1、第一章 細(xì)菌的形態(tài)與結(jié)構(gòu),細(xì)菌(bacterium)是屬原核生物界(prokaryotae)的 一種單細(xì)胞微生物。 第一節(jié) 細(xì)菌的大小與形態(tài) 第二節(jié) 細(xì)菌的結(jié)構(gòu) 第三節(jié) 細(xì)菌形態(tài)與結(jié)構(gòu)檢查法,第一節(jié) 細(xì)菌的形態(tài)和結(jié)構(gòu),原核細(xì)胞型微生物，體積微小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，以二分裂方式反繁殖，在一定條件下有相應(yīng)恒定的形態(tài)和結(jié)構(gòu)。,細(xì)菌（bacterium）,一 細(xì)菌的大小和形態(tài),以微米為單位，不同時(shí)期外形不同 . 球菌 桿菌 螺形菌,大小,形態(tài),二、細(xì)菌的形態(tài)：,二 細(xì)菌的結(jié)構(gòu),細(xì)胞壁 細(xì)胞膜 細(xì)胞質(zhì) 核質(zhì) 莢膜 鞭毛 菌毛 芽孢,基本結(jié)構(gòu),特殊結(jié)構(gòu),2020/9/29,7,第一章 細(xì)菌的形態(tài)和結(jié)構(gòu),觀(guān)察細(xì)菌常

2、用光學(xué)顯微鏡，其大小用測(cè)微尺在顯微鏡下進(jìn)行測(cè)量，以微米(m)為單位。不同種類(lèi)的細(xì)菌大小不一，同一種細(xì)菌也因菌齡和環(huán)境因素的影響而有差異。 細(xì)菌按其外形，主要有,球菌 桿菌 螺形菌,細(xì)菌細(xì)胞的大小,細(xì)胞的大小是細(xì)菌分類(lèi)特征,不同細(xì)菌細(xì)胞大小不同,同一細(xì)菌的不同菌齡細(xì)胞大小不同,細(xì)菌細(xì)胞大小還與營(yíng)養(yǎng)等因素相關(guān),細(xì)胞大小的測(cè)量結(jié)果只是近似值或平均值,細(xì)菌電子顯微鏡照片,細(xì)菌細(xì)胞的大小,普通光學(xué)顯微鏡下用測(cè)微尺測(cè)細(xì)菌大小,柄細(xì)菌,其他形狀的細(xì)菌,柄細(xì)菌(Caulobacter bacterroides),變形菌,Different Shapes,Fig. 4.11,Fig. 4.11,一、球菌(coc

3、cus)：葡萄球菌、鏈球菌、雙球菌,葡萄球菌(streptococcus),鏈球菌(streptococcus),球菌(coccus),腦膜炎奈瑟菌,雙球菌(diplococcus),球菌(coccus),四聯(lián)球菌(tetrad),球菌(coccus),八疊球菌(sarcina),二、桿菌(bacillus)：?jiǎn)螚U菌、鏈桿菌,不同桿菌的大小、長(zhǎng)短、粗細(xì)很不一致。,桿菌(bacillus),桿菌的形態(tài)多樣,桿菌(bacillus),桿菌的形態(tài)多樣,分枝桿菌,雙歧桿菌,大腸桿菌,三、螺形菌(spiral bacterium),弧形霍亂菌,淋病球菌,幽門(mén)螺旋菌,左：顯微數(shù)碼攝像,右：結(jié)構(gòu)示意圖,第二

4、節(jié) 細(xì)菌的結(jié)構(gòu),一. 基本結(jié)構(gòu),（一）細(xì)胞壁(cell wall),兩類(lèi)細(xì)菌細(xì)胞壁的共同組分為肽聚糖，但各有其特殊組分。,革蘭染色法： 涂片 風(fēng)干 固定 結(jié)晶紫 碘液 95%乙醇 復(fù)紅,革蘭染色法： 結(jié)晶紫 碘液 95%乙醇 復(fù)紅 抗酸染色： 石炭酸復(fù)紅 3%鹽酸酒精 美蘭 其它特殊染色,染色法,革蘭陽(yáng)性 革蘭陰性,抗酸染色,2。1。2,細(xì)菌細(xì)胞的結(jié)構(gòu),a.細(xì)菌細(xì)胞壁（cell wall）的結(jié)構(gòu),細(xì)胞壁,革蘭氏陽(yáng)性菌 （G+ ） 肽聚糖： 聚糖骨架 四肽側(cè)鏈 五肽交聯(lián)橋 磷壁酸 表面抗原 調(diào)節(jié)離子通過(guò) 革蘭氏陰性菌 （G-） 肽聚糖 ：聚糖骨架 四肽側(cè)鏈 外膜 ： 脂蛋白 脂質(zhì)雙層 脂多糖 脂

