藥學微生物細菌形態(tài)結(jié)構(gòu)

1、藥學微生物,課程概要,主要內(nèi)容 微生物的認識 微生物基本操作技術(shù) 制藥企業(yè)微生物控制 學時：72 學分：6 考評：平時成績+考試成績,微生物的認識狀態(tài),視而不見、嗅而不聞、觸而不覺、食而不察、得其益而不感其好、受其害而不感其惡。 微生物的五大共性：體積小、比表面積大；吸引多、轉(zhuǎn)化快；生長旺盛、繁殖快；適應強、易變異；種類多，分布廣。 微生物分類：結(jié)構(gòu)特點 原核微生物、真核微生物和非細胞型微生物,微生物在藥學中的應用,制藥：抗生素、維生素、氨基酸、酶和酶制劑、微生物菌劑 微生物與藥物變質(zhì)： 微生物體內(nèi)體外抗菌實驗：篩選抗菌藥物、藥物含量測定、藥物血濃度測定、藥物敏感實驗等 藥物制劑的微生物學檢查

2、：無菌檢查、細菌總數(shù)測定、霉菌、酵母菌總數(shù)測定、病原菌的檢測、活螨的檢測,變質(zhì)結(jié)果：引起感染、藥物變質(zhì)、產(chǎn)生有毒的代謝產(chǎn)物 判斷藥物變質(zhì)標準：有病原微生物；有微生物有毒的代謝產(chǎn)物；產(chǎn)品發(fā)生可覺察的物理化學改變；口服或外用藥物微生物總數(shù)超標。無菌劑中有微生物存在。 防止微生物污染藥物措施： 加強藥品生產(chǎn)管理；進行微生物學檢驗；使用合格的防腐劑,螨,生活習性各異，分為自由生活和寄生生活兩種類型。在土壤、池沼、江河和湖海里，動、植物體上，貯藏食品和藥品中，都可能存在。 藥品：原料、生產(chǎn)過程或包裝、運輸、貯存、銷售等條件不良，受到螨的污染。蛀壞藥品，使藥品變質(zhì)失效，并可直接危害人體健康或傳播疾病 藥品

3、特別是中成藥，必須進行活螨檢查,原核微生物,細菌 放線菌 藍細菌 支原體 衣原體 立克次體,沒有成形的細胞核 的一類單細胞生物,細 菌,細菌的形態(tài)與結(jié)構(gòu) 含義：狹義細菌是指一類細胞細短、結(jié)構(gòu)簡單、胞壁堅韌、多以二分裂方式繁殖和水生性較強的原核生物。,一、細菌的形態(tài)與大小 （一）細菌的形態(tài) 細菌個體的基本形態(tài): 球狀、桿狀和螺旋狀三大類型,(a)單球菌 (b)雙球菌 (c)四聯(lián)球菌 (d)八疊球菌 (e)葡萄球菌 (f)鏈球菌 各種不同形狀的球菌,各種不同形狀的桿菌 (a)球桿菌 (b)單桿菌 (c)雙桿菌 (d)鏈桿菌,各種不同形狀的螺旋菌 (a) 螺菌 (b)螺旋體 (c)弧菌,球菌的分裂方

4、式,球菌,桿菌,螺旋型菌,特殊形態(tài)的細菌,（二） 細菌大小 多數(shù)細菌細胞的直徑約0.5mm, 長度約0.55 mm。 但已報道最小的納米細菌(nanobacteria)直徑甚至小于0.05 mm； 最大的球菌納米比亞嗜硫珠菌(Thiomargarita namibia)，其直徑大小可達100-750m！,鞭毛,普通菌毛,性菌毛,芽孢,微莢膜,莢膜,粘液層,糖被,特殊構(gòu)造,細胞壁,細胞膜,間體,核區(qū),內(nèi)含物,一般構(gòu)造,細菌細胞的模式構(gòu)造,二、細菌細胞的結(jié)構(gòu),核糖體,(一) 細胞壁（cell wall）,細胞壁概念：是細胞最外的一層厚實、堅韌的外被，具有固定外形和保護細胞等多種功能。,1、革蘭氏陽

5、性細菌的細胞壁結(jié)構(gòu) 特點：細胞壁厚度大，2080 nm；化學組分 簡單， 一般含90%肽聚糖和10%磷壁酸。 肽聚糖可達50層，質(zhì)地致密。 例：金黃色葡萄球菌,(1)肽聚糖：肽聚糖是由多糖鏈經(jīng)短肽相交聯(lián)而形成的網(wǎng)絡狀分子 ，是細菌細胞壁特有的成分，構(gòu)成細菌細胞壁堅硬的骨架部分。,短肽交聯(lián),多糖鏈,M:N-乙酰胞壁酸 G: M:N-乙酰,N乙酰葡糖胺,N乙酰胞壁酸,（2）磷壁酸（teichoic acid） 磷壁酸是結(jié)合在革蘭氏陽性細菌細胞壁上的 一種酸性多糖，是革蘭氏陽性細菌所特有的成分 之一。,青霉素等藥物的殺菌作用,凡能破壞肽聚糖結(jié)構(gòu)或抑制其合成的物質(zhì)，都能操作細胞壁使細菌破裂或變形，因而

