《細(xì)菌的形態(tài)與結(jié)構(gòu)》PPT課件.ppt

1、第二章 細(xì)菌形態(tài)學(xué),第一節(jié) 細(xì)菌的大小與形態(tài),觀察細(xì)菌常用光學(xué)顯微鏡，其大小用測微尺在顯微鏡下進(jìn)行測量，以微米(m)為單位。不同種類的細(xì)菌大小不一，同一種細(xì)菌也因菌齡和環(huán)境因素的影響而有差異。 細(xì)菌按其外形，主要有,球菌（coccus） 桿菌（bacillus） 螺形菌（spiral bacterium）,球菌(coccus),腦膜炎奈瑟菌,雙球菌(diplococcus),淋球菌,鏈球菌(streptococcus),球菌(coccus),球菌(coccus),葡萄球菌(straphylococcus),葡萄球菌電鏡,球菌(coccus),四聯(lián)球菌(tetrad),球菌(coccus),八疊

2、球菌(sarcina),桿菌(bacillus),不同桿菌的大小、長短、粗細(xì)很不一致。,桿菌的形態(tài)多樣,桿菌(bacillus),桿菌(bacillus),桿菌的形態(tài)多樣,分枝桿菌,雙歧桿菌,螺形菌(spiral bacterium),弧菌,第二節(jié) 細(xì)菌的結(jié)構(gòu),一 基本結(jié)構(gòu) （一）細(xì)胞壁(cell wall) 是位于細(xì)菌細(xì)胞最外層，包繞在細(xì)胞膜周圍，無色透明、堅(jiān)韌而富有彈性的膜狀結(jié)構(gòu)。平均厚度為1230nm，組成較復(fù)雜，并隨不同菌種而異。,兩類細(xì)菌細(xì)胞壁的共同組分為肽聚糖，但各有其特殊組分。,革蘭染色法（Gram Stain）： 涂片 風(fēng)干 固定 結(jié)晶紫 碘液 95%乙醇 復(fù)紅,1革蘭陽性菌肽

3、聚糖(peptidoglycan)聚糖骨架、四肽側(cè)鏈、五肽交聯(lián)橋（三維立體結(jié)構(gòu)）,革蘭陽性菌細(xì)胞壁肽聚糖經(jīng)這樣的三級鏈接，構(gòu)成了交叉的、機(jī)械強(qiáng)度相當(dāng)大的空間框架結(jié)構(gòu)，交聯(lián)率為75%，堅(jiān)固而致密。這種三維立體結(jié)構(gòu)的肽聚糖在革蘭陽性菌中高達(dá)50層，為其細(xì)胞壁主要成分。,2革蘭陰性菌肽聚糖(peptidoglycan)聚糖骨架、四肽側(cè)鏈（二維平面結(jié)構(gòu)）,革蘭陰性菌細(xì)胞壁肽聚糖由于缺乏交聯(lián)橋，只能形成二維平面結(jié)構(gòu)，而且交聯(lián)率低，只有25%，故多數(shù)側(cè)鏈呈游離狀。這種二維平面的肽聚糖在革蘭陰性菌中只有12層，只作為其細(xì)胞壁的組成成分之一。,3革蘭陽性菌細(xì)胞壁特殊組分磷壁酸(teichoic acid),磷

4、壁酸為革蘭陽性菌特有成分，是由核糖醇或甘油殘基經(jīng)磷酸二酯鍵互相連接而成的多聚物。按結(jié)合部位不同分為壁磷壁酸和膜磷壁酸兩種。,4革蘭陰性菌細(xì)胞壁特殊組分外膜(outer membrane),外膜位于肽聚糖外側(cè)，由內(nèi)向外由脂蛋白、脂質(zhì)雙層和脂多糖三部分組成。,外膜,脂蛋白,連接肽聚糖與脂質(zhì)雙層,脂質(zhì)雙層,結(jié)構(gòu)類似細(xì)胞膜，有選擇性通透作用，也可作為噬菌體、性菌毛、或細(xì)菌素的受體,脂多糖（LPS）,即革蘭陰性菌內(nèi)毒素,脂多糖 （由內(nèi)向外）,脂質(zhì)A,一種糖磷脂，是內(nèi)毒素的毒性成分，無種屬特異性,脂多糖由三部分組成：,核心多糖,有種屬特異性，同一菌屬細(xì)菌核心多糖相同,特異多糖,即革蘭陰性菌的菌體抗原（O抗

