病原6.细菌的形态与结构课件.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第一节 细菌的形态与结构,细菌(bacterium)：,是属原核生物界的一种有细胞壁单细胞微生物。,一.细菌的大小与形态,二.细菌的结构与化学组成,三.细菌形态与结构检查法,一.细菌的大小与形态,观察细菌常用,光学显微镜的油镜,，其大小用测微尺在显微镜下进行测量，以,微米(m),为单位。,细菌按其外形，主要有,球菌,杆菌,螺形菌,形态与结构,细菌的大小与形态,细菌的测量单位：,微米(m),细菌的形态,球菌,杆菌,螺菌,弧菌,螺形菌,球菌,脑膜炎奈瑟菌,双球菌,链球菌,球菌,葡萄球菌,四联球菌,八叠球菌,杆菌,不同杆菌的大小、长短、粗细很不一致。,炭疽芽胞杆菌 3-10 m,大,中,大肠埃希菌 2-3 m,小,布鲁菌 0.6-1.5 m,杆菌的形态多样,杆菌,两端齐平,炭疽芽胞杆菌,两端尖细,白喉棒状杆菌,杆菌,杆菌的形态多样,分枝杆菌,双歧杆菌,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,细菌细胞的构造,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,形态与结构,（一）细菌基本结构,1.细胞壁：,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,1.细胞壁,（1）,革兰染色与细胞壁结构的关系,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,，但各有特殊组分。,革兰染色法：,涂片 风干 固定,结晶紫,碘液 95%乙醇,复红,1min,1min,脱色,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、,1550层,革兰阴性菌：,聚糖骨架、四肽侧链；二维平面结构，疏松、12层,（2）共有组分：肽聚糖,1.肽聚糖,革兰阳性菌,肽聚糖,聚糖骨架、四肽侧链、五肽交联桥,青霉素作用点,溶菌酶作用点,N-乙酰葡糖胺,N-乙酰胞壁酸,五肽交联桥 五个甘氨酸,聚糖骨架 G：N-乙酰葡萄胺,M：N-乙酰胞壁酸,四肽侧链 L-丙、D-谷、L-赖、D-丙,主要成分：,肽聚糖,G+菌,肽聚糖,结构,革兰阳性菌细胞壁的,结构,革兰阴性菌,肽聚糖,聚糖骨架、四肽侧链,（2）肽聚糖,聚糖骨架,：,同G+菌,四肽侧链,：,L-丙、D-谷,DAP、D-丙,G-菌肽聚糖结构:,（3）G+菌壁特有成分,壁磷壁酸,膜磷壁酸,（1）磷壁酸,膜磷壁酸,壁磷壁酸,形态与结构,（2）,特殊表面蛋白,A蛋白、M蛋白,脂蛋白,脂多糖,脂质双层,（4）革兰阴性菌细胞壁特殊组分,特殊组分：,外,膜,脂多糖（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。,革兰阴性菌的菌体抗原（O抗原），有种特异性,缺失，细菌变为粗糙型,肽聚糖,聚糖骨架、四肽侧链、五肽交联桥,革兰阳性菌,磷壁酸,膜磷壁酸、壁磷壁酸,特殊表面蛋白,革兰阳性菌细胞壁的结构特点,肽聚糖,聚糖骨架、四肽侧链,革兰阴性菌,革兰阴性菌细胞壁的结构特点,胞质周围间隙,多种酶和蛋白质,外膜,脂蛋白、脂质双层、脂多糖,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,20-80nm,10-15nm,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,+,外膜,+,脂蛋白,+,脂多糖,+,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,脂多糖,对青霉素的作用,有效,无效,青霉素作用部位为肽聚糖,五肽交联桥,对溶菌酶的作用,有效,无效,溶菌酶作用部位为肽聚糖,聚糖骨架,细 胞 壁,G+菌与G-菌的差别及与细胞壁的关系,(5)细胞壁的功能,1)维持细菌的固有形态、,2)保护细菌抵抗低滲环境,3),参与菌体内外的物质交换,4),决定细菌的免疫原性,5)维持菌体内离子平衡,6)某些成分与致病有关,金黄色葡萄球菌A蛋白：抗吞噬等作用,A群链球菌膜磷壁酸：抗吞噬作用,革兰阴性菌脂多糖：多种生物学效应,概念：,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。,形成条件:,细胞壁中肽聚糖结构受理化或生物因素的直接破坏或合成抑制而形成。如,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。,与医学关系:,仍有一定致病性，,常引起慢性感染及反复发作的感染。,常发生在使用作用细胞壁的抗菌素治疗过程中，临床上遇有症状明显而常规细菌培养阴性者,用抗生素治疗效果不佳。,应考虑此菌感染。,(6)细菌细胞壁缺陷型（细菌L型）,临床分离葡萄球菌L型,葡萄球菌L型回复后,细菌L型,菌落类型,电镜照片,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、呼吸和形成中介体等作用。,2.细胞膜,细胞膜,位于细胞壁内紧包细胞质，结构与真核细胞基本相同。,功,能,细胞膜电镜照片,分泌呼吸,载体蛋白,脂质双层,细胞膜,模式结构图,物质转运,生物合成,白喉杆菌,细胞膜与中介体,中介体,部分细胞膜折叠形成的向内陷入细胞质中的囊状物,功,能,类似真核细胞线粒体，为细菌提供大量能量。