第一章细菌（ bacterium) 的形态与结构

第一章细菌（bacterium)的形态与结构

细菌的大小(Size of Bacteria) • 微米(μm) • 球菌coccus • 杆菌bacillus • 螺形菌spiral bacterium 细菌的形态与排列(Shape of Bacteria)

球菌（coccus）

杆菌（bacillus）

螺形菌（spiral bacterium） • 弧菌 • 螺菌 • 螺杆菌

细菌的结构(Structure of Bacteria) 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

细胞壁( Cell Wall) • 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

共有组分 溶菌酶作用位点 N-乙酰葡糖胺 • 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层青霉素作用位点 β－1，4糖苷键 N-乙酰胞壁酸

特殊组分 革兰阳性菌 • 磷壁酸(teichoic acid) 磷壁醛酸 • 特殊蛋白： A蛋白、M蛋白

Wall teichoic acid (LTA)

革兰阴性菌 • 外膜（outer membrane） • 脂蛋白 • 脂质双层 • 脂多糖LPS LIPID BILAYER

脂多糖（lipopolysaccharide，LPS） （1）脂质A（lipid A） • 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（core polysaccharide） • 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（specific polysaccharide） • 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 • 缺失，细菌变为粗糙型

革兰阳性菌 革兰阴性菌

G+菌与G-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 20-80nm 10-15nm 肽聚糖层数可多达50层 1-2层肽聚糖含量 50%-80% 5%-20% 磷壁酸有无外膜无有

G+菌与G-菌的差别及与细胞壁的关系 项目革兰阳性菌革兰阴性菌细胞壁的关系染色性紫色红色细胞壁对酒精的通透性抗原性主要为磷壁酸主要为外膜细胞壁的化学组成不同毒性无内毒素有内毒素内毒素为阴性菌细胞壁成分对青霉素的作用有效无效作用部位为肽聚糖五肽交联桥对溶菌酶的作用有效无效作用部位为肽聚糖聚糖骨架

功能 • 维持菌体固有的形态，并保护细菌抵抗低渗环境（阳性菌20~25大气压，阴性菌5~6大气压） • 参与菌体内外的物质交换 • 菌体表面带有多种抗原表位，可以诱发机体的免疫应答 • 磷壁酸：重要表面抗原，与血清型分类有关 • 外膜：屏障结构，与致病性相关 LPS

细菌L型（bacterial L form） • 概念：某些药物作用于细菌，可抑制的肽聚糖的合成或破坏细胞壁的结构，在高渗环境下，细菌仍可存活，成为细胞壁缺陷型 • 形成条件：溶菌酶、青霉素、胆汁、溶葡萄球菌素、抗体、补体等

生物学特性：多形性、革兰阴性、高渗培养、生长缓慢、荷包蛋样菌落、可回复生物学特性：多形性、革兰阴性、高渗培养、生长缓慢、荷包蛋样菌落、可回复

与医学的关系： 致病性，常引起慢性和反复发作的感染

细胞膜（cell membrane） • 或称胞质膜（cytoplasmic membrane）， • 细胞壁内侧，包绕细胞质

结构：磷脂、蛋白质 不含胆固醇 • 功能 • 中介体（mesosome）是部分细胞膜内陷、折叠、卷曲形成的囊状物，多见于革兰阳性细菌

红霉素 链霉素细胞质（cytoplasm） • 细胞膜包裹的溶胶状物质，或称原生质（protoplasm），由水、蛋白质、脂类、核酸及少量糖和无机盐组成，其中含有许多重要结构。 • 核糖体（ribosome）RNA和蛋白质沉降系数 70s 50s+30s（真核80s 60s+40s）

质粒（plasmid） • 胞质颗粒异染颗粒 RNA、多偏磷酸盐嗜碱，着色深诊断价值（白喉棒状杆菌）

核质（nuclear material） • 原核细胞，不具成形的核。遗传物质称为核质或拟核（nucleoid）， • 无核膜、核仁和有丝分裂器；因其功能与真核细胞的染色体相似，决定细菌的遗传变异，亦称细菌的染色体（chromosome） • 一般为单倍体，是一个共价闭合环状双链DNA 分子 • 大肠埃希菌核质分子量约3×10 9Dal ，长度1.1mm，4.7×10 6 碱基，约3000~5000个基因

特殊结构荚膜（capsule） • 概念：某些细菌在其细胞壁外包绕一层粘液性物质，为疏水性多糖或蛋白质的多聚体，用理化方法去除后并不影响菌细胞的生命活动 • ≥0.2μm荚膜，＜ 0.2μm 微荚膜 • 化学组成：多糖/多肽 • 形成条件：营养丰富 • 染色：不易着色，负染（墨汁）

荚膜的功能 • 抗吞噬作用肺炎链球菌 • 粘附作用导管，医院内感染 • 抗有害物质的损伤作用

鞭毛（flagellum） • 概念：许多细菌菌体上附有细长并呈波状弯曲的丝状物。鞭毛长5~20μm，直径12~30nm • 数量与部位：① 单毛菌② 双毛菌③ 丛毛菌④ 周毛菌 • 化学组成：鞭毛蛋白

结构从细胞膜长出，游离于胞外

功能 • 细菌的运动器官 • 有些细菌的鞭毛与致病性有关 • 根据鞭毛菌的动力和鞭毛的抗原性（H抗原），可用以鉴定细菌和进行细菌分类

菌毛（pilus或fimbriae） • 概念：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。（电镜观察） • 种类及功能普通菌毛ordinary pilus 性菌毛sex pilus（F菌毛）由F质粒编码普通菌毛多，短而细粘附，致病性菌毛少，粗、长、中空遗传物质传递

性菌毛：接合，毒力、耐药性等性状的遗传物质传递。性菌毛：接合，毒力、耐药性等性状的遗传物质传递。普通菌毛：细菌的粘附结构，与宿主细胞表面特异性受体结合，与致病性密切相关

F+ F- F+ F- F+ F+ F+ F+

芽胞(spore） • 某些革兰阳性细菌在一定的环境条件下，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 • 芽胞杆菌属、梭菌属

形成条件：营养缺乏 • 保存全部生命必需物质：核酸、酶、合成菌体成分的结构 • 休眠状态，无新陈代谢 • 可发芽 1个细菌→1个芽胞→1个细菌细菌——繁殖体芽胞——休眠体 • 每种细菌形成一种类型芽胞

功能 • 抵抗力强。耐干燥、热、辐射、化学消毒剂 100℃数小时消毒灭菌是否彻底的标准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

细菌形态与结构检查法 放大法 • 普通光学显微镜（light microscope） • 电子显微镜（electron microscope） • 暗视野显微镜（darkfield microscope） • 相差显微镜（phase contrast microscope） • 荧光显微镜（fluorescence microscope） • 同焦点显微镜（cofocal microscope）

染色法 • 最常用最重要的染色法革兰染色法（Gram stain）

第一章细菌（ bacterium) 的形态与结构