菌的形態(tài)與結(jié)構(gòu)課件

1、第一篇 微生物的基本知識,第一章 細(xì)菌第二章 病毒第三章 其他微生物第四章 微生物與外界關(guān)系第五章 病原微生物與傳染,第一章 細(xì)菌,細(xì)菌(bacterium)是屬原核生物界(prokaryotae)的 一種單細(xì)胞微生物。細(xì)菌的形態(tài)和結(jié)構(gòu)細(xì)菌的生理 細(xì)菌的人工培養(yǎng) 細(xì)菌病的實驗室診斷方法,第一節(jié) 細(xì)菌和結(jié)構(gòu),細(xì)菌的形態(tài)和大小基本結(jié)構(gòu)與功能特殊結(jié)構(gòu)與功能細(xì)菌染色方法（形態(tài)結(jié)構(gòu)觀察）細(xì)菌在一定的外界環(huán)境條件下具有恒

2、定的形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理生化特性，可用以細(xì)菌的鑒定，疾病的診斷等方面的研究,一.細(xì)菌的形態(tài)和大小,不同細(xì)菌的形態(tài)可以說是千差萬別，豐富多彩，但就單個有機體而言，其基本形態(tài)可分為球狀、桿狀與螺旋狀三種。,１．細(xì)菌的大小,細(xì)菌大小的測定：(1)測量： 測微尺(2)長度單位：微米(μm)(3)表示： 　　球菌：直徑 　　桿菌： 寬×長 　　螺菌： 寬、長、螺距,細(xì)菌的大小,通常球菌直徑：0.2 — 1.5 μ

3、m，　 桿菌:長1— 5 μm, 寬0.5— 1 μm。例如：　大腸桿菌：平均長度：2 μm ； 寬度0.5μm 1500個大腸桿菌頭尾相接等于3mm;．由于菌種不同，細(xì)菌的大小存在很大的差異；對于同一個菌種，細(xì)胞的大小也常隨著菌齡變化。細(xì)菌的大小是以生長在培養(yǎng)基中的青壯齡培養(yǎng)物為標(biāo)準(zhǔn)的,細(xì)菌的大小,２．細(xì)菌的形態(tài),球菌 桿菌

4、 螺旋菌,（1）球菌,菌體呈球形或近似球形,以典型的二分裂殖方式繁殖,分裂后產(chǎn)生的新細(xì)胞常保持一定的空間排列方式.根據(jù)細(xì)胞分裂的方向及分裂后的各子細(xì)胞的空間排列狀態(tài)不同,可將球菌分為以下幾種:單球菌、雙球菌、鏈球菌、四聯(lián)球菌、八疊球菌、葡萄球菌等。,,1.雙球菌：在一個平面上分裂成雙排列，如肺炎雙球菌、腦膜炎雙球菌。 2.鏈球菌：在一個平面上分裂，成鏈狀排列，如溶血性鏈球菌,3.四聯(lián)

5、球菌：在兩個相互垂直平面上分裂，以四 個球菌排呈方形，如四聯(lián)加夫基菌。4.八迭球菌：在三個垂直平面上分裂，八個菌體 重疊呈立方體狀，如藤黃八疊球菌。5.葡萄球菌：多個不規(guī)則平面上分裂，菌體無秩 序堆積呈葡萄狀排列，如金葡菌。,單球菌,,(1)單球菌 分裂后的細(xì)胞分散而單獨存在的球菌.如尿素微球菌(Micrococcus ur

6、eae),,雙球菌,,,(2)雙球菌 分裂后兩個球菌成對排列的為雙球菌. 如肺炎雙球菌,球菌(coccus),腦膜炎奈瑟菌,雙球菌(diplococcus),鏈球菌,,(3)鏈球菌 分裂是沿一個平面進(jìn)行，分裂后細(xì)胞排列成鏈狀.如乳鏈球菌,鏈球菌(streptococcus),球菌(coccus),四聯(lián)球菌,,(4)四聯(lián)球菌 分裂是沿兩個相垂直的平面進(jìn)行，分裂，分裂后每四個細(xì)胞在一起呈田字形. 如四聯(lián)微球菌,球

7、菌(coccus),四聯(lián)球菌(tetrad),八疊球菌,,(5)八疊球菌 按三個互相垂直的平面進(jìn)行分裂后，每八個球菌在一起成立方體形. 如藤黃八疊球菌,球菌(coccus),八疊球菌(sarcina),葡萄球菌,(6)葡萄球菌 分裂面不規(guī)則，多個球菌聚在一起，像一串串葡萄。 如金黃色葡萄球菌,葡萄球菌,球菌(coccus),葡萄球菌(streptococcus),（２）桿菌,桿菌是細(xì)菌中種類最多的類型,因菌種不