6、具有抑菌或殺菌作用。 亞歷山大弗萊明（1881年8月6日1955年3月11日），英國細菌學家，生物化學家，微生物學家 在美國學者麥克哈特所著的影響人類歷史進程的100名人排行榜，弗萊明名列第45位。,2、革蘭氏陰性細菌細胞壁結(jié)構(gòu) 特點：肽聚糖層很?。▋H23nm），在肽聚 糖層外還有一個外膜，成分較復雜， 整個壁厚度較G+菌薄，機械強度較G+ 菌弱。,(1)肽聚糖層：,特點（以大腸桿菌為例）： 肽聚糖層?。?3nm） 只能形成較疏密、機械強度較差的 肽聚糖網(wǎng)絡,1-3層，占細胞干重的5-10%,(2)外膜：,a.是G-細菌細胞壁特有的結(jié)構(gòu)，位于壁的 最外層 b. 由內(nèi)向外依次由脂蛋白、脂質(zhì)雙層、

7、脂 多糖等成分組成 C.脂質(zhì)雙層能阻止大分子物質(zhì)和青霉素、 溶菌酶等藥物進入細胞體內(nèi)，所以G-細菌 對許多抗生素比G+菌有較大的抵抗力。,注射劑中的熱源質(zhì),熱原質(zhì)一般指細菌細胞壁的脂多糖，大多由G-菌產(chǎn)生，注入人體或動物體內(nèi)可引起發(fā)熱反應，所以稱熱原質(zhì)，耐高溫高壓。除去的最好方法是蒸餾。6頁,G+細菌與G細菌細胞壁構(gòu)造的比較,G+,G,肽聚糖層,肽聚糖層,壁膜間隙,外膜,細胞質(zhì)膜,細胞質(zhì)膜,革蘭氏染色,1884年，丹麥醫(yī)生C.Gram發(fā)明,程序：（1）初染（結(jié)晶紫30S） （2）媒染劑（碘液30S） （3）脫色（95%乙醇1020S） （4）復染（蕃紅30 60S）,結(jié)果判斷：菌體呈紫色的為革

8、蘭氏陽性菌（G+）,菌體呈紅色的為革蘭氏陰性菌（G-）,A,B,B,B,A,B,A,A,（1）初染（結(jié)晶紫30S）,革蘭氏染色程序和結(jié)果,（1）初染（結(jié)晶紫30S） （2）媒染劑（碘液30S） （3）脫色（95%乙醇1020S） （4）復染（蕃紅30 60S）,A,B,B,B,A,B,A,A,革蘭氏染色程序和結(jié)果,（2）媒染劑（碘液30S）,（1）初染（結(jié)晶紫30S） （2）媒染劑（碘液30S） （3）脫色（95%乙醇1020S） （4）復染（蕃紅30 60S）,A,B,B,B,A,B,A,A,革蘭氏染色程序和結(jié)果,（3）脫色（95%乙醇1020S）,（1）初染（結(jié)晶紫30S） （2）媒染劑（

9、碘液30S） （3）脫色（95%乙醇10-20S） （4）復染（蕃紅30 60S）,A,B,B,B,A,B,A,A,革蘭氏染色程序和結(jié)果,（4）復染（蕃紅30 60S）,A：革蘭氏陽性細菌G+,B：革蘭氏 陰性細菌G,為什么？,（1）初染（結(jié)晶紫30S） （2）媒染劑（碘液30S） （3）脫色（95%乙醇1020S） （4）復染（蕃紅30 60S）,(二) 細胞膜（cytoplasmic membrane）,特點:主要成分為磷脂、蛋白質(zhì)和糖 原核微生物的細胞膜一般不含膽固醇等甾醇（支原體除外） ，這一點與真核生物明顯不同。多烯類抗生素因可破壞含甾醇的細胞質(zhì)膜，故可抑制支原體和真菌的細胞膜，但對

10、其他的原核生物則無抑制作用。 多烯類抗生素：制霉素和二性霉素B,（三）細胞質(zhì)和內(nèi)含物 7頁,細胞質(zhì)（cytoplasm）:是細胞質(zhì)膜包圍的除核區(qū)外的一切半透明、膠體狀、顆粒狀物質(zhì)的總稱。原核微生物的細胞質(zhì)是不流動的，這一點與真核生物明顯不同。 含有核蛋白體（核糖體）、質(zhì)料、胞質(zhì)顆粒等結(jié)構(gòu),核蛋白體：合成蛋白質(zhì)的場所。 是許多抗菌藥物選擇的耙位。如鏈毒素、紅霉素。干擾蛋白質(zhì)合成。 質(zhì)粒：染色體外的遺傳物質(zhì)，1個或多個 控制著細菌的致育性、抗藥性等 抗藥性：微生物或腫瘤細胞多次與藥物撫觸發(fā)生敏感性降低的現(xiàn)象。是微生物對藥物所具有的相對抗性。 核區(qū)：大型環(huán)狀DNA分子，無核膜結(jié)構(gòu)、無固定形態(tài),大腸桿

