细菌形态与结构细菌生理.pptx

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1、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（35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，细菌变为粗糙型第1页/共61页第2页/共61页革兰阳性菌革兰阳性菌革兰阴性菌革兰阴性菌第3页/共61页G+菌与G-菌细胞

2、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 可多达可多达5050层层 1-2层肽聚糖含量 50%-80%5%-20%磷壁酸 有有 无 外膜 无 有有青霉素作用青霉素作用 有效有效 无效无效第4页/共61页功能维持菌体固有的形态，并保护细菌抵抗低渗环境（G+菌2025大气压，G-菌56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 第5页/共61页细菌L型（bacterial L form）概念：其主要特征是细胞壁完全或

3、部分消失，故又命为细胞壁缺陷菌（cell wall deficient bacteria）。1935年英国Lister研究所的Klieneberger首先在念珠状链杆菌的培养物中发现一种菌落形态类似支原体的微生物，并以其所在的Lister研究所第一个字母L命名为L型细菌。自然或人为诱导，如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。形成条件：溶菌酶、青霉素、胆汁、溶葡萄球菌素、抗体、补体等第6页/共61页生物学特性：多形性、革兰阴性、高渗培养、生长缓慢、荷包蛋样菌落、可回复第7页/共61页p与医学的关系：与医学的关系：临床上遇有症状明显但常规培养隐形者需考虑细菌L型分离第8页/

4、共61页 细胞膜（cell membrane）或称胞质膜（cytoplasmic membrane），细胞壁内侧，包绕细胞质细菌的基本结构细菌的基本结构细菌的基本结构细菌的基本结构第9页/共61页组成：磷脂、蛋白质 不含胆固醇功能：物质转运、生物合成、分泌、呼吸、信号转导中介体（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；青霉素结合蛋白；蛋白分泌系统；双组分信号转导系统第10页/共61页细胞质（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，其中含有核糖

5、体等许多重要结构。核糖体（ribosome）：蛋白质合成场所；RNA和蛋白质；沉 降 系 数 为 70s，50s+30s（真 核 80s，60s+40s）链霉素链霉素红霉素红霉素细菌的基本结构细菌的基本结构细菌的基本结构细菌的基本结构第11页/共61页质粒（plasmid）：染色体外遗传物质；编码菌毛，毒素，抗药性 胞质颗粒：储藏营养物的糖原、淀粉等，又称内含物；异异染染颗颗粒粒RNA、多偏磷酸盐，嗜碱，着 色深，具诊断价值（白喉棒状杆菌）第12页/共61页核质（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

6、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分子大肠埃希基因组长度1.1mm，4.710 6 碱基，约30005000个基因 细菌的基本结构细菌的基本结构细菌的基本结构细菌的基本结构第13页/共61页荚膜（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 0.2m荚膜，0.2m 微荚膜化学组成：多糖，少数为多肽形成条件：营养丰富 染色：不易着色，负染（墨汁）细菌的特殊结构细菌的特殊结构细菌的特殊结构细菌的特殊结构第14页/共6

7、1页荚膜的功能抗吞噬作用 肺炎链球菌粘附作用 生物膜(biofilm)形成,引起感染的重要因素抗有害物质的损伤作用鉴别细菌及细菌分型第15页/共61页鞭毛（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520m，直径1230nm 数量与部位：单毛菌 双毛菌 丛毛菌 周毛菌化学组成：鞭毛蛋白 细菌的特殊结构细菌的特殊结构细菌的特殊结构细菌的特殊结构第16页/共61页第17页/共61页从细胞膜长出，游离于胞外结构第18页/共61页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 第19页/共61页菌毛

8、（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。须电镜观察。种类及功能 普通菌毛ordinary pilus 多，短而细；粘附作用，与致病有关性菌毛sex pilus（F菌毛）少，粗、长；中空，由F质粒编码；遗传物质传递，完成接合（conjugation）过程。细菌的特殊结构细菌的特殊结构细菌的特殊结构细菌的特殊结构第20页/共61页普通菌毛：细菌的粘附结构，与宿主细胞表面特异性受体结合，与致病性密切相关性菌毛性菌毛：接合，毒力、耐药性等性状的遗传物质传递。第21页/共61页F+F-F+F-F+F+F+F