8、同,菌體細(xì)胞的長短、粗細(xì)等都有所差。桿菌的形態(tài)：短桿狀、長桿狀、棒桿狀、梭狀、梭桿狀、分枝狀、竹節(jié)狀等；按桿菌細(xì)胞的排列方式則有鏈狀、柵狀、“八”字狀以及有鞘衣的絲狀等。,桿菌(bacillus),不同桿菌的大小、長短、粗細(xì)很不一致。,桿菌,,,棒狀桿菌,,球桿菌,,乳酸桿菌,,（３）螺旋菌,螺旋狀的細(xì)菌稱為螺旋菌?；【郝菪粷M一圈，菌體呈弧形或逗號形 例：霍亂弧菌、逗號弧菌螺旋菌：螺旋滿2—6環(huán)，螺旋狀

9、 例：干酪螺菌,螺形菌(spiral bacterium),螺旋菌,,弧狀菌,,▼細(xì)菌的異常形態(tài),,,結(jié)核桿菌的正常形態(tài),結(jié)核桿菌的異常形態(tài),▼細(xì)菌特殊形態(tài),柄細(xì)菌、腎形菌、臂微菌、網(wǎng)格硫細(xì)菌、貝日阿托氏菌(絲狀)、具有子實體的粘細(xì)菌等是特殊形態(tài)的細(xì)菌。,二.細(xì)菌的基本結(jié)構(gòu),細(xì)胞壁細(xì)胞膜 細(xì)胞漿核質(zhì),基本結(jié)構(gòu),,１．細(xì)胞壁,細(xì)胞壁是位于菌體的最外層，內(nèi)側(cè)緊貼細(xì)胞膜的一層無色透明，堅韌而有彈性的結(jié)構(gòu)。細(xì)胞壁約占細(xì)胞

10、干重的10%—25%。（1）細(xì)胞壁的功能保護(hù)細(xì)胞免受外力損傷,維持菌體外形與胞膜一起完成細(xì)胞內(nèi)外物質(zhì)交換與細(xì)菌的抗原性．致病性和對噬菌體的敏感性密切相關(guān)。,細(xì)胞壁的化學(xué)組成,化學(xué)組成復(fù)雜，包括：　糖肽（肽聚糖）、磷壁酸、脂多糖、脂質(zhì)、蛋白質(zhì),革蘭氏陽性菌細(xì)胞壁,主要由肽聚糖和磷壁酸組成,磷壁酸：占40%。G+菌所特有,其主鏈由數(shù)十個磷酸甘油或磷酸核糖醇組成,有的還有由D—Ala和還原糖組成的側(cè)鏈。,肽聚糖:占30~70% ,

11、不同菌種中肽聚糖(肽鏈)組分不同。,,革蘭氏陰性菌細(xì)胞壁,分內(nèi)壁層和外壁層。,內(nèi)壁層：緊貼胞膜,僅由1—2層肽聚糖分子構(gòu)成,占細(xì)胞壁干重5— 10%,無磷壁酸。,外壁層：位于肽聚糖層的外部。 脂多糖; 脂蛋白、 包括: 蛋白質(zhì)層: 基質(zhì)蛋白、 外壁蛋白; 磷脂.,,,,,細(xì)菌細(xì)胞壁的化學(xué)組成：,革蘭氏陽性細(xì)菌與革蘭氏陰性細(xì)

12、菌細(xì)胞壁成分比較,青霉素的作用,作用于肽聚糖肽橋的聯(lián)結(jié)，即抑制肽聚糖的合成，故僅對生長著的菌有效，主要是G+菌。,2、細(xì)胞膜細(xì)胞膜是緊貼細(xì)胞壁內(nèi)側(cè)包圍細(xì)胞質(zhì)的一層柔軟、富有彈性的半透明薄膜。 ①細(xì)胞膜的化學(xué)組成,蛋白質(zhì)主要包括 磷脂 糖類 少量核酸,,細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)1972年Singer和Nicolson提出的細(xì)胞膜液態(tài)鑲嵌模型。,認(rèn)為：膜是由球形

