细菌形态与结构课件

医学微生物学医学微生物学南通大学医学院微生物与免疫学教研室南通大学医学院微生物与免疫学教研室医学微生物学南通大学医学院微生物与免疫学教研室1绪绪 论论绪 论2 微生物微生物 是存在于自然界的一群体形微小、结构简单、是存在于自然界的一群体形微小、结构简单、肉眼看不见，必须借助于光镜肉眼看不见，必须借助于光镜/电镜放大后电镜放大后才可观察到的微小生物。才可观察到的微小生物。特特点点体积微小体积微小 结构简单结构简单繁殖迅速繁殖迅速 分布广泛分布广泛容易变异容易变异 种类繁多种类繁多与人类关系密切与人类关系密切 微生物特点体积微小 3微生物的种类微生物的种类非细胞型：非细胞型：非细胞型：非细胞型：病毒病毒原核细胞型：原核细胞型：原核细胞型：原核细胞型：细菌、支原体、衣原细菌、支原体、衣原体、螺旋体、立克次体、螺旋体、立克次体、放线菌体、放线菌真核细胞型：真核细胞型：真核细胞型：真核细胞型：真菌真菌微生物的种类非细胞型：病毒4微生物与人类的关系微生物与人类的关系 l自然界自然界l农业农业 l工业工业 l日常生活日常生活 l医学医学 l分子生物学分子生物学l正常菌群生理作用正常菌群生理作用 微生物与人类的关系 自然界5第二篇第二篇 细菌学细菌学第第12章章 细菌的形态与结构细菌的形态与结构第二篇 细菌学第12章 细菌的形态与结构6第一节第一节 细菌的大小与形态细菌的大小与形态第一节 细菌的大小与形态7一、细菌的大小与测量单位一、细菌的大小与测量单位 m （1 m=1/1000mm）球菌球菌d 1 m 杆菌杆菌 d 0.30.9 m 长长0.610 m 一、细菌的大小与测量单位 8球菌球菌螺形菌螺形菌杆菌杆菌 细菌的基本形态细菌的基本形态弧菌弧菌螺菌螺菌双双c c链链c c葡萄葡萄c c球菌螺形菌杆菌 细菌的基本形态弧菌螺菌双c9第二节第二节 细菌的结构细菌的结构第二节 细菌的结构10基本结构：细胞壁、细胞膜、细胞质、核质基本结构：细胞壁、细胞膜、细胞质、核质特殊结构：荚膜、鞭毛、菌毛、芽胞特殊结构：荚膜、鞭毛、菌毛、芽胞细菌的结构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、11革兰氏染色（革兰氏染色（Gram stain）G+G-初染：结晶紫初染：结晶紫 紫色紫色 紫色紫色 媒染：碘液媒染：碘液 紫色紫色 紫色紫色 脱色：脱色：95%酒精酒精 紫色紫色 无色无色 复染：稀复红复染：稀复红 紫色紫色 红色红色革兰氏染色（Gram stain）12l聚糖骨架聚糖骨架 N-乙酰胞壁酸、乙酰胞壁酸、N-乙酰葡糖胺交替排列，以乙酰葡糖胺交替排列，以N-1，4糖苷键糖苷键 l四肽侧链四肽侧链 (L-丙氨酸、丙氨酸、D-谷氨酸、谷氨酸、L-赖氨酸和赖氨酸和D-丙氨酸丙氨酸)l五肽交联桥五肽交联桥 由五个甘氨酸组成由五个甘氨酸组成G+菌肽聚糖结构菌肽聚糖结构:聚糖骨架 N-乙酰胞壁酸、N-乙酰葡糖胺交替排列，13G菌肽聚糖结构菌肽聚糖结构l聚糖骨架聚糖骨架l四肽侧链四肽侧链 二氨基庚二酸二氨基庚二酸（DAP）G菌肽聚糖结构14G+菌细胞壁特殊结构菌细胞壁特殊结构 1.磷壁酸磷壁酸2.特殊蛋白：特殊蛋白：SPA、M蛋白等与致病有关蛋白等与致病有关G+菌细胞壁特殊结构 1.