醫(yī)學細胞生物學之細菌的形態(tài)與結構

第一篇細菌學細菌(bacterium):單細胞的原核細胞型微生物。第一節(jié)細菌的大小與形態(tài)第二節(jié)細菌的結構第三節(jié)細菌形態(tài)與結構檢查法

第1章細菌的形態(tài)與結構

復習題測量單位：1.觀察細菌常用光學顯微鏡，其大小用測微尺在顯微鏡下進行測量，以微米(μm)為測量單位。2.不同種類的細菌大小不一:Baterialcellsareusuallybetween0.4and1.5μminshortdiameter.同一種細菌也因菌齡和環(huán)境因素的影響而有差異。細菌按其外形，可分三大類球菌（coccus)桿菌(bacillus)螺形菌(spiralbacterium)球菌桿菌螺形菌(1)雙球菌（diplococcus）(2)鏈球菌（streptococcus）(3)葡萄球菌(staphylococcus)(4)四聯球菌(tetrad)(5)八疊球菌(sarcina)肺炎球菌掃描電鏡圖

（Streptococcuspneumoniae）

球菌(coccus)腦膜炎奈瑟菌雙球菌(diplococcus)肺炎鏈球菌鏈球菌(streptococcus),×1500鏈球菌掃描電鏡圖（呈鏈狀）葡萄球菌掃描電鏡圖（呈三維）葡萄球菌(staphylococcus)四聯球菌(tetrad)，×1500不同桿菌的大小因種類而異炭疽芽胞桿菌3-10μm大中大腸埃希菌2-3μm小布魯菌0.6-1.5μm桿菌的形態(tài)多樣白喉棒狀桿菌雙歧桿菌霍亂弧菌（vibriocholerae）鼠咬熱螺菌幽門螺桿菌基本結構細胞壁(cellwall)特殊結構莢膜(capsule)細胞膜(cellmembrane)細胞質(cytoplasm)核質(nuclearmaterial)鞭毛(flagellum)芽胞(spore)菌毛(pilus/fimbriae)(A)

ElectronmicrographofathinsectionoftheGram-positiveM.lysodeikticusshowingthethickpeptidoglycancellwall(cw),underlyingcytoplasmic(plasma)membrane(cm),mesome(m),andnucleoid(n).

(B)Freeze-fracturedBacteriodescellshowingtypicalmajorconvexfracturefacesthroughtheinner(im)andouter(om)membranes.Bars=1μm;circledarrowinFig.Bindicatesdirectionofshadowing.

一、細胞壁的結構和化學組成二、細菌細胞壁缺陷型（細菌L型）細菌革蘭染色染成紫色或藍色染成紅色G+菌G-菌細菌細胞壁革蘭陽性菌：1、肽聚糖：聚糖骨架、四肽側鏈、五肽交聯橋

2、磷壁酸（1）壁磷壁酸（2）膜磷壁酸（脂磷壁酸）LTA革蘭陰性菌：1、肽聚糖：聚糖骨架、四肽側鏈

2、外膜（1）脂蛋白（2）脂質雙層（3）脂多糖：脂質A核心多糖特異多糖ThepeptidoglycanlayerPeptidoglycanisacomplexpolymerconsistingofthreeparts:abackbone,composedofalternatingN-acetylglucosamineandN-acetylmuramicacid;andasetofidenticaltetrapeptidesidechainsattachedtoN-acetylmuramicacid;andasetofidenticalpeptidecrossbridges.聚糖骨架在所有的細菌種類中是相同的溶菌酶作用位點四肽側鏈和肽交聯橋隨細菌種類不同而變化青霉素作用點例如：革蘭陽性菌中的金黃色葡萄球菌G-菌肽聚糖—聚糖骨架、四肽側鏈例如：革蘭陰性菌中的大腸埃希菌Thefactthatallpeptidoglycanchainsarecross-linkedmeansthateachpeptidoglycanlayerisasinglegiantmolecule.

