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细菌的形态和结构
细菌
原核细胞型微生物
单细胞
有细胞壁
广义范畴
支原体
衣原体
立克次体
螺旋体
放线菌
狭义范畴
数量大、种类多、具有典型代表性
细菌的大小和形态
一般以微米为单位
形态
球菌
双球菌
链球菌
葡萄球菌
四联球菌
八叠球菌
杆菌
链杆菌
棒状杆菌
球杆菌
分枝杆菌
双歧杆菌
螺形菌
弧菌属
螺菌属
螺杆菌属
弯曲菌属
细菌的结构
基本结构
细胞壁
化学组成
共有成分
肽聚糖
革兰染色
革兰阳性菌
聚糖骨架
N-乙酰葡萄糖胺
N-乙酰胞壁酸
四肽侧链
组成和联结方式随细菌种类不同而异
五肽交联桥
三维立体结构
特殊成分
磷壁酸(多数)
壁磷壁酸(WTA)
膜磷壁酸/脂磷壁酸(LTA)
WTA与LTA共同组成带负电荷的网状多聚物或基质
抗原性及黏附素活性
磷壁醛酸(少数)
某些细胞壁表面有特殊蛋白质
特点
较厚(20~80nm)
15~50层肽聚糖
革兰阴性菌
二维结构
特殊结构
外膜(不对称的双层膜结构)
脂多糖(内毒素/LPS)
脂质A
不同种属细菌的脂质A骨架基本一致
脂质A是内毒素的毒性和生物学活性的主要组分
无种属特异性
核心多糖
有种属特异性
特异多糖
即革兰阴性菌的菌体抗原(O抗原)
具有种属特异性
缺失则细菌从光滑型(S)变为粗糙型(R)
(少数革兰阴性菌LPS结构不典型。 脂寡糖/LOS是细菌的重要毒力因子)
脂质双层
外膜中脂蛋白
肽聚糖层和脂质双层
外膜蛋白
周浆间隙
细胞膜和脂质双层之间
多种水解酶
获得营养、解除有害物质毒性
脂蛋白
较薄(10~15nm)
1~2层肽聚糖
功能
保护细菌和维持菌体形态
物质交换
与致病性有关
磷壁酸和LPS具有抗原性,可诱发机体的免疫应答
LPS是内毒素,可使机体发热,白细胞增多,严重时可至休克死亡
与耐药性有关
与静电性有关
磷壁酸和LPS均带负电荷
革兰阳性菌等电点为pH2~3
革兰阴性菌等电点pH4~5
LPS也可增强机体非特异性抵抗力,并有抗肿瘤等有益作用
细菌细胞壁缺陷型(细菌L-型)
细菌细胞壁的肽聚糖结构受到理化或生物因素的直接破坏或抑制其合成,这种细胞壁受损的细菌在高渗环境下仍可存活,成为细菌细胞壁缺陷型
原生质体
革兰阳性菌细胞壁缺失后,原生质仅被一层细胞膜包住
菌体内渗透压很高(20~25个大气压)必须保存在高渗环境中
原生质球
革兰阴性菌肽聚糖层受损后尚有外膜保护
革兰阴性菌细胞壁肽聚糖含量较少,菌体内渗透压5~6个大气压,在低渗环境中仍有一定抵抗力
形成条件
在体内或体外、人工诱导或自然情况均可形成
诱发因素
溶菌酶和溶葡萄球菌素
破坏聚糖骨架
青霉素
与细菌竞争合成合成肽聚糖过程中所需的转肽酶
胆汁、抗体、补体等
在高渗低琼脂含血清的培养基中生长、生长缓慢
去除诱发因子后,有些L-型可回复为原菌,有些不能
某些L-型仍有一定致病力,通常引起慢性感染
临床上遇有症状明显而标本常规细菌培养阴性者,应考虑细菌L-型感染的可能性,宜作L-型的专门分离培养,并更换抗菌药物。
细胞膜/胞质膜
物质运输
