞表面的特异性受体结合，与细菌的致病性密切相关；,有的由质粒编码，有的由染色体控制。,2.,性菌毛,仅见于少数G,菌，数量少，一个菌只有1-4根；,比普通菌毛长而粗，中空呈管状；,由称为致育因子的质粒(F质粒)编码，又称F菌毛；,传递遗传物质。,（四）芽 胞,概念：,某些细菌在一定的环境条件下，胞质脱水浓缩，在菌体内部形成一个圆形或卵圆形的小体称为芽胞，是细菌的休眠形式。,产生芽胞的细菌都是,G,+,菌，主要有芽胞杆菌属和梭菌属。,破伤风梭菌的芽胞,炭疽杆菌的芽胞,1.芽胞的形成与发芽,一般只在动物体外形成，营养缺乏时启动芽胞形成的基因；,芽胞形成后，细菌失去繁殖的能力，但保存细菌的全部生命必需物质；,一个细菌只形成一个芽胞，一个芽胞发芽也只生成一个菌体，,芽胞不是细菌的繁殖方式；,芽胞的大小、形状、位置等随菌种而异，有重要的鉴别价值。,芽胞形态特点,形状：,圆形、卵圆形。,大小：,有比菌体大，有和菌体一样大，也有比菌体小。,位置：,可位于菌体中央、末端或次末端。,2.,芽胞的功能,芽胞对热力、干燥、辐射、化学消毒剂等理化因素均有强大的抵抗力；,细菌芽胞并不直接引起疾病，仅当发芽成为繁殖体后，才能迅速大量繁殖而致病，与细菌致病性有关，延长细菌感染期；,杀灭芽胞最可靠的方法是,高压蒸汽灭菌,，进行消毒灭菌时，应以芽胞是否被杀死作为判断灭菌效果的指标。,芽胞抵抗力强的原因,芽胞含水量少，蛋白质不易受热变性；,芽胞具有多层致密的厚膜，理化因素不易透入；,芽胞含有吡啶二羧酸，,与,钙结合生成的盐能提高芽胞中各种酶的热稳定性。,