第1章细菌的形态与结构.

细菌形态结构的检验第1章本章要点：1.细菌的形态和大小2.基本结构和特殊结构3.细胞壁的异同点4.染色标本的检查细菌（bacterium）：细胞壁、单细胞、原核广义细菌：包括细菌、放线菌、支原体、衣原体、立克次体、螺旋体狭义细菌：专指其中数量最大、种类最多、具有典型代表性的细菌为什么要学习形态结构？概念（一）细菌的大小测量细菌大小的单位是微米（μm）多数球菌直径为：1μm中等大小杆菌长约为２－３μm.同一种细菌可因菌龄不同和环境等因素而有差异RBC直径：7.5μm第一节细菌的形态和结构（二）细菌的形态细菌的基本形态有三种：球菌(coccus)；杆菌(bacillus)螺形菌(spiralbacterium)1.球菌（coccus）：外观呈球形或近似球形，直径在1μm左右，由于繁殖时细菌分裂平面不同和分裂后菌体之间相互粘附程度不一，可有以下几种排列方式：双球菌如：脑膜炎球菌链球菌如：乙型溶血性链球菌四联球菌如：四联加夫基菌八叠球菌如:藤黄八叠球菌葡萄球菌如：金黄色葡萄球菌2.杆菌(bacillus)形态多呈直杆状，也有的菌体稍弯；多数呈分散存在，亦有规则排列者。不同杆菌的大小、长短、粗细很不一致。具杆菌的形态、排列特点不同，有如下分类：单杆菌双杆菌链杆菌如：炭疽杆菌梭杆菌如：核梭杆菌球杆菌如：布氏杆菌分支杆菌如：结核杆菌棒状杆菌如：白喉杆菌芽胞杆菌如：破伤风杆菌3.螺形菌(Spiralbacterium)菌体弯曲，长度不等。有以下几种形态分类：弧菌如：霍乱弧菌螺菌如：鼠咬热螺菌第二节细菌的结构细菌结构模式图细菌的结构分为两类：鞭毛荚膜芽胞菌毛细胞壁细胞膜细胞质核质细菌的基本结构细菌的特殊结构一、基本结构（一）细胞壁(cellwall)位于细菌细胞的最外层，包绕在细胞膜的周围，组成较复杂，并随不同细菌而异。用革兰氏染色法可将细菌分为：革兰氏阳性菌（G+）革兰氏阴性菌（G-）细菌细胞壁的功能1.维持菌体形态,抵抗渗透压的影响；2.参与细菌体内外的物质交换；3.具有多种抗原表位，诱发机体免疫应答；4.粘附宿主细胞，与细菌致病性有关。革兰氏阳性菌细胞壁组分：肽聚糖、磷壁酸革兰氏阴性菌细胞壁组分主要有：肽聚糖、外膜（脂蛋白脂质双层脂多糖）细菌的细胞壁特殊成分基本成分—肽聚糖革兰阳性菌—磷壁酸革兰阴性菌—外膜基本成分肽聚糖（peptidoglycan）是细菌细胞壁中的主要成分，为原核细胞所特有。亦称为：粘肽（mucopeptide）、糖肽(glycopeptide)肽聚糖化学组成：特点：层次多（50层）三维空间网格结构特点：层次少（2层）二维平面结构G（+）菌G（-）菌聚糖骨架聚糖骨架四肽侧链（谷、丙、赖、丙）四肽侧链（谷、丙、二氨基庚二酸、丙）五肽交联桥聚糖骨架：由N－乙酰葡糖胺和N－乙酰胞壁酸通过β－1，4糖苷键交替联结溶菌酶作用位点青霉素作用点甘氨酸五肽桥特殊成分革兰阳性菌细胞壁:磷壁酸类型：按其联结部位的不同分为壁磷壁酸和膜磷壁酸两种。功能及意义：某些噬菌体的受体是革兰阳性菌的重要表面抗原能粘附于细胞表面，可能与某些细菌的致病性有关革兰阴性菌细胞壁的特殊成分:外膜脂蛋白脂质双层脂多糖核心多糖特异性多糖脂质A特殊成分脂多糖（LPS）是革兰阴性菌外膜的组成成分，包括脂质A、核心多糖和特异性多糖三部分。脂质A是内毒素的主要毒性成分；核心多糖具有属特异性，同一属细菌的核心多糖的抗原性相同；特异性多糖即菌体O抗原，具有种的特异性。脂质双层：磷脂双层，内嵌外膜蛋白（Outmembraneprotein,OMP），具有不同的功能。如有的外膜蛋白为孔蛋白是小分子的通道；有的是噬菌体、性菌毛、细菌素的受体。脂蛋白：位于肽聚糖层和脂质双层之间，起连接作用，使外膜和肽聚糖构成一个整体。