微生物学总论1

教学课题：第八章医学微生物学细菌的形态与结构•教学目标：1.熟悉细菌的大小和形态2.掌握细菌的结构及其在医学上的意义•教学重点：细菌的结构及意义•教学难点：细胞壁结构一．微生物的概念微生物（microorganism）：是存在于自然界的一群体形微小，结构简单，肉眼直接看不见，必须借助光镜或电镜放大（几百倍~几万倍）才能看到的微小生物。微生物的特点：1.个体微小,但具有一定的形态、结构和功能。2.种类多,数量大，在自然界中分布广泛。3.适宜环境中繁殖迅速,易变异。二．微生物的种类和分布种类：1.非细胞型微生物：无细胞结构，活细胞内繁殖，只有一种核酸(DNA\RNA)——病毒(virus)。2.原核细胞型微生物：细胞分化程度低，仅有染色质组成的核质，无核膜核仁，除核糖体外无其它细胞器——细菌、衣原体、支原体、立克次体、螺旋体和放线菌3.真核细胞型微生物：细胞分化程度高，有核膜核仁和染色体，胞质中有多种细胞器，行有丝分裂。——真菌(fungus)。分布：水、土壤、空气、矿层、物体表面、生物体的体表及与外界相通的腔道。三．微生物与人类的关系四．微生物学（Microbiology）是生命科学的一个分支学科，它是研究微生物的进化、分类，在一定条件下的形态、结构、生命活动及其规律，以及与人类、动植物、自然界相互关系等问题的一门科学。五．医学微生物学主要研究与医学有关的微生物学基础知识和医学实际应用的科学。细菌学Bacteriology细菌的形态与结构MorphologyandStructureofBacterium细菌（bacterium）是一类具有细胞壁和核质的原核型单细胞微生物。第一节细菌的大小与形态SizeandMorphologyofBacteria测量细菌大小以微米(μm)为单位。2μm1μm形态1.球菌coccus直径约1μm。不同种类的球菌排列方式不同，有不同的名称。如葡萄球菌、链球菌等。2.杆菌bacillus长短粗细很不一致。中等大小的杆菌直径约1μm，长2~3μm。3.螺形菌spiralbacteria菌体弯曲。一个弯曲为弧菌(vibrio)，数个弯曲为螺菌(spirillum)。细菌基本形态球菌双球菌四联球菌八叠球菌链球菌葡萄球菌杆菌球杆菌链杆菌螺形菌弧菌——只有一个弯曲螺菌——有若干个弯曲弧菌螺菌第二节细菌的结构StructureofBacterium细菌的基本结构细菌的特殊结构细胞壁cellwall荚膜capsule细胞膜cellmembrane鞭毛flagellum细胞质cytoplasm菌毛pilus核质nuclearmaterial芽胞spore细菌的一般结构模式图细菌的结构(StructureofBacteria)细菌的基本结构:细胞壁、细胞膜、细胞质、核质细菌的特殊结构:荚膜、鞭毛、菌毛、芽胞一、细菌的基本结构BasicalStructureofBacterium细胞壁cellwall细胞壁(CellWall)位于菌细胞的最外层，包绕在细胞膜的周围。组成较复杂，并随不同细菌而异。用革兰染色法可将细菌分为两大类，即革兰阳性菌和革兰阴性菌细胞壁cellwall1.化学组分聚糖骨架肽聚糖peptidoglycan四肽侧链G+菌五肽交联桥磷壁酸teichoicacid聚糖骨架肽聚糖peptidoglycan四肽侧链G-菌脂蛋白脂质双层：内有OMP(微孔蛋白)外膜脂多糖lipopolysaccharide,LPS肽聚糖（peptidoglycan）革兰阳性菌聚糖骨架、四肽侧链、五肽交联桥三维立体结构，坚固15～50层革兰阴性菌聚糖骨架、四肽侧链二维平面结构，疏松1～2层N-乙酰葡糖胺N-乙酰胞壁酸β－1，4糖苷键共有组分溶菌酶作用位点青霉素作用位点G+菌肽聚糖结构G-菌肽聚糖结构革兰阳性菌细胞壁结构Wallteichoicacid(LTA)革兰阳性菌细胞壁结构革兰阴性菌外膜（outermembrane）脂蛋白脂质双层脂多糖LPS外膜蛋白：与致病性和耐药性有关。