最新细菌学-第一章 细菌的形态与结构-PPT文档.ppt
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1、绪 论,微生物与病原微生物学 微生物学与医学微生物学 医学微生物学的发展简史,2,2019/1/24,第一节 微生物与病原微生物学,微生物(microorganism): 存在于自然界的一大群体形微小、结构简单、肉眼直接看不见,必须借助光学显微镜或电子显微镜放大数百倍、数千倍,甚至数万倍才能观察到的微小生物。,3,2019/1/24,微生物的种类 非细胞型(acellular)病毒、亚病毒、朊粒 原核细胞型(prokaryotic)细菌、古生菌 细菌包括:细菌、支原体、衣原体、立克次体、 螺旋体和放线菌等 真核细胞型(eukaryotic)真菌 微生物的特点 体积微小、 种类多、 结构简单、繁
2、殖快、易变异、分布广等。,微生物的种类与特点,4,2019/1/24,分布极为广泛:海、空、陆,以及人类、动物和植物的体表、与外界相通的腔道中。,微生物的分布,5,2019/1/24,微生物与人类的关系,1、 益:绝大多数微生物对人和动、植物是有益的,而且有些是必需的。 2、害:少数微生物具有致病性,能引起人和动、植物的病害,这些微生物称为病原微生物(pathogenic microorgnism)。 有些微生物,正常情况下不致病,只在特定情况下导致疾病,这类微生物称为机会致病性微生物(opportunistic pathogen)。,8,2019/1/24,医学微生物学(medical mi
3、crobiology): 主要研究与医学有关的致病性微生物的生物学特性、致病和免疫机制以及特异性诊断、防治措施,以控制和消灭感染性疾病和与之有关的免疫损伤等疾病,达到保障和提高人类健康水平的目的。,第二节 微生物学与医学微生物学,9,2019/1/24,第三节 医学微生物学发展简史,1、经验微生物学时期 2、实验微生物学时期 3、现代微生物学时期 新病原微生物的发现、微生物基因组的研究、新型疫苗的研制、微生物学诊断技术的快速发展、新的抗细菌和抗病毒药物的研究。,10,2019/1/24,11,2019/1/24,12,2019/1/24,The discovery of microorgani
4、sms,The first person who observed and described microorganisms accurately.,Antony van Leeuwenhoek (1632-1723),13,2019/1/24,Final refutation of spontaneous generation birth of microbiology as a science Discovery of the existence of anaerobic life fermentation Pasteurization,Pasteurs contributions:,Lo
5、uis Pasteur working in his laboratory,Louis Pasteur 路易巴斯德(1822 1895),14,2019/1/24,李斯特(1827-1912):创用消毒防腐、无菌操作技术。,15,2019/1/24,Robert Koch in his laboratory,The recognition of microbial role in disease,Robert Koch (1843 1910),细菌概述 第一节 细菌的形态与结构,17,2019/1/24,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
6、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。,18,2019/1/24,一 细菌的大小与形态,一、细菌的大小与形态 1. 细菌的大小-观察仪器:光学显微镜 测量单位:微米(m) 2. 细菌的形态- 球菌(coccus) 杆菌(bacillus) 螺形菌(spiral bacterium) 在自然界及人和动物体内,绝大多数细菌以生物被膜的形式存在。,19,2019/1/24,螺旋菌,形态: 细菌的基本形态,球菌,杆菌,20,2019/1/24,Arrangement of cocci Cells,21,2019/1/24,22,2019/
