细菌的生物学特性

细菌的概念
一类具有细胞壁的单细胞原 核细胞型微生物
广义：泛指各类原核细胞型微生物，包括细菌、 放线菌、支原体、衣原体、立克次体、螺旋体
狭义：专指其中数量最大、种类最多、具有典 型代表性的细菌。
第一章 细菌的大小、形态与结构
第一节 细菌的大小与形态
基本形态
球菌、 杆菌、 螺形菌
测量单位:微米（μm）
细菌的形态与大小
杆菌(bacillus)
大 中
z
杆菌大小各异
小
炭疽芽胞杆菌 3-10 μ m
大肠埃希菌 2-3 μ m
布鲁菌 0.6-1.5 μ m
杆菌形态各异
白喉棒状杆菌
结核分枝杆菌
鼠疫耶尔森菌
细菌的形态与大小
• 杆菌排列 杆菌大都没有典型排列方式
细菌的形态与大小
螺形菌(spiral bacterium)
细菌的基本结构:核质
特征:无核膜、核仁和
有丝分裂器。功能与
真核细胞的染色体相
似。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。
细菌的特殊结构
1.荚膜（capsule）
某些细菌细胞壁外包绕一 层粘液样物质；普通染色 不易着色，光镜下可见透 明环。 化学组成： 多数细菌：多糖 少数细菌：多肽（炭 疽杆菌）、透明质酸 （链球菌）
兼性需氧菌：葡萄球菌
专性厌氧菌：破伤风梭菌
细菌的繁殖方式和速度
一般为无性繁殖，二分 裂法。繁殖一代需20-30 分钟
细菌群体生长繁殖的规律
细 Ⅰ.延滞期 菌 数 目 （ 个 /ml ） 对 数
弧菌 螺菌
柄细菌、肾形菌、臂微菌、网格硫细菌、贝日阿托氏 菌(丝状)、具有子实体的粘细菌等是特殊形态的细菌
第二节 细菌的基本结构
细菌的结构
细胞壁
细 基本结构 菌 的 结 构 特殊结构
细胞膜
细胞质 核 荚 鞭 质 膜 毛
菌
芽
毛
胞
细菌的基本结构:细胞壁
细胞壁和革兰氏染色的关系：
结晶紫 碘液 乙醇
• 革兰阴性，高度多形态。 • 需高渗低琼脂环境，生长缓慢， “油煎蛋” 样菌落或颗粒状菌落或丝状菌落。 • 诱导形成
• 抗原性等发生改变。
• 有致病能力，引起反复发作的慢性感染。
L型细菌的培养特性和菌落形态
高渗低琼脂含血清的 培养基，缓慢生长。 油煎蛋样菌落
细菌的基本结构-细胞膜
位于细胞壁内侧，紧包在细胞质外面的 一层柔软有弹性、具有半透性的生物膜
对细菌的鉴别和分型有重要意义。
细菌特殊结构
鞭毛
菌体表面由蛋白质构成的呈波浪状弯曲的丝状 物是细菌的运动器官。需用电子显微镜观察，或经 特殊染色法使鞭毛增粗后方能在光镜下看到。
鞭毛种类
单毛菌
霍乱弧菌
双毛菌
丛毛菌
周毛菌
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空肠弯曲菌 铜绿假单胞菌 伤寒沙门菌
细菌特殊结构
鞭毛的功能：
（1）细菌的运动器官 （2）鞭毛具有特殊的抗原性，通称H抗原。
膜磷壁酸 壁磷壁酸
由核糖醇或甘油残基经磷酸二酯键连 接而呈多聚体，分两种：壁磷壁酸和膜磷 壁酸。穿插于肽聚糖层中。
G+菌细胞壁：磷壁酸(teichoic acid)
磷脂 蛋白质
细 胞 膜
G+菌细胞壁：磷壁酸(teichoic acid)
膜磷壁酸 壁磷壁酸
1.革兰阳性菌重要的表面抗原；
2.某些菌的磷壁酸具有粘附作用，与致病性有关。
1. 维持菌体固有的形态 2. 保护细菌抵抗低渗环境 3. 参与菌体内外的物质交换
4. 带有多种抗原决定簇，可诱发机体的 免疫应答。
细菌的基本结构：细胞壁缺失
L型细菌(L formed bacteria)：
概念
细胞壁缺陷的细菌
种类 原生质体 原生质球
细菌基本结构：细胞壁缺失
L型细菌(L formed bacteria)：主要特性
本节练习
3、青霉素的杀菌机理是： A、干扰细胞肽聚糖中甘氨酸交联桥与四肽侧 链上的D－丙氨酸之间的联结 B、溶解细胞壁上的磷壁酸 C、切断N－乙酰葡糖胺与N－乙酰胞壁酸之 间的β－1，4糖苷键联结(溶菌酶) D、溶解细胞壁肽聚糖支架 E、增加的细菌细胞的通透性 答案：A
4. 下列描述的微生物特征中，不是所有微生物共 同特征的是 A.个体微小 B.分布广泛 C.种类繁多 D.可无致病性 E.只能在活细胞内生长繁殖 5. 不属于原核细胞型的微生物是（ ) A.螺旋体 B.放线菌 C.病毒 D.细菌 E.立克次体
