细菌的形态与结构(13).ppt
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1、第一章细菌的形态与结构第一章细菌的形态与结构Bacterial morphology and structure第一节细菌的大小与形态第一节细菌的大小与形态观察细菌常用光学显微镜,其大小用测微尺观察细菌常用光学显微镜,其大小用测微尺在显微镜下进行测量,以在显微镜下进行测量,以微米微米(m)为单位。为单位。1可编辑版球菌(球菌(coccus)ex.Staphylococcus杆菌(杆菌(bacillus)ex.B.anthracis 螺形菌螺形菌(spiral bacterium)ex.V.choleran细菌按其外形,主要有:细菌按其外形,主要有:2可编辑版球菌球菌(coccus)脑膜炎奈瑟菌
2、脑膜炎奈瑟菌Neisseria meningitidis.Copyright 2001 Dennis Kunkel Microscopy双球菌双球菌(diplococcus)肺炎链球菌肺炎链球菌3可编辑版链球菌链球菌(streptococcus)球菌球菌(coccus)4可编辑版球菌球菌(coccus)葡萄球菌葡萄球菌(staphylococcus)5可编辑版球菌球菌(coccus)四联球菌四联球菌(tetrad)6可编辑版杆菌杆菌(Bacillus)链杆菌链杆菌大肠杆菌大肠杆菌(E.coli)http:/www3.niaid.nih.gov/biodefense/Public/Images.
3、htm杆菌杆菌炭疽芽胞杆菌炭疽芽胞杆菌(Bacillus anthracis,Todar 2003).双歧杆菌双歧杆菌(bifidobacterium)From MicrobeWiki 7可编辑版螺形菌螺形菌(spiral bacterium)霍乱弧菌霍乱弧菌(V.cholera)弧菌弧菌 鼠咬热螺菌鼠咬热螺菌(Spirillum minor)螺菌螺菌螺杆菌螺杆菌 幽门螺杆菌幽门螺杆菌(Helicobacter pylori)8可编辑版9可编辑版 第二节第二节 细菌的结构细菌的结构基本基本结构结构细胞壁、细胞膜、细胞质、核质细胞壁、细胞膜、细胞质、核质特殊特殊结构结构荚膜、鞭毛、菌毛、芽胞荚膜
4、、鞭毛、菌毛、芽胞10可编辑版Theprototypebacterialcell.From:DrAlvinFox11可编辑版一一 基本结构基本结构 (一)细胞壁(一)细胞壁(cell wall)是位于细菌细胞最外层,包绕在是位于细菌细胞最外层,包绕在细胞膜周围。平均厚度为细胞膜周围。平均厚度为1230nm,组成较复杂,并随不同菌种而异。组成较复杂,并随不同菌种而异。12可编辑版革兰阳性菌革兰阳性菌革兰阴性菌革兰阴性菌革兰染色革兰染色两类细菌细胞壁的共同组分为肽聚糖,但各有其特殊组分。两类细菌细胞壁的共同组分为肽聚糖,但各有其特殊组分。革兰染色法(革兰染色法(Gram Stain):):涂片涂片
5、 风干风干 固定固定 结晶紫结晶紫 碘液碘液 95%乙醇乙醇 复红复红1min1min脱色脱色13可编辑版S.aureus 肽聚糖肽聚糖(peptidoglycan):聚糖骨架、四肽聚糖骨架、四肽侧链、五肽交联桥侧链、五肽交联桥.转肽酶催化转肽酶催化四肽侧链与四肽侧链与五肽交五肽交联桥之间的肽键形成联桥之间的肽键形成,青霉素青霉素抑制转肽酶抑制转肽酶,从而抑制细胞壁从而抑制细胞壁的形成的形成溶菌酶作用点溶菌酶作用点(-1,4 glycosidic bond)N-乙酰葡糖胺乙酰葡糖胺N-乙酰胞壁酸乙酰胞壁酸14可编辑版E.coli 肽聚糖肽聚糖(peptidoglycan):聚糖骨架、四聚糖骨架
6、、四肽侧链肽侧链二氨基庚二酸15可编辑版G-肽聚糖肽聚糖,缺乏五肽交联缺乏五肽交联桥,而且交联率低,故多桥,而且交联率低,故多数侧链呈游离状。这种肽数侧链呈游离状。这种肽聚糖在革兰阴性菌中只有聚糖在革兰阴性菌中只有12层,只作为其细胞层,只作为其细胞壁的组成成分之一。壁的组成成分之一。G+肽聚糖,构成了立体结肽聚糖,构成了立体结构,坚固而致密。这种三构,坚固而致密。这种三维立体结构的肽聚糖在革维立体结构的肽聚糖在革兰阳性菌中高达兰阳性菌中高达50层,为层,为其细胞壁主要成分。其细胞壁主要成分。Fig.from Larry Mckane/Judy Kandel 16可编辑版革兰阳性菌细胞壁特殊组
7、分革兰阳性菌细胞壁特殊组分磷壁酸磷壁酸(teichoic acid)壁磷壁酸壁磷壁酸膜磷壁酸膜磷壁酸17可编辑版 磷壁酸为革兰阳性菌细胞壁特有成分,磷壁酸为革兰阳性菌细胞壁特有成分,是由核糖醇或甘油残基经磷酸二酯键互相是由核糖醇或甘油残基经磷酸二酯键互相连接而成的多聚物。连接而成的多聚物。按结合部位不同分为壁磷壁酸和膜磷按结合部位不同分为壁磷壁酸和膜磷壁酸两种。壁酸两种。与粘附有关,与粘附有关,组成表面抗原。组成表面抗原。18可编辑版革兰阴性菌细胞壁特殊组分革兰阴性菌细胞壁特殊组分外膜外膜(outer membrane):脂蛋白,脂质双层,脂多糖。脂蛋白,脂质双层,脂多糖。19可编辑版外膜外膜
