第一章 细菌的形态和结构

第一章 细菌的形态和结构第一章 细菌的形态和结构

第一章 细菌的形态和结构

• 细菌(bacterium)是属原核生物界(prokaryotae)的 一种单细胞微生物。
• 第一节 细菌的大小和形态
  • 细菌的大小
    • 单位
      • 微米（um）
    • 观察仪器
      • 光学显微镜
    • 影响细菌大小的因素
      • 菌龄
      • 环境因素
      • 不同染色方法
  • 细菌的基本形态
    • 球菌
      • 分裂方向
        • 沿同一平面
          • 两两相连→双球菌
            • 脑膜炎奈瑟菌、肺炎双球菌
          • 多个相连→链球菌
            • 乙链
        • 沿多个平面
          • 葡萄球菌
    • 杆菌
      • 单杆菌
      • 双杆菌
      • 链杆菌
      • 球杆菌
    • 螺旋菌
      • 弯曲度不足一周
        • 弧菌
      • 弯曲度大于一周
        • 螺旋菌
      • 螺旋周数在六环一上
        • 螺旋体
  • 细菌形态的影响因素
    • 细菌的形态受多种理化因素影响，只有生长条件适宜时才典型。
    • 细菌的衰老型或退化型：不良环境或老龄期，形状不一样的个体
    • 细菌的多形性：有些细菌具有特定的生活周期，在不同生长阶段具有不同的形态。如放线菌、粘细菌
  • 细菌的群体形态
    • 菌落/克隆：单个细菌在适宜生长的固体培养基表面或内部，在适宜条件下，经过一定时间培养，生长繁殖→一个肉眼可见的、有一定形态的独立群体。
    • 长出的菌落连成一片形成菌苔
• 第二节 细菌的结构
  • 基本结构
    • 细胞壁
      • 定义：位于细菌细胞最外层，无色透明、质地坚韧而有弹性的膜状结构
      • 细菌细胞壁特有——肽聚糖
      • 分类：革兰阳性＆阴性→细胞壁的化学组成和结构不同
        • （G+）革兰阳性菌细胞壁：厚，肽聚糖(多）、磷壁酸
          • 磷壁酸：革兰阳性菌特有的成分，特异的表面抗原。
            • 膜磷壁酸
            • 壁磷壁酸
        • （G-）革兰阴性菌细胞壁：薄、肽聚糖（少）、外膜、周浆间隙
          • 肽聚糖：少，仅1~2层，紧贴胞膜
          • 外膜由内而外依次为脂蛋白、脂质双层、脂多糖。
            • 脂多糖：类脂A、核心多糖、侧链多糖
        • 革兰染色：结晶紫初染1min→碘液媒染→95％乙醇脱色10s→沙黄复染
          • G+菌：肽聚糖含量高，交联度大→乙醇脱色时，肽聚糖脱水而孔径缩小→结晶紫-碘复合物留在胞内→细胞紫色
          • G-菌：肽聚糖层薄，交联松散→乙醇脱色不易使其缩小；含脂量高，乙醇溶解→孔径大，脱色→沙黄复染成红色。
      • 细胞壁的功能
        • 维持菌体固有的形态
        • 保护细菌抵抗低渗环境
        • 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。
      • 细菌细胞壁缺陷型（细菌L型）
        • 定义：细胞壁受损后仍能生长和分裂的细菌。可在高渗环境下存活。
        • 特点
          • 形态呈多形性
          • 染色性：多为G-
          • 生长缓慢，固体培养基中呈“煎蛋”样细小菌落
          • 作用于细胞壁的药物无效
        • 细菌L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L型大多染成革兰阴性。
    • 细胞膜
      • 主要成分：磷脂+蛋白质，无胆固醇，类似液态镶嵌模型
      • 功能
        • 进行细胞内外物质交换
        • 维持细胞内正常渗透压
        • 合成细胞壁、荚膜的各组分
        • 进行氧化磷酸化或光合磷酸化的产能基地
        • 许多酶和电子传递链组分的所在部位
        • 鞭毛着生点和提供其运动的能量
      • 中介体：部分细胞膜内折、卷曲形成的一种囊状物→G+常见。
    • 细胞质
