1、第一章 细菌的形态与结构,第一节 细菌的形态第二节 细菌的结构,第一节 细菌的形态,一、细菌的大小,长度单位：微米(m),二、细菌的基本形态与排列状态,细菌按其外形，主要有,球菌杆菌螺旋状菌,菌体呈球形或近似球形, 根据细胞分裂的方向及分裂后的各子细胞的空间排列状态不同,可将球菌分为以下几种:单球菌、双球菌、链球菌、四联球菌、八叠球菌、葡萄球菌等。,（一）球菌(coccus)及其排列状态,1.单球菌(coccus),细胞分裂沿一个平面进行，新个体分散而单独存在。,2.双球菌(diplococcus),细胞沿一个平面分裂，新个体成对排列。,3.链球菌(coccus),细胞沿一个平面进行分裂，新个
2、体不但可保持成对的样子，并可连成链状。,4.四联球菌(tetracoccus),细胞分裂是沿两个相垂直的平面进行，分裂后每四个细胞特征性地连在一起，呈田字形。,5.八叠球菌(sarcina),细胞按三个互相垂直的平面进行分裂后，每八个球菌特征性地连在一起成立方体形。,6.葡萄球菌（streptococcus),细胞无定向分裂，多个新个体形成一个不规则的群体，犹如一串葡萄。,（二）杆菌(bacillus)及其排列状态,杆菌是细菌中种类最多的类型，因菌种不同，菌体细胞的长短、粗细等都有所差异。杆菌的形态：短杆状、长杆状、棒杆状、梭状杆状、月亮状、竹节状等；按杆菌细胞繁殖后的排列方式则有链状、栅状、
3、“八”字状等。,杆菌(bacillus)：分裂后排列方式不同,双杆菌,链杆菌,杆菌(bacillus):大小及排列方式不同,炭疽杆菌 3-10 m,大肠杆菌 2-3 m,（三） 螺旋菌(spirilla),弧菌（vibrio)：螺旋不满一圈，菌体呈弧形或逗号形 例霍乱弧菌、逗号弧菌螺旋菌(spirillum)：螺旋满2-6环，螺旋状，例干酪螺菌,弧 菌 螺 菌,三、细菌的异常形态,结核杆菌的正常形态,结核杆菌的异常形态,菌落：单个细菌在适当的固体培养基表面或内部,经过一段时间培养后，生长繁殖出数量巨大的菌体，形成肉眼可见、有一定形态的群体。可用于细菌的分离、纯化、计数和鉴定。,平板培养,四、细
4、菌的群体形态,菌苔:各“菌落”相互连接形成一片。,第二节 细菌的结构,基本结构,细胞壁、细胞膜、细胞质、核体,特殊结构,荚膜、S层、鞭毛、菌毛、芽胞,细菌细胞结构,（一）细胞壁(cell wall),细胞壁是位于菌体的最外层，内侧紧贴细胞膜的一层无色透明，坚韧而有弹性的结构。(高渗特殊染色、电镜）,1.细菌细胞壁的结构,革兰氏阳性菌细胞壁：由肽聚糖和磷壁酸组成,阳性菌特有,革兰氏阴性菌细胞壁,2.细胞壁的化学组成,革兰氏阳性细菌与革兰氏阴性细菌细胞壁成分比较,细胞壁的基本骨架肽聚糖是由 N乙酰胞壁酸（NAM）和N乙酰葡糖胺（NAG）经-1，4糖苷键连接间隔排列形成的多糖支架。在NAM分子上连接
5、四肽侧链，肽链之间由肽桥或联系起来，组成一个机械性很强的网状结构。,（1）,肽聚糖(peptidoglycan),革兰阳性菌肽聚糖聚糖骨架、四肽侧链、五肽交联桥,革兰阴性菌肽聚糖聚糖骨架、四肽侧链,（2）磷壁酸 (teichoic acid),磷壁酸的功能,形成表面抗原决定簇的主要成分； 提高膜结合酶的能力(使细胞壁形成负电荷环境, 以利于吸附镁离子,维持酶活)；保证革兰氏阳性致病菌（如A族链球菌）与其寄主 间的粘连（主要为膜磷壁酸） ；构成噬菌体的吸附位点。,（3）脂多糖(lipopolysaccharid, LPS),脂多糖的功能,（1）能够吸附钙离子、镁离子等阳离子；（2）为噬菌体提供特