Ingram-positivebacteria,thereareasmanyas50sheetsofpeptidoglycan,comprisingupto50%ofthecellwallmaterial;ingram-negativebacteria,thereappearstobeonlyoneortwosheets,comprising5~10%ofthewallmaterial.Whosewallsarethickerandstronger?革蘭陽性菌細胞壁特殊組分壁磷壁酸膜磷壁酸磷壁酸：G+菌的重要表面抗原是某些G+菌的非菌毛黏附素，與致病性有關Gram-negativecellwallscontainthreecomponentsthatlieoutsideofthepeptidoglycanlayer:

lipoprotein,

phospholipidbilayer,

andlipopolysaccharide.Outermembrane脂蛋白脂質雙層：脂多糖（lipopolysaccharide,LPS）脂質A(lipidA)核心多糖(corepolysaccharide)特異多糖（O抗原）(specicpolysaccharide)

外膜OMPOMP少數：脂寡糖(LOS)(1)LipidAconsistsofphosphorylatedglucosaminedisaccharideunitstowhichareattachedanumberoflong-chainfattyacids.LipidAisthecorestructureofLPS.ThestructureandchemicalcompositionsoflipidAaresimilarinnearlyallGram-negativebacteria.SothepathophysiologiceffectsofLPS(endotoxin)aresimilarregardlessoftheirbacterialorigin.

(3)Eachspecies,however,containsauniquerepeatunit.Therepeatunitsareusuallylineartrisaccharidesorbranchedtetra-orpentasaccharides.TherepeatunitisreferredtoastheOantigen.周漿間隙：G-菌有，G+菌沒有。含有多種酶。革蘭陰性菌細胞壁

細菌細胞壁的肽聚糖結構受到破壞或合成被抑制，這種細胞壁受損的細菌在高滲環(huán)境下仍可存活者稱為細菌細胞壁缺陷型或L型。蠟樣芽胞桿菌L型的鏡下形態(tài)（多形性）參考：page14,圖1-7

油煎蛋樣菌落（典型L型菌落）

顆粒型菌落參考：page15,圖1-8高滲低瓊脂含血清培養(yǎng)基生長緩慢典型菌落：荷包蛋樣細小菌落細菌L型臨床意義慢性和反復感染常規(guī)細菌培養(yǎng)為陰性是否為細菌L型感染？正使用作用于細胞壁的藥物治療做L型的專門培養(yǎng)更換抗菌藥物

細菌細胞膜的結構與真核細胞者基本相同，由磷脂和多種蛋白質組成，但不含膽固醇（唯一的例外是支原體）。Thecellmembrane.Fragmentsofthecellmembrane(CM)areseenattachedtothecellwall(CW)inpreparationsmadefromEscherichiacoli.物質轉運呼吸和分泌：分泌系統(tǒng)（Ⅰ—Ⅴ型）生物合成：青霉素結合蛋白(PBP)參與細菌分裂：中介體(mesosome)中介體：是部分細胞膜內陷、折疊、卷曲形成的囊狀物，多見于革蘭陽性菌。其功能類似于真核細胞的紡錘絲和線粒體。中介體(mesosome)1.核糖體(ribosome)10-20nm,tensofthousandspercell2.質粒(plasmid)3.胞質顆粒/內含物(inclusion)異染顆粒(metachromaticgranule)

細胞質（原生質）中的重要結構為什么作用于核糖體的鏈霉素和紅霉素對人體細胞無影響？1.質粒(plasmid)

是細菌染色體外的遺傳物質，存在于細胞質中，為閉合環(huán)狀的雙鏈DNA，帶有遺傳信息，控制細菌某些特定的遺傳性狀。白喉棒狀桿菌的異染顆粒（極體）細菌不具有成形的核。細菌的遺傳物質稱為核質(nuclearmaterial)或擬核(nucleoid).核質由單一密閉環(huán)狀DNA分子反復回旋卷曲盤繞組成松散網狀結構。about1mmlongCaption:Bacterialcapsules.Lightmicrographofunidentifiedbacteria(blue)encasedincapsules(pink).Eachcapsuleorslimelayer(glycocalyx)isathicklayerofslimymaterialsecretedbythebacteriaontotheirsurfaces.Theycanhelpthebacteriatoattachontothehostcellstheyareinfecting.Theymayalsoservetoprotectthebacteriafromimmunecellssuchasphagocytes.Phasecontrast.Magnification:x1000at35mmsize.

莢膜：厚度≥0.2μm，光鏡下可見微莢膜：厚度＜0.2μm，

只能通過電鏡或血清學方法檢測粘液層：無固定形狀、模糊、黏液性、膠質多數為多糖少數為多肽血清學分型莢膜和黏液層含水量95％以上決定細菌的抗原特異性DemonstrationDirect:Dry-filmmethods:Staining:OrdinarymethodsSpecial