细菌的生物学特性

细菌的生物学特性第一章细菌的形态与结构第二章细菌的生理第四章细菌的遗传与变异•掌握细菌的大小与形态、基本结构与特殊结构、革兰氏阳性菌与革兰氏阴性菌细胞壁的组成与区别、青霉素杀菌的机制、细菌繁殖的方式•熟悉细菌生长繁殖的条件及规律，细菌合成代谢产物及意义•了解细菌的变异课程目标广义：泛指各类原核细胞型微生物，包括细菌、放线菌、支原体、衣原体、立克次体、螺旋体狭义：专指其中数量最大、种类最多、具有典型代表性的细菌。一类具有细胞壁的单细胞原核细胞型微生物细菌的概念基本形态球菌、杆菌、螺形菌测量单位:微米（μm）第一章细菌的大小、形态与结构光学显微镜第一节细菌的大小与形态球菌(coccus)双球菌(diplococcus)细菌的大小与形态直径约1μm细菌沿一个平面分裂，新个体成对排列双球菌四联球菌(tetrad)细菌的形态与大小球菌(coccus)细胞分裂是沿两个相垂直的平面进行，分裂后每四个细胞特征性地连在一起，呈田字形四联球菌八叠球菌(sarcina)球菌(coccus)细菌的形态与大小细胞按三个互相垂直的平面进行分裂后，每八个球菌特征性地连在一起成立方体形链球菌(streptococcus)球菌(coccus)细菌的形态与大小细胞沿一个平面进行分裂，新个体不但可保持成对的样子，并可连成链状链球菌球菌(coccus)葡萄球菌(staphylococcus)细菌的形态与大小细胞无定向分裂，多个新个体形成一个不规则的群体犹如一串葡萄葡萄球菌z杆菌(bacillus)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细菌的形态与大小杆菌大小各异杆菌形态各异白喉棒状杆菌结核分枝杆菌鼠疫耶尔森菌•杆菌排列杆菌大都没有典型排列方式细菌的形态与大小螺形菌(spiralbacterium)螺菌细菌的形态与大小弧菌柄细菌、肾形菌、臂微菌、网格硫细菌、贝日阿托氏菌(丝状)、具有子实体的粘细菌等是特殊形态的细菌第二节细菌的基本结构细菌的结构细菌的结构细胞壁细胞膜细胞质核质基本结构特殊结构荚膜鞭毛菌毛芽胞细菌的基本结构:细胞壁结果细胞壁和革兰氏染色的关系：？结晶紫复红乙醇碘液革兰氏阳性菌革兰氏阴性菌革兰氏染色与细胞壁•聚糖骨架•四肽侧链•五肽交联桥L-丙氨酸D-谷氨酸L-赖氨酸D-丙氨酸甘氨酸N-乙酰胞壁酸N-乙酰葡糖胺G+菌细胞壁：肽聚糖(peptidoglycan)金黄色葡萄球菌细胞壁肽聚糖结构示意图由核糖醇或甘油残基经磷酸二酯键连接而呈多聚体，分两种：壁磷壁酸和膜磷壁酸。穿插于肽聚糖层中。G+菌细胞壁：磷壁酸(teichoicacid)壁磷壁酸膜磷壁酸磷脂蛋白质细胞膜G+菌细胞壁：磷壁酸(teichoicacid)G+菌细胞壁：磷壁酸(teichoicacid)壁磷壁酸膜磷壁酸1.革兰阳性菌重要的表面抗原；2.某些菌的磷壁酸具有粘附作用，与致病性有关。大肠杆菌细胞壁肽聚糖结构示意图L-丙氨酸D-谷氨酸二氨基庚二酸(DAP)D-丙氨酸•聚糖骨架•四肽侧链G-菌细胞壁：肽聚糖(teichoicacid)L-丙氨酸D-谷氨酸二氨基庚二酸(DAP)D-丙氨酸•聚糖骨架•四肽侧链•五肽交联桥大肠杆菌细胞壁肽聚糖结构示意图G-菌细胞壁：肽聚糖(teichoicacid)脂蛋白肽聚糖微孔蛋白脂多糖外膜胞质周围间隙细胞膜对比阳性菌G-菌细胞壁：外膜脂多糖(LPS)内毒素脂类A无特异性毒性部分核心多糖属特异性特异多糖寡糖重复单位种特异性(菌体抗原，O抗原）S-RG+、G-菌细胞壁特有成份比较：革兰阴性菌革兰阳性菌革兰阳性菌与阴性菌细胞壁结构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1-3层肽聚糖含量占细胞壁干重占细胞壁干重50%-80%5%-20%磷壁酸+—外膜—+糖含量45%15-20%脂含量1-4%11-22%细菌基本结构：细胞壁的功能1.维持菌体固有的形态2.保护细菌抵抗低渗环境3.