第二章-细菌的形态和结构

上海健康医学院第二章细菌的形态与结构学习目标一、绘出细菌的基本形态和结构模式图二、掌握革兰阳性菌和革兰阴性菌细胞壁的异同三、掌握细菌的特殊结构及医学意义四、熟悉革兰染色方法、结果及意义第一节细菌的大小与形态一、细菌的大小常用光学显微镜来观察。一般以微米（μm）为测量单位。（1微米＝1/1000毫米）球菌的直径约1μm，杆菌平均直径约为1um长约3～5μm二、细菌的形态细菌按其外形，主要有球菌杆菌螺形菌1、球菌脑膜炎奈瑟菌双球菌肺炎链球菌链球菌葡萄球菌2、杆菌不同杆菌的大小、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杆菌的形态多样分枝杆菌双歧杆菌3、螺形菌弧菌螺菌螺杆菌二、细菌的结构基本结构细胞壁细胞膜细胞质核质特殊结构荚膜、鞭毛、菌毛、芽胞一、细菌的基本结构（一）细胞壁(cellwall)是位于细菌细胞最外层，包绕在细胞膜周围，无色透明、坚韧而富有弹性的膜状结构。平均厚度为12——30nm，组成较复杂，并随不同菌种而异。革兰阳性菌革兰阴性菌革兰染色两类细菌细胞壁的共同组分为肽聚糖，但各有其特殊组分。革兰染色法（GramStain）：涂片风干固定结晶紫碘液95%乙醇复红1涂片2干燥3固定上海健康医学院1.用结晶紫染色1min2.用碘液媒染1min3.乙醇脱色0.5-1min4.稀释复红复染1min结晶紫碘液乙醇稀释复红金黄色葡萄球菌革兰染色观察G+,蓝紫色伤寒沙门菌革兰染色观察G－,红色2.抗酸染色法acid-faststain红色蓝色显微镜观察：抗酸性细菌非抗酸性细菌抗酸性细菌非抗酸性细菌1、革兰阳性菌肽聚糖—聚糖骨架、四肽侧链、五肽交联桥（三维立体结构）青霉素作用点溶菌酶作用点N-乙酰葡糖胺N-乙酰胞壁酸2、革兰阴性菌肽聚糖—聚糖骨架、四肽侧链（二维平面结构）壁磷壁酸膜磷壁酸3、革兰阳性菌细胞壁特殊组分——磷壁酸4、革兰阴性菌细胞壁特殊组分——外膜外膜位于肽聚糖外侧，由内向外由脂蛋白、脂质双层和脂多糖三部分组成。外膜脂蛋白连接肽聚糖与脂质双层脂质双层结构类似细胞膜，有选择性通透作用，也可作为噬菌体、性菌毛、或细菌素的受体脂多糖（LPS）即革兰阴性菌内毒素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1-2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+—脂质双层—+脂蛋白—+脂多糖—+细胞壁的功能1、维持菌体固有的形态，保护细菌抵抗低渗环境2、参与菌体内外的物质交换3、菌体表面带有多种抗原分子，可诱发机体的免疫应答。4、与细菌的致病性有关细菌细胞壁缺陷型（细菌L型）细菌细胞壁缺陷型或L型：细胞壁受损后仍能生长和分裂的细菌。在一般环境中不能耐受菌体内的高渗透压而将会涨破死亡。在高渗环境下，仍可存活。某些L型仍有一定的致病力，通常引起慢性感染。临床上有明显症状而标本常规细菌培养阴性者，应考虑细菌L型感染的可能性。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）（二）细胞膜细菌细胞膜的结构与真核细胞者基本相同，由磷脂和多种蛋白质组成，但不含胆固醇。细菌细胞膜的功能与真核细胞者类似，主要有物质转运、生物合成、分泌和呼吸等作用。细菌细胞膜可形成一种特有的结构，称为中介体。中介体中介体：是部分细胞膜内陷、折叠、卷曲形成的囊状物，多见于革兰阳性菌。其功能类似于真核细胞的线粒体，故亦称为拟线粒体。中介体（三）细胞质核糖体：细菌合成蛋白质的场所，游离存在于蛋白质中。质粒：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，控制细菌某些特定的遗传特性。胞质颗粒：细菌细胞质中含有多种颗粒，大多为贮藏的营养物质。其中有一种主要成分是RNA和多偏磷酸盐的颗粒，其嗜碱性强，用亚甲蓝染色时着色较深呈紫色，称为异染颗粒。