,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。,异染颗粒：,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，有助于鉴定。,3.细胞质,细胞质,细胞膜包裹的溶胶状物质,有水、蛋白质、脂类、核酸及少量糖和无机盐组成,细胞质内含有许多重要结构,常见有,核糖体,质粒,胞质颗粒,与真核细胞不同，抗菌素作用部位,染色体外遗传物质，与遗传变异有关,异染颗粒等，可鉴别细菌,异染颗粒,质粒,细菌核蛋白体,电镜照片,4.核质,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。,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。,1.荚膜,概念：,某些细菌在其细胞壁外包绕一层黏液性物质，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细胞的生命活动。,分类：,0.2m荚膜，0.2m 微荚膜,形成条件：,营养丰富,染色：,不易着色，负染（墨汁）,（,二,）,细菌,特殊结构,肺炎链球菌荚膜,1.荚 膜,化学组成：,功能：,产气荚膜杆菌,肺炎链球菌,多糖或多肽,抗吞噬作用,粘附作用,抗干燥作用,抗有害物质损伤作用,肺炎链球菌,1)抗吞噬作用：,荚膜具有抵抗宿主吞噬细胞的作用，因而荚膜是病原菌的重要毒力因子。,2)粘附作用：,荚膜多糖可使细菌彼此之间粘连，也可粘附于组织细胞或无生命物体表面，形成生物膜，是引起感染的重要因素(导管，医院内感染)。,3),抗干燥作用,4)抗有害物质的损伤作用：,荚膜处于细胞的最外层，有保护菌体避免和减少受有害物质的损伤作用。,荚膜的功能,荚膜的临床意义,与致病有关,鉴定分类细菌,2.鞭毛,概念：,许多细菌在菌体上附有细长并呈波状弯曲的丝状物，称为,鞭毛,，是细菌的运动器官。,观察：,需用电子显微镜观察，或经特殊染色法使鞭毛增粗后才能在光镜下看到,类型：,单毛菌,双毛菌,丛毛菌,周毛菌,2.鞭 毛,化学组成：,功能：,鞭毛蛋白,运动器官,临床意义,与致病有关,鉴定分类细菌,鞭毛的,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,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。,菌毛蛋白具有免疫原性。,在普通光学显微镜下看不到，必须用电子显微镜观察。,3.菌毛,菌毛的,种类及特点,普通菌毛：,多，短而细 粘附，致病,性菌毛（F菌毛）:,由F质粒编码，少、粗、长、中空；遗传物质传递,普通菌毛遍布菌细胞表面，每菌可达数百根。,这类菌毛是细菌的粘附结构，能与宿主细胞表面的特异性受体结合，是细菌感染的第一步。因此，,菌毛和细菌的致病性密切相关。,菌毛的受体常为糖蛋白或糖脂，与菌毛结合的特异性决定宿主的易感部位。,（1）普通菌毛,仅见于少数革兰阴性菌。,数量少，1-4根。比普通菌毛长而粗，中空呈管状。,性菌毛由致育因子（F）编码，故又称F菌毛。,带有性菌毛的F,+,菌与无性菌毛的F,-,菌相遇时，性菌毛与其相应受体结合，F,+,菌内的质粒或DNA可通过性菌毛 进入F,-,菌体内，此过程接合。,是遗传物质转移的通道。,（2）性菌毛,3.菌 毛,种类与功能：,菌毛,鞭毛,形态与结构,化学组成：,菌毛蛋白,普通菌毛与致病有关,性菌毛与遗传变异有关,概念：,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，无新陈代谢。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:,芽胞杆菌属、梭菌属,形成条件：,营养缺乏,保存生命必需物质：,核酸、酶、合成菌体成分的结构。,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,4.芽胞,每种细菌形成一种类型其,大小、形状、位置等随菌种而异，有鉴别意义。,炭疽芽胞杆菌,肉毒梭菌,破伤风梭菌,芽胞的结构,芽胞的,功能及,临床意义,抵抗力强:,耐干燥、热、辐射、化学消毒剂、100数小时。是灭菌是否彻底的标准。杀灭芽胞最可靠的方法为高压蒸气灭菌法。,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,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。,显微镜放大法,细菌形体微小，肉眼不能直接看到，必须借助显微镜（普通光学显微镜、电子显微镜）放大后才能观察。,染色法,细菌体小半透明，经染色后才能观察较清楚。,三.细菌形态与结构检查法,革兰染色法：,结晶紫 碘液 95%乙醇 复红,抗酸染色：,石炭酸复红 3%盐酸酒精 美兰,其它特殊染色,（一）染色法,1min,1min,1min,脱色,5min,脱色,革兰阳性,革兰阴性,抗酸染色,（二）显微镜放大法,1.普通光学显微镜,2.电子显微镜,3.暗视野显微镜,4.相差显微镜,5.荧光显微镜,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。,1.普通光学显微镜,（二）显微镜放大法,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。,2.电子显微镜,肺炎链球菌荚膜,荚膜,透射电镜,扫描电镜,