細(xì)菌形態(tài)結(jié)構(gòu)

1、藥學(xué)微生物,課程概要,主要內(nèi)容 微生物的認(rèn)識(shí) 微生物基本操作技術(shù) 制藥企業(yè)微生物控制 學(xué)時(shí)：72 學(xué)分：6 考評(píng)：平時(shí)成績(jī)+考試成績(jī),微生物的認(rèn)識(shí)狀態(tài),視而不見(jiàn)、嗅而不聞、觸而不覺(jué)、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(zhǎng)旺盛、繁殖快；適應(yīng)強(qiáng)、易變異；種類多，分布廣。 微生物分類：結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 原核微生物、真核微生物和非細(xì)胞型微生物,微生物在藥學(xué)中的應(yīng)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(shí)驗(yàn)：篩選抗菌藥物、藥物含量測(cè)定、藥物血濃度測(cè)定、藥物敏感實(shí)驗(yàn)等 藥物制劑的微生物學(xué)檢查

2、：無(wú)菌檢查、細(xì)菌總數(shù)測(cè)定、霉菌、酵母菌總數(shù)測(cè)定、病原菌的檢測(cè)、活螨的檢測(cè),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(biāo)準(zhǔn)：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(jué)察的物理化學(xué)改變；口服或外用藥物微生物總數(shù)超標(biāo)。無(wú)菌劑中有微生物存在。 防止微生物污染藥物措施： 加強(qiáng)藥品生產(chǎn)管理；進(jìn)行微生物學(xué)檢驗(yàn)；使用合格的防腐劑,螨,生活習(xí)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(dòng)、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(guò)程或包裝、運(yùn)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(jìn)行活螨檢查,原核微生物,細(xì)菌 放線菌 藍(lán)細(xì)菌 支原體 衣原體 立克次體,沒(méi)有成形的細(xì)胞核 的一類單細(xì)胞生物,細(xì) 菌,細(xì)菌的形態(tài)與結(jié)構(gòu) 含義：狹義細(xì)菌是指一類細(xì)胞細(xì)短、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、胞壁堅(jiān)韌、多以二分裂方式繁殖和水生性較強(qiáng)的原核生物。,一、細(xì)菌的形態(tài)與大小 （一）細(xì)菌的形態(tài) 細(xì)菌個(gè)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(xì)菌,（二） 細(xì)菌大小 多數(shù)細(xì)菌細(xì)胞的直徑約0.5mm, 長(zhǎng)度約0.55 mm。 但已報(bào)道最小的納米細(xì)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(dá)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(xì)胞壁,細(xì)胞膜,間體,核區(qū),內(nèi)含物,一般構(gòu)造,細(xì)菌細(xì)胞的模式構(gòu)造,二、細(xì)菌細(xì)胞的結(jié)構(gòu),核糖體,(一) 細(xì)胞壁（cell wall）,細(xì)胞壁概念：是細(xì)胞最外的一層厚實(shí)、堅(jiān)韌的外被，具有固定外形和保護(hù)細(xì)胞等多種功能。,1、革蘭氏陽(yáng)

5、性細(xì)菌的細(xì)胞壁結(jié)構(gòu) 特點(diǎn)：細(xì)胞壁厚度大，2080 nm；化學(xué)組分 簡(jiǎn)單， 一般含90%肽聚糖和10%磷壁酸。 肽聚糖可達(dá)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(luò)狀分子 ，是細(xì)菌細(xì)胞壁特有的成分，構(gòu)成細(xì)菌細(xì)胞壁堅(jiān)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(yáng)性細(xì)菌細(xì)胞壁上的 一種酸性多糖，是革蘭氏陽(yáng)性細(xì)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(xì)胞壁使細(xì)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(guó)細(xì)菌學(xué)家，生物化學(xué)家，微生物學(xué)家 在美國(guó)學(xué)者麥克哈特所著的影響人類歷史進(jìn)程的100名人排行榜，弗萊明名列第45位。,2、革蘭氏陰性細(xì)菌細(xì)胞壁結(jié)構(gòu) 特點(diǎn)：肽聚糖層很?。▋H23nm），在肽聚 糖層外還有一個(gè)外膜，成分較復(fù)雜， 整個(gè)壁厚度較G+菌薄，機(jī)械強(qiáng)度較G+ 菌弱。,(1)肽聚糖層：,特點(diǎn)（以大腸桿菌為例）： 肽聚糖層?。?3nm） 只能形成較疏密、機(jī)械強(qiáng)度較差的 肽聚糖網(wǎng)絡(luò),1-3層，占細(xì)胞干重的5-10%,(2)外膜：,a.是G-細(xì)菌細(xì)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(jìn)入細(xì)胞體內(nèi)，所以G-細(xì)菌 對(duì)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(xì)菌細(xì)胞壁的脂多糖，大多由G-菌產(chǎn)生，注入人體或動(dòng)物體內(nèi)可引起發(fā)熱反應(yīng)，所以稱熱原質(zhì)，耐高溫高壓。除去的最好方法是蒸餾。6頁(yè),G+細(xì)菌與G細(xì)菌細(xì)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(xì)胞質(zhì)膜,細(xì)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(fù)染（蕃紅30 60S）,結(jié)果判斷：菌體呈紫色的為革

