微生物免疫学第10章细菌学概论.ppt
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1、第二篇第二篇 微生物学概论微生物学概论第第1010章章 细菌学概论细菌学概论 细菌细菌(BacteriumBacterium)是一类具有独特细胞壁的单细是一类具有独特细胞壁的单细胞胞原核细胞型原核细胞型微生物。有微生物。有无性二分裂法无性二分裂法繁殖。繁殖。第一节细菌的形态、结构与分类第一节细菌的形态、结构与分类一、细菌的大小和基本形态一、细菌的大小和基本形态(一)细菌的大小(一)细菌的大小观察细菌常用观察细菌常用光学显微光学显微镜镜,通常以,通常以微米微米(Micrometer(Micrometer,umum;1 1umum=1/1000mm)=1/1000mm)作为测量作为测量它们大小的单
2、位。它们大小的单位。1m2m(二)细菌的形态(二)细菌的形态1.1.基本形态基本形态 细菌按其外形主要有三类细菌按其外形主要有三类:球菌球菌、杆菌杆菌、螺形菌螺形菌1.1.球菌(球菌(CoccusCoccus)呈圆球形或近似圆球形,直径约在呈圆球形或近似圆球形,直径约在1.0 um1.0 um(1 1)单球菌单球菌(DiplococcusDiplococcus):在一个平面上分裂,分裂在一个平面上分裂,分裂后的细菌分散或单独存在,尿素微球菌。后的细菌分散或单独存在,尿素微球菌。(2 2)双球菌双球菌(DiplococcusDiplococcus):在一个平面上分裂成双排在一个平面上分裂成双排列
3、如肺炎双球菌、脑膜炎双球菌。列,如肺炎双球菌、脑膜炎双球菌。(3 3)链球菌链球菌(StreptococcusStreptococcus):在一个平面):在一个平面上分裂,成链状排列,如溶血性链球菌。上分裂,成链状排列,如溶血性链球菌。(4 4)四联球菌四联球菌(Micrococcus Micrococcus tetragenustetragenus):在两个相互垂直的平面上分裂,在两个相互垂直的平面上分裂,以四个球菌排呈方形,如四联微球菌。以四个球菌排呈方形,如四联微球菌。(5 5)八迭球菌八迭球菌(SarcinaSarcina):在三个互相垂直的平在三个互相垂直的平面上分裂,八个菌体重叠
4、呈立方体状,如藤黄八面上分裂,八个菌体重叠呈立方体状,如藤黄八叠球菌。叠球菌。(6 6)葡萄球菌葡萄球菌(StaphylococcusStaphylococcus):在多个不在多个不规则的平面上分裂,菌体堆积在一起呈葡萄状规则的平面上分裂,菌体堆积在一起呈葡萄状排列,如金黄色葡萄球菌。排列,如金黄色葡萄球菌。2 2 杆菌杆菌(BacillusBacillus):杆状或球杆状。杆状或球杆状。各种杆菌的大小、长短、弯度、粗细各种杆菌的大小、长短、弯度、粗细差异较大差异较大。菌体的形态多数呈菌体的形态多数呈直杆状直杆状,也有的菌体,也有的菌体微弯微弯。菌体两端多呈菌体两端多呈钝圆形钝圆形,少数两端,