7、1/24,Staphylococcus,23,2019/1/24,streptococci,24,2019/1/24,杆菌,Bacilli have many different shapes depending on different length, thickness and size.,2-3 m,0.6-1.5 m,25,2019/1/24,螺形菌,弧 菌,螺 菌,26,2019/1/24,细菌的结构,细菌的基本结构 细胞壁、细胞膜、细胞质和核质 细菌的特殊结构 荚膜、鞭毛、菌毛和芽胞,27,2019/1/24,细菌的基本结构,细胞壁(cell wall) 位于菌细胞的最外层,包绕在
8、细胞膜的周围,为一种膜状结构, 组成较复杂, 并随不同细菌而异。 用革兰染色法可将细菌分为革兰阳性菌和革兰阴性菌两大类,两类细菌细胞壁的共有组分为肽聚糖。,28,2019/1/24,肽聚糖(peptidoglycan) 是一类复杂的多聚糖,为原核细胞所特有,是细菌细胞壁中的主要组分。 革兰阳性菌的肽聚糖由聚糖骨架、四肽侧链和五肽交联桥三部分组成,形成机械强度较大的三维网状立体结构; 革兰阴性菌的肽聚糖仅由聚糖骨架和四肽侧链两部分组成,为单层平面网络的二维结构。,29,2019/1/24,金黄色葡萄球菌细胞壁肽聚糖结构示意图,30,2019/1/24,大肠埃希菌细胞壁肽聚糖结构示意图,31,20
9、19/1/24,革兰阳性菌的肽聚糖,革兰阴性菌的肽聚糖,32,2019/1/24,革兰阳性菌细胞壁特殊组分 磷壁酸(teichoic acid) 按其结合部位不同,分为壁磷壁酸(wall teichoic acid)和膜磷壁酸(membrane teichoic acid)。 磷壁酸与细菌的致病性和抗原性有关。,33,2019/1/24,革兰阴性菌细胞壁特殊组分 外膜(outer membrane): 自内而外,外膜由脂蛋白、脂质双层和脂多糖三部分组成。 脂多糖(lipopolysaccharide, LPS) 由脂质A、核心多糖及特异多糖组成,即革兰阴性菌的内毒素(endotoxin)。,3
10、4,2019/1/24,革兰阳性菌和革兰阴性菌细胞壁,35,2019/1/24,革兰阳性菌与阴性菌细胞壁结构比较,意义:革兰阳性和阴性菌细胞壁结构显著不同,导致这两类细菌在染色性、抗原性、致病性及对药物的敏感性等方面的很大差异。,36,2019/1/24,细胞壁的功能 维持菌体形态。 抵抗渗透压的影响。 参与细菌体内外的物质交换。 具有多种抗原决定簇,决定菌体的抗原性。 粘附宿主细胞,与细菌致病性有关。,37,2019/1/24,缺壁细菌(细菌L型) 细胞壁因理化或生物因素受损的细菌能够生长和分裂者称为细菌细胞壁缺陷型或细菌L型(bacterial L form)。 细菌L型在高渗环境下可存活
11、。来源于革兰阳性菌的称为原生质体(protoplast);来源于革兰阴性菌的称为原生质球(spheroplast)。,38,2019/1/24,(1) 细菌L型的成因:溶菌酶,溶葡萄球菌素,青霉素,胆汁, 抗体,补体等。 (2) 细菌L型的形态:大小不一,高度多形性,革兰氏染色阴性。 (3) 细菌L型的培养:高渗低琼脂含血清的培养基,生长缓慢,形成“油煎蛋样”菌落。 (4) 细菌L型的致病性:引起慢性感染,如尿路感染、骨髓炎等。 临床意义: 慢性和反复感染 常规细菌检查阴性,39,2019/1/24,主要功能:渗透与运输作用,细胞呼吸作用、生物合成作用,信号转导等作用。 1. 中介体(meso
12、some):细菌细胞膜可形成一种特有的结构,是部分细胞膜内陷、折叠、卷曲形成的囊状物,多见于革兰阳性细菌。,细胞膜(cell membrane),40,2019/1/24,1、核糖体(ribosome):沉降系数为70S(30S+50S),链霉素能与30S亚基结合,红霉素能与50S亚基结合,均能干扰其蛋白质合成,从而杀死细菌。 2、质粒(plasmid):染色体外的遗传质,存在于细菌细胞质中。为闭合环状的双链DNA,带有遗传信息,控制细菌某些特定的遗传性状。 3、胞质颗粒:细菌细胞质中含有多种颗粒,大多为储藏的营养物质,包括糖原、淀粉等多糖、脂类、磷酸盐等。如异染颗粒(metachromati
13、c granule)。,细胞质(cytoplasm),41,2019/1/24,核质(nuclear material),是细菌的遗传物质。由一条双股环状DNA分子组成。无核膜、核仁和有丝分裂器。,42,2019/1/24,细菌的特殊结构,荚膜、鞭毛、菌毛和芽胞,43,2019/1/24,(一)荚膜(capsule),-某些细胞壁外包绕一层较厚的粘液性物质。 厚度0.2m,边缘明显,称为荚膜。 厚度 0.2m者称为微荚膜。 若黏液性物质疏松地附着于细菌表面,边界不明显且易被洗脱者称为粘液层。,44,2019/1/24,(一)荚膜(capsule),荚膜的化学组成:多糖;多肽或糖与蛋白复合物。