13、蛋白與磷脂按照二維排列方式構(gòu)成的流體鑲嵌式，流動的脂類雙分子層構(gòu)成了膜的連續(xù)體，而蛋白質(zhì)象孤島一樣無規(guī)則地漂流在磷脂類的海洋當(dāng)中。,細(xì)胞膜液態(tài)鑲嵌模型,③,細(xì)胞膜的功能,細(xì)胞內(nèi)外物質(zhì)交換和運送。在原核微生物中,參與生物氧化和能量產(chǎn)生。是鞭毛著生的位點。,3.細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞質(zhì)：是在細(xì)胞膜內(nèi)除核區(qū)以外的細(xì)胞物質(zhì)。細(xì)胞質(zhì)是無色、透明、粘稠狀物質(zhì)。主要成分為水，蛋白質(zhì)，核酸，脂類、少量糖和無機鹽。,細(xì)胞質(zhì)功能：細(xì)胞質(zhì)中含有豐富的酶系，是營養(yǎng)

14、物質(zhì)合成、轉(zhuǎn)化、代謝的場所。,核糖體(ribosome)：細(xì)菌合成蛋白質(zhì)的場所，游離存在于蛋白質(zhì)中。質(zhì)粒(plasmid)：染色體外的遺傳物質(zhì)，存在于細(xì)胞質(zhì)中。為閉合環(huán)狀的雙鏈DNA，控制細(xì)菌某些特定的遺傳特性。細(xì)菌細(xì)胞質(zhì)中含有多種顆粒，大多為貯藏的營養(yǎng)物質(zhì)。其中有一種主要成分是RNA和多偏磷酸鹽的顆粒，其嗜堿性強，用亞甲藍(lán)染色時著色較深呈紫色，稱為異染顆粒(metachromatic granule)。常見于白喉棒狀桿菌，位于菌體

15、兩端，故又稱極體(polar body)，有助于鑒定。,,細(xì)胞漿 (cytoplasm),,4. 核質(zhì)(nuclear material),細(xì)菌是原核細(xì)胞，不具有成形的核。細(xì)菌的遺傳物質(zhì)稱為核質(zhì)或擬核，無核膜、核仁和有絲分裂器。功能與真核細(xì)胞的染色體相似。核質(zhì)由單一密閉環(huán)狀DNA分子反復(fù)回旋卷曲盤繞組成松散網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。,,細(xì)菌DNA：長度：一般為：1—3mm功能：負(fù)載遺傳信息。,核質(zhì),三.細(xì)菌的特殊結(jié)構(gòu),鞭毛菌毛莢膜芽孢,1.

16、莢膜,某些細(xì)菌細(xì)胞壁外的一層粘液性物質(zhì)。,,,莢膜的組成：因種而異，除水外，主要是多糖（包括同型多糖和異型多糖），此外還有多肽，蛋白質(zhì)，糖蛋白等。莢膜的生理功能：保護(hù)細(xì)胞，抗干燥。莢膜可以抵御外界細(xì)胞對菌體的吞噬作用。莢膜具有抗原性。與致病力有關(guān)。,2.鞭毛,鞭毛：某些細(xì)菌表面由細(xì)胞內(nèi)生出的細(xì)長、波曲、毛發(fā)狀的結(jié)構(gòu)。鞭毛具有運動功能，一般認(rèn)為鞭毛靠鞭毛絲旋轉(zhuǎn)而動，它們是細(xì)菌的“運動器官”。鞭毛的長度：一般為15—20 &

17、#181;m，最長可達(dá)70 µm 。鞭毛的直徑：為0.01—0.02 µm. 不同細(xì)菌的鞭毛數(shù)目和著生位置不同，鞭毛數(shù)目一般一至數(shù)十條?？煞譃閱蚊?、從毛菌、周毛菌,鞭毛的著生方式：,周生,鞭毛的化學(xué)組成：主要由鞭毛蛋白構(gòu)成，還含有少量的多糖、脂類和核酸等。鞭毛起源于細(xì)胞質(zhì)膜內(nèi)側(cè)的基粒。細(xì)胞質(zhì)區(qū)內(nèi)有一個顆粒狀小體，此小體為基粒，鞭毛自基粒長出穿過細(xì)胞壁延伸到細(xì)胞外部。,鞭毛是運動器官。鞭毛有抗原性。,

18、鞭毛的功能,3.纖毛（或菌毛、傘毛）某些革蘭氏陰性菌菌體表面存在的短而多的毛發(fā)樣附屬物。纖毛比鞭毛更短、更細(xì)，且又直又硬。數(shù)量很多，不具有運動功能，但與菌的致病性．吸附等有關(guān)。,菌毛在普通光學(xué)顯微鏡下看不到，必須用電子顯微鏡觀察。菌毛蛋白具有抗原性。根據(jù)功能不同，菌毛可分為普通菌毛和性菌毛兩類。,,普通菌毛遍布菌細(xì)胞表面，每菌可達(dá)數(shù)百根。這類菌毛是細(xì)菌的粘附結(jié)構(gòu)，能與宿主細(xì)胞表面的特異性受體結(jié)合，是細(xì)菌感染的第一部。因此，菌毛