5、質(zhì)A 核心多糖 特異多糖,（一）化學(xué)成分,革蘭陽(yáng)性菌的肽聚糖結(jié)構(gòu),G- 菌 肽 聚 糖 結(jié) 構(gòu),( DAP-二氯基庚二酸 ）,聚糖骨架：同G+ 菌 四肽側(cè)鏈：L-丙、D-谷、DAP、D-丙,革蘭陽(yáng)性菌的細(xì)胞壁,細(xì)胞膜,細(xì)胞質(zhì),磷壁酸,肽聚糖,肽聚糖,革蘭陰性菌的細(xì)胞壁,脂多糖,細(xì)胞質(zhì),細(xì)胞膜,脂蛋白,外膜,外膜蛋白,周漿間隙,c.細(xì)胞壁化學(xué)組成,高等植物 纖維素,霉菌 幾丁質(zhì),酵母 甘露聚糖，葡聚糖,細(xì)菌,肽聚糖,N乙酰葡萄糖胺 N乙酰胞壁酸 短肽,脂多糖,磷壁酸,1. 肽聚糖(peptidoglycan),革蘭陽(yáng)性菌肽聚糖聚糖骨架、四肽側(cè)鏈、五肽交聯(lián)橋,革蘭陰性菌肽聚糖聚糖骨架、四肽側(cè)鏈,1

6、. 肽聚糖(peptidoglycan),2. 革蘭陽(yáng)性菌細(xì)胞壁特殊組分,3. 革蘭陰性菌細(xì)胞壁特殊組分,3. 革蘭陰性菌細(xì)胞壁特殊組分,脂多糖(lipopolysaccharid,LPS),革蘭陽(yáng)性菌與陰性菌細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)比較,肽聚糖,細(xì)胞質(zhì)膜,外壁層,Gram positive bacteria, G+,Gram negative bacteria, G,細(xì)菌的細(xì)胞壁(粉紅色以外的部分),肽聚 糖,質(zhì) 膜,外壁層,周質(zhì)空間,革蘭氏陽(yáng)性,革蘭氏陰性,細(xì)胞壁拋面結(jié)構(gòu),b.細(xì)胞壁的功能,固定細(xì)胞外形 協(xié)助鞭毛運(yùn)動(dòng) 保護(hù)細(xì)胞免受外力的損傷 為正常細(xì)胞分裂所必需 阻攔有害物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞 與細(xì)菌的抗原性、致

7、病性和對(duì)噬菌體的敏感性密切相關(guān),細(xì)菌細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)與真核細(xì)胞者基本相同，由磷脂和多種蛋白質(zhì)組成，但不含膽固醇。 細(xì)菌細(xì)胞膜的功能與真核細(xì)胞者類(lèi)似，主要有物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)、生物合成、分泌和呼吸等作用。 細(xì)菌細(xì)胞膜可形成一種特有的結(jié)構(gòu)，稱(chēng)為中介體。,（二）細(xì)胞膜 (cell membrane),細(xì)菌的細(xì)胞膜,概念：位于細(xì)胞壁內(nèi)側(cè)，緊包在細(xì)胞質(zhì)外的一層有彈性、具有半透性的生物膜。 功能： 物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)（選擇性通透作用） 呼吸作用（與能量的產(chǎn)生儲(chǔ)存和利用有關(guān)） 生物合成和分泌 形成中介體（細(xì)胞膜向細(xì)胞漿內(nèi)陷折疊成囊狀物，具有參與細(xì)胞呼吸、生物合成及有絲分裂的功能）,中介體：是部分細(xì)胞膜內(nèi)陷、折疊、卷曲形成的囊狀物，

8、多見(jiàn)于革蘭陽(yáng)性菌。其功能類(lèi)似于真核細(xì)胞的線(xiàn)粒體，故亦稱(chēng)為線(xiàn)粒體(chondroid)。,中介體(mesosome),a:內(nèi)嵌蛋白;b、c:內(nèi)嵌蛋白或整合蛋白 d:外周蛋白;e:多酶復(fù)合體;f:脂雙分子層,1.細(xì)胞膜,f,細(xì)菌染色體DNA的復(fù)制模式,核糖體(ribosome)：細(xì)菌合成蛋白質(zhì)的場(chǎng)所，游離存在于蛋白質(zhì)中。 質(zhì)粒(plasmid)：染色體外的遺傳物質(zhì)，存在于細(xì)胞質(zhì)中。為閉合環(huán)狀的雙鏈DNA，控制細(xì)菌某些特定的遺傳特性。 細(xì)菌細(xì)胞質(zhì)中含有多種顆粒，大多為貯藏的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。其中有一種主要成分是RNA和多偏磷酸鹽的顆粒，其嗜堿性強(qiáng)，用亞甲藍(lán)染色時(shí)著色較深呈紫色，稱(chēng)為異染顆粒(metachro

