医学微生物学基本原理(1,2章)

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芽孢由多层膜结构组成,带有完整的核质、酶系统和合成 菌体组分的结构,能保存细菌的全部生命活动的物质。芽 孢形成后,细菌即失去繁殖能力,菌体崩解,芽孢游离;
环境适宜时,芽孢则以发芽的形式发育成细菌的繁殖体; 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,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(vegetative form)。
专性厌氧菌:缺乏完善的呼吸酶系统,只能进行无氧发 酵,必须在无氧环境中生长。
专性厌氧菌在有氧环境不能生长的原因
1.缺乏细胞色素及细胞色素氧化酶
(缺乏过氧化氢酶和过氧化物酶)
2.缺乏超氧化物歧化酶
C O2 :
对细菌生长也很重要,大部分细菌在代谢中产生的 C O2可满足需要,个别细菌初次分离时需人工供给510%C O2
芽胞抵抗力强的原因: (1)芽胞含水量少,蛋白质受热 后不易变性。 (2)芽胞具有多层致密的厚膜,理化因素 不易透入。 (3)含有的DAP与钙结合的盐能提高芽胞中 各种酶的稳定性。
第二节 细菌的生长繁殖与代谢
细菌的营养类型
将细菌分为两大营养类型——自养菌和异养菌。
•自养菌(autotroph):以简单的无机物为原料,合成菌体
2. 荚膜的功能——与细菌的致病性有关
抗吞噬作用 粘附作用 抗有害物质的损伤作用
微荚膜与荚膜具有相同的功能
(二)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。 鞭毛需用电子显微镜观察,或经特殊染色法使鞭毛增粗后才能在光镜 下看到。
单毛菌
芽胞的结构
芽孢的意义
芽胞的大小、形状、位置等随菌种而异,有重要的鉴别意义。
肉毒梭菌
破伤风梭菌
炭疽芽胞杆菌
芽胞的意义
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。 高压蒸Baidu Nhomakorabea灭菌法是杀灭芽孢最有效的方法。
细菌是原核细胞,不具有成形的核。细菌 的遗传物质称为核质或拟核,无核膜、核仁和 有丝分裂器。功能与真核细胞的染色体相似— —决定细菌各种遗传性状。
细菌的特殊结构
(一)荚膜 (capsule)
荚膜
肺炎链球菌荚膜
荚膜:某些细菌在其细胞壁外包绕一层粘液性物质,当其厚度 >=0.2µm,边界明显,光镜下可见时,称为荚膜。厚度< 0.2µ m 者称为微荚膜。其成分为疏水性多糖或蛋白质的多聚体,用理化方 法去除后并不影响细胞的生命活动。
即革兰阴性菌的菌体抗原 (O抗原),具有种的特异 性,此糖如果缺失,细菌菌 落将发生S—R变异
脂多糖(lipopolysaccharid,LPS)
革兰阳性菌与阴性菌细胞壁结构比较
细胞壁 强度 厚度
肽聚糖层数 肽聚糖含量
磷壁酸 脂质双层
脂蛋白 脂多糖
革兰阳性菌 较坚韧 20-80nm
可多达50层 占细胞壁干重50%-80%
某些L型仍有一定的致病力,通常引起慢性感染。
细菌L型的形态和染色性
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。
蜡样芽胞杆菌L型的镜下形态(多形性)
细菌L型的培养特性和菌落形态
细菌L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血清的培养基。
革兰染色法(Gram Stain):
涂片
风干
固定
结晶紫 1min 碘液 1min 95%乙醇 脱色 复红
革兰染色
革兰阳性菌 革兰阴性菌
两类细菌细胞壁的共同组分为肽聚糖,但各有其特殊组分。
1、革兰阳性菌:细胞壁=肽聚糖+磷壁酸 肽聚糖包括聚糖骨架、四肽侧链、五肽交联桥
溶菌酶作用点
N-乙酰葡糖胺 N-乙酰胞壁酸
2.细菌的生长繁殖的方式与速度
(一)细菌个体的生长繁殖
繁殖方式----细菌以简单的二分裂方式进行繁殖。 繁殖速度----繁殖一代所需时间(代时)约20-30min。 但少数细菌代时较长,如结核分枝杆菌代时为18-20小时。