14、荚膜的形成:与环境和营养有关,一般在人和动物的体内或营养丰富的培养基中易形成。 荚膜的功能: 抗吞噬作用,是细菌致病重要的毒力因子 抗有害物质的损伤作用; 粘附作用,参与生物被膜的形成。,45,2019/1/24,-某些细菌表面附着的细长呈波状弯曲的丝状物。根据鞭毛的数量、位置可将鞭毛菌分成单毛菌、双毛菌、丛毛菌、周毛菌四类。,(二)鞭毛(flagellum),46,2019/1/24,鞭毛的化学组成:蛋白质 鞭毛的功能: (1) 运动器官:细菌的运动有化学趋向性; (2) 具抗原性:H 抗原; (3) 致病性:有些细菌的鞭毛与致病性有关。 根据细菌有无动力,鞭毛的数量、部位和特异的抗原性,可
15、用于鉴定细菌和细菌分类。,(二)鞭毛(flagellum),47,2019/1/24,48,2019/1/24,-许多G-菌和少数G+菌菌体表面存在着一种比鞭毛更细、更短而直硬的丝状物。 1、菌毛的化学组成:蛋白质 2、菌毛的种类: 普通菌毛(ordinary pilus) 性菌毛(sex pilus),(三)菌毛(pilus),49,2019/1/24,3、菌毛的功能: (1) 普通菌毛- 粘附作用与细菌的致病性密切相关。 如:大肠埃希氏菌的 I 型菌毛;肠产毒型大肠杆菌的定植因子(CFA/I) (2) 性 菌 毛- 传递遗传物质。,(三)菌毛(pilus),50,2019/1/24,-某些
16、细菌在一定环境条件下,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。产生芽胞的细菌都是G+菌。不同细菌的芽胞形态、大小、位置有所差异,是鉴别细菌的指标之一。,(四)芽胞(spore),51,2019/1/24,52,2019/1/24,1、芽孢的形成与发芽: (1) 芽胞的形成-细菌形成芽胞是受遗传因素的控制和环境因素的影响。 一般只是在动物体外形成。 (2) 芽胞的发芽-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。细菌芽胞并不直接引起疾病,只有当发芽成为繁殖体后,才能迅速大量繁殖而致病。,(四)芽胞(spore),53,2019/1/24,2、芽胞的功能:芽胞对热、干燥、
17、辐射、化学消毒剂等理化因素均有强大的抵抗力,常作为消毒灭菌效果的指标。 3、细菌芽胞抵抗力强的原因: (1) 芽胞含多层致密的膜结构,理化因素不易进入 (2) 含水量少,蛋白质受热后不易变性 (3) 芽胞的核心和皮质中含有吡啶二羧酸,DAP与钙结合生成的盐提高芽胞中各酶的热稳定性。,(四)芽胞(spore),54,2019/1/24,细菌形态与结构检查法,显微镜放大法 染色法,55,2019/1/24,细菌形态与结构检查法,革兰染色法 抗酸染色法 特殊染色法(荚膜、芽孢、鞭毛等),56,2019/1/24,革兰染色法,步骤: 涂片固定结晶紫初染碘液媒染 95%酒精脱色复红复染 结果: 菌:紫色
18、 菌:红色 革兰染色法意义: 鉴别细菌 选择药物 研究细菌致病性,57,2019/1/24,Procedures of Gram Staining,1 G菌细胞壁组成中不包括( )。 A、外膜 B、磷壁酸 C、脂多糖 D、肽聚糖 2具有下列哪一结构的细菌抵抗力最强( ) A、外膜 B、菌毛 C、鞭毛 D、芽胞 3具有黏附作用的细菌结构是( )。 A、菌毛 B、荚膜 C、芽胞 D、中介体 5细菌的测量单位是 。 6细菌的三种基本形态为:- 7细菌的基本结构有 。 8细菌的特殊结构有 。 9革兰阳性菌细胞壁由-和-组成。 10革兰阴性菌细胞壁由-和-组成,第二节 细菌的生长繁殖与变异,一、细菌生长
19、繁殖的条件 1、营养物质:水、含碳化合物、含 氮化合物和无机盐是基本的营养成份,还有生长因子 。 2、酸碱度:多数病原菌生长繁殖的最适pH为7.27.6 。 3、适宜的温度:多数病原菌最适宜的温度是37。,4、气体: 主要指氧和二氧化碳。细菌与人类不同,并非所有细菌的生长都需要氧气,根据对氧的需要,可把细菌分为四类: 专性需氧菌:必须在有氧的环境下生长繁殖,如霍乱弧菌; 微需氧菌:在低氧分压(5%6%)环境中生长最好,如幽门螺杆菌。 专性厌氧菌:必须在无氧环境中才能生长,如破伤风梭菌。 兼性厌氧菌:在有氧或无氧环境中都能生长,大多数病原菌属于此类。,二、 细菌的繁殖方式和速度,1繁殖方式 细菌
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