11、菌的擬核區(qū)域,（c）,（d）,粘液層（a）SEM 和莢膜（b）熒光顯微 鏡照片，,粘液層（c）和莢膜（d）示意圖,（a）,（b）,糖被類型： 包裹在單個細胞壁上 有固定層的糖被 莢膜（capsule） 微莢膜（microcapsule） 呈松散狀態(tài)、未固定的的糖被 粘液層（slime layer）,糖被的主要成分：多糖、多肽或蛋白質(zhì)，尤以多糖居多。,糖被的功能：保護作用：其上大量極性基團可保護菌體免受干旱損傷或防止噬菌體的吸附和裂解；一些動物致病菌的莢膜還可保護它們免受宿主白細胞的吞噬，例如肺炎克雷伯氏菌( Klebsiella pneumoniae)的莢膜既可使其粘附于人體呼吸道并定植，又可

12、防止白細胞的吞噬；貯藏碳源和能源養(yǎng)料，以備營養(yǎng)缺乏時重新利用；作為透性屏障或(和)離子交換系統(tǒng)，可保護細菌免受重金屬離子的毒害；表面附著作用，例如引起齲齒的唾液鏈球菌(Streptococcus salivarius)會分泌一種己糖基轉(zhuǎn)移酶，使蔗糖轉(zhuǎn)變成果聚糖，從而使細菌牢牢粘附于牙齒表面，可腐蝕牙表琺瑯質(zhì)層并引起齲齒；細菌間的信息識別作用;堆積代謝廢物。,(六) 鞭毛(flagellum, 復flagella),生長在某些細菌體表的長絲狀、波狀彎曲的蛋白質(zhì)附屬物稱為鞭毛，其數(shù)目為一至數(shù)十條，具有運動功能。鞭毛的長約1520mm，直徑為0.010.02mm。,細菌鞭毛(flagellum)電鏡

13、照片（引自“ Foundations of Microbiology）,1、鞭毛在細胞表面的著生方式： 一端生：一根，一束 兩端生：兩端各生一根鞭毛，兩端各生一束鞭毛 周生,3、鞭毛運動的機制 “旋轉(zhuǎn)論(rotation theory)”,4、鞭毛的功能 與細菌運動有關(guān)，是原核生物實現(xiàn)其趨向性(taxis)的有效方式。,(七) 菌毛(fimbria) 和性毛(pili),1、菌毛(fimbria)，是一種長在細菌體表的纖細、中空、短直、數(shù)量較多的蛋白質(zhì)類附屬物，具有使菌體附著于物體表面的功能。比鞭毛簡單，無基體等構(gòu)造，直接著生于細胞質(zhì)膜上。直徑一般3-10nm，每菌有250 300條。多存于G

14、- 致病菌中，參與菌 體吸附于宿主粘膜 上皮細胞上。,大腸桿菌菌毛（fimbria） (引自“Foundations of Microbiology”),大腸桿菌性毛（pili）電鏡照片(引自“ Foundations of Microbiology),2、性毛又稱性菌毛 (pilus)，長度比菌毛長，數(shù)量少，每個細胞僅一至少數(shù)幾根，其構(gòu)造和成分與菌毛相同。,功能：參與細菌結(jié)合作用， 傳遞遺傳物質(zhì)。,(八) 特殊的休眠構(gòu)造芽孢 某些細菌在其生長發(fā)育后期，在細胞內(nèi)形成一個圓形或橢圓形、厚壁、含水量極低、抗逆性極強的休眠 構(gòu)造，稱為 芽孢或內(nèi)生 孢子(spore， Endospore)。 主要種類

15、：芽 孢桿菌屬和羧 菌屬,芽孢（endospore，spore）,芽孢是生命世界中抗逆性最強的一種構(gòu)造，在抗熱、抗化學藥物和抗輻射等方面，十分突出。,芽孢衣,皮層,芽孢壁,芽孢膜,芽孢質(zhì),芽孢核區(qū),胞外壁,核心,枯草桿菌芽孢的超薄切片電鏡照片（標尺：0.2m）,1、芽孢特點 （1）芽孢是休眠構(gòu)造而不是繁殖構(gòu)造 （2）芽孢抗逆性極強 （3）芽孢休眠能力極強,藥物制劑、用具滅菌時， 應以殺滅芽孢為標準 121 ，30min,三、細菌的營養(yǎng)、生長與繁殖,細菌一般為無性繁殖。 多數(shù)繁殖方式：二分裂繁殖,桿菌二分裂,格形暗網(wǎng)菌三分裂,蛭弧菌復分裂,(二) 細菌的培養(yǎng)特征,細菌的培養(yǎng)特征主要指細菌在固體、半固體和液體培養(yǎng)基中生長后所表現(xiàn)出的群體形態(tài)特征，不同的細菌有其固有的培養(yǎng)特征。,1、細菌的固體培養(yǎng)特征 菌落（colony）：是指在固體培養(yǎng)基上，由一個細菌或孢子生長、繁殖形成的肉眼可見的群體。 菌落特征: 濕潤,較光滑，較透明，較粘稠