磷壁酸15外外膜膜外16 脂多糖脂多糖（LPS）内毒素内毒素脂质脂质A 毒性和生物学活性组分毒性和生物学活性组分 无种属特异性无种属特异性 核心多糖核心多糖 有属特异性有属特异性特异多糖特异多糖G菌体抗原（菌体抗原（O抗原）抗原）缺失时菌落缺失时菌落S-R变异变异 有种特异性有种特异性 脂多糖（LPS）脂质A 毒性和生物学活性组分 核17细胞壁细胞壁 革兰阳性菌革兰阳性菌 革兰阴性菌革兰阴性菌强度强度 较坚韧较坚韧 较疏松较疏松厚度厚度 20-80nm 10-15nm肽聚糖层数肽聚糖层数 可达可达50层层 1-2层层肽聚糖含量肽聚糖含量 50-80%5-20%糖类含量糖类含量 多，约多，约45%少，少，15-20%脂类含量脂类含量 少，少，1-4%多，多，11-22%外膜外膜 无无 有有磷壁酸磷壁酸 有有 无无G菌与菌与G菌细胞壁结构比较菌细胞壁结构比较 特殊蛋白质特殊蛋白质 有有 无无细胞壁 革兰阳性菌 18细胞壁功能细胞壁功能l赋形作用赋形作用l保护作用保护作用l纳泄作用纳泄作用l抗原作用抗原作用细胞壁功能赋形作用20细胞壁缺陷型细菌（细菌细胞壁缺陷型细菌（细菌L型）型）概念：细胞壁中的肽聚糖结构受到理化概念：细胞壁中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，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这种细胞壁受损的细菌在高渗环境下仍可存活者称为细胞壁缺陷型细菌（细菌可存活者称为细胞壁缺陷型细菌（细菌的的L型）型）。细胞壁缺陷型细菌（细菌L型）概念：细胞壁中的肽聚糖结构受到21特点特点l大小形态不一，呈高度多形性。大小形态不一，呈高度多形性。l易着色不均，呈易着色不均，呈G-。l培养必须要高渗低琼脂含血清培养基，生长缓慢。培养必须要高渗低琼脂含血清培养基，生长缓慢。l固体培养基中形成固体培养基中形成“油煎荷包蛋油煎荷包蛋”样小菌落。样小菌落。lL型细菌除去抑制物可返回复原有形态。型细菌除去抑制物可返回复原有形态。lL型型细细菌菌在在体体内内或或体体外外，人人工工诱诱导导或或自自然然情情况况下下均均可可产产生生，子子代代细细菌菌仍仍保保留留亲亲代代的的遗遗传传特特性性（产产毒毒素素），仍有，仍有致病力致病力；特点大小形态不一，呈高度多形性。23临床分离葡萄球菌L型葡萄球菌L型回复后细菌细菌L型型菌落类型菌落类型电镜照片电镜照片临床分离葡萄球菌L型葡萄球菌L型回复后细菌L型电镜照片24细胞膜结构细胞膜结构 细胞膜电镜照片细胞膜电镜照片载体蛋白载体蛋白细胞膜结构模式图细胞膜结构模式图脂质双层脂质双层细胞膜结构 细胞膜电镜照片载体蛋白细胞膜结构模式图脂质双层25细胞膜功能细胞膜功能l物质转运物质转运 l参与细胞呼吸参与细胞呼吸 l具有分泌作用具有分泌作用 l参与生物合成参与生物合成 细胞膜功能物质转运 26中介体中介体 作用：作用：l增增大大细细胞胞膜膜表表面面积积，增增加加呼呼吸吸酶酶含含量量，为为细细菌菌提提供大量能量。供大量能量。l类类似似真真核核细细胞胞线线粒体的作用。粒体的作用。概念：概念：由细胞膜内陷折叠卷曲而成的囊状物由细胞膜内陷折叠卷曲而成的囊状物 白喉杆菌白喉杆菌细胞膜与中介体细胞膜与中介体中介体 作用：概念：由细胞膜内陷折叠卷曲而成的囊状物 27 细胞质细胞质l又称细胞浆，为细胞膜内侧的胶状物质又称细胞浆，为细胞膜内侧的胶状物质l基本成分：水、无机盐、核酸、蛋白质基本成分：水、无机盐、核酸、蛋白质和脂质。