参与菌体内外的物质交换4.带有多种抗原决定簇，可诱发机体的免疫应答。L型细菌(Lformedbacteria)：概念细胞壁缺陷的细菌种类原生质体原生质球细菌的基本结构：细胞壁缺失L型细菌(Lformedbacteria)：主要特性细菌基本结构：细胞壁缺失•革兰阴性，高度多形态。•需高渗低琼脂环境，生长缓慢，“油煎蛋”样菌落或颗粒状菌落或丝状菌落。•诱导形成•抗原性等发生改变。•有致病能力，引起反复发作的慢性感染。高渗低琼脂含血清的培养基，缓慢生长。油煎蛋样菌落L型细菌的培养特性和菌落形态细菌的基本结构-细胞膜由磷脂和多种蛋白质组成，但不含胆固醇。其主要功能是:1.渗透和运输作用；2.呼吸作用；3.生物合成作用；4.形成中介体。位于细胞壁内侧，紧包在细胞质外面的一层柔软有弹性、具有半透性的生物膜中介体细菌的基本结构中介体:是部分细胞膜内陷、折叠、卷曲形成的囊状物，多见于G+菌。其功能类似于真核细胞的线粒体，故亦称为拟线粒体。细菌基本结构：中介体细胞质（cytoplasm）是细胞质膜包围的除核区外的一切半透明、胶状、颗粒状物质的总称。含水量约80%。功能：细菌新陈代谢的场所21细菌的基本结构-细胞质(1)核糖体(ribosome)：细菌合成蛋白质的主要场所，其沉降系数为70S，由50S和30S两个亚基组成。(2)质粒(plasmid)：染色体外的遗传物质，存在于细胞质中,控制细菌某些特定的遗传特性细菌的基本结构-细胞质特征:无核膜、核仁和有丝分裂器。功能与真核细胞的染色体相似。核质由单一密闭环状DNA分子反复回旋卷曲盘绕组成松散网状结构。细菌的基本结构:核质1.荚膜（capsule）某些细菌细胞壁外包绕一层粘液样物质；普通染色不易着色，光镜下可见透明环。化学组成：多数细菌：多糖少数细菌：多肽（炭疽杆菌）、透明质酸（链球菌）26细菌的特殊结构光滑型菌落(S)粗糙型菌落(R)(1)抗吞噬作用具有抗吞噬作用，是重要毒力因子。(2)抗有害物质的损伤作用处于细菌的最外层，保护菌体避免或减少溶菌酶、补体、抗菌药物等有害物质的损伤作用。荚膜的功能：（3）黏附作用荚膜多糖可使细菌彼此相连，在粘膜细胞表面形成生物膜，是引起感染的重要因素。（4）具有抗原性对细菌的鉴别和分型有重要意义。荚膜的功能：菌体表面由蛋白质构成的呈波浪状弯曲的丝状物是细菌的运动器官。需用电子显微镜观察，或经特殊染色法使鞭毛增粗后方能在光镜下看到。鞭毛细菌特殊结构鞭毛种类单毛菌双毛菌丛毛菌周毛菌29霍乱弧菌空肠弯曲菌铜绿假单胞菌伤寒沙门菌（1）细菌的运动器官（2）鞭毛具有特殊的抗原性，通称H抗原。（3）有些细菌的鞭毛与致病性有关。如霍乱弧菌、空肠弯曲菌等。鞭毛的功能：细菌特殊结构可分为普通菌毛和性菌毛细菌的特殊结构菌毛许多G－菌和少数G＋菌菌体表面存在着一种直的比鞭毛更细、更短的丝状物，它由菌毛蛋白组成，具有抗原性。遍布菌体表面，数量多。是细菌的粘附结构能与宿主细胞表面的特异性受体结合，和细菌的致病性密切相关。普通菌毛少数革兰阴性菌数量少，1-4根比普通菌毛长而粗，中空呈管状传递遗传物质-接合性菌毛芽胞(spore)：•某些G+菌在环境不利的条件下，胞浆脱水浓缩，在菌体内形成一个圆形或卵圆形小体。•是细菌的休眠形式。•主要由芽孢杆菌属和梭菌属形成细菌的特殊结构芽胞的形态芽胞的大小、形状、位置等随菌种而异，有重要的鉴别价值34芽胞的特点（1）芽孢是休眠构造而不是繁殖构造。环境不利，一个细菌只形成一个芽胞；环境适宜，一个芽胞发芽也只生成一个菌体（2）芽孢抗逆性极强。具有很强的抗高温、抗干燥、抗化学消毒剂和抗射线能力。（3）芽孢休眠能力极强（4）带有完整的核质、酶系统和菌体组分的结构，保存有细菌全部生命活性。细菌芽孢构造的模式图胞质颗粒核糖体菌毛拟核细胞壁细胞膜质粒鞭毛荚膜细菌结构总结1.显微镜放大法：普通光学显微镜、电子显微镜。2.染色法：细菌体小半透明，经染色后才能观察较清楚。第三节细菌的形态结构检查显微镜放大法：•普通光学显微镜•普通光学显微镜的分辨率为0.25um。