9、F+第22页/共61页芽胞(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，是细菌处于代谢相对静止的休眠形式休眠形式芽胞杆菌属、梭菌属 细菌的特殊结构细菌的特殊结构细菌的特殊结构细菌的特殊结构第23页/共61页形成条件：营养缺乏条件，或氧气缺乏或充足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 而 芽胞休眠体每种细菌形成一种类型芽胞第24页/共61页破伤风梭菌（光镜）第25页/共61页功能抵抗力强：耐干燥、热、辐射、化学消毒剂 有的芽孢耐100数小时 消毒灭菌是否彻底的标准 最可靠方法为

10、高压蒸气灭菌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：第26页/共61页细菌形态与结构检查法普通光学显微镜（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）放大法放大法第27页/共61页染色法细菌体小半透明，经染色放大后才能观察较清楚。可将细菌染色法分为单染色法和复染色法；方法有革

11、兰染色法、抗酸染色法、以及荚膜、芽胞等特殊染色法最常用最重要的染色法 革兰染色法（革兰染色法（Gram stain）由丹麦细 菌学家革兰（Hans Christian Gram)于1884年创建 结晶紫碘（深紫色）结晶紫碘（深紫色）9595乙醇乙醇 复红复红第28页/共61页p革兰染色法应用：革兰染色法应用：在鉴别细菌、选择抗菌药物、研究细菌致病性等方面都具有极其重要的意义。第29页/共61页第3章 细菌生理学 (Physiology)第30页/共61页细菌的理化性质 细菌的化学组成 水、无机盐、蛋白质、糖类、脂质和核酸等。特有的成分：肽聚糖、胞壁酸、磷壁酸、D型氨基酸等细菌的物理性质：光学性

12、质：半透明；比浊法或分光光度法估测数量 表面积：相对表面积大 带电现象：G+菌pI为23，G-pI为45 半透性：小分子物质通过 渗透压：G+菌渗透压为2025大气压，G-为56个第31页/共61页细菌的营养类型 根据细菌所利用的能源和碳源的不同，将细菌分为两大营养类型。自养菌自养菌（autotroph）以简单无机物为原料合成菌体成分 化能自养菌 光能自养菌异养菌异养菌（heterotroph）以多种有机物为原料合成菌体成分，并获得能量 腐生菌 寄生菌 大部分病原菌大部分病原菌第32页/共61页细菌的营养物质水碳源氮源无机盐生长因子growth factor：细菌生长必需，而自身不能合成的化合

13、物 如维生素、某些氨基酸、嘌呤、嘧啶等 流感嗜血杆菌 X因子（高铁血红素）V因子（辅酶或）第33页/共61页影响细菌生长的环境因素 营养物质 充足的营养物质可以为细菌的新陈代谢及生长繁殖提供必要的原料和充足的能量。氢离子浓度(pH)大多数嗜中性细菌（neutrophile）pH 6.08.0；嗜酸性细菌（acidophile）pH8.5。多数病原菌最适pH为7.27.6，在宿主体内极易生存。个别细菌如霍乱弧菌在pH8.49.2生长最好，结核分枝杆菌生长的最适pH为6.56.8。第34页/共61页温度 根据细菌对温度的要求将细菌分为嗜冷菌(psychrophile)、嗜温菌(mesophile)

14、和嗜热菌(thermophile)。病原菌在长期进化过程中适应人体环境，均为嗜温菌，最适生长温度为人的体温，即37。渗透压 大多数细菌的生长需要等渗或低渗环境。第35页/共61页 气体 根据细菌代谢时对分子氧的需要与否，可以分为四类专性厌氧菌在有氧环境中不能生长，可能由于下述原因：1）缺乏氧化还原电势高的呼吸酶：细胞色素、细胞色素氧化酶；2）缺乏分解有毒氧基团的酶：SOD、触酶、过氧化物酶第36页/共61页细菌的生长繁殖个体繁殖：二分裂方式（binary fission）代时(generation time)：多数为2030 min；结核结核分枝杆菌分枝杆菌181820hr20hr第37页/共