和脂质。l是细菌新陈代谢的重要场所，胞质内含是细菌新陈代谢的重要场所，胞质内含有核酸和多种酶系统，参与菌体内物质有核酸和多种酶系统，参与菌体内物质的合成代谢和分解代谢。的合成代谢和分解代谢。细胞质又称细胞浆，为细胞膜内侧的胶状物质28核糖体核糖体l游离于胞浆中，每个细菌的体内可含数万个。游离于胞浆中，每个细菌的体内可含数万个。l成分：沉降系数成分：沉降系数70S，由，由50S、30S两个亚基组两个亚基组成。成。l作用：作用：细菌蛋白质合成场所。细菌蛋白质合成场所。l红霉素、链霉素分别与两个亚基结合，干扰其红霉素、链霉素分别与两个亚基结合，干扰其蛋白质的合成，杀死细菌蛋白质的合成，杀死细菌。核糖体游离于胞浆中，每个细菌的体内可含数万个。29质粒质粒 定义：定义：胞浆内染色体外的遗传物质，由闭合环状双胞浆内染色体外的遗传物质，由闭合环状双股股DNA分子组成，带有遗传信息，控制细菌某些特分子组成，带有遗传信息，控制细菌某些特定的性状。定的性状。具有染色体的许多特性，在胞浆内自行复制，随细具有染色体的许多特性，在胞浆内自行复制，随细菌分裂转移到子代细菌中。菌分裂转移到子代细菌中。质粒并不是细菌生命活动所必须的成分，它可以丢质粒并不是细菌生命活动所必须的成分，它可以丢失，也可获得，并不影响细菌生存。失，也可获得，并不影响细菌生存。质粒 定义：胞浆内染色体外的遗传物质，由闭合环状双股DNA分30质粒的作用l决定细菌自身的某些生物学性状如决定细菌自身的某些生物学性状如产毒素、耐药性等。产毒素、耐药性等。l通过接合或转导方式将某种遗传性通过接合或转导方式将某种遗传性状传递给另一细菌。状传递给另一细菌。质粒的作用决定细菌自身的某些生物学性状如产毒素、耐药性等。31胞质颗粒胞质颗粒 特征：特征：l主要是储存营养物质，包括糖、脂等。主要是储存营养物质，包括糖、脂等。l随细菌种类不同、同一细菌在不同的环境或不同随细菌种类不同、同一细菌在不同的环境或不同生长期而不同。生长期而不同。l营养足时，多；营养不足时，减少。营养足时，多；营养不足时，减少。异染颗粒：异染颗粒：l主要成分为主要成分为RNA和多偏磷酸盐。和多偏磷酸盐。l嗜碱性强，用亚甲蓝染色呈紫色。嗜碱性强，用亚甲蓝染色呈紫色。l白喉杆菌异染颗粒位于菌体两端，又称为白喉杆菌异染颗粒位于菌体两端，又称为极体。极体。胞质颗粒 特征：32白喉杆菌异染颗粒（白喉杆菌异染颗粒（Albert染色）染色）白喉杆菌异染颗粒（Albert染色）33核质核质l细菌的遗传物质称核质。细菌的遗传物质称核质。l组成：单一密闭环状双链组成：单一密闭环状双链DNAl 少量的少量的RNAl 组蛋白样的蛋白质组蛋白样的蛋白质 无核膜、核仁无核膜、核仁l功能：同真核细胞染色体的功能功能：同真核细胞染色体的功能 核质细菌的遗传物质称核质。34二、特殊结构二、特殊结构l荚膜荚膜l鞭毛鞭毛l菌毛菌毛l芽胞芽胞二、特殊结构荚膜35荚膜荚膜l某些细菌胞壁外包围的一层粘液性物质，本质某些细菌胞壁外包围的一层粘液性物质，本质为疏水性多糖或蛋白质多肽，以理化方法除去为疏水性多糖或蛋白质多肽，以理化方法除去后不影响细菌的后不影响细菌的 生命活动。生命活动。产气荚膜杆菌产气荚膜杆菌肺炎链球菌肺炎链球菌荚膜某些细菌胞壁外包围的一层粘液性物质，本质为疏水性多糖或蛋36荚膜功能荚膜功能 l抗吞噬作用抗吞噬作用l抗损伤作用抗损伤作用l粘附作用粘附作用l抗原作用抗原作用 荚膜功能 抗吞噬作用39鞭毛鞭毛l概念：附着在某些细菌概念：附着在某些细菌表面的细长而弯曲的丝表面的细长而弯曲的丝状物。