19、和細(xì)菌的致病性密切相關(guān)。菌毛的受體常為糖蛋白或糖脂，與菌毛結(jié)合的特異性決定的宿主的易感部位。如果紅細(xì)胞表面具有菌毛受體的相似成分，不同的菌毛引起不同類型的紅細(xì)胞凝集——血凝,（1）普通菌毛(ordinary pilus),僅見于少數(shù)革蘭陰性菌。數(shù)量少，1-4根。比普通菌毛長而粗，中空呈管狀。性菌毛由致育因子（F）編碼，故又稱F菌毛。帶有性菌毛的F+菌與無性菌毛的F-菌相遇時，性菌毛與其相應(yīng)受體結(jié)合，F(xiàn)+菌內(nèi)的質(zhì)?；駾NA可通

20、過性菌毛 進(jìn)入F-菌體內(nèi)，此過程——接合(conjugation)。性菌毛是某些噬菌體吸附于菌細(xì)胞的受體。,（2）性菌毛,4.芽胞,概念：某些菌生長到一定階段，細(xì)胞內(nèi)形成一個圓形、橢圓形或卵圓形的內(nèi)生孢子，是對不良環(huán)境有較強抵抗力的休眠體。,芽胞：是細(xì)菌的休眠形式。芽胞形成后細(xì)菌即失去繁殖能力。產(chǎn)生芽胞的都是革蘭陽性菌。,,細(xì)菌形成芽胞的能力是由菌體內(nèi)的芽胞基因決定的。芽胞一般只在動物體外才能形成，其形成條件因菌種而異。一個細(xì)菌

21、只形成一個芽胞，一個芽胞發(fā)芽也只生成一個菌體，細(xì)菌數(shù)量并未增加，因而芽胞不是細(xì)菌的繁殖方式。與芽胞相比，未形成芽胞而具有繁殖能力的菌體可稱為繁殖體(vegetative form)。,芽胞的形成與發(fā)芽,芽胞的大小、形狀、位置等隨菌種而異，有重要的鑒別意義。,,,,細(xì)菌芽孢的各種類型,芽孢的特性,芽孢的特性:具有很強的抗熱、抗干燥、抗輻射、抗化學(xué)藥物能力。 含水量低、壁厚而致密，通透性差,不易著色。新陳代謝幾乎停止，處于休眠狀態(tài)。

22、一個芽孢萌發(fā)產(chǎn)生一個個體。,芽胞的抵抗力強，可在自然界中存在多年，是重要的傳染源。但芽胞并不直接引起疾病，只有發(fā)芽成為繁殖體后，才能迅速大量繁殖而致病。芽胞抵抗力強，故應(yīng)以殺滅芽胞作為可靠的滅菌指標(biāo)。芽胞抵抗力強的原因： (1)芽胞含水量少，蛋白質(zhì)受熱后不易變性。 (2)芽胞具有多層致密的厚膜，理化因素不易透入。 (3)含有的DAP與鈣結(jié)合的鹽能提高芽胞中各種酶的穩(wěn)定性。,芽胞的功能,四.細(xì)菌的形態(tài)和結(jié)構(gòu)觀察方法,顯微鏡放大法—

23、—細(xì)菌形體微小，肉眼不能直接看到，必須借助顯微鏡（普通光學(xué)顯微鏡、電子顯微鏡）放大后才能觀察。染色法——細(xì)菌體小半透明，經(jīng)染色后才能觀察較清楚。,普通光學(xué)顯微鏡的分辨率為0.25um。一般細(xì)菌都大于0.25um，故可用普通光學(xué)顯微鏡觀察。,普通光學(xué)顯微鏡(light microscope),1顯微鏡放大法,電子顯微鏡的分辨率為1nm。不僅能看清細(xì)菌的外形，內(nèi)部超微結(jié)構(gòu)可一覽無余。,電子顯微鏡(electron microscope)

24、,顯微鏡放大法,透射電鏡,掃描電鏡,2染色方法,單染色法：只用一種染色液復(fù)染色法：用兩種或兩種以上的染色液 1.革蘭氏染色法 2.抗酸染色法：對于抗酸桿菌 3.特殊染色法：對于細(xì)菌的特殊結(jié)構(gòu)， 如 ： 莢膜、鞭毛、芽胞。,細(xì)菌的單染色,,,,涂片,干燥,固定,,,染色1min,水洗、吸干,鏡檢,簡單染色,制備涂片標(biāo)本→染色,革蘭氏染色法,革蘭氏染色法是細(xì)菌細(xì)胞的復(fù)合染色法，由丹麥醫(yī)生Hans Christian