(二)细菌群体的生长繁殖 繁殖规律----生长曲线(growth curve)
鞭毛菌分类
丛毛菌
双毛菌
周毛菌
鞭毛的结构
鞭毛的功能
鞭毛是细菌的运动器官 鞭毛有抗原性:鞭毛抗原(H抗原) 有的细菌其鞭毛与致病性有关
(三)菌毛 (filus/fimbriae)
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。 根据功能不同,菌毛可分为普通菌毛和性菌毛两类。 菌毛必须用电子显微镜观察。
油煎蛋样菌落 典型的L型菌落
颗粒型菌落
丝状菌落
(二)细胞膜 (cell membrane)
细菌细胞膜的结构与真核细胞膜基本相同,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、分泌和呼吸等作用。
中介体(mesosome)
中介体:是部分细胞膜内陷、折叠、卷曲形成的囊状物,多见于革兰
细菌按其外形,主要有
球菌(coccus) 杆菌(bacillus) 螺形菌(spiral bacterium)
(一)球菌(coccus) 双球菌(diplococcus)
脑膜炎奈瑟菌
肺炎链球菌
链球菌(streptococcus)
葡萄球菌(straphylococcus)
四联球菌(tetrad)
胞质颗粒:细菌细胞质中含有多种颗粒,大多为贮藏 的营养物质。
异染颗粒(metachromatic granule)。常见于白喉棒状杆菌, 位于菌体两端,故又称极体(polar body),有助于鉴定。
(四)核质 (nuclear material)
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。
1. 荚膜的化学组成
成分是多糖或多肽。 具有抗原性,用荚膜肿胀试验将细菌定型。 荚膜的形成与环境条件有密切关系。一般在动物体内
或含营养丰富的培养基中易形成荚膜,在普通培养基 上或连续传代则易消失。 荚膜对一般碱性染料亲和力低,不易着色。
普通染色——菌体周围未着色的透明圈 特殊染色——染上与菌体不同的颜色。
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质粒编码,故又称F菌毛。 带有性菌毛的F+菌与无性菌毛的F-菌相遇时,性菌毛与其相应受
体结合,F+菌内的质粒或DNA可通过性菌毛 进入F-菌体内,此过 程——接合(conjugation)。 性菌毛是某些噬菌体吸附于菌细胞的受体。
➢气体——
O2 :根据细菌代谢时对氧气的需要与否分四类:
专性需氧菌:具有完善的呼吸酶系统,需要分子氧作为 受氢体以完成需氧呼吸,仅能在有氧环境下生长。
微需氧菌:在低氧压(5%-6%)生长最好。 兼性厌氧菌:兼有有氧呼吸和无氧发酵两种功能,在有 氧、无氧环境中均能生长,但以有氧时 生长较好。大多数病 原菌属于此。
成分。
•异养菌(heterotroph):以多种有机物为原料,合成菌体
成分并获得能量。异养菌包括腐生菌(saprophyte)和寄生菌 (parasite)。所有的病原菌都是异养菌,大部分属寄生菌。
细菌的理化性状
细菌的物理性状:
光学性质——细菌为半透明体。 表面积——细菌体积微小,相对表面积大。 带电现象——均带负电。其带电现象与染色反应、 凝集反应、抑菌和杀菌作用等密切相关。 半透性——细菌的细胞壁和细胞膜都有半透性。 渗透压——菌体内为高渗透压。
+ — — —
革兰阴性菌 较疏松 10-15nm 1-2层
占细胞壁干重5%-20% — + + +
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。 与细菌的致病性有关
细菌L型(细菌细胞壁缺陷型)
细菌细胞壁缺陷型或L型: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。
(三)螺形菌(spiral bacterium)
弧菌
螺菌
螺杆菌
二、细菌的结构
基本 结构
细胞壁、细胞膜、细胞质、核质
特殊 结构
荚膜、鞭毛、菌毛、芽胞
细菌的基本结构