5、少数两端平齐平齐,两端,两端尖细尖细或或未端膨大呈未端膨大呈棒状棒状。排列一般排列一般分散存在分散存在,无一定排列形式无一定排列形式.大肠杆菌大肠杆菌(钝圆钝圆)肉毒梭菌肉毒梭菌(梭状梭状)平截平截竹节状竹节状棒状杆菌棒状杆菌短杆菌短杆菌长杆菌长杆菌梭状芽孢杆菌梭状芽孢杆菌分枝杆菌分枝杆菌球杆菌球杆菌3.3.螺形菌螺形菌(Spirillar bacteriumSpirillar bacterium)菌体弯曲)菌体弯曲(1 1)弧菌弧菌(VibrioVibrio)菌体只有)菌体只有一个弯曲一个弯曲,呈弧,呈弧状或逗点状。如霍乱弧菌。状或逗点状。如霍乱弧菌。(2 2)螺菌螺菌(SpirillumS
6、pirillum)菌体有菌体有数个弯曲数个弯曲。如鼠咬热螺菌。如鼠咬热螺菌2.2.特殊形态特殊形态球衣细菌球衣细菌(Sphaerotilus natans)柄柄 杆杆 菌菌(Caulobacter)3.3.不规则性形态不规则性形态 细菌在条件改变时,常出现不规则的形态,称细菌在条件改变时,常出现不规则的形态,称多多形性形性(PleomorphismPleomorphism),呈梨形、气球状、丝状等,呈梨形、气球状、丝状等,条件适宜,可以恢复条件适宜,可以恢复二、细菌的细胞结构二、细菌的细胞结构(一)细菌的基本结构(一)细菌的基本结构细菌基本结构包括细菌基本结构包括细胞壁细胞壁、细胞膜细胞膜、细
7、胞浆细胞浆及及核质核质。是所有细菌。是所有细菌共有共有的结构的结构1.1.细胞壁细胞壁(Cell wallCell wall):为细菌最外层的):为细菌最外层的坚韧坚韧而有弹性而有弹性结构结构 。细胞壁的化学组份:细胞壁的化学组份:主要成分是主要成分是肽聚糖肽聚糖(PeptidoglycanPeptidoglycan)。)。还含有还含有磷壁酸磷壁酸、脂多糖脂多糖等特殊成分。等特殊成分。主要作用是主要作用是保护细菌保护细菌,支持细胞膜使其可承,支持细胞膜使其可承受细胞内强大的渗透压,避免细菌破裂或变受细胞内强大的渗透压,避免细菌破裂或变型。型。(1)(1)革兰氏阳性菌细胞壁革兰氏阳性菌细胞壁 细
8、胞壁较厚,含丰富细胞壁较厚,含丰富肽聚糖肽聚糖,有少量,有少量磷壁酸磷壁酸(Teichoic acid)(Teichoic acid)。肽聚糖肽聚糖是由是由N-N-乙酰葡萄糖胺乙酰葡萄糖胺(G G)和和N-N-乙酰胞酸乙酰胞酸(M M)两种氨基糖经两种氨基糖经-1.4-1.4糖苷键糖苷键连接间隔排列连接间隔排列形成的多糖支架。在形成的多糖支架。在N-N-乙酰胞壁酸分子上连接乙酰胞壁酸分子上连接四肽侧链四肽侧链,肽链之间再由,肽链之间再由肽桥或肽链肽桥或肽链联系起来,联系起来,组成一个机械性很强的组成一个机械性很强的网状结构网状结构。各种细菌细。各种细菌细胞壁的肽聚糖支架均相同,在四肽侧链的组成
9、胞壁的肽聚糖支架均相同,在四肽侧链的组成及其连接方式随菌种而异。及其连接方式随菌种而异。Peptide and glycan units are connected in Peptide and glycan units are connected in formation of the peptidoglycan sheetformation of the peptidoglycan sheet金黄色葡萄球糖细胞细胞的肽聚糖结构金黄色葡萄球糖细胞细胞的肽聚糖结构大肠杆菌细胞壁的肽聚糖结构大肠杆菌细胞壁的肽聚糖结构2 2)磷壁酸磷壁酸是结合在革兰氏阳性菌细胞壁上的一种是结合在革兰氏阳性菌细胞壁