呼吸和分泌
生物合成
多种酶类
参与细胞结构的合成
青霉素结合蛋白
与肽聚糖合成有关的酶类,是青霉素作用的主要靶位
与细菌的耐药性有关
参与细菌分裂
中介体/拟线粒体
多见于革兰阳性菌
分泌系统
贯穿细菌细胞膜
分泌的物质(蛋白质、DNA)可分布于细菌表面,或释放到细菌的外环境中,或者注入宿主细胞内,参与细菌的各种重要生命活动和致病作用。
细胞质/原生质
核糖体
沉降系数70s
大亚基
50s
有红霉素结合位点
小亚基
30s
有链霉素的结合位点
质粒
细菌染色体外的遗传物质,为闭合环状的双链DNA
胞质颗粒/内含物
营养充足时,胞质颗粒较多
异染颗粒/迂回体
主要成分:RNA和多偏磷酸盐
亚甲蓝染色着色较深呈紫色
常见于白喉棒状杆菌,又称极体
核质/拟核/细菌的染色体
无核膜、核仁和有丝分裂器
单倍体、单一的密闭环状DNA 相当于一条染色体,某些细菌有两个不同的染色体
荚膜
某些细菌在其细胞壁外包绕一层黏液性物质,为多糖或蛋白质的多聚体,用理化方法去除后并不影响菌细胞的生命活动
子主题
荚膜/大荚膜
此黏性物质牢固地与细胞壁结合,厚度≥0.2微米,边界明显
微荚膜
厚度<0.2微米
黏液层
大多数多糖
血清学分型
少数多肽
抗吞噬作用
抵抗宿主吞噬细胞的吞噬和消化
增强侵袭力
毒力因子
黏附作用
参与生物被膜
抗有害物质的损伤作用
鞭毛
许多细菌,包括所有的弧菌和螺菌,约半数的杆菌和个别球菌,在菌体上附有细长并呈波状弯曲的丝状物,少仅1-2根,多者达数百根。
分类
单毛菌
双毛菌
丛毛菌
周毛菌
鞭毛蛋白
抗原性,鞭毛(H)抗原
运动器官
细菌的运动具有化学趋向性,常向营养物质处前进 而逃避有害物质
有些与致病性有关
细菌的鉴定与分类
菌毛
许多革兰阴性菌和少数革兰阳性菌体表存在一种直的、比鞭毛更细、更短的丝状物
菌毛蛋白具有抗原性
必须用电子显微镜观察
普通菌毛
黏附结构,与宿主细胞表面的特异性受体结合是感染的第一步
红细胞凝集,称为血凝
有些细菌的普通菌毛由质粒编码,另一些由染色体控制
性菌毛
仅见于少数革兰阴性菌,数量少,一个菌仅有1~4根,比普通菌毛长而粗,中空管状
由致育因子的质粒编码,又称F菌毛
接合
致育性(编码性菌毛)
毒力
耐药性
芽胞
某些细菌在一定的环境条件下,胞质脱水浓缩,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,称为芽胞。产生芽胞的细菌都是革兰阳性菌。
形成与发芽
细菌芽胞的形成受遗传因素的控制和环境因素的影响。
一般情况下,芽胞只在动物体外对细菌不良的环境条件下形成,其形成条件因菌种而异。
营养缺乏尤其是C、N、P元素不足时,细菌生长繁殖减速,可启动芽胞形成的基因。
芽胞保存在细菌的全部生命必需物质
一个细菌只形成一个芽胞,一个芽胞也只生成一个菌体不是细菌的繁殖方式
抵抗力强
细菌的芽胞对热力、干燥、辐射、化学消毒剂等理化因素均有强大的抵抗力。
杀死细菌的芽胞是作为判断灭菌效果的指标
细菌芽胞是某些外源性感染的重要来源
细菌芽胞并不直接引起疾病,只有在芽胞发芽成为繁殖体后,才能迅速大量繁殖而致病。