细胞壁 强度 厚度 肽聚糖层数 肽聚糖含量 革兰阳性菌 较坚韧 20-80nm 可多达50层 占细胞壁干重 50%-80% + — 45% 1-4% 革兰阴性菌 较疏松 10-15nm 1-3层 占细胞壁干重 5%-20% — + 15-20% 11-22%
磷壁酸 外膜 糖含量 脂含量
细菌基本结构：细胞壁的功能
14.对外界抵抗力最强的细菌结构是 A.细胞壁 B.荚膜 C.芽胞 D.核质 E.细胞膜 15.有关G+菌细胞壁的特点不正确的是 A. 主要成分是粘肽 B.含有磷壁酸 C.对青霉素敏感 D.含有大量脂多糖 E.易被溶菌酶裂解
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
第二章 细菌的生理
第一节 细菌生长繁殖的条件
细菌的营养物质 H2O CS NS 无机盐
由磷脂和多种蛋白质组成，但不含胆固醇。 其主要功能是: 1. 渗透和运输作用； 2. 呼吸作用； 3. 生物合成作用； 4. 形成中介体。
细菌的基本结构
细菌基本结构：中介体
中介体:是部分细胞膜内陷、折叠、卷曲形成的囊状物， 多见于G+菌。其功能类似于真核细胞的线粒体，故亦 称为拟线粒体。
中介
细菌的基本结构-细胞质
10.与细菌粘附于粘膜的能力有关的结构是 A.菌毛 B.荚膜 C.中介体 D.胞浆膜 E.鞭毛
11.不属于细菌基本结构的是（ ) A.鞭毛 B.细胞质 C.细胞膜 D.核质 E.细胞壁
12.与致病性相关的细菌结构是（ ) A.中介体 B.细胞膜 C.异染颗粒 D.芽胞 E.荚膜 13.G+与G-细菌的细胞壁肽聚糖结构的主 要区别在于（ ) A. 聚糖骨架 B.四肽侧链 C.五肽交联桥 D.β-1，4糖苷键 E.N-乙酰葡糖胺与N-乙酰胞壁酸的排列顺序
细菌的形态结构检查
电子显微镜：
电子显微镜的分辨率为1nm。不仅能看清细 菌的外形，内部超微结构可一览无余。
荚 膜
细菌的形态结构检查
染色法：
A.革兰染色法 B.抗酸染色法 C.其它特殊染色法
革兰阳性
革兰阴性
抗酸染色
本节练习
1、革兰阳性菌（Ｇ+菌）细胞壁的主要成分是 Ａ．肽聚糖 Ｂ．磷壁酸 Ｃ．外膜 Ｄ．脂多糖 E．脂蛋白 答案：A 2、细菌的芽孢 A.是细菌的繁殖形式 B.是细菌有性遗传的物质 C.仅在肠杆菌科出现 D.通常是在缺氧条件下形成 E.是细菌在不利环境条件下形成的对外界环境有抵 抗力的休眠体 答案： E
6.与细菌的运动有关的结构是（ ) A.鞭毛 B.菌毛 C.纤毛 D荚膜 E轴丝 7.与内毒素有关的细菌结构是（ ) A.外膜 B.核膜 C.线粒体膜 D.荚膜 E.细胞膜
8.芽胞与细菌有关的特性是（ ) A.抗吞噬作用 B.产生毒素 C.耐热性 D.粘附于感染部位 E.侵袭力
9.细菌的“核质以外的遗传物质”是指（ ) A.mRNA. B.核蛋白体 C.质粒 D.异染颗粒 E.性菌毛
G-菌细胞壁：外膜
微孔蛋白 脂多糖
外膜
脂蛋白
肽聚糖
胞质周围 间隙 细胞膜
对 比 阳 性 菌
脂多糖(LPS)
内毒素
脂类A 无特异性 毒性部分
核心多糖
特异多糖
属特异性
寡糖重复单位 种特异性 (菌体抗原，O抗原） S-R
G +、 G-菌细胞壁特有成份比较：
革兰阴性菌
革兰阳性菌
革兰阳性菌与阴性菌细胞壁结构比较
GF
第一节 细菌生长繁殖的条件
细菌的营养类型
自养菌
异养菌
光能自养菌
化能自养菌
腐生菌 寄生菌
第一节 细菌生长繁殖的条件
细菌生长繁殖的条件
充足的营养条件 水、碳源、氮源、无机盐、生长因子
适宜的酸碱度：7.2-7.6 适合的温度：37°C 必要的气体环境
酸碱度影响酶活
个别细菌：嗜冷、嗜热 专性需氧菌:结核分枝杆菌 微需氧菌：幽门螺杆菌
？
结 果
复红
革兰氏阳性菌
革兰氏阴性菌
革兰氏染色与细胞壁
G+菌细胞壁：肽聚糖(peptidoglycan) •聚糖骨架 •四肽侧链 N-乙酰葡糖胺 •五肽交联桥
N-乙酰胞壁酸
L-丙氨酸 D-谷氨酸 L-赖氨酸 D-丙氨酸 甘氨酸
金黄色葡萄球菌细胞壁肽聚糖结构示意图
G+菌细胞壁：磷壁酸(teichoic acid)
细胞按三个互相垂直的平面进行分裂后，每八个球
细菌的形态与大小 球菌(coccus)
链球菌(streptococcus)
链球菌
细胞沿一个平面进行分裂，新个体不但可保持成对的样子，并可连成链状
细菌的形态与大小
球菌(coccus)
