第一章 细菌的形态和结构Bacterial Morphology and Structure Medical Microbiology 第一章 细菌的形态和结构Bacterial Morphology and Structure

细菌(bacterium)是属原核生物界的一种单细胞微生物. 广义细菌： 包括细菌、放线菌、支原体、衣原体、立克次体、螺旋体 狭义细菌： 专指其中数量最大、种类最多、具有典型代表性的细菌

Size of bacteria (细菌大小) 测量单位 : 微米(micrometer, μm) 1μm=10－3mm 不同细菌的大小不一 球菌 : φ1μm 杆菌 : 0.5~1μm× 2~3μm 螺形菌 : 1~3μm× 0.3~0.6μm

Morphology of bacteria (细菌形态) 基本形态 : Coccus (球菌) Bacillum (杆菌) Spiral bacterium (螺形菌)

Coccus (球菌) 双球菌 (diplococcus) 链球菌 (streptococcus) 葡萄球菌 (staphylococcus) 四联球菌 (tetrads) 八叠球菌 (sarcina)

Bacillus (杆菌) 多为杆状，散在分布，两端钝圆， 0.5~1μm×2~3μm 大杆菌、中等杆菌、小杆菌 球杆菌、棒状杆菌 链杆菌、分枝杆菌、双歧杆菌

Spiral bacterium (螺形菌) 弧菌 (Vibrio) 螺菌 (Spirillum) 螺杆菌 (Helicobacterium)

Structure of Bacteria (细菌结构)

Structure of Bacteria (细菌结构) Essential structures (基本结构) Cell wall 细胞壁 Cell membrane 细胞膜 Cytoplasm 细胞质 Nuclear material 核质 Particular structures (特殊结构) Capsule 荚膜 Flagella 鞭毛 Pilus 菌毛 Spore 芽胞

Cell wall (细胞壁) Peptidoglycan 肽聚糖---G＋和G－菌共有结构 组分: Backbone 聚糖骨架-- N-乙酰葡糖胺/N-乙酰胞壁酸 tetrapeptide side chain 四肽侧链 连接于N-乙酰胞壁酸上 pentapeptide cross-bridge 五肽交联桥 只有G＋菌具有 N-乙酰葡糖胺 N-乙酰胞壁酸 β－1,4糖苷键

G+/G- 细胞壁的不同 肽聚糖 特殊组分 G-菌 G+菌 Outer membrane 外膜层 Teichoic acid 磷壁酸 薄 厚 交联桥(－) 交联桥(＋) 肽聚糖 G-菌 G+菌

Teichoic acid 磷壁酸 只有革兰阳性菌有 分为膜磷壁酸和壁磷壁酸

Outer membrane 外膜层 只有革兰阴性菌有 组成：脂蛋白、脂质双层、脂多糖

Lipopolysaccharide 脂多糖 简称LPS，为细菌内毒素(endotoxin) 组成： 脂质A 内毒素毒性中心 核心多糖 属特异性 特异多糖 种特异性(O抗原)

细胞壁的功能 维持菌体形态 抵抗渗透压差 噬菌体粘附 与细菌分裂有关 菌体表面主要抗原 抗生素抗性

细胞壁缺陷型细菌 L-form bacterium 产生原因： 1)使用溶解细胞壁的酶，如溶菌酶时 2) 干扰细胞壁合成的抗生素，如青霉素时. G＋菌形成原生质体(protoplast) G－菌形成原生质球(spheroplast)

细菌L型特性 高度多态性 均为革兰阴性 缺乏细胞壁抗原 需高渗培养基，培养困难 可回复至原型 致慢性感染并耐抗生素治疗

Cell membrane 细胞膜 弹性、半透膜 镶嵌有蛋白

Mesosomes 中介体 中介体为细胞膜向内凹陷形成的囊状结构 主要功能：与细菌分裂有关

Cytoplasm 细胞质 主要成分为水，还有糖类、蛋白质、脂类、核酸及少量无机盐等 Ribosomes 核糖体 Plasmids 质粒 Inclusions 胞质颗粒(内含体)

Ribosome 核糖体 分子量: 70S (50S大亚基 ＋ 30S小亚基) 对红霉素(结合50S亚基)、链霉素(结合30S亚基)敏感

在细菌内的多个核糖体常与正转录的mRNA相连成串珠状，称多聚核糖体(polysome)

Plasmid 质粒 核质以外的第二遗传物质 闭合环状双股DNA 编码一些重要的遗传信息

Inclusions 胞质颗粒 储存有营养物质，如异染颗粒(volutin)

Nucleoid 核质 缺乏核膜和核仁 细菌最主要的遗传物质

Particular structures (特殊结构) Capsule 荚膜 Flagella 鞭毛 Pilus 菌毛 Spore 芽胞

Capsule 荚膜 包绕菌体细胞壁之外. 多由多糖组成，少数由多肽组成. 荚膜 肺炎链球菌荚膜

荚膜的特性 与细菌的黏附有关 抗吞噬 抗干燥 储存营养 不易染色---负染色 荚膜抗原是血清学分型依据

Flagellum 鞭毛 伸出于菌体外的细长丝状物 细菌运动器官，细菌可穿越黏液层 具有 鞭毛抗原 (H抗原)

Flagellum 鞭毛 鞭毛的结构：基础小体、钩状体、丝状体

Flagellum 鞭毛 细菌根据鞭毛的数量分类 ▲单毛菌(mono trichate) ▲双毛菌(amphitrichate) ▲丛毛菌(lophotrichate) ▲周毛菌(peritrichate)

Pilus 菌毛 Shorter, finer, more than flagella Produced by Gram- bacteria 只有G- 菌产生 Two types: ordinary pili 普通菌毛，sex pili 性菌毛

Ordinary pili 普通菌毛 每菌数百菌 功能：细菌的黏附器官

Sex pili 性菌毛 比普通菌毛更长、粗、中空呈管状 每菌仅1- 4根 细菌间转移遗传物质---接合方式

Spore 芽胞 圆形或椭圆形小体，仅G＋菌产生 细菌的休眠方式 一个芽胞一个繁殖体 vegetative form

Spore 芽胞 不同细菌的芽胞大小、形状、位置不同 具有多层致密结构 含有吡啶二羧酸 (Dipicolinic acid, DPA) 对恶劣环境抵抗力强 耐高温 高压蒸汽灭菌 最常用方法 耐干燥 耐有机溶剂、消毒剂

Morphologic inspecting method 形态学检查法 Microscope 显微镜 Light Microscope 光镜 Darkfield Microscope 暗视野显微镜 Phase Contrast Microscope 相差显微镜 Fluorescence Microscope 荧光显微镜 Cofocal Microscope 共聚焦显微镜 Electron Microscope 电镜

Morphologic inspecting method 形态学检查法 Staining Methods 染色法 Simple staining 单染法 Differential staining 复染法 (鉴别染色法) Gram stain 革兰染色 Acid-fast stain 抗酸染色 Special staining 特殊染色法 Negative stain 负染法 Spore stain 芽胞染色法 Flagella stain 鞭毛染色法

学习目标 掌握细菌肽聚糖的组成；革兰阳性菌与革兰阴性菌细胞壁的结构和医学意义；荚膜、鞭毛、菌毛的医学意义；芽胞特点及其医学意义；革兰染色的步骤、结果判定和医学意义。 熟悉细菌的测量单位；细菌的基本形态。

思考题 1．革兰阳性菌和革兰阴性菌的细胞壁组成有何异同点。 2．简述细菌结构中，哪些与其致病性有关。