(一)细胞壁(cell wall) 是位于细菌细胞最外层,包绕在细胞膜
周围,无色透明、坚韧而富有弹性的膜状结 构。平均厚度为15——30nm,基本成分是 肽聚糖(peptidoglycan)。
八叠球菌(sarcina)
(二)杆菌(bacillus)
不同杆菌的大小、长短、粗细很不一致。



炭疽芽胞杆菌 3-10 μm
大肠埃希菌 2-3 μm
布鲁菌 0.6-1.5 μm
杆菌(bacillus)
杆菌的形态多样
炭疽芽胞杆菌
白喉棒状杆菌
杆菌(bacillus)
杆菌的形态多样
分枝杆菌
双歧杆菌
迟缓期 (lag phase) , 对数期 (logarithmic phase) 稳定期 (stationary phase) ,衰退期 (decline phase)
细菌群体的生长繁殖
二、细菌的新陈代谢和能量转换
(一)细菌的能量代谢
❖发酵 ❖需氧呼吸 ❖厌氧呼吸
二. 细菌的代谢产物
(一)分解代谢产物和细菌的生化反应
细菌的化学组成: 水、无机盐、蛋白质、糖类、 脂质和核酸
(一)细菌的营养物质
水、碳源、氮源、无机盐及生长因子为细菌的 代谢及生长繁殖提供必需的原料和充足的能量
(二)影响细菌生长繁殖的环境因素
➢ 营养物质
➢ 酸碱度(pH) 多数病原菌最适PH为7.2----7.6
➢ 温度 病原菌最适温度为37度 ➢ 气体 ➢ 渗透压
1. 普通菌毛(ordinary pilus)
普通菌毛遍布菌细胞表面,每菌可达数百根。
这类菌毛是细菌的粘附结构,能与宿主细胞表面的特 异性受体结合,是细菌感染的第一步。
菌毛的受体常为糖蛋白或糖脂,与菌毛结合的特异性 决定的宿主的易感部位。
2. 性菌毛(sex pilus)
仅见于少数革兰阴性菌。
青霉素作用点
革兰阳性菌细胞壁特殊组分 ——磷壁酸(teichoic acid)
膜磷壁酸 壁磷壁酸
2.革兰阴性菌 :细胞壁=肽聚糖+外膜 肽聚糖包括聚糖骨架和四肽侧链(平面结构)
革兰阴性菌细胞壁特殊组分 —— 外膜(outer membrane)
外膜
外膜位于肽聚糖外侧,由内向外由脂 蛋白、脂质双层和脂多糖三部分组成。
外膜
脂蛋白 连接肽聚糖与脂质双层
脂质双层
结构类似细胞膜,有选择性通 透作用,也可作为噬菌体、性 菌毛、或细菌素的受体
脂多糖
即革兰阴性菌内毒素
(LPS)
脂多糖由三部分组成
脂多糖 (由内向外)
脂质A
一种糖磷脂,是内毒素的毒性 成分,无种属特异性
核心多糖 特异多糖
有种属特异性,同一菌属细 菌核心多糖相同
细菌种类不同——细菌酶不同——分 解物质能力不同——代谢产物不同——鉴 别作用
细菌生化反应试验——用生物化学方 法检测细菌对各种基质的代谢作用及代谢 产物以鉴别细菌种类的生化试验。
第一篇 细菌学
第一章 细菌的基本性状
细菌(bacterium)广义上指各类原核细胞型微生物。包括 细菌、支原体、衣原体、螺旋体、放线菌、立克次体。
细菌的特点:形体微小、结构简单,具有细胞壁和原始核质, 无核膜和核仁,除核糖体外无其他细胞器。
第一节 细菌的形态与结构
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,以微米(μm)为单位。不同 种类的细菌大小不一,同一种细菌也因菌龄和 环境因素的影响而有差异。
(四)芽胞 (spore)
芽胞: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。 ➢芽孢折光性强、壁厚、不易着色,经特殊染色光镜下可见
1. 芽胞的形成与发芽
细菌形成芽胞的能力是由菌体内的芽胞基因决定的。其形 成条件因菌种而异。当营养物质缺乏时易形成芽孢,即为 细菌维持生命的特殊形式;
阳性菌。其功能类似于真核细胞的线粒体,故亦称为拟线粒体 (chondroid)。
中介体
(三)细胞质 (cytoplasm)
质粒(plasmid):染色体外的遗传物质,存在于细胞 质中。为闭合环状的双链DNA,控制细菌某些特定的 遗传特性。
核糖体(ribosome):细菌合成蛋白质的场所,游离存 在于细胞质中。
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