革兰阳性和革兰阴性细菌细胞壁的比较细胞壁革兰阳性菌革兰阴性菌强度较坚韧较疏松厚度20-80nm10-15nm肽聚糖层数可多达50层1-2层肽聚糖含量占细胞壁干重50%-80%占细胞壁干重5%-20%磷壁酸+—外膜—+脂蛋白—+脂多糖—+革兰阳性菌与革兰阴性菌细胞壁结构差异的生物学意义染色性：革兰阳性菌细胞壁结构致密，含脂类物质少，不易酒精脱色，革兰氏染色成紫色；反之革兰阴性菌染成红色；抗原性：革兰阳性菌的重要表面抗原之一是磷壁酸，革兰阴性菌的核心多糖和O抗原多糖是为重要表面抗原；毒性：革兰阴性菌的脂多糖即为内毒素，革兰阳性菌无此成分；药物敏感性：革兰氏阳性菌对青霉素，溶菌酶敏感，革兰阴性菌则否。（二）细胞膜（cellmembrane)位于细胞壁内侧，厚约7.5mm，柔韧致密，富有弹性。由磷脂和多种蛋白质组成。功能：参与细菌物质转运，生物合成，分泌、呼吸等生物学作用。中介体：部分细胞膜内陷、折叠、卷曲形成的囊状物。多见于革兰氏阳性菌；功能：扩大细胞膜面积；增加酶的含量和能量的产生。与细菌细胞的分裂有关—拟线粒体。细胞膜模式图中介体(三)细胞质（cytoplasm）细胞膜包裹的溶胶状物质，亦称原生质（protoplasm）。由水、蛋白质、脂类、核酸及少量糖和无机盐组成。内含核蛋白体、质粒、胞浆颗粒等许多重要结构。1.核蛋白体（ribosome）:细菌合成蛋白质的场所，游离存在于细胞质中，每个细菌体内可达数万个。沉降系数为70S（30S+50S），由RNA(66%)和蛋白质（34%）组成，是某些抗生素作用位点，。链霉素、四环素能与30S亚基结合，氯霉素、红霉素则能与50S亚基结合，从而干扰细菌蛋白质的合成。真核生物核蛋白体的沉降系数为80S，大小亚基分别为60S和40S。2.胞浆颗粒（metachromaticgranule）细菌细胞质中含有多种颗粒，大多为营养储藏物；不是细菌的恒定结构；异染颗粒：主要成分是RNA和大量多聚磷酸盐，是核酸合成过程中磷和能量的来源，因其嗜碱性强，用亚甲兰染色着色较深呈深紫色，显示与菌体不同的染色性，有助于细菌的鉴定3.质粒（plasmid）：染色体外的遗传物质，存在于细胞质中。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。如：菌毛，细菌素，毒素，耐药性的形成等。（四）核质（nuclearmaterial）由单一密闭环状DNA分子反复回旋卷曲盘绕组成的松散网状结构。集中于细胞质的某一区域。无核膜、核仁和有丝分裂器，又称为拟核。是细菌的遗传物质。细菌基因数量少，如大肠杆菌的基因约3000～5000个细菌核质电镜观察球菌(coccus)脑膜炎奈瑟菌双球菌(diplococcus)肺炎链球菌链球菌(streptococcus)球菌(coccus)球菌(coccus)葡萄球菌(streptococcus)球菌(coccus)四联球菌(tetrad)球菌(coccus)八叠球菌(sarcina)杆菌(bacillus)不同杆菌的大小、长短、粗细很不一致。炭疽芽胞杆菌3-10μm大中大肠埃希菌2-3μm小布鲁菌0.6-1.5μm杆菌的形态多样杆菌(bacillus)两端齐平炭疽芽胞杆菌两端尖细白喉棒状杆菌杆菌(bacillus)杆菌的形态多样分枝杆菌双歧杆菌螺形菌(spiralbacterium)弧菌螺菌螺杆菌二、细菌的特殊结构1、鞭毛从胞浆长出，伸到胞壁外的细长呈波浪形弯曲的丝状物。阳性菌鞭毛的基体由S、M两个环组成，阴性菌鞭毛的基体由L、P、S、M四个环组成，环中央有鞭毛杆（rod）串插着，鞭毛杆外侧联接一个钩形鞘（hook），其上长有一条长约10~20μm的鞭毛丝（filament）。鞭毛丝一般是由三股鞭毛蛋白链呈螺旋、平行或中间方式紧密结合组成的。鞭毛的构造电镜观察特殊染色后用普通光学显微镜观察；压滴法或悬滴法观察细菌动力；接种于半固体培养基观察其扩散生长现象。检查细菌鞭毛的方法：有鞭毛能运动的细菌其菌落往往大而扁平，周缘不整齐，而运动能力特强的细菌则出现更大、更扁平的菌落，其边缘从不规则、缺刻状直至出现迁居性的菌落。