10、上的一种酸酸性多糖性多糖,由核糖醇或甘油残基经磷酸二脂,由核糖醇或甘油残基经磷酸二脂键互相连接而成的链状聚合物。键互相连接而成的链状聚合物。分分壁磷壁酸壁磷壁酸基本为核糖醇型。基本为核糖醇型。和和膜磷壁酸膜磷壁酸基本为甘油型。基本为甘油型。磷壁酸磷壁酸是革兰氏阳性菌细胞壁特有成分,是革兰氏阳性菌细胞壁特有成分,具重要具重要生理功能生理功能:1 1)P P结合阳离子,结合阳离子,Mg2+Mg2+提高细胞表面酶活性提高细胞表面酶活性2 2)细胞壁表面)细胞壁表面抗原抗原成分成分3 3)噬菌体噬菌体吸附的吸附的特异受体特异受体4 4)调节)调节自溶素自溶素活力活力5 5)增加)增加细菌黏附性细菌黏附
11、性,与致病性有关,与致病性有关(3)(3)革兰氏阴性菌细胞壁革兰氏阴性菌细胞壁 细胞壁较薄,细胞壁较薄,肽聚糖含量低肽聚糖含量低。外膜层位于细胞壁肽聚。外膜层位于细胞壁肽聚糖层的外侧,包括糖层的外侧,包括脂多糖脂多糖、脂质双层脂质双层、脂蛋白脂蛋白三部分三部分1 1)肽聚糖)肽聚糖1.1.脂蛋白脂蛋白(LipoproteinLipoprotein):一端以蛋白质部分共价键):一端以蛋白质部分共价键连接于肽聚糖的四肽侧链上另一端以脂质部分经共价键连接于肽聚糖的四肽侧链上另一端以脂质部分经共价键连接于外膜的磷酸上。其功能是连接于外膜的磷酸上。其功能是稳定外膜稳定外膜并将之并将之固定固定于于肽聚糖层
12、肽聚糖层。2.2.脂质双层脂质双层:脂蛋白外侧,脂质双层结构。含有外膜蛋:脂蛋白外侧,脂质双层结构。含有外膜蛋白白2 2)外膜)外膜3.3.脂多糖脂多糖(Lipopolysacchride,Lipopolysacchride,LPSLPS)由脂质双层向细胞)由脂质双层向细胞外伸出,包括外伸出,包括类脂类脂A A、核心多糖核心多糖、特异性多糖特异性多糖三个组成部三个组成部分,习惯上将脂多糖称为分,习惯上将脂多糖称为细菌内毒素细菌内毒素。类脂类脂A A:为一种:为一种糖磷脂糖磷脂,是由焦磷酸键联结的氨基葡萄,是由焦磷酸键联结的氨基葡萄糖聚二糖链,其上结合有各种长链脂肪酸。它是脂多糖糖聚二糖链,其
13、上结合有各种长链脂肪酸。它是脂多糖的的毒性部分毒性部分及主要成份。为革兰氏阴性菌的及主要成份。为革兰氏阴性菌的致病物质致病物质。无种属特异性。无种属特异性。核心多糖核心多糖:位于类脂:位于类脂A A的外层,由已糖、瘐糖、的外层,由已糖、瘐糖、2-2-酮基酮基3 3脱氧辛酸(脱氧辛酸(KDOKDO)、磷酸乙醇胺等组成。经)、磷酸乙醇胺等组成。经KDOKDO与类与类质质A A共价联结。核心多糖具有属特异性。共价联结。核心多糖具有属特异性。特异性多糖特异性多糖:在脂多糖的最外层,是由数个至数十个:在脂多糖的最外层,是由数个至数十个低聚糖低聚糖(3 35 5单糖)重复单位所构成的多糖链。革兰氏单糖)重
14、复单位所构成的多糖链。革兰氏阴性菌的菌体抗原(阴性菌的菌体抗原(O O抗原抗原)就是特异多糖。有种特异性。)就是特异多糖。有种特异性。Chemical Structure of LipopolysaccharideChemical Structure of LipopolysaccharideLPSLPS的功能的功能:1 1)吸附)吸附Mg2+Mg2+等阳离子,与磷壁酸作用类似等阳离子,与磷壁酸作用类似2 2)类脂)类脂A A,细菌,细菌内毒素内毒素主要成分主要成分3 3)特异性多糖:)特异性多糖:O O侧链(侧链(O O抗原)抗原),鉴鉴 定细菌定细菌4 4)噬菌体吸附噬菌体吸附的位点的位点