常见于白喉棒状杆菌，位于菌体两端，故又称极体(polarbody)，有助于鉴定。（四）核质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。细菌是原核细胞，不具有成形的核。细菌的遗传物质称为核质或拟核，无核膜、核仁和有丝分裂器。功能与真核细胞的染色体相似——决定细菌各种遗传性状。二.特殊结构（一）荚膜肺炎链球菌荚膜荚膜2.荚膜的功能——与细菌的致病性有关抗吞噬作用粘附作用抗有害物质的损伤作用微荚膜与荚膜具有相同的功能（二）鞭毛鞭毛菌分类单毛菌双毛菌丛毛菌周毛菌鞭毛是运动器官。有鞭毛的细菌能主动运动，可通过动力试验进行细菌鉴定；鞭毛有抗原性。鞭毛的成分为鞭毛蛋白，并且具有高度的特异性，称为鞭毛抗原（H抗原），可作为细菌分类、分型的依据；有的细菌其鞭毛与致病性有关。鞭毛的功能（三）菌毛菌毛：许多革兰阴性菌和少数革兰阳性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。菌毛蛋白具有抗原性。根据功能不同，菌毛可分为普通菌毛和性菌毛两类。菌毛在普通光学显微镜下看不到，必须用电子显微镜观察。（四）芽胞芽胞：某些细菌在一定的环境条件下，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。芽胞形成后细菌即失去繁殖能力。产生芽胞的都是革兰阳性菌。芽孢折光性强、壁厚、不易着色，经特殊染色光镜下可见细菌形成芽胞的能力是由菌体内的芽胞基因决定的。其形成条件因菌种而异。当营养物质缺乏时易形成芽孢，即为细菌维持生命的特殊形式；芽孢由多层膜结构组成，带有完整的核质、酶系统和合成菌体组分的结构，能保存细菌的全部生命活动的物质。芽孢形成后，细菌即失去繁殖能力；环境适宜时，芽孢则以发芽的形式发育成细菌的繁殖体；一个细菌只形成一个芽胞，一个芽胞发芽也只生成一个菌体，细菌数量并未增加，因而芽胞不是细菌的繁殖方式。与芽胞相比，未形成芽胞而具有繁殖能力的菌体可称为繁殖体。芽胞的意义芽胞的抵抗力强，可在自然界中存在多年，是重要的传染源。但芽胞并不直接引起疾病，只有发芽成为繁殖体后，才能迅速大量繁殖而致病。芽胞抵抗力强，故应以杀灭芽胞作为可靠的灭菌指标。高压蒸汽灭菌法是杀灭芽孢最有效的方法。芽胞抵抗力强的原因：(1)芽胞含水量少，蛋白质受热后不易变性。(2)芽胞具有多层致密的厚膜，理化因素不易透入。(3)含有的DAP与钙结合的盐能提高芽胞中各种酶的稳定性。巩固练习1、G+细菌细胞壁的结构为一层，含有的特有成分是：()A、脂多糖B、脂蛋白C、磷壁酸D、核蛋白2、革兰氏阴性细菌细胞壁中的特有成分是：（）A、肽聚糖B、磷壁酸C、脂蛋白D、脂多糖3、细菌的鞭毛是：（）A、细菌运动的唯一器官B、细菌的一种运动器官C、细菌的一种交配器官D、细菌的繁殖器官4、细菌的芽孢是：（）A、一种繁殖方式B、细菌生长发育的一个阶段C、一种运动器官D、一种细菌接合的通道5、自然界中分离到的细菌，形态各种各样，其中种类最多的是：（）A、球菌B、螺旋菌C、放线菌D、杆菌6、革兰阴性菌内毒素的主要成分是？A、脂蛋白B、类脂AC、核心多糖D、脂质双层E、肽聚糖7、下列哪项不属于细菌的基本结构？A、细胞壁B、细胞膜C、细胞质D、核质E、荚膜8、关于芽胞的描述哪项是错误的？A、芽胞的耐热性与其合成的DPA有关B、芽胞对外界抵抗力强C、芽胞属细菌特殊结构，仅为部分G+菌和G-特有D、芽胞一般在宿主体外或稳定期形成E、芽胞形成受细菌体内基因控制9、在某些条件下，细菌缺少哪种成分仍可能生存？A、细胞膜B、细胞壁C、细胞浆D、核质E、核蛋白体10、革兰氏染色后，G—细菌呈红色，主要是由于？A、细菌等电点高B、酒精脱色后，结晶紫易释出C、核酸含量少D、细菌膜被破坏E、细胞壁通透性降低11、细菌属于原核细胞型微生物的主要依据是？A、含有RNA和DNA两种核酸B、仅有原始核结构，无核膜和核仁C、二分裂方式繁殖D、有细胞壁E、对抗生素敏感