脂多糖：是革兰阴性细菌重要致病物质，称内毒素。脂多糖由脂质A(lipidA)、核心多糖、特异多糖组成，其中脂质A是内毒素的主要毒性部分。脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）（1）脂质A（lipidA）为一种糖磷脂，由D-氨基葡萄糖双糖组成的基本骨架，不同细菌骨架一致。内毒素毒性与生物学活性成分无种属特异性（2）核心多糖（corepolysaccharide）位于脂质A的外层有属特异性，同一属细菌相同（3）特异多糖（specificpolysaccharide）最外层，由数个至数十个低聚糖（3~5个单糖）重复单位所构成的多糖链。是革兰阴性菌的菌体抗原（O抗原），具有种特异性3.G+菌与G-菌细胞壁的区别细胞壁革兰阳性菌革兰阴性菌强度较坚韧较疏松厚度21~80nm10~15nm肽聚糖层可达50层1~2层肽聚糖量50%~80%20%~50%结构磷壁酸﹢﹣外膜﹣﹢由聚糖骨架、四肽侧链、五肽交联桥构成坚固致密的三维立体结构，由聚糖骨架、四肽侧链构成疏松的二维平面结构，（1）维持细菌固有外形（2）保护细菌抵抗低渗外环境（3）参与细胞内外的物质交换（4）具有决定菌体的免疫原性的抗原表位4.细胞壁的功能细胞膜cellmembrane位于细胞壁内紧包细胞质，结构与真核细胞基本相同。功能生物合成物质交换调节细胞代谢1.形成2.功能:与细菌的分裂有关中介体mesosome细胞质cytoplasm1.核糖体ribosome细菌蛋白质合成的场所，化学组成为RNA和蛋白质，核糖体是某些抗生素的作用靶点，可抑制细菌蛋白质的合成。如：链霉素红霉素2.质粒plasmid是存在于细菌胞质中的闭合环状双链DNA，为染色体外的遗传物质。质粒带有遗传信息，控制细菌某些特定的遗传性状。如编码菌毛、细菌素、毒素和耐药性等。3.胞质颗粒又称内含物（inclusion）。大多为储藏营养物质的场所，包括糖、脂类等。核质nuclearmaterial集中于细胞质的某一区域，无核仁、核膜，其功能与真核细胞的染色体相同，控制细菌的各种遗传性状,是细菌生长繁殖、遗传变异的物质基础。细菌核质由单一密闭环状DNA分子反复回旋卷曲盘绕组成松散的网状结构。细胞一般结构二、细菌的特殊结构SpecialStructuresofBacterium1.荚膜capsule细菌细胞壁外包围的一层粘液性物质结构。大多数为多糖，少数为多肽。荚膜的功能：保护细菌，抵抗有害物质的损伤作用。荚膜（肺炎球菌）2.鞭毛flagellum细长呈波状弯曲的蛋白质丝，与细菌的运动有关；具有免疫原性，有鉴别意义；某些菌的鞭毛与致病有关。3.菌毛pilus定义：由蛋白质组成，短而直，光镜下不能观察到。普通菌毛ordinarypilus：是细菌的粘附结构，能与宿主细胞的特异受体结合，介导细菌在局部定植，与细菌的致病性密切相关。性菌毛sexpilus:数量少，中空管状。由F质粒编码产生，与细菌的遗传变异有关。可通过接合方式传递细菌的毒力和耐药性等。接合4.芽胞spore某些细菌在一定条件下，在菌体中形成的在光学显微镜下可见的一个圆形或卵圆型小体。芽胞是细菌的一种特殊存活方式，而不是繁殖方式。一个细菌只能形成一个芽胞，一个芽胞也只能生成一个菌体。产芽胞的细菌在未产生芽胞时的菌体称为繁殖体（vegetativeform）。细菌芽胞的大小和位置芽胞的功能及意义抵抗力强。芽胞对理化因素（热、干燥、辐射、化学消毒剂等）具有高强度的抵抗力。炭疽杆菌芽胞可在草原中存活20~40年。灭菌是以杀死芽胞为标准的最可靠方法为高压蒸气灭菌致病性不直接引起疾病，发芽后形成繁殖体后致病鉴别意义根据芽胞位置、大小等破伤风梭菌芽胞细菌特殊结构1.荚膜抗吞噬2.鞭毛运动普通菌毛粘附3.菌毛性菌毛接合4.芽胞抵抗力强