一般细菌都大于0.25um，故可用普通光学显微镜观察。细菌的形态结构检查电子显微镜：电子显微镜的分辨率为1nm。不仅能看清细菌的外形，内部超微结构可一览无余。荚膜细菌的形态结构检查A.革兰染色法B.抗酸染色法C.其它特殊染色法革兰阳性革兰阴性抗酸染色染色法：细菌的形态结构检查1、革兰阳性菌（Ｇ+菌）细胞壁的主要成分是Ａ．肽聚糖Ｂ．磷壁酸Ｃ．外膜Ｄ．脂多糖E．脂蛋白答案：A2、细菌的芽孢A.是细菌的繁殖形式B.是细菌有性遗传的物质C.仅在肠杆菌科出现D.通常是在缺氧条件下形成E.是细菌在不利环境条件下形成的对外界环境有抵抗力的休眠体答案：E本节练习本节练习3、青霉素的杀菌机理是：A、干扰细胞肽聚糖中甘氨酸交联桥与四肽侧链上的D－丙氨酸之间的联结B、溶解细胞壁上的磷壁酸C、切断N－乙酰葡糖胺与N－乙酰胞壁酸之间的β－1，4糖苷键联结(溶菌酶)D、溶解细胞壁肽聚糖支架E、增加的细菌细胞的通透性答案：A4.下列描述的微生物特征中，不是所有微生物共同特征的是A.个体微小B.分布广泛C.种类繁多D.可无致病性E.只能在活细胞内生长繁殖5.不属于原核细胞型的微生物是（)A.螺旋体B.放线菌C.病毒D.细菌E.立克次体6.与细菌的运动有关的结构是（)A.鞭毛B.菌毛C.纤毛D荚膜E轴丝7.与内毒素有关的细菌结构是（)A.外膜B.核膜C.线粒体膜D.荚膜E.细胞膜8.芽胞与细菌有关的特性是（)A.抗吞噬作用B.产生毒素C.耐热性D.粘附于感染部位E.侵袭力9.细菌的“核质以外的遗传物质”是指（)A.mRNA.B.核蛋白体C.质粒D.异染颗粒E.性菌毛10.与细菌粘附于粘膜的能力有关的结构是A.菌毛B.荚膜C.中介体D.胞浆膜E.鞭毛11.不属于细菌基本结构的是（)A.鞭毛B.细胞质C.细胞膜D.核质E.细胞壁12.与致病性相关的细菌结构是（)A.中介体B.细胞膜C.异染颗粒D.芽胞E.荚膜13.G+与G-细菌的细胞壁肽聚糖结构的主要区别在于（)A.聚糖骨架B.四肽侧链C.五肽交联桥D.β-1，4糖苷键E.N-乙酰葡糖胺与N-乙酰胞壁酸的排列顺序14.对外界抵抗力最强的细菌结构是A.细胞壁B.荚膜C.芽胞D.核质E.细胞膜15.有关G+菌细胞壁的特点不正确的是A.主要成分是粘肽B.含有磷壁酸C.对青霉素敏感D.含有大量脂多糖E.易被溶菌酶裂解第二章细菌的生理第一节细菌生长繁殖的条件细菌的营养物质H2OCSNS无机盐GF细菌的营养类型第一节细菌生长繁殖的条件自养菌异养菌光能自养菌化能自养菌腐生菌寄生菌第一节细菌生长繁殖的条件充足的营养条件适宜的酸碱度：7.2-7.6适合的温度：37°C必要的气体环境水、碳源、氮源、无机盐、生长因子酸碱度影响酶活个别细菌：嗜冷、嗜热专性需氧菌:结核分枝杆菌微需氧菌：幽门螺杆菌兼性需氧菌：葡萄球菌专性厌氧菌：破伤风梭菌细菌生长繁殖的条件一般为无性繁殖，二分裂法。繁殖一代需20-30分钟细菌的繁殖方式和速度总菌数活菌数培养时间Ⅱ.指数期Ⅲ.稳定期Ⅳ.衰亡期Ⅰ.延滞期细菌数目（个/ml）对数ⅡⅢⅣⅠ细菌的生长曲线细菌群体生长繁殖的规律细菌来到新环境的一个适应过程。特点：(1)代谢活跃，合成并积累所需酶系统;(2)RNA含量明显增多，但DNA的量无变化;(3)细菌数并不增加①迟缓期（lagphase）活菌数呈对数增加酶系活跃，代谢旺盛生长速率最大，代时最短细胞的化学组成及形态，生理特性比较一致该期的病原菌致病力最强，其形态、染色特性及生理活性均较典型，对抗菌药物等的作用较为敏感。②对数期（logarithmicphase）活菌数保持相对稳定，总菌数达最高水平。细菌代谢物积累达到最高峰。芽胞杆菌这时开始形成芽胞。③稳定期(stationaryphase)④衰亡期(deathphase)•细菌死亡数大于增殖数,活菌数明显减少,群体衰落•细胞出现多形态,大小不等的畸形,变成衰退型•细胞死亡,出现自溶现象第二节细菌的代谢产物及意义（一）细