细菌特殊结构生理ppt课件文档资料.ppt
4.细胞壁功能,维持细菌形态，承受细胞内高渗透压参与菌体内外的物质交换 带有多种抗原表位，可以诱发机体的免疫应答细胞壁的某些成分与细菌致病性有关,5.细菌细胞壁缺陷型（细菌L型）概念：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合成被抑制，这种细胞壁受损的细菌在高渗环境下仍可存活者称为细菌细胞壁缺陷型。L型细菌可被诱发，去除诱发因素后有的可回复为原菌。,特点：多形性，大小不一，绝大多数细菌的L型染色呈G-性。在高渗、低琼脂含血清的培养基中能缓慢生长，形成“油煎蛋”样细小菌落。有的成颗粒状或丝状菌落。某些细菌的L型仍有致病能力，在临床上可引起慢性感染。对于症状明显而标本常规培养为阴性时要考虑作L型检验。G+菌的L型又称原生质体，G-菌的L型又称原生质球。,临床分离葡萄球菌L型,葡萄球菌L型回复后,细菌L型菌落类型,电镜照片,“油煎蛋”样菌落,（二）细胞膜（cell membrane）又称胞质膜。位于细胞壁的内侧，紧密包绕在细胞质的外面。是一层半透性薄膜。结构与功能与真核细胞的细胞膜基本相同，只是不含有胆固醇。主要功能：物质转运、呼吸和分泌作用、生物合成作用，参与细菌分裂。,中介体（mesosome）细菌细胞膜向细胞质内陷，并折叠形成囊状物多见于G+菌，常位于菌体侧面或靠近中部。在细菌分裂时，似纺锤丝的作用。功能类似真核细胞的线粒体，故有拟线粒体之称。,白喉棒状杆菌的中介体,（三）细胞质（细胞浆、原生质）基本成分：水、无机盐、核酸、蛋白质和脂类 是细菌新陈代谢的重要场所。1.核糖体 细菌蛋白质合成的场所 沉降系数为70S，由50S和30S两个亚基组成。,细菌核糖体 真核细胞核糖体,链霉素 结合核糖体上的30S小亚基 红霉素 结合核糖体上的50S大亚基 干扰蛋白质的合成，从而杀死细菌。,链霉素,红霉素,2.质粒（plasmids）细菌染色体外的遗传物质，闭合环状双链DNA 携带遗传信息，控制某些不是生存必需的性状,如性菌毛形成、产毒素、耐药性等。可自我复制，稳定遗传。可通过接合、转化、转导等方式传递有关性状。,3.胞质颗粒（内含物）主要是营养储存物质，包括糖、脂等。随细菌种类不同、同一细菌在不同的环境或不同生长期而不同。营养足时，多；营养不足时，减少。异染颗粒（纡回体）：主要成分为是RNA和多聚偏磷酸盐。嗜碱性强，用亚甲蓝染色着色深，可作为鉴别依据。,白喉异染颗粒,（四）核质（拟核）细菌染色体细菌的遗传物质。一条双股环状的DNA分子反复回旋盘绕成超螺旋状。具有染色体的功能，控制细菌的各种遗传性状。在光镜下呈球形、棒状或哑铃形。,复 习 思 考 题,列表说明革兰阳性菌和革兰阴性菌细胞壁主要不同点。简述细菌的基本结构和特殊结构。细胞壁的主要功能及相关的医学意义。简述L型细菌的主要生物学特性及与其致病性的关系。细菌革兰染色的主要用途或意义。,（一）荚膜（capsule）某些细菌细胞壁外包绕一层粘液样物质；厚度 0.2m 为荚膜 厚度 0.2m 为微荚膜 用特殊染色法-荚膜染色。,二、细菌的特殊结构,化学组成：多数细菌是多糖，少数为多肽。荚膜具有抗原性：有助鉴别细菌及作为分型的依据 荚膜肿胀反应 一般在动物体内和营养丰富的培养基中才能形成。功能：增强细菌的致病性 抗吞噬、粘附作用、抗有害物质的损伤,（二）鞭毛 附着在菌体上的细长、波状弯曲的丝状物1.是细菌的运动器官（鞭毛蛋白是一种弹性纤维蛋白）。2.用特殊染色法染色-鞭毛染色。3.具有特殊的抗原性（H抗原）4.鞭毛菌可分为4类：单毛菌、双毛菌 丛毛菌和周毛菌,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,鞭毛的功能,细菌运动器官 与致病性有关用于鉴定和分类细菌（根据有无鞭毛、鞭毛的数量、部位，鞭毛抗原性）,（三）菌毛,概念：多数G-菌和少数G+菌菌体表面存在的一种比鞭毛更细、更短而直硬的丝状物。成分为蛋白质。电镜下才可见。,菌毛分类,普通菌毛遍布菌细胞表面，每菌可达数百根。