15、 膜磷壁酸膜磷壁酸菌细胞壁菌细胞壁 壁磷壁酸壁磷壁酸 肽聚糖肽聚糖菌细胞壁菌细胞壁 脂蛋白脂蛋白 (外膜外膜)磷脂磷脂 脂多糖脂多糖 类脂类脂:毒性部分:毒性部分 (LPSLPS,内毒素,内毒素):):核心多糖:属和组特异核心多糖:属和组特异 特异多糖:种和型特异特异多糖:种和型特异肽聚糖肽聚糖3 3)周质空间)周质空间(periplasmic space)革兰氏阴性菌外膜与细胞膜间革兰氏阴性菌外膜与细胞膜间的空间,含周质蛋白。的空间,含周质蛋白。(3 3)作用于细胞壁的抗生素及酶)作用于细胞壁的抗生素及酶 1 1)青霉素青霉素和和头孢菌素头孢菌素能与细菌竞争合成胞能与细菌竞争合成胞壁过程所需
16、的壁过程所需的转肽酶转肽酶,抑制抑制四肽侧链上四肽侧链上D-D-丙丙氨酸与五肽桥之间的联结,使细菌不能合成氨酸与五肽桥之间的联结,使细菌不能合成完整的细胞壁,可导致细菌死亡。完整的细胞壁,可导致细菌死亡。2 2)溶菌酶溶菌酶(LysozymeLysozyme)能)能切断切断肽聚糖中肽聚糖中N-N-乙酰葡萄糖胺和乙酰葡萄糖胺和N-N-乙酰胞壁酸之间的乙酰胞壁酸之间的-1.4-1.4糖苷键之间糖苷键之间的联苷键之间的联结,破坏肽聚的联苷键之间的联结,破坏肽聚糖支架,引起细菌裂解。糖支架,引起细菌裂解。(4 4)细胞壁缺陷型细菌)细胞壁缺陷型细菌1 1)L L型细菌型细菌:实验室培养过程实验室培养过
17、程中,中,自发突变自发突变,指细菌发生细胞壁缺陷的变型。指细菌发生细胞壁缺陷的变型。葡萄球菌葡萄球菌L L型型2 2)原生质体原生质体(protoplastprotoplast):人工条件人工条件,溶,溶 菌酶菌酶完全水解完全水解或青霉素或青霉素完全抑制完全抑制新生细胞壁新生细胞壁 的合成,的合成,G+G+,生存于高渗环境中。,生存于高渗环境中。3 3)球状体球状体(spheroplastspheroplast):人工条件人工条件,溶菌,溶菌 酶酶部分水解部分水解或青霉素或青霉素不完全抑制不完全抑制新生细胞壁新生细胞壁 的合成,的合成,G G,高渗环境中高渗环境中原生质体,球状体用于遗传育种原
18、生质体,球状体用于遗传育种2.2.细胞膜(细胞膜(Cell membraneCell membrane)位于细胞壁内侧,包绕细胞质的半渗透性位于细胞壁内侧,包绕细胞质的半渗透性脂脂质双层生物膜质双层生物膜。主要由磷脂及蛋白质构成。主要由磷脂及蛋白质构成。Membrane细胞膜功能细胞膜功能1 1)细胞膜有)细胞膜有选择性通选择性通透透作用,菌体内外的作用,菌体内外的物质交换。物质交换。2 2)维持渗透压维持渗透压3 3)膜上有多种呼吸酶,)膜上有多种呼吸酶,参与参与产能产能过程。过程。4 4)合成合成细胞壁及附属细胞壁及附属结构的结构的场所场所间体间体(MesosomeMesosome):):
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- 微生物 免疫学 10 细菌学 概论