15、61页第38页/共61页细菌群体的生长繁殖1迟缓期(lag phase)2对数期(logarithmic phase)3稳定期(stationary phase)4衰亡期(decline phase)第39页/共61页细菌的生长曲线growth curve迟缓 对数期对数期 稳定期 期衰亡期 活菌数的对数培养时间迟缓 对数期对数期 稳定期 期衰亡期 第40页/共61页细菌的能量代谢呼吸 以无机物为受氢体 以分子氧为受氢体有氧呼吸发酵 以有机物为受氢体第41页/共61页细菌的分解代谢产物与生化反应 细菌的酶不一样，对营养物质的分解能力不一样细菌的生化反应试验糖发酵试验 葡萄糖 HCOOH 脱氢酶

16、 CO2+H2 大肠埃希菌 产酸、产气 伤寒沙门菌 产酸、不产气第42页/共61页 VP（Voges-Proskauer）试验葡萄糖丙酮酸乙酰甲基甲醇 二乙酰红色化合物 胍基化合物 产气肠杆菌葡萄糖丙酮酸 乙酰甲基甲醇 大肠埃希菌第43页/共61页M 甲基红（甲基红（methyl red）实验实验葡萄糖丙酮酸乙酰甲基甲醇 甲基红 -产气肠杆菌产气肠杆菌葡萄糖丙酮酸 甲基红 +大肠埃希菌大肠埃希菌-+第44页/共61页C-枸橼酸盐利用（citrate utilization）试验利用枸橼酸盐生长 +产气肠杆菌产气肠杆菌不能利用 -大肠埃希菌大肠埃希菌 -+第45页/共61页 I 吲哚（indol

17、）试验色氨酸色氨酸吲哚吲哚玫瑰吲哚玫瑰吲哚 吲哚试剂吲哚试剂 -+第46页/共61页IMViC试验-鉴定肠道杆菌I-吲哚（indol）试验M -甲基红（methyl red）试验V -VP（Voges-Proskauer）试验C -枸橼酸盐利用（citrate utilization）试验第47页/共61页 I M Vi C 试验 大肠埃希菌 +-产气肠杆菌 -+第48页/共61页硫化氢试验 +（FeS黑色）尿素酶试验 尿素氨氨 酚红第49页/共61页合成代谢产物热原质（pyrogen）细菌合成的一种注入人体或动物体内能引起发热反应的物质 LPS 耐高温 去除方法：250干烤、蒸馏、吸附剂等

18、制备和使用注射药品过程无菌操作毒素与侵袭性酶 外毒素、卵磷脂酶色素 抗生素 某些微生物代谢过程中产生的一类能抑制或杀死某些微生物或肿瘤细胞的物质细菌素维生素第50页/共61页细菌的人工培养 培养基（culture medium）由人工方法配制而成的，专供微生物生长繁殖使用的混合营养物制品 培养基的分类：基础培养基（basic medium）增菌培养基（enrichment medium）选择培养基（selective medium）鉴别培养基（differential medium）厌氧培养基（anaerobic medium）液体培养基 固体培养基 半固体培养基 第51页/共61页细菌在培养

19、基中的生长情况液体培养基：表面生长 均匀混浊生长 沉淀生长 第52页/共61页固体培养基：菌落，菌苔第53页/共61页半固体培养基：无动力 有动力第54页/共61页培养基的用途液体培养基：增菌固体培养基：纯化，增菌半固体培养基：动力检测，保种第55页/共61页细菌的人工培养在医学中的应用：诊断；细菌鉴定；生物制品。在工农业生产中的应用：在基因工程中的应用 第56页/共61页细菌的分类 细菌的分类层次 界、门、纲、目、科、属、种 种(species)是细菌分类的基本单位。生物学性状基本相同的细菌群体构成一个菌种；性状相近关系密切的若干菌种组成一个菌属（genus）第57页/共61页同一菌种的各个

20、细菌，虽性状基本相同，但在某些方面仍有一定差异，差异较明显的称亚种(subspecies,subsp.)，差异小的则为型(type)。血清型(serotype)噬菌体型(phage-type)细菌素型(bacteriocin-type)生物型(biotype)第58页/共61页菌株(strain)对不同来源的同一菌种的细菌称为该菌的不同菌株(strain)。标准菌株(standard strain)或模式菌株(type strain）：具有某种细菌典型特征的菌株。第59页/共61页细菌的命名拉丁双名法 Escherichia coli （E.coli）属名 种名中文：大肠埃希菌 种名 属名 第60页/共61页感谢您的观看！第61页/共61页