可与宿主细胞的特异性受体结合，与细菌的致病性相关。特异性血凝试验可鉴定菌毛。,性菌毛（F菌毛）比普通菌毛长而粗。仅见于少数G-菌，数量少，1-4根/菌。由F质粒编码，是细菌传递游离基因的器官，细菌接合时遗传物质的通道。是某些噬菌体吸附于菌细胞的受体。,（四）芽胞(spore)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称为芽胞，是细菌的休眠形式。产生芽胞的细菌都是G+菌，重要的有芽胞杆菌属和梭菌属。芽胞有较厚的壁，有较强的折光性，不易染色，特殊染色后可观察-芽胞染色。,破伤风梭菌芽胞,芽胞的形成,受遗传因素的控制和环境因素的影响。形成条件因菌种而异，一般在营养物质缺乏尤其是C、N、P不足，易形成芽胞。一个细菌仅形成一个芽胞，而一个芽胞只生成一个菌体，芽胞无繁殖能力。,芽胞的结构,由内到外依次是：核心 内膜 芽胞壁 皮质 外膜 芽胞壳 芽胞外衣,芽胞形态特点,形状：圆形、卵圆形。大小：有比菌体大，有和菌体一样大、也有比菌体小。位置：可位于菌体中央、末端或次末端。,芽胞的功能,成熟的芽胞具有多层厚膜结构，所以对热力、干燥、化学消毒剂等理化因素均有强大的抵抗力。与细菌致病力有关、延长细菌感染期。,芽胞抵抗力强的原因,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。芽胞会有大量的比啶二羧酸（DPA），与Ca结合生成盐能提高芽胞中各种酶的热稳定性，使芽胞具有很高的耐热性。,芽胞的医学意义,芽胞对理化因素抵抗力强，消毒灭菌是否彻底，以杀灭芽胞为标准。高压蒸气灭菌是杀灭芽胞的最有效的方法。,中英文关键词,细菌（bacterium）球菌（coccus）螺形菌（spiral bacterium）弧菌（vibrio)螺菌（spirillum)细胞壁（cell wall）肽聚糖（peptidoglycan）磷壁酸（teichoic acid）膜磷壁酸（membrane teichoic acid,LTA）脂磷壁酸（lipoteichoic acid，LTA）脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）内毒素（endotoxin）,细菌L型（bacterial L form）质粒（plasmid）拟核（nucleoid）荚膜（capsule）鞭毛（flagellum）菌毛（pilus或fimbriae）性菌毛（sex pilus）芽胞(spore）光学显微镜（light microscope）电子显微镜（electron microscope）革兰染色法（Gram stain）抗酸染色（Acid Fast Stain）,课外阅读资料,1 Jawed,Melnick,&Adelbergs Medical Microbiology,25th Edition,McGraw-Hill,June 20102 Lansing M.Prescott,Microbiology 6th Edition,McGraw-Hill Higher Education Press,20083 David White,The physiology and biochemistry of prokaryotes,3rd Edition,Oxford Press,2007 4 Jha,J.K.,et al.,Chromosome dynamics in multichromosome bacteria.Biochimica et Biophysica Acta(BBA)-Gene Regulatory Mechanisms,2012.1819(7):p.826-829.5 Lod,T.,For Quite a Few Chromosomes More:The Origin of Eukaryote.Journal of Molecular Biology,2012.423(2):p.135-142.,复 习 思 考 题,列表说明革兰阳性菌和革兰阴性菌细胞壁主要不同点。