状物。l化学成分：蛋白质，具化学成分：蛋白质，具有抗原性，称有抗原性，称H抗原，抗原，鞭毛是细菌的运动器官鞭毛是细菌的运动器官鞭毛概念：附着在某些细菌表面的细长而弯曲的丝状物。40鞭毛鞭毛 单毛菌单毛菌霍乱弧菌霍乱弧菌 双毛菌双毛菌空肠弯曲空肠弯曲丛毛菌丛毛菌绿脓杆菌绿脓杆菌周毛菌周毛菌伤寒杆菌伤寒杆菌鞭毛 单毛菌霍乱弧菌41鞭毛作用鞭毛作用l细菌运动器官细菌运动器官 l与致病性有关与致病性有关l用于鉴定细菌用于鉴定细菌（根据鞭毛数量、排列（根据鞭毛数量、排列，鞭毛鞭毛Ag性）性）鞭毛作用细菌运动器官 42 普通菌毛普通菌毛性菌毛性菌毛菌毛菌毛概念：多数概念：多数G-菌菌和少数和少数G+菌菌体菌菌体表面存在的一种表面存在的一种比鞭毛更细、更比鞭毛更细、更 短而直硬的丝状短而直硬的丝状物。成分为蛋白物。成分为蛋白质质。普通菌毛性菌毛菌毛概念：多数G-菌43菌毛分类菌毛分类 普通菌毛普通菌毛l遍布菌细胞表面，每菌遍布菌细胞表面，每菌可达数百根。可达数百根。l可与宿主细胞的特异性可与宿主细胞的特异性受体结合，与受体结合，与细菌的致细菌的致病性相关病性相关。性菌毛（性菌毛（F菌毛）菌毛）l比普通菌毛长而粗。比普通菌毛长而粗。l仅见于少数仅见于少数G菌，数量菌，数量少，少，1-4根根/菌。菌。l传递遗传物质传递遗传物质。菌毛分类 普通菌毛 性菌毛（F菌毛）44芽胞芽胞l某些细菌在一定的环境条件下，菌体由于某些细菌在一定的环境条件下，菌体由于胞浆脱水浓缩内部形成一个折光性强的圆胞浆脱水浓缩内部形成一个折光性强的圆形或卵圆形小体，称内芽胞，简称芽胞，形或卵圆形小体，称内芽胞，简称芽胞，是细菌的休眠形式。是细菌的休眠形式。l产生芽胞的细菌都是革兰阳性菌，重要的产生芽胞的细菌都是革兰阳性菌，重要的有芽胞杆菌属和梭菌属。有芽胞杆菌属和梭菌属。芽胞某些细菌在一定的环境条件下，菌体由于胞浆脱水浓缩内部形成45芽胞形态特点芽胞形态特点 l形状：园形、卵圆形。形状：园形、卵圆形。l大小：有比菌体大，有和菌体一样大、也有比菌大小：有比菌体大，有和菌体一样大、也有比菌体小。体小。l位置：可位于菌体中央、末端或次末端。位置：可位于菌体中央、末端或次末端。芽胞形态特点 形状：园形、卵圆形。46破伤风梭菌芽胞破伤风梭菌芽胞 破伤风梭菌芽胞 47芽胞的形成与发芽芽胞的形成与发芽 条件条件l一般在体外一般在体外 l营养缺乏营养缺乏一个细菌仅形成一个芽胞，而一个芽胞只一个细菌仅形成一个芽胞，而一个芽胞只生成一个菌体，芽胞无繁殖能力。生成一个菌体，芽胞无繁殖能力。芽胞的形成与发芽 条件48芽胞的功能芽胞的功能 l对热力、干燥、化学消毒剂等理化因素对热力、干燥、化学消毒剂等理化因素均有强大的均有强大的抵抗力。抵抗力。l与细菌致病力有关、延长细菌感染期。与细菌致病力有关、延长细菌感染期。芽胞的功能 对热力、干燥、化学消毒剂等理化因素均有强大的抵抗49芽胞的医学意义芽胞的医学意义 l芽胞对理化因素抵抗力强，芽胞对理化因素抵抗力强，消毒灭菌消毒灭菌是否彻底，以杀灭芽胞为标准是否彻底，以杀灭芽胞为标准。l根据芽胞形态、大小、位置有助于鉴根据芽胞形态、大小、位置有助于鉴定细菌。定细菌。芽胞的医学意义 芽胞对理化因素抵抗力强，消毒灭菌是否彻底，以51