5、原），具有種的特異性，此糖如果缺失，細(xì)菌菌落將發(fā)生SR變異,革蘭陰性菌細(xì)胞壁特殊組分-外膜,脂多糖(lipopolysaccharid,LPS),革蘭陽性菌與陰性菌細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)比較,維持菌體固有的形態(tài) 保護(hù)細(xì)菌抵抗低滲環(huán)境 參與菌體內(nèi)外的物質(zhì)交換 菌體表面帶有多種抗原分子，可誘發(fā)機(jī)體的免疫應(yīng)答。,細(xì)胞壁的功能,細(xì)菌細(xì)胞壁缺陷型或L型(bacterial L form)：細(xì)胞壁受損后仍能生長和分裂的細(xì)菌。在一般環(huán)境中不能耐受菌體內(nèi)的高滲透壓而將會(huì)漲破死亡。在高滲環(huán)境下，仍可存活。 革蘭陽性菌細(xì)胞壁缺失后，原生質(zhì)僅被一層細(xì)胞膜包住原生質(zhì)體(protoplast)。 革蘭陰性菌肽聚糖層受損后尚有外膜保

6、護(hù)原生質(zhì)球(spheroplast)。 某些L型仍有一定的致病力，通常引起慢性感染。,細(xì)菌細(xì)胞壁缺陷型（細(xì)菌L型）,細(xì)菌L型呈高度多形性，大小不一。著色不勻，無論其原為革蘭陽性或陰性菌，形成L型大多染成革蘭陰性。,(1) 細(xì)菌L型的形態(tài)和染色性,細(xì)菌L型生長緩慢，營養(yǎng)要求高，對滲透壓敏感，普通營養(yǎng)基上不能生長，培養(yǎng)時(shí)必須用高滲的含血清的培養(yǎng)基。 細(xì)菌L型在高滲的含血清的培養(yǎng)基上生長后形成三種類型的菌落。,（2）細(xì)菌L型的培養(yǎng)特性和菌落形態(tài),絲狀菌落,顆粒型菌落,油煎蛋樣菌落 典型的L型菌落,細(xì)菌細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)與真核細(xì)胞者基本相同，由磷脂和多種蛋白質(zhì)組成，但不含膽固醇。 細(xì)菌細(xì)胞膜的功能與真核細(xì)胞

7、者類似，主要有物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)、生物合成、分泌和呼吸等作用。 細(xì)菌細(xì)胞膜可形成一種特有的結(jié)構(gòu)，稱為中介體。,（二）細(xì)胞膜 (cell membrane),中介體：是部分細(xì)胞膜內(nèi)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(xì)胞的線粒體，故亦稱為擬線粒體(chondroid)。,中介體(mesosome),核糖體(ribosome)：細(xì)菌合成蛋白質(zhì)的場所，游離存在于蛋白質(zhì)中。 質(zhì)粒(plasmid)：染色體外的遺傳物質(zhì)，存在于細(xì)胞質(zhì)中。為閉合環(huán)狀的雙鏈DNA，控制細(xì)菌某些特定的遺傳特性。 細(xì)菌細(xì)胞質(zhì)中含有多種顆粒，大多為貯藏的營養(yǎng)物質(zhì)。其中有一種主要成分是RNA和多偏磷酸鹽的顆粒，其嗜堿

8、性強(qiáng)，用亞甲藍(lán)染色時(shí)著色較深呈紫色，稱為異染顆粒(metachromatic granule)。常見于白喉棒狀桿菌，位于菌體兩端，故又稱極體(polar body)，有助于鑒定。,（三）細(xì)胞質(zhì) (cytoplasm),（四）核質(zhì) (nuclear material),核質(zhì)由單一密閉環(huán)狀DNA分子反復(fù)回旋卷曲盤繞組成松散網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。 細(xì)菌是原核細(xì)胞，不具有成形的核。細(xì)菌的遺傳物質(zhì)稱為核質(zhì)或擬核，無核膜、核仁和有絲分裂器。功能與真核細(xì)胞的染色體相似決定細(xì)菌各種遺傳性狀。,二. 特殊結(jié)構(gòu),（一）莢膜 (capsule),莢膜：某些細(xì)菌在其細(xì)胞壁外包繞一層粘液性物質(zhì)，當(dāng)其厚度=0.2m，邊界明顯，光鏡下

9、可見時(shí)，稱為莢膜。厚度 0.2m者稱為微莢膜。其成分為疏水性多糖或蛋白質(zhì)的多聚體，用理化方法去除后并不影響細(xì)胞的生命活動(dòng)。,成分是多糖或多肽。 具有抗原性，用莢膜腫脹試驗(yàn)將細(xì)菌定型。 莢膜的形成與環(huán)境條件有密切關(guān)系。一般在動(dòng)物體內(nèi)或含營養(yǎng)豐富的培養(yǎng)基中易形成莢膜，在普通培養(yǎng)基上或連續(xù)傳代則易消失。 莢膜對一般堿性染料親和力低，不易著色。 普通染色菌體周圍未著色的透明圈 特殊染色染上與菌體不同的顏色。,1. 莢膜的化學(xué)組成,抗吞噬作用 粘附作用 抗有害物質(zhì)的損傷作用 抗干燥 微莢膜與莢膜具有相同的功能,2. 莢膜的功能與細(xì)菌的致病性有關(guān),（二）鞭毛 (flagellum),許多細(xì)菌在菌體上附有細(xì)