8、蘭氏陽(yáng)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(fù)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(fù)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(fù)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(fù)染（蕃紅30 60S）,A：革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌G+,B：革蘭氏 陰性細(xì)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(fù)染（蕃紅30 60S）,(二) 細(xì)胞膜（cytoplasmic membrane）,特點(diǎn):主要成分為磷脂、蛋白質(zhì)和糖 原核微生物的細(xì)胞膜一般不含膽固醇等甾醇（支原體除外） ，這一點(diǎn)與真核生物明顯不同。多烯類抗生素因可破壞含甾醇的細(xì)胞質(zhì)膜，故可抑制支原體和真菌的細(xì)胞膜，但對(duì)

10、其他的原核生物則無(wú)抑制作用。 多烯類抗生素：制霉素和二性霉素B,（三）細(xì)胞質(zhì)和內(nèi)含物 7頁(yè),細(xì)胞質(zhì)（cytoplasm）:是細(xì)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(xì)胞質(zhì)是不流動(dòng)的，這一點(diǎn)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(chǎng)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(gè)或多個(gè) 控制著細(xì)菌的致育性、抗藥性等 抗藥性：微生物或腫瘤細(xì)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(duì)藥物所具有的相對(duì)抗性。 核區(qū)：大型環(huán)狀DNA分子，無(wú)核膜結(jié)構(gòu)、無(wú)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(gè)細(xì)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(hù)作用：其上大量極性基團(tuán)可保護(hù)菌體免受干旱損傷或防止噬菌體的吸附和裂解；一些動(dòng)物致病菌的莢膜還可保護(hù)它們免受宿主白細(xì)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(xì)胞的吞噬；貯藏碳源和能源養(yǎng)料，以備營(yíng)養(yǎng)缺乏時(shí)重新利用；作為透性屏障或(和)離子交換系統(tǒng)，可保護(hù)細(xì)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(huì)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(xì)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(xì)菌間的信息識(shí)別作用;堆積代謝廢物。,(六) 鞭毛(flagellum, 復(fù)flagella),生長(zhǎng)在某些細(xì)菌體表的長(zhǎng)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(yùn)動(dòng)功能。鞭毛的長(zhǎng)約1520mm，直徑為0.010.02mm。,細(xì)菌鞭毛(flagellum)電鏡

13、照片（引自“ Foundations of Microbiology）,1、鞭毛在細(xì)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(yùn)動(dòng)的機(jī)制 “旋轉(zhuǎn)論(rotation theory)”,4、鞭毛的功能 與細(xì)菌運(yùn)動(dòng)有關(guān)，是原核生物實(shí)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(zhǎng)在細(xì)菌體表的纖細(xì)、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(jiǎn)單，無(wú)基體等構(gòu)造，直接著生于細(xì)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(xì)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(zhǎng)度比菌毛長(zhǎng)，數(shù)量少，每個(gè)細(xì)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(xì)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(xì)菌在其生長(zhǎng)發(fā)育后期，在細(xì)胞內(nèi)形成一個(gè)圓形或橢圓形、厚壁、含水量極低、抗逆性極強(qiáng)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(qiáng)的一種構(gòu)造，在抗熱、抗化學(xué)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(biāo)尺：0.2m）,1、芽孢特點(diǎn) （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(qiáng) （3）芽孢休眠能力極強(qiáng),藥物制劑、用具滅菌時(shí)， 應(yīng)以殺滅芽孢為標(biāo)準(zhǔn) 121 ，30min,三、細(xì)菌的營(yíng)養(yǎng)、生長(zhǎng)與繁殖,細(xì)菌一般為無(wú)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(fù)分裂,(二) 細(xì)菌的培養(yǎng)特征,細(xì)菌的培養(yǎng)特征主要指細(xì)菌在固體、半固體和液體培養(yǎng)基中生長(zhǎng)后所表現(xiàn)出的群體形態(tài)特征，不同的細(xì)菌有其固有的培養(yǎng)特征。,1、細(xì)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(gè)細(xì)菌或孢子生長(zhǎng)、繁殖形成的肉眼可見(jiàn)的群體。 菌落特征: 濕潤(rùn),較光滑，較透明，較粘稠