6、异的吸附受体,（4）外膜蛋白（OMP),噬菌体吸附的受体,维持菌体固有的形态保护细菌抵抗不利环境参与菌体内外的物质交换菌体表面带有多种抗原分子，可诱发机体的免疫应答。,3. 细胞壁的功能,细菌细胞壁缺陷型或L型(bacterial L form)：细胞壁受损后仍能生长和分裂的细菌。在一般环境中不能耐受菌体内的高渗透压而将会涨破死亡。在高渗环境下，仍可存活。革兰阳性菌细胞壁缺失后，原生质仅被一层细胞膜包住原生质体(protoplast)。革兰阴性菌肽聚糖层受损后尚有外膜保护原生质球(spheroplast)。,4.细菌细胞壁缺陷型（细菌L型）,细菌L型呈高度多形性，大小不一，着色不匀，无论其原为
7、革兰阳性或阴性菌，形成L型大多染成革兰阴性。,(1) 形态和染色性,临床分离葡萄球菌L型,葡萄球菌L型回复后,细菌L型生长缓慢，营养要求高，必须用高渗的培养基。细菌L型在高渗的培养基上生长后形成三种类型的菌落。,（2）培养特性和菌落形态,丝状菌落,颗粒型菌落,油煎蛋样菌落（典型L型菌落）,革兰氏染色法是细菌细胞的复合染色法，由丹麦医生Hans Christian Gram于1884年创立。,5.革兰氏（Grams)染色,革兰氏阳性 革兰氏阴性,不同细菌的革兰氏染色特点,革兰氏染色法原理,基本步骤：（1） 结晶紫初染（2） 碘液媒染（3）95%乙醇脱色（4） 沙黄复染 G+ 菌：肽聚糖含量高，交
8、联度大，当乙醇脱色时，肽聚糖因脱水而孔径缩小，故结晶紫-碘复合物被阻留在细胞内，细胞仍呈紫色。G菌：肽聚糖层薄，交联松散，乙醇脱色不能使其结构收缩，因其含脂量高，乙醇将脂溶解，缝隙加大，酒精将细胞脱色，细胞无色，沙黄复染后呈红色。,阴性 阳性,（二）细胞膜 (cell membrane),细胞膜液态镶嵌模型,细菌细胞膜的结构与真核细胞者基本相同，由磷脂和多种蛋白质组成，但不含胆固醇。细菌细胞膜的功能与真核细胞者类似，主要有物质转运、生物合成和呼吸等作用。,间体：是部分细胞膜内陷、折叠、卷曲形成的囊状物，多见于革兰阳性菌。其功能类似于真核细胞的线粒体。,(三）间体(mesosome),间体,（四
9、）核体 (nuclear body),细菌不具有成形的核，无核膜、核仁，称为核质或拟核。功能是负载遗传信息。 核质由单一密闭环状DNA分子反复回旋卷曲盘绕组成松散网状结构。,核体,细胞质：细菌细胞膜内包裹的、除核体以外的所有物质，是一种无色、透明、均质的胶体，基本成分为水、蛋白质、脂类、多糖、核糖核酸及无机盐类等，是细菌进行营养物质代谢及合成核酸和蛋白质的场所。含有各种酶系统、核糖体、质粒、包含物等。,（五）细胞质 (cytoplasm),核糖体（ribosome),是分散在细胞质中的颗粒状结构，由核糖体核酸（占2/3）和蛋白质（占1/3）组成。,沉降系数：70s，由50s大亚基和 30s 小
10、亚基构成。功能：是细胞合成蛋白质的机构。,2.质粒(plasmids),细菌染色体外的共价闭合环状双链DNA分子。控制细菌某些特定的遗传特性。,核体,质粒,3.内含物（inclusion),贮存营养物质和其他物质的颗粒样结构，有脂肪滴、糖原、异染颗粒等。,脂肪滴,气泡,异染颗粒,二、 特殊结构,荚膜S层鞭毛菌毛芽孢,（一）荚膜 (capsule),荚膜：某些细菌在其细胞壁外包绕一层黏液性物质，用理化方法去除后并不影响细胞的生命活动。,肺炎链球菌荚膜,荚膜,(大）荚膜：粘液状物质具有一定外形，相对 稳定地附着在细胞壁外，厚度0.2m。微荚膜（microcopsule)：粘液状物质较薄， 厚度0.
