第1章细菌的形态与结构 教学要求 1．掌握细菌细胞壁的化学结构

第1章 细菌的形态与结构教学要求1掌握细菌细胞壁的化学结构、功能及革兰阴性菌和阳性菌细胞壁的区别。细菌特殊结构 (形态结构、形成条件、功能及在实践中的意义)。2熟悉细菌的基本形态、基本结构；L型细菌的概念及意义。革兰染色的原理和方法。3了解细菌的分类。重点和难点：细菌细胞壁的化学结构、功能及革兰阴性菌和阳性菌细胞壁的区别。教学内容第一节 细菌的形态与结构（size and construstion）一、细菌的大小与形态细菌的大小以微米（m）为测量单位，需用普通光学显微镜油镜才能观察其形态。形态按其外形可分为：（一）球菌（coccus）l 葡萄球菌(staphylococcus)：例如：金黄色葡萄球菌l 双球菌(diplococcus)：例如：脑膜炎双球菌l 链球菌(streptococcus)：例如：乙型溶血性链球菌l 四联球菌(tetrads)：例如：四联加夫基菌l 八叠球菌(sarcina)：例如：藤黄八叠球菌（二）杆菌(bacillus)l 链杆菌(streptobacillus)：炭疽芽孢杆菌l 棒状杆菌(corynebacterium)：破伤风芽孢杆菌、白喉杆菌l 球杆菌(coccobacillus)：布鲁氏菌l 分枝杆菌(mycobacterium)：结核分枝杆菌和麻风分枝杆菌（三）螺杆菌 (spiral bacterium)弧菌(vibrio)霍乱弧菌螺菌(spirillum)：鼠咬热螺菌螺杆菌(helicobacterium)：幽门螺杆菌衰退型(involution form)细菌的形态受环境因素（温度、酸碱度、培养条件）影响很大，一般在对数生长期形态比较典型，在环境条件不利或衰老时常出现多型性改变，此为衰退型(involution form)。第二节 细菌的结构细菌的结构分为以下两类：u 基本结构 包括：细胞壁；细胞膜；细胞质；核质。u 特殊结构 包括：荚膜； 鞭毛；芽孢；菌毛 。一、细菌细胞的基本结构1、细胞壁（Cell Wall）（细胞壁的化学组成1）肽聚糖，又被称为粘肽或胞壁肽肽聚糖骨架： N-乙酰葡萄糖胺（G）N-乙酰胞壁酸（M）交替间隔排列注释：由-1，4糖苷键连接而成。各种细菌的聚糖骨架均相同。四肽侧链：L-丙氨酸，D-谷氨酸，L-赖氨酸，D-丙氨酸，其组成和连接方式随菌不同而异五肽交联桥：甘氨酸，G+菌有，G-菌无举例：融菌酶和青霉素的杀菌机理2） G+菌细胞壁特殊组分：磷壁酸 壁磷壁酸-通过磷脂与肽聚糖上的胞壁酸共价结合。 膜磷壁酸-与细胞膜外层上的糖脂共价结合。3）G-菌细胞壁特殊组分： 脂蛋白外膜 脂质双层 核心多糖：属特异性 脂多糖 脂质A：内毒素的毒性部分，无种属特异性 特异多糖：种或群的特异性 G+菌和G-菌在细胞壁的异同点：结构和化学组成方面的不同，导致两者在染色性、抗原性、致病性及对抗菌药物的敏感性方面有很大差异。G+菌和G-菌在细胞壁的比较革兰阳性菌革兰阴性菌主要结构肽聚糖，磷壁酸外膜，肽聚糖强度较坚韧较疏松厚度厚，2080nm薄，1015nm肽聚糖结构三维立体（聚糖骨架、四肽侧链、五肽交联桥）二维网状（聚糖骨架、四肽侧链）肽聚糖层数 可多达50层少，12层肽聚糖含量多，占细胞壁干重50%80%少，占细胞壁干重5%20%磷壁酸+外膜+周浆间隙+致病性无内毒素有内毒素青霉素的作用有效无效溶菌酶的作用有效无效（2）细胞壁的功能：u 维持细菌固有外形。u 保护细菌抵抗胞外低渗的破坏作用。u 参与菌体内外的物质交换。u 决定细菌的抗原性和致病性。（3）缺壁细菌-L型细菌(L-form of bacterium)l 定义：细胞壁受损的细菌能够生长和分裂者称为细菌细胞壁缺陷型或L型l 种类：l 原生质体(protoplast)：革兰氏阳性菌细胞壁缺陷后，原生质仅被一层细胞膜包住l 原生质球（spheroplast）：革兰氏阴性菌肽聚糖层受损后尚有外膜保护l 成因：溶菌酶，溶葡萄球菌素，青霉素，胆汁，抗体，补体等。