      • 定义：细菌细胞膜内包围的、除核体以外的所有物质，是一种无色透明、均质的粘稠胶体
      • 主要成分：水、蛋白质、脂类、多糖类、核糖核酸和少量无机盐类
      • 内含物
        • 核糖体：合成蛋白质的场所；沉降系数70S
        • 质粒：细菌染色体外的遗传物质，由共价闭合环状双链DNA组成。
          • 携带遗传信息，控制某些不是生存必需的性状
        • 细菌细胞质中含有多种颗粒，大多为贮藏的营养物质。其中有一种嗜碱性强，用亚甲蓝染色呈紫色，称为异染颗粒。
    • 核质（拟核）
      • 定义：无定形核，无核膜、核仁，仅为一核区，称为拟核或原核
      • 组成
        • 单一密闭环状双链DNA
        • 少量的RNA
        • RNA聚合酶
        • 蛋白质（无组蛋白）
      • 功能：同真核染色体。
  • 特殊结构
    • 荚膜
      • 定义：某些细菌在一定营养条件下向胞外分泌的一层黏性物质，理化方法去除后不影响
      • 大多为多糖，少数为多肽，极少数两者均有
      • 形成条件：有荚膜的细菌在固体培养基上形成是M（粘液）型或S（光滑）型，失去荚膜后成为R（粗糙）型菌落
      • 荚膜的功能
        • 抗吞噬作用
        • 黏附作用
        • 抗有害环境影响因素作用
    • S层
      • 单一的蛋白质亚单位，规则排列，呈类晶体结构
      • 功能
        • 分子筛和离子通道
        • 保护屏障作用
        • 介导细菌黏附宿主细胞以及内化进入巨噬细胞
    • 鞭毛
      • 定义：菌体表面长有的一至十根细长并波状弯曲的丝状物
      • 分类
        • 单毛菌——霍乱弧菌
        • 双毛菌——空肠弯曲菌
        • 丛毛菌——绿脓杆菌
        • 周毛菌——伤寒杆菌、大肠杆菌
      • 鞭毛结构：基体+鞭毛钩+鞭毛丝，自细胞膜长出
      • 功能
        • 运动器官
        • 抗原性
        • 致病性
        • 鉴定细菌
      • 细菌运动性的测定
        • 悬滴法测定
        • 半固体培养基穿刺培养法
    • 菌毛
      • 定义：大多G+和少数G-，比鞭毛短的毛发状细丝
      • 分类：普通菌毛、性菌毛
      • 功能：粘连吸附、致育作用
    • 芽胞（spore）
      • 定义：某些细菌【G+】在一定环境下，在菌体内形成的圆形或卵圆形小体，是细菌的休眠形式。
      • 芽胞的结构
        • 外衣、外膜、皮质、芽胞壁、内膜、芯髓
      • 芽胞分类
        • 末端芽胞：破伤风杆菌
        • 中央芽胞：炭疽芽胞杆菌
        • 偏端芽胞：肉毒梭菌
      • 芽胞形成后即失去繁殖能力，老龄芽胞脱离→游离芽胞
      • 芽胞的形成
        • 其能力由基因决定，一般只能在动物体外形成
        • 一个细菌仅产生一个芽胞→合适条件下形成一个菌体
      • 芽孢抵抗力强的表现：耐高温、耐消毒药和辐射、耐不良发育条件
      • 芽孢抵抗力强的原因
        • 芽胞为多层致密厚膜，通透性极低，理化因素不易透入。
        • 芽胞含水量少，蛋白质受热后不易变性。
        • 芽胞含有大量吡啶二羧酸(DPA)，与Ca结合生成的复合物能提高芽胞的耐热性和抗氧化能力。
        • 芽胞含酸溶性芽胞小蛋白(SASPs)，与芯髓DNA紧密结合，使之免受辐射、干燥、高温等破坏。
      • 杀死芽孢的方法
        • 高压蒸汽灭菌法（最有效）
        • 干热灭菌法
        • 焚烧法
        • 强力高浓度的杀菌剂
      • 常用的芽胞染色法有复红-美蓝染色法与孔雀绿-沙黄染色法。前者芽胞红色，菌体蓝色 后者芽胞绿色，菌体红色
• 第三节 细菌的形态和结构的观察方法
  • 显微镜放大法
    • 普通光学显微镜
    • 电子显微镜
  • 染色法
    • 革兰染色法
    • 抗酸染色
    • 其他特殊染色
• 定义：细菌(bacterium)是属原核生物界(prokaryotae)的 一种单细胞微生物。