11、2m，与细胞表面牢固结合。粘液层(slime layer)：粘液物质没有明显的 边缘，比荚膜松散。,荚 膜,菌胶团(zoogloea):包裹在细胞群体上的胶状物质。,大多数细菌的荚膜是多糖，如猪链球菌；少数菌的荚膜为多肽，如炭疽芽胞杆菌、鼠疫耶氏菌等；极少数二者均有，如巨大芽孢杆菌。,1. 荚膜的化学组成,抗吞噬作用：荚膜具有抵抗宿主吞噬细胞的作用，因而荚膜是病原菌的重要毒力因子。抗有害物质的损伤作用：荚膜处于细胞的最外层，有保护菌体避免和减少受有害物质的损伤作用。营养物质的贮存场所与废物排出之地,2. 荚膜的功能,（1）荚膜的形成是微生物的遗传特征之一，是“种”的 特征。但不是细菌的必要结构
12、，失去荚膜的菌株 照样能够生活。 (2)荚膜的形成与组成明显受培养基成分和培养条件的 影响（与环境密切相关）。,3. 荚膜形成的条件,（二） S 层,某些细菌的一种特殊的表层结构，完整包裹菌体，由单一的蛋白质亚单位组成，排列规则，呈晶格样结构,S 层的功能,1.分子筛和离子通道2.屏障作用，保护细菌3.黏附宿主细胞4.重要的表面抗原,（三）鞭毛 (flagellum),许多细菌在菌体上附有细长并呈波状弯曲的丝状物，称为鞭毛，是细菌的运动器官。,特殊鞭毛染色，在光学显微镜下观察电子显微镜观察半固体穿刺培养,1. 鞭毛的观察,1：有动力2：无动力,2.鞭毛菌分类,鞭毛是运动器官。鞭毛有抗原性。与致
13、病性有关。,3. 鞭毛的功能,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。菌毛蛋白具有抗原性。菌毛在光镜下看不到，必须用电镜观察。分为普通菌毛和性菌毛两类。,（三）菌毛 (filus/fimbriae),遍布菌细胞表面，每菌可达数百根。是细菌的粘附结构，能与宿主细胞表面的特异性受体结合。与细菌的致病性密切相关。,1. 普通菌毛(ordinary pilus),仅见于少数革兰阴性菌。数量少，1-4根。比普通菌毛长而粗，中空呈管状。性菌毛由致育因子（F）编码，故又称F菌毛。F+菌内的质粒或DNA可通过性菌毛 进入F-菌体内, 性菌毛是某些噬菌体
14、吸附于 菌细胞的受体。,2. 性菌毛(sex pilus),菌毛比鞭毛更短、更细，且又直又硬。数量很多，不具有运动功能，但与菌的致病性、吸附等有关。只能在电子显微镜下观察到。,3.菌毛与鞭毛的比较,某些细菌在一定的环境条件下，能在菌体内部形成一个圆形或卵圆形小体，是细菌的休眠形式。芽胞形成后细菌即失去繁殖能力。产生芽胞的都是革兰阳性菌。,（四）芽胞 (spore),1.芽胞的结构,由外向内,外衣 外膜皮质 芽孢壁内膜 芯髓,2.芽胞形状、位置,细菌形成芽胞的能力是由菌体内的芽胞基因决定的。芽胞一般只在动物体外才能形成，其形成条件因菌种而异。一个细菌只形成一个芽胞，一个芽胞发芽也只生成一个菌体，
15、细菌数量并未增加，因而芽胞不是细菌的繁殖方式。与芽胞相比，未形成芽胞而具有繁殖能力的菌体可称为繁殖体。,3. 芽胞的形成,(1)对高温、干燥、辐射、化学药物有强大的抵抗力。 (2)含水量低、壁厚而致密，通透性差,不易着色，折光性强。(3)芽胞内新陈代谢几乎停止，处于休眠状态，但保持潜在萌发力。(4)不是繁殖器官，一个芽孢萌发只产生一个营养状态的细胞。,4.芽孢的特点,芽胞的抵抗力强，可在自然界中存在多年，是重要的传染源。但芽胞并不直接引起疾病，只有发芽成为繁殖体后，才能迅速大量繁殖而致病。芽胞抵抗力强，故应以杀灭芽胞作为可靠的灭菌指标。,5. 研究芽胞的意义,细菌的结构模式图,复习要点,1.细菌的大小、基本形态2.菌落的概念及意义3.细菌的基本结构和特殊结构（试绘制细菌结构模式图）4.比较革兰氏阳性和阴性细菌细胞壁的异同5.细菌脂多糖的组成和功能6.细菌的遗传物质7.细菌荚膜的概念及主要功能8.细菌芽胞的特点及其意义,