葡萄球菌(staphylococcus)
葡萄球菌
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
芽胞的大小、形状、位置等随菌种而 异，有重要的鉴别价值
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芽胞的特点
（1）芽孢是休眠构造而不是繁殖构造。
环境不利，一个细菌只形成一个芽胞； 环境适宜，一个芽胞发芽也只生成一个菌体 （2）芽孢抗逆性极强。具有很强的抗高温、抗干燥、抗化学消毒
剂和抗射线能力。
（3）芽孢休眠能力极强 （4）带有完整的核质、酶系统和菌体组分的结构，保存有细菌全 部生命活性。
光学显微镜
细菌的大小与形态
球菌(coccus)
直径约1μm
双球菌(diplococcus)
双球菌
细菌沿一个平面分裂，新个体成对排列
细菌的形态与大小
球菌(coccus) 四联球菌(tetrad)
四联球菌
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
细菌的形态与大小 球菌(coccus) 八叠球菌(sarcina)
细菌的生物学特性
第一章 细菌的形态与结构 第二章 细菌的生理 第四章 细菌的遗传与变异
课程目标
• 掌握细菌的大小与形态、基本结构与特殊 结构、革兰氏阳性菌与革兰氏阴性菌细胞 壁的组成与区别、青霉素杀菌的机制、细 菌繁殖的方式 • 熟悉细菌生长繁殖的条件及规律，细菌合 成代谢产物及意义 • 了解细菌的变异
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光滑型菌落 (S)
粗糙型菌落 (R)
荚膜的功能：
(1)抗吞噬作用
具有抗吞噬作用，是重要毒力因子。
(2)抗有害物质的损伤作用
处于细菌的最外层，保护菌体避免或减少溶 菌酶、补体、抗菌药物等有害物质的损伤作 用。
荚膜的功能：
（3）黏附作用 荚膜多糖可使细菌彼此相连，在粘膜细 胞表面形成生物膜，是引起感染的重要因素。 （4）具有抗原性
G-菌细胞壁：肽聚糖(teichoic acid)
•聚糖骨架 •四肽侧链
L-丙氨酸 D-谷氨酸
二氨基庚二酸(DAP)
D-丙氨酸
大肠杆菌细胞壁肽聚糖结构示意图
G-菌细胞壁：肽聚糖(teichoic acid)
•聚糖骨架 •四肽侧链 •五肽交联桥
L-丙氨酸 D-谷氨酸 二氨基庚二酸(DAP) D-丙氨酸 大肠杆菌细胞壁肽聚糖结构示意图
细菌芽孢构造的模式图
细菌结构总结
菌毛 核糖体
拟核
胞质颗粒 鞭毛 荚膜
质粒
细胞壁
细胞膜
第三节 细菌的形态结构检查
1.显微镜放大法：普通光学显微镜、电 子显微镜。 2.染色法：细菌体小半透明，经染色后 才能观察较清楚。
细菌的形态结构检查
显微镜放大法：
• 普通光学显微镜 • 普通光学显微镜的分辨率为0.25um。一般 细菌都大于0.25um，故可用普通光学显微 镜观察。
细胞质（ cytoplasm）是细胞质膜包围 的除核区外的一切半透明、胶状、颗粒状 物质的总称。含水量约80%。
功能：
细菌新陈代谢的场所
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细菌的基本结构-细胞质
(1)核糖体(ribosome)：细菌合成蛋白质的主
要场所，其沉降系数为70S，由50S和30S两 个亚基组成。 (2)质粒(plasmid)：染色体外的遗传物质， 存在于细胞质中,控制细菌某些特定的遗传 特性
性菌毛
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 传递遗传物质 -接合
细菌的特殊结构
芽胞(spore)：
• 某些G+菌在环境不利的条件下，胞浆脱水浓 缩，在菌体内形成一个圆形或卵圆形小体。 • 是细菌的休眠形式。 • 主要由芽孢杆菌属和梭菌属形成
芽胞的形态
（3）有些细菌的鞭毛与致病性有关。
如霍乱弧菌、空肠弯曲菌等。
细菌的特殊结构 菌毛
许多G－菌和少数 G＋菌菌体表面存在 着一种直的比鞭毛 更细、更短的丝状 物，它由菌毛蛋白 组成，具有抗原性。
可分为普通菌毛和性菌毛
普通菌毛
遍布菌体表面，数量多。 是细菌的粘附结构 能与宿主细胞表面的特 异性受体结合，和细菌的致病性密切相关。