9、matic granule)。常見(jiàn)于白喉棒狀桿菌，位于菌體兩端，故又稱(chēng)極體(polar body)，有助于鑒定。,（三）細(xì)胞質(zhì) (cytoplasm),細(xì)菌的細(xì)胞質(zhì),結(jié)構(gòu)和功能 核糖體 蛋白質(zhì)合成場(chǎng)所，由蛋白質(zhì)和核酸組成的胞漿 顆粒，是抗菌藥物選擇作用的靶點(diǎn)。 四環(huán)素類(lèi)、大環(huán)內(nèi)酯類(lèi)、氨基糖甙類(lèi) 質(zhì)粒 可以獨(dú)立復(fù)制。 不是細(xì)菌生命所必須的。 可以在細(xì)菌之間相互轉(zhuǎn)移。 與耐藥性、基因工程有關(guān) 胞質(zhì)顆粒 本質(zhì)是細(xì)菌的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。 與細(xì)菌診斷有關(guān)。如巴氏桿菌的異染顆粒。,核糖體亞基連在,核糖體（Ribosome),多聚核糖體,、,核糖體亞基 釋 放,質(zhì)粒 染色體,質(zhì)粒(circular covalent

10、ly closed DNA ),質(zhì)粒功能,R因子：與抗藥性有關(guān),F因子：與有性接合有關(guān),其他質(zhì)粒：與抗生素，色素合成有關(guān),基因工程中作為目的基因載體,一. 基本結(jié)構(gòu),（四）核質(zhì) (nuclear material),細(xì)菌是原核細(xì)胞，不具有成形的核。細(xì)菌的遺傳物質(zhì)稱(chēng)為核質(zhì)或擬核，無(wú)核膜、核仁和有絲分裂器。功能與真核細(xì)胞的染色體相似。 核質(zhì)由單一密閉環(huán)狀DNA分子反復(fù)回旋卷曲盤(pán)繞組成松散網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。,細(xì)菌的核質(zhì),擬核 原核細(xì)胞無(wú)核膜、核仁，染色體集中 于胞漿中的某一區(qū)域，由裸露的雙股 DNA反復(fù)折疊形成的超螺旋結(jié)構(gòu)，具 有細(xì)胞核功能，控制著細(xì)菌的遺傳和 變異等生物學(xué)性狀。 喹諾酮類(lèi)藥物靶點(diǎn)，磺胺類(lèi)作

11、用部位,3.核區(qū)（nuclear region or area）,又稱(chēng)核質(zhì)體、原核、擬核、核基因組(genome）,是一個(gè)大型環(huán)狀DNA分子。長(zhǎng)度為0.25-3.00mm,每個(gè)細(xì)胞所含的核區(qū)數(shù)一般14個(gè),細(xì)菌除在染色體復(fù)制時(shí)間內(nèi)呈雙倍體外,一般均為單倍體,二. 特殊結(jié)構(gòu),（一）莢膜 (capsule),莢膜：某些細(xì)菌在其細(xì)胞壁外包繞一層黏液性物質(zhì)，為疏水性多糖或蛋白質(zhì)的多聚體，用理化方法去除后并不影響細(xì)胞的生命活動(dòng)。,細(xì)菌的莢膜(capsule),概念 細(xì)菌生長(zhǎng)過(guò)程中，合成并向細(xì)胞外分泌的粘液性物質(zhì)，多糖和多肽成分. 形成和特性 營(yíng)養(yǎng)要求高(動(dòng)物體內(nèi)血清火塘的培養(yǎng)基上才能生長(zhǎng))， 普通染色法不