简述细菌的基本结构和特殊结构。细胞壁的主要功能及相关的医学意义。简述L型细菌的主要生物学特性及与其致病性的关系。细菌革兰染色的主要用途或意义。,重 点 与 难 点,掌握细菌基本形态、大小的测量单位。掌握细菌细胞壁化学组成及功能；革兰阳性（G+）细菌与革兰阴性（G-）细菌细胞壁 主要区别；青霉素、溶菌酶的杀菌机制。掌握细菌细胞壁缺陷型（L型细菌）细菌的定义及生物学特性（培养特性和对抗生素敏感性），掌握脂多糖（LPS）的化学组成及其生物学作用。掌握细菌核糖体分子特征；红霉素及链霉素的杀菌机理。,重 点 与 难 点,掌握质粒、异染颗粒的概念与意义。掌握细菌特殊结构,如鞭毛、菌毛、荚膜、芽孢的定义、化学组成及其功能，熟悉有芽孢的主要病原菌。了解普通光学显微镜的结构和原理,掌握油镜头的使用方法。掌握革兰氏染色法和抗酸染色法的原理、材料、步骤、结果判断及意义。,细菌学总论（原核细胞型微生物的一般性质）细菌的生理 Bacterial Physiology,巴斯德（Louis Pasteur）（18221895）,证实微生物可引起有机物的发酵和腐败,显微镜观察证实细菌的分裂,一、细菌的化学组成 多种化学成分包括水、无机盐类、蛋白质、糖类、脂质和核酸等。有碳、氢、氮、氧和少数的无机离子。还含有原核细胞特有的化学物质：肽聚糖、磷壁酸、胞壁酸、D型氨基酸吡啶二羧酸（DPA）二氨基庚二酸（DAP）,第一节 细菌的理化性状,二、细菌的物理性状,光学性质,半透明,体表面积,体积小、表面积大,带电现象,革兰阳性菌 pI 23革兰阴性菌 pI 45,半透性,细胞壁、细胞膜有半透性,渗透压,中性环境带负电荷,革兰阳性菌 2025大气压革兰阴性菌 56大气压,根据细菌所利用的能源和碳源不同,大部分病原菌均属于寄生菌（从宿主体内的有机物中获得营养和能量的细菌）。,第二节 细菌的营养与生长繁殖,一、细菌的营养类型,二、细菌的营养物质 水、碳源、氮源、无机盐、生长因子三、细菌摄取营养物质的机制1、被动扩散 2、主动转运系统 依赖于周浆间隙结合蛋白的转运系统化学渗透驱使转运系统 基团转移,四、影响细菌生长的环境因素（一）生长繁殖的条件必要条件是营养物质和适宜的环境。1.营养物质 水分、无机盐类、蛋白胨（或氨基酸）和糖等。对营养要求高的细菌还需要某些生长因子。,2.氢离子浓度（pH）pH7.27.63.温度 最适温度随细菌的种类而不同 大多数病原菌生长的最适温度与人体的体温相同，即37。4.气体 O2和CO2,根据细菌代谢时对氧气的需要与否分为（1）专性需氧菌 结核杆菌（2）微需氧菌 空肠弯曲菌（3）兼性厌氧菌 大多数病原菌（4）专性厌氧菌 破伤风梭菌5.渗透压 一般培养基的盐浓度和渗透压对大多数细菌是安全的。,五、细菌的生长繁殖 包括细菌的组分和数量的增加：1、个体的生长繁殖 二分裂法大多数细菌的代时约2030min，但结核杆菌代时18h。,2、群体的生长繁殖 迟缓期、对数期、稳定期和衰退期。,细菌的生长曲线,细菌数目的对数,培养时间（小时）,5 10 15 20 25 30,活菌数,总菌数,迟缓期,对数生长期,稳定期,衰退期,一、细菌的能量代谢 发酵（有机物为受氢体）呼吸（无机物为受氢体）,O2受氢体其它无机物需氧呼吸厌氧呼吸,第三节 细菌的新陈代谢和能量转换,二、细菌的代谢产物,检测细菌对各种基质的代谢作用及代谢产物，用以区别和鉴别细菌种类的生化试验称细菌的生化反应。,（一）分解代谢产物和细菌的生化反应,常见的生化反应总结,1、糖发酵试验,原理：细菌对各种糖的分解能力及代谢产物不同，可借以鉴别细菌。有些细菌能分解某种糖产生有机酸（如乳酸、醋酸、丙酸等）和气体（如氢气、甲烷、二氧化碳等）；以“”表示 有些细菌只产酸不产气;以“+”表示。不能分解，以“-”表示。,糖发酵试验,（+）（-）,+,对照,2.VP试验,原理,3.甲基红试验（Methyl red test）,原理 某些细菌在糖代谢过程中，将培养基中的糖先分解为丙酮酸，再将其分解为甲酸、乙酸、乳酸等，使培养基pH下降，可使甲基红指示剂由桔黄色变为红色，即甲基红阳性反应。