细菌特殊结构和生理

细菌细胞结构模式图特殊结构一、荚膜（capsule）------细菌代谢过程中分泌在细胞壁外的一层粘液性物质，能牢固地与细胞壁结合，厚度大于0.2μm，边缘明显。微荚膜(microcapsule)---厚度0.2μm者。粘液层(slimelayer)--边界不明显且易被洗脱者。肺炎双球菌荚膜1.荚膜的化学组成：多糖；多肽。2.荚膜的形成：在人和动物的体内或营养丰富的培养基中易形成。在普通培养基上或连续传代则易消失。光滑型菌落（S）粗糙型菌落（R）3.荚膜的功能：抗吞噬作用粘附作用抗有害物质的损伤作用二、鞭毛(flagellum)------某些细菌表面附着的细长呈波状弯曲的丝状物。根据鞭毛的数量、位置可将鞭毛菌分成四类:单毛菌；双毛菌；从毛菌；周毛菌。伤寒杆菌空肠弯曲菌霍乱弧菌螺旋体假单胞菌周身鞭毛单鞭毛1、鞭毛的结构:鞭毛自细胞膜长出，游离于细胞外，由基础小体；钩状体；丝状体组成。鞭毛长：5-20μm直径：12-30nmMSPL钩状体丝状体基础小体2.鞭毛的化学组成：蛋白质3.鞭毛的功能：运动器官：有鞭毛的细菌在液体环境中能自由的运动。具抗原性：H抗原，有特异性，对细菌的鉴别、分型有一定的意义。致病性：有些细菌的鞭毛与致病性有关。如:霍乱弧菌三、菌毛（pilus）------许多G-菌和少数G+菌菌体表面存在着一种比鞭毛更细、更短而直硬的丝状物。与细菌的运动无关。1.菌毛的化学组成：蛋白质2.菌毛的种类：普通菌毛（ordinarypilus)性菌毛（sexpilus)大肠杆菌大肠杆菌性菌毛普通菌毛普通菌毛普通菌毛3.菌毛的功能：普通菌毛---粘附作用与细菌的致病性密切相关。如：大肠埃希氏菌的I型菌毛；肠产毒型大肠杆菌的定植因子（CFA/I）性菌毛---传递遗传物质。噬菌体吸附的受体。F+;F-;F+F-四、芽孢(endospore/spore)------某些细菌在一定环境条件下，能在菌体内部形成一个圆形或卵圆形小体，是细菌的休眠形式。产生芽孢的细菌都是G+菌(两个菌属：Clostridum;Bacillus)不同细菌的芽孢形态、大小、位置有所差异，是鉴别细菌的指标之一。肉毒杆菌芽孢破伤风杆菌芽孢肉毒杆菌芽孢炭疽杆菌芽孢肉毒杆菌芽孢破伤风杆菌芽孢1.芽孢的结构：具多层膜结构芽孢外衣：脂蛋白、糖类。芽孢壳:疏水性蛋白质，致密。外膜：细胞膜皮质：皮质肽聚糖，吡啶二羧酸（DPA）。芽孢壁：肽聚糖内膜：细胞膜核心：核质、核糖体、酶类、DPA、Ca+。2.芽孢的形成与发芽：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。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。细菌芽孢细菌(1个)(1个)(1个)营养缺乏水、营养丰富2.芽孢的形成与发芽：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。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。细菌芽孢细菌(1个)(1个)(1个)营养缺乏水、营养丰富炭疽芽孢杆菌的芽孢：Ⅰ，发芽中的芽孢，芽胞壳（↑）已崩解；Ⅱ发芽的芽胞，芽胞壳和胞子囊（↑↑）均已崩解；Ⅲ，芽孢已释放，仅存芽胞囊碎片（↑↑↑）超薄切片，×28000芽孢发芽3.芽孢的功能：芽孢对热、干燥、辐射、化学消毒剂等理化因素均有强大的抵抗力。细菌繁殖体：80℃水中迅速死亡。细菌芽孢：100℃沸水中，可存活数小时。被炭疽杆菌芽孢污染的草原，传染性可保持20~30年。是否杀死芽孢是判断灭菌效果的指标细菌芽孢抵抗力强的原因：芽孢含水量少，蛋白质受热后不易变性。芽孢具有多层致密的厚膜，理化因素不易进入。芽孢的核心和皮质中含有吡啶二羧酸，DPA与Ca2+结合生成的盐能提高芽孢中各酶的热稳定性。