10、長并呈波狀彎曲的絲狀物，稱為鞭毛，是細(xì)菌的運(yùn)動(dòng)器官。 鞭毛需用電子顯微鏡觀察，或經(jīng)特殊染色法使鞭毛增粗后才能在光鏡下看到。,鞭毛菌分類,單毛菌,雙毛菌,叢毛菌,周毛菌,鞭毛的結(jié)構(gòu),鞭毛是運(yùn)動(dòng)器官。有鞭毛的細(xì)菌能主動(dòng)運(yùn)動(dòng)，可通過動(dòng)力試驗(yàn)進(jìn)行細(xì)菌鑒定； 鞭毛有抗原性。鞭毛的成分為鞭毛蛋白，并且具有高度的特異性，稱為鞭毛抗原（H抗原），可作為細(xì)菌分類、分型的依據(jù)； 有的細(xì)菌其鞭毛與致病性有關(guān)。,鞭毛的功能,菌毛：許多革蘭陰性菌和少數(shù)革蘭陽性菌菌體表面存在著一種比鞭毛更細(xì)、更短而直硬的絲狀物，與細(xì)菌的運(yùn)動(dòng)無關(guān)。 菌毛蛋白具有抗原性。 根據(jù)功能不同，菌毛可分為普通菌毛和性菌毛兩類。 菌毛在普通光學(xué)顯微鏡

11、下看不到，必須用電子顯微鏡觀察。,（三）菌毛 (filus/fimbriae),普通菌毛遍布菌細(xì)胞表面，每菌可達(dá)數(shù)百根。 這類菌毛是細(xì)菌的粘附結(jié)構(gòu)，能與宿主細(xì)胞表面的特異性受體結(jié)合，是細(xì)菌感染的第一步。 菌毛的受體常為糖蛋白或糖脂，與菌毛結(jié)合的特異性決定的宿主的易感部位。,1. 普通菌毛(ordinary pilus),僅見于少數(shù)革蘭陰性菌。 數(shù)量少，1-4根。 比普通菌毛長而粗，中空呈管狀。 性菌毛由致育因子F質(zhì)粒編碼，故又稱F菌毛。 帶有性菌毛的F+菌與無性菌毛的F-菌相遇時(shí)，性菌毛與其相應(yīng)受體結(jié)合，F(xiàn)+菌內(nèi)的質(zhì)?；駾NA可通過性菌毛 進(jìn)入F-菌體內(nèi)，此過程接合(conjugation)。

12、 性菌毛是某些噬菌體吸附于菌細(xì)胞的受體。,2. 性菌毛(sex pilus),芽胞：某些細(xì)菌在一定的環(huán)境條件下，能在菌體內(nèi)部形成一個(gè)圓形或卵圓形小體，是細(xì)菌的休眠形式。芽胞形成后細(xì)菌即失去繁殖能力。 產(chǎn)生芽胞的都是革蘭陽性菌。 芽孢折光性強(qiáng)、壁厚、不易著色，經(jīng)特殊染色光鏡下可見,（四）芽胞 (spore),細(xì)菌形成芽胞的能力是由菌體內(nèi)的芽胞基因決定的。其形成條件因菌種而異。當(dāng)營養(yǎng)物質(zhì)缺乏時(shí)易形成芽孢，即為細(xì)菌維持生命的特殊形式； 芽孢由多層膜結(jié)構(gòu)組成，帶有完整的核質(zhì)、酶系統(tǒng)和合成菌體組分的結(jié)構(gòu)，能保存細(xì)菌的全部生命活動(dòng)的物質(zhì)。芽孢形成后，細(xì)菌即失去繁殖能力，菌體崩解，芽孢游離； 環(huán)境適宜時(shí)，芽孢則以發(fā)芽的形式發(fā)育成細(xì)菌的繁殖體； 一個(gè)細(xì)菌只形成一個(gè)芽胞，一個(gè)芽胞發(fā)芽也只生成一個(gè)菌體，細(xì)菌數(shù)量并未增加，因而芽胞不是細(xì)菌的繁殖方式。與芽胞相比，未形成芽胞而具有繁殖能力的菌體可稱為繁殖體(vegetative form)。,1. 芽胞的形成與發(fā)芽,芽胞的結(jié)構(gòu),1.芽胞的大小、形狀、位置等隨菌種而異，有重要的鑒別意義。,芽孢的意義,2.芽胞的