12、著色,特殊染色可染成和菌體不同的顏色。 功能及醫(yī)學(xué)意義 抗原性: 鑒別分型 抗吞噬功能 (與細(xì)菌毒力有關(guān)) 抗溶酶體補(bǔ)體對(duì)細(xì)菌的損傷 抗干燥,糖被(glycocalyx),細(xì)菌負(fù)染后相差顯微鏡圖片（示莢膜）,大多數(shù)細(xì)菌的莢膜是多糖，炭疽芽胞桿菌、鼠疫耶氏菌等少數(shù)菌的莢膜為多肽。 多糖分子組成和構(gòu)成的多樣化使其結(jié)構(gòu)極為復(fù)雜，成為血清學(xué)分型的基礎(chǔ)。 莢膜的形成需要能量，與環(huán)境條件有密切關(guān)系。有莢膜的細(xì)菌形成粘液(M)或光滑(S)菌落，失去莢膜后其菌落邊為粗糙型（R）型。,1. 莢膜的化學(xué)組成,莢膜成分,多糖,純多糖,雜多糖,多肽和多糖,蛋白質(zhì),葡聚糖,纖維素,果聚糖,多肽,海藻酸,透明質(zhì)酸,聚-D

13、-谷氨酸,抗吞噬作用：莢膜具有抵抗宿主吞噬細(xì)胞的作用，因而莢膜是病原菌的重要毒力因子。 粘附作用：莢膜多糖可使細(xì)菌彼此之間粘連，也可粘附于組織細(xì)胞或無(wú)生命物體表面，形成生物膜，是引起感染的重要因素。 抗有害物質(zhì)的損傷作用：莢膜處于細(xì)胞的最外層，有保護(hù)菌體避免和減少受有害物質(zhì)的損傷作用。,2. 莢膜的功能,二. 特殊結(jié)構(gòu),（一）鞭毛 (flagellum),許多細(xì)菌在菌體上附有細(xì)長(zhǎng)并呈波狀彎曲的絲狀物，稱(chēng)為鞭毛，是細(xì)菌的運(yùn)動(dòng)器官。 鞭毛需用電子顯微鏡觀(guān)察，或經(jīng)特殊染色法使鞭毛增粗后才能在光鏡下看到。,鞭毛菌分類(lèi),單毛菌,雙毛菌,叢毛菌,周毛菌,1. 鞭毛的結(jié)構(gòu),鞭毛是運(yùn)動(dòng)器官。 鞭毛有抗原性。,

14、2. 鞭毛的功能,二. 特殊結(jié)構(gòu),菌毛：許多革蘭陰性菌和少數(shù)革蘭陽(yáng)性菌菌體表面存在著一種比鞭毛更細(xì)、更短而直硬的絲狀物，與細(xì)菌的運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)。 菌毛蛋白具有抗原性。 根據(jù)功能不同，菌毛可分為普通菌毛和性菌毛兩類(lèi)。 菌毛在普通光學(xué)顯微鏡下看不到，必須用電子顯微鏡觀(guān)察。,（二）菌毛 (filus/fimbriae),普通菌毛遍布菌細(xì)胞表面，每菌可達(dá)數(shù)百根。 這類(lèi)菌毛是細(xì)菌的粘附結(jié)構(gòu)，能與宿主細(xì)胞表面的特異性受體結(jié)合，是細(xì)菌感染的第一部。因此，菌毛和細(xì)菌的致病性密切相關(guān)。 菌毛的受體常為糖蛋白或糖脂，與菌毛結(jié)合的特異性決定的宿主的易感部位。 如果紅細(xì)胞表面具有菌毛受體的相似成分，不同的菌毛引起不同類(lèi)型的

15、紅細(xì)胞凝集血凝（hemagglutination,HA),1. 普通菌毛(ordinary pilus),僅見(jiàn)于少數(shù)革蘭陰性菌。 數(shù)量少，1-4根。 比普通菌毛長(zhǎng)而粗，中空呈管狀。 性菌毛由致育因子（F）編碼，故又稱(chēng)F菌毛。 帶有性菌毛的F+菌與無(wú)性菌毛的F-菌相遇時(shí)，性菌毛與其相應(yīng)受體結(jié)合，F(xiàn)+菌內(nèi)的質(zhì)粒或DNA可通過(guò)性菌毛 進(jìn)入F-菌體內(nèi)，此過(guò)程接合(conjugation)。 性菌毛是某些噬菌體吸附于菌細(xì)胞的受體。,2. 性菌毛(sex pilus),菌毛,菌毛蛋白 0.007-0.0090.5-20um 由菌毛蛋白亞基卷成中 1-數(shù)百根 空螺旋 附著，接合細(xì)胞質(zhì) 許多G桿菌和球菌,細(xì)菌