,4.吲哚试验,原理：含有色氨酸酶的细菌可分解色氨酸生成吲哚，若加入吲哚试剂（对二甲基氨基苯甲醛），与吲哚结合，形成玫瑰吲哚，呈红色，称吲哚试验阳性。,5.硫化氢试验,原理 变形杆菌、乙型副伤寒杆菌等能分解含硫氨基酸如胱氨酸、甲硫氨酸等，生成硫化氢。在有醋酸铅或硫酸亚铁存在时，则生成黑色硫化铅或硫化亚铁，可借以鉴别细菌。,硫化氢试验,（-）（+）,（+）,（）,6.枸橼酸利用试验（citrate utilization）,原理：能利用枸橼酸盐作为唯一碳源的细菌，分解枸橼酸盐生成碳酸盐，同时分解培养基的铵盐生成氨，由此使培养基变为碱性，使指示剂由淡绿转为深蓝，此为枸橼酸盐利用试验阳性。,7.尿素酶试验,原理：具有尿素酶，可分解尿素产生氨，培养基呈碱性，以酚红为指示剂检测呈红色。,（二）合成代谢产物及其医学上的意义（1）热原质 细菌合成的一种注入人体或动物体内能引起发热反应的物质。多由G-菌产生，即其细胞壁的 LPS。热原质耐高温，250高温干烤可破坏；吸附剂、特殊石棉滤板可除去，蒸馏法效果最好。,（2）毒素和侵袭性酶毒素 内毒素（脂类A）G-菌裂解后释放出 外毒素 G+菌和少数G-菌在代谢过程 中分泌出有毒性作用的蛋白 质。侵袭性酶 细菌产生的与致病性有关，对人体有损伤的酶。,（3）色素 有助于鉴别细菌 水溶性色素 溶于水，培养基着色 脂溶性色素 不溶于水，培养基不着 色，菌落着色,（4）抗生素某些微生物代谢过程中产生的一类能抑制或杀死某些其它微生物的物质。（5）维生素 Vit B1、K（6）细菌素 某些菌株产生的一类具有抗菌作用的蛋白质，只对有近缘关系的细菌有杀伤作用。可用于细菌分型和流行病学追踪调查。,思考题,细菌的生长繁殖条件是什么？细菌生长曲线分哪4个阶段？细菌根据对氧的需要程度分为哪几种类型？细菌合成代谢产物有哪几种？常用的消毒剂有哪些种类?,生长曲线 growth curve 迟缓期 lag phase对数期 logarithmic phase 稳定期 stationary phase衰亡期 decline phase 热原质 pyrogen外毒素 exotoxin 内毒素 endotoxin抗生素 antibiotic 细菌素 bacteriocin大肠菌素 colicin 培养基 culture medium菌落 colony 纯培养 pure culture,中英文关键词,灭菌 sterilization 消毒 disinfection防腐 antisepsis 无菌 asepsis巴氏消毒法 pasteurization 高压蒸汽灭菌器 autoclave高压蒸汽灭菌法 sterilization by pressured steam 消毒剂 disinfectant 细菌分类学 bacterial taxonomy属 genus 种 species型 type 菌株 strain,课外阅读资料,1 Jawed,Melnick,&Adelbergs Medical Microbiology,25th Edition,McGraw-Hill,June 20102 David White,The physiology and biochemistry of prokaryotes,3rd Edition,Oxford Press,20073 Lansing M.Prescott,Microbiology 6th Edition,McGraw-Hill Higher Education Press,2008,复 习 思 考 题,1简述细菌的物理性状。2试述影响细菌生长的环境因素。3简述细菌的生长曲线的概念和分期。4试述细菌的合成代谢产物及其意义。,本章重点与难点,细菌的生长繁殖：了解细菌的繁殖方式和速度，掌握细菌的生长繁殖的条件。细菌的代谢产物及其实际意义：了解分解产物及其在细菌鉴别上的意义，掌握与医学有关的合成代谢产物的种类及意义。细菌的人工培养：熟悉培养基的定义及种类，熟悉细菌在人工培养基中的生长情况，掌握细菌菌落概念及意义。,