问题：细菌的哪些结构与细菌的致病性有关？哪些结构是细菌的重要抗原？哪些结构是抗菌素的作用靶点？细菌的理化性状细菌的物理状态：１半透明体２表面积大３带电现象４高渗透压细菌的化学组成细菌的新陈代谢一、细菌的能量代谢发酵：以有机物为受氢体的生物氧化过程。EMP途径2ATP磷酸戊糖途径呼吸：以无机物为受氢体的生物氧化过程。需氧呼吸—以分子氧为受氢体38ATP厌氧呼吸—以其他无机物为受氢体2ATP二、细菌的代谢产物1.分解代谢产物和细菌的生化反应糖发酵试验：葡萄糖甲酸CO2+H2VP试验：葡萄糖丙酮酸乙酰甲基甲醇二乙酰甲基红试验：葡萄糖丙酮酸乙酰甲基甲醇枸橼酸盐利用试验：枸橼酸盐碳酸盐铵盐氨吲哚试验：色氨酸吲哚+对二甲基氨基苯甲醛红色硫化氢试验：含硫氨基酸硫化氢+Fe2+/Pb2+黑色尿素酶试验：尿素氨IMViP试验：大肠杆菌＋＋－－产气杆菌－－＋＋2.合成代谢产物及其在医学上的意义热原质（pyrogen）：细菌合成的注入人体或动物体内能引起发热反应的物质。G-菌细胞壁脂多糖；耐高温；121，20min不被破坏；250高温干烤才能破坏热原质。蒸馏法可除去热原质。毒素（toxin）:外毒素—G+菌、少数G-菌产生的、释放到菌体外的蛋白质。重要的致病物质。内毒素—G-菌细胞壁脂多糖，菌体死亡崩解后游离出来。重要的致病物质。色素：有助于鉴别细菌。水溶性色素，脂溶性色素抗生素：某些微生物代谢过程中产生的一类能抑制或杀死某些其他微生物或肿瘤细胞的物质。多由放线菌和真菌产生。细菌素：某些细菌产生的具有抗菌作用的蛋白质。仅对亲缘关系近的细菌有杀伤作用。维生素：细菌能合成某些维生素除供自身需用外，还能分泌至周围环境中。维生素B,K.三、细菌的营养物质生长因子无机盐氮源碳源水四、细菌生长的环境因素营养物质：营养物质充足，比例合适。氢离子浓度（pH）：pH7.2~7.6温度：37℃。气体：不同的细菌对气体的需求有所差异。专性需氧菌微需氧菌兼性厌氧菌专性厌氧菌专性需氧菌：具有完善的呼吸系统，需要氧分子作为受氢体以完成需氧呼吸，仅能在有氧的环境下生存。如结核杆菌。微需氧菌：在低氧压（5%`6%）生长最好，氧浓度≻10%对其有抑制作用。如幽门螺杆菌。兼性厌氧菌：兼有需氧呼吸和无氧发酵两种功能，在有氧或无氧环境中都能生长，但以有氧时生长较好。如葡萄球菌。专性厌氧菌：缺乏完善的呼吸酶系统，只能在无氧环境中进行发酵。如破伤风杆菌。专性厌氧菌厌氧生长的机制1.缺乏氧化还原电势（Eh）高的呼吸酶---细胞色素和细胞色素氧化酶只能在120mV以下的Eh时生长。2.缺乏分解有毒氧基团的酶---超氧化物歧化酶(SOD)，触酶或过氧化物酶。2O2-+2H+H2O2+O2H2O22H2O+O2SOD触酶五、细菌的生长繁殖1.细菌个体的生长繁殖：繁殖方式：二分裂繁殖，无性繁殖。繁殖速度：20~30min/代---细菌分裂、数量倍增所需要的时间。2.细菌群体的生长繁殖：细菌生长曲线代时细菌生长曲线活菌数的对数细菌生长时间（小时）01552010255.57.08.07.59.58.59.06.56.0105.035304540迟缓期：细菌的适应阶段。该期菌体增大，代谢活跃，分裂迟缓，繁殖极少。对数期：生长迅速，菌数急剧上升，细菌的形态、染色性、生理活性等都较典型。稳定期：细菌繁殖速度减慢，死菌数逐渐增加。细菌的形态、染色性、生理性状有所改变。生成芽孢、外毒素、抗生素等代谢产物。衰亡期：死菌数活菌数，细菌形态显著改变，生理代谢活动趋于停滞。细菌的分类：传统分类其他分类菌种（species）菌属（genus）型（type）:serotype,phage-type,bactericin-type,biotype菌株（strain）命名：如大肠埃希菌：Escherichiacoli或E.coli结核杆菌：M.tuberculosis或tuberclebacillus