l 形态：大小不一，高度多形性。革兰氏染色阴性。l 培养：高渗、低琼脂、10%-20%血清、3%-5%NaCl、 10%-20%蔗糖；生长缓慢；油煎蛋样菌落；l 致病性：引起慢性感染；2、细胞膜（Cell membrane）磷脂1、化学组成与结构： 蛋白质载体蛋白或其他功能蛋白。2、功能： n 物质的渗透和运输作用 n 生物合成作用n 呼吸作用n 参与细胞分裂3. 细胞质化学组成:水、蛋白质、脂类、核酸、少量糖及无机盐。包含结构:l 核糖体l 质粒Plasmidl 胞质颗粒 4. 核质细菌核质染色体为单倍体，由单一密闭环状DNA分子反复回旋卷曲盘绕而组成的松散网状结构，此外还有少量RNA和proteins。细菌核质决定和控制细菌的生物学性状，致病性，免疫性，是细菌生命活动的基础。二、细菌的特殊结构(Special structure)1. 荚膜( Capsule)（1）化学组成：是某些细菌细胞壁外周的粘液性物质，是细菌重要的毒力因子。（2）形成条件：与环境密切相关。营养丰富条件。（3）功能(function)：保护细菌抵抗干燥环境、抗吞噬作用、黏附作用、抗有害物质损伤作用2.鞭毛(Flagellum)l 化学组成：蛋白质，可用于细菌的鉴定和分型l 结构：基础小体、钩状体、丝状体l 功能(function)u 定向运动，化学趋向性运动。u 穿透作用，与致病性有关（霍乱弧菌）。u 鉴定细菌。3 菌毛（pilus/fimbriae）（1）性质：由菌毛蛋白组成，有抗原性，其编码基因位于细菌染色体或质粒上，菌毛需用电镜观察。（2）种类及功能：l 普通菌毛：与细菌的致病性有关。l 性菌毛(sex pilus)：与遗传物质的接合传递有关，也是某些噬菌体吸附于菌细胞的受体。4 芽孢（spore）l 形成与发芽（forming and buding）l 芽孢的形成-细菌形成芽孢的能力是由菌体内的芽孢基因决定的。芽孢一般只在动物体外才形成。营养缺乏时易形成。l 芽孢的发芽-由于机械力、热、pH改变等刺激作用，破坏其芽孢壳，并供给水分和营养，芽孢壳发芽，形成新的菌体。结构：多层膜坚实球体：内膜、芽孢壁、皮质、外膜、芽孢壳、和芽孢外衣l 功能（function）l 芽孢为多层膜结构，提高了芽孢中各种酶的热稳定性，因而对理化因素有强大的抵抗力，医疗实践中常以杀死芽孢作为消毒灭菌效果的指标。l 芽孢作为传染源在自然界长期存在，如破伤风杆菌、炭疽杆菌等。l 芽孢的大小位置形态随细菌种类不同而异，因此可用于芽孢杆菌的鉴别。l 细菌芽孢抵抗力强的原因：l 芽孢含水量少，蛋白质受热后不易变性。l 芽孢具有多层致密的厚膜，理化因素不易进入。l 芽孢的核心和皮质中含有吡啶二羧酸，DAP与Ca 2+结合生成的盐能提高芽孢中各酶的热稳定性。课后小结：本节主要介绍了细菌的形态，细菌的基本结构和特殊结构。细菌的基本形态包括球形、杆形和螺旋形三种，细菌的形态可随环境不同而变化。细菌的基本结构包括细胞壁、细胞膜、细胞质和核质，G+菌与G-菌的细胞壁在结构、化学组成上是不同的，这也决定了它们的染色性、抗原性、毒性以及对某些药物的敏感性等方面存在很大差异。细胞质中含有许多与细菌生长、代谢有关的结构。核质是细菌的遗传物质。本章主要掌握细菌的基本结构；特殊结构的功能及意义。复习思考题1细菌的测量单位是什么？细菌有哪些基本形态？2试述细菌细胞壁的结构。3试述革兰阳性菌和革兰阴性菌细胞壁的主要区别。4什么是细菌L型？L型变异与医学有何关系 ？5细菌有哪些特殊结构？它们与医学有何关系？6试述革兰染色的步骤、结果及意义。