16、的鞭毛和菌毛的比較,二. 特殊結(jié)構(gòu),芽胞：某些細(xì)菌在一定的環(huán)境條件下，能在菌體內(nèi)部形成一個(gè)圓形或卵圓形小體，是細(xì)菌的休眠形式。芽胞形成后細(xì)菌即失去繁殖能力。 產(chǎn)生芽胞的都是革蘭陽(yáng)性菌。,（三）芽胞 (spore),細(xì)菌形成芽胞的能力是由菌體內(nèi)的芽胞基因決定的。芽胞一般只在動(dòng)物體外才能形成，其形成條件因菌種而異。 一個(gè)細(xì)菌只形成一個(gè)芽胞，一個(gè)芽胞發(fā)芽也只生成一個(gè)菌體，細(xì)菌數(shù)量并未增加，因而芽胞不是細(xì)菌的繁殖方式。與芽胞相比，未形成芽胞而具有繁殖能力的菌體可稱(chēng)為繁殖體(vegetative form)。,1. 芽胞的形成與發(fā)芽,細(xì)菌芽孢在光學(xué)顯微鏡下的形態(tài)及其在胞內(nèi)的位置,某些細(xì)菌在其生長(zhǎng)發(fā)育后期

17、 ， 在細(xì)胞內(nèi)形成一個(gè)圓形或橢圓形、厚壁、含水量極低、抗逆性極強(qiáng)的休眠體,由于一個(gè)營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞內(nèi)僅生成一個(gè)芽孢，無(wú)繁殖功能,芽孢是生物界中抗性最強(qiáng)的生命體。,芽孢在普通條件下可保持幾年至幾十年的生活力。,4.芽孢(endospore/spore),芽胞的大小、形狀、位置等隨菌種而異，有重要的鑒別意義。,芽胞的結(jié)構(gòu),芽胞的抵抗力強(qiáng)，可在自然界中存在多年，是重要的傳染源。但芽胞并不直接引起疾病，只有發(fā)芽成為繁殖體后，才能迅速大量繁殖而致病。 芽胞抵抗力強(qiáng)，故應(yīng)以殺滅芽胞作為可靠的滅菌指標(biāo)。 芽胞抵抗力強(qiáng)的原因： (1)芽胞含水量少，蛋白質(zhì)受熱后不易變性。 (2)芽胞具有多層致密的厚膜，理化因素不易透入

18、。 (3)含有的DAP與鈣結(jié)合的鹽能提高芽胞中各種酶的穩(wěn)定性。,2. 芽胞的功能,細(xì)菌的鞭毛,概念 細(xì)菌表面細(xì)長(zhǎng)而彎曲的蛋白質(zhì)絲狀物 。 功能 細(xì)菌的運(yùn)動(dòng)器官。 某些細(xì)菌的鞭毛與致病性有關(guān)。 鑒別細(xì)菌。,細(xì)菌的菌毛,概念 細(xì)菌表面比鞭毛更細(xì)，短而直，數(shù)目較多的 蛋白質(zhì)絲狀物。 分類(lèi)和功能 普通菌毛 布滿(mǎn)菌體，細(xì)菌的黏附器官，細(xì)菌致病 的因素。 性菌毛 主要見(jiàn)于革蘭氏陰性菌，數(shù)量少， 比普通長(zhǎng)而粗，呈中空管狀，由致育因子F質(zhì)粒編碼。參與基因物質(zhì)的轉(zhuǎn)移；是噬菌體吸附于菌細(xì)胞的受體。,細(xì)菌的芽孢,概念 某些細(xì)菌在一定條件下形成一個(gè)圓形或卵圓形小體， 具有完整的細(xì)菌結(jié)構(gòu)，能保持細(xì)菌的生命活性。 形成和特性 1、營(yíng)養(yǎng)缺乏的條件下形成。 2、條件恢復(fù)以后，芽孢重新發(fā)芽生成細(xì)菌。 3、是細(xì)菌的休眠形式。 功能和醫(yī)學(xué)意義 1、 抵抗力強(qiáng)（作為消毒滅菌的指標(biāo)）。 2、不直接引起疾病，但發(fā)芽成繁殖體后迅速引起疾病。 3、鑒別細(xì)菌（芽孢的大小、形態(tài)、位置）。,普通光學(xué)顯微鏡的分辨率為0.25um。一般細(xì)菌都大于0.25um，故可用普通光學(xué)顯微鏡觀(guān)察。,普通光學(xué)顯微鏡(light microscope),顯微鏡放大法,電子顯微鏡的分辨率為1nm。不僅能看清細(xì)菌的外形，內(nèi)部超微結(jié)構(gòu)可一覽無(wú)余。,電子顯微鏡(electron micr