根据鞭毛的数量、位置可将鞭毛菌分成四类:单毛菌双毛菌丛毛菌周毛菌鞭毛菌分类单毛菌双毛菌丛毛菌周毛菌运动器官：有鞭毛的细菌在液体环境中能自由的运动。致病性：有些细菌的鞭毛与致病性有关。如:霍乱弧菌抗原性：H抗原，有特异性，对细菌的鉴别、分型有一定的意义。鞭毛的功能（二）菌毛（pilus）许多革兰阴性菌和个别革兰阳性菌细胞的周围具有一些比鞭毛更纤细、短直而坚硬的丝状物，称为菌毛，与细菌的运动无关。光学显微镜下看不到，须用电镜观察。根据功能不同，菌毛可分为：普通菌毛：粘附作用，与细菌的致病性密切相关。性菌毛：传递遗传物质。噬菌体吸附的受体。苍耳（三）荚膜某些细菌在细胞壁外包绕的一层粘液性物质。能牢固地与细胞壁结合，厚度≥0.2μm，边缘明显。微荚膜(microcapsule)--厚度0.2μm者。粘液层(slimelayer)--边界不明显且已被洗脱者。荚膜的化学组成：多糖；多肽；透明质酸。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）失去荚膜后会转变成粗糙型菌落（R）。荚膜的功能：抗吞噬作用；抗杀伤；抗干燥；致病性；鉴定细菌；免疫原性。荚膜的染色特点：不易着色，通常用负染色法染色后观察。荚膜的医学意义：细菌的毒力成分；可用来作细菌分型（荚膜肿胀试验)荚膜4.芽胞(endospore/spore)某些细菌（主要为G+）在一定条件下，细胞质、核质浓缩脱水而形成一个折光性很强，具有多层膜状结构、通透性很低的圆形或卵圆形的小体。不同细菌的芽胞形态、大小、位置有所差异，是鉴别细菌的指标之一。芽胞的形成细菌形成芽胞的能力是由菌体内的芽孢基因决定的。芽胞一般只在动物体外才形成。营养缺乏时易形成。轴丝形成形成前芽孢前芽孢隔膜形成前芽孢发育成熟芽孢形成芽孢囊裂解芽孢的特性对高温、干燥、辐射、化学药物有强大的抵抗力。含水量低、壁厚而致密，通透性差,不易着色，折光性强。芽胞内新陈代谢几乎停止，处于休眠状态，但保持潜在萌发力。芽胞形成后保存细菌全部生命物质芽胞不是细菌的繁殖形式芽胞的作用和意义增强细菌抵抗力以芽胞是否被杀死作为灭菌效果的指标芽胞大小、形状、在菌体内的位置有助于细菌鉴别保存菌种芽胞的大小、形状、位置等随菌种而异，有重要的鉴别意义。炭疽芽胞杆菌肉毒梭菌破伤风梭菌三、细菌的非典型形态与结构影响细菌形态的因素培养条件菌龄环境中不利于细菌生长的物质细菌的典型形态生长条件适宜培养8-18小时什么是L型细菌？革兰阳性菌细胞壁缺失后，原生质仅被一层细胞膜包住，称为原生质体（protoplast）；革兰阴性菌肽聚糖层受损后尚有外膜保护，称为原生质球（spheroplast）。这种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细菌L型（Lform），因其1935年首先在Lister研究院发现而得名。革兰氏阳性菌细胞壁几乎完全缺失，仅剩一层细胞膜，称为原生质体。革兰氏阴性菌因有外膜保护，且胞内渗透压较低，对低渗环境仍有一定抵抗力，其细菌L型称为园球体。细菌L型呈高度多形性，大小不一。着色不匀，无论其原为革兰阳性或阴性菌，形成L型大多染成革兰阴性。蜡样芽胞杆菌L型的镜下形态（多形性）细菌L型的形态和染色性细菌L型生长缓慢，营养要求高，对渗透压敏感，普通营养基上不能生长，培养时必须用高渗的含血清的培养基。细菌L型在高渗的含血清的培养基上生长后形成三种类型的菌落。丝状菌落颗粒型菌落油煎蛋样菌落（典型L型菌落）细菌L型的培养特性和菌落形态荷包蛋状菌落细菌L型的生物学特性嗜高渗性：只有在高渗环境中才能生长，在普通的培养基上不生长；由于已经失去了坚固的菌壁，只剩下一层胞浆膜，故在非高渗的环境中，菌体就会迅速地溶解而死亡返祖当抑制物去除后，L型细菌仍可回复至原来的形态，此为L型的返祖。有些较稳定的L型不易返祖抗原性细菌变为L型后，抗原性减弱，在体内可以逃避免疫攻击，得以长期存活，这可