8、 脂蛋白脂蛋白连接肽聚糖与脂质双层连接肽聚糖与脂质双层脂质双层脂质双层结构类似细胞膜,可进行物质交换,结构类似细胞膜,可进行物质交换,有选择性通透作用有选择性通透作用脂多糖脂多糖(LPS)即革兰阴性菌内毒素即革兰阴性菌内毒素(endotoxin)20可编辑版脂多糖脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)21可编辑版 脂多糖脂多糖(由内向外)(由内向外)脂质脂质A一种糖磷脂,是内毒素的毒性一种糖磷脂,是内毒素的毒性成分,无种属特异性成分,无种属特异性,不同不同G-感染时,感染时,LPS的毒性作用大致的毒性作用大致相同。相同。脂多糖由三部分组成:脂多糖由三部分组成:核心多糖核心多糖特
9、异多糖特异多糖即革兰阴性菌的菌体抗原即革兰阴性菌的菌体抗原(O抗原),此糖如果缺抗原),此糖如果缺失,细菌菌落将发生失,细菌菌落将发生SR变异变异某些细菌某些细菌(奈瑟菌奈瑟菌)特异多糖为寡糖特异多糖为寡糖,其其LPS 称称LOS(lipooligosaccharide)22可编辑版壁磷壁磷壁酸壁酸膜磷膜磷壁酸壁酸革兰阴性菌细胞壁革兰阴性菌细胞壁革兰阳性菌细胞壁革兰阳性菌细胞壁23可编辑版革兰阳性菌与阴性菌细胞壁结构比较革兰阳性菌与阴性菌细胞壁结构比较细胞壁细胞壁 革兰阳性菌革兰阳性菌革兰阴性菌革兰阴性菌强度强度较坚韧较坚韧较疏松较疏松厚度厚度厚厚,20-80nm薄薄,10-15nm肽聚糖层数
10、肽聚糖层数多多,达达50层层少少,1-2层层糖类含量糖类含量多多,45%少少,15-20%脂类含量脂类含量磷壁酸磷壁酸少少,1-4%+多多,11-22%脂蛋白脂蛋白+脂质双层脂质双层+脂多糖脂多糖+24可编辑版细胞壁的功能细胞壁的功能:维持细菌固有外形维持细菌固有外形.保护细菌抵抗低渗环境保护细菌抵抗低渗环境.参与物质交换参与物质交换.决定菌体的抗原性决定菌体的抗原性.25可编辑版细菌细胞壁缺陷型或细菌细胞壁缺陷型或L型型(bacterial L form):细胞细胞壁受损的细菌壁受损的细菌,在高渗环境下,仍可存活,称在高渗环境下,仍可存活,称细细菌菌L型型。在一般环境中,因菌体内的高渗透压而
11、。在一般环境中,因菌体内的高渗透压而会涨破死亡。在高渗环境下,仍可存活。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,原生质仅被一层细革兰阳性菌细胞壁缺失后,原生质仅被一层细胞膜包住胞膜包住:原生质体原生质体(protoplast)。革兰阴性菌肽聚糖层受损后尚有外膜保护革兰阴性菌肽聚糖层受损后尚有外膜保护:原生原生质球质球(spheroplast)。某些某些L型仍有一定的致病力,通常引起慢性感染型仍有一定的致病力,通常引起慢性感染,如尿路感染。去除诱发因素后,如尿路感染。去除诱发因素后,有的有的L型可回型可回复为原菌。复为原菌。细菌细胞壁缺陷型(细菌细菌细胞壁缺陷型(细菌L型)型
12、)26可编辑版 细菌细菌L L型呈高度多形性,大小不一。着色不匀,无型呈高度多形性,大小不一。着色不匀,无论其原为革兰阳性或阴性菌,形成论其原为革兰阳性或阴性菌,形成L L型大多染成革兰型大多染成革兰阴性。阴性。(1)细菌细菌L型的形态和染色性型的形态和染色性葡萄球菌葡萄球菌L型型(A)及恢复后及恢复后(B)27可编辑版细菌细菌L型生长缓慢,营养要求高,对渗透压敏感,型生长缓慢,营养要求高,对渗透压敏感,普通营养基上不能生长,培养时必须用高渗的含普通营养基上不能生长,培养时必须用高渗的含血清的培养基。血清的培养基。(2)细菌)细菌L型的培养特性和菌落形态型的培养特性和菌落形态 油煎蛋样菌落油煎
13、蛋样菌落 典型的典型的L型菌落型菌落28可编辑版细菌细胞膜的结构与真核细胞者基本相同,由磷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,但脂和多种蛋白质组成,但不含胆固醇不含胆固醇。细菌细胞膜的功能与真核细胞者类似,主要有物细菌细胞膜的功能与真核细胞者类似,主要有物质转运、呼吸和分泌质转运、呼吸和分泌、生物合成、细菌分裂等作生物合成、细菌分裂等作用。用。细菌细胞膜可形成一种特有的结构,称为中介体。细菌细胞膜可形成一种特有的结构,称为中介体。(二)细胞膜(二)细胞膜(cell membrane)29可编辑版 中介体:中介体:是部分细胞膜内陷、折叠、卷曲形成的囊是部分细胞膜内陷、折
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