細(xì)菌的形態(tài)和結(jié)構(gòu)

1、第一章 細(xì)菌的形態(tài)和結(jié)構(gòu),原核細(xì)胞微生物指一大類呈細(xì)胞形態(tài)，僅有原始的類核，無核膜包裹，只存在裸露DNA，不進(jìn)行有絲分裂，無細(xì)胞器的原始單細(xì)胞生物。根據(jù)外表特征把原核生物分為幾種類型：細(xì)菌、藍(lán)細(xì)菌、放線菌、螺旋體、支原體、立克次氏體、衣原體。,一、細(xì)菌的大小1. 單位----μm2. 各種細(xì)菌的大小 球菌: 0.5-2.0μm, 一般1.0μm 桿菌: 長2-3μm，寬0.5-1.0μm 螺旋菌：2-

2、20μm，寬0.4-1.2μm3．同種細(xì)菌的大小存在一定差異細(xì)菌的大小，以生長在適宜的溫度和培養(yǎng)基中的幼齡培養(yǎng)物為標(biāo)準(zhǔn)。,,,,,,顫藍(lán)菌屬,巨大芽孢桿菌,大腸桿菌,肺炎球菌,嗜血流感菌,,,納米細(xì)菌,二、細(xì)菌的外形和排列外形：球狀、桿狀和螺旋狀。據(jù)外形和排列分為：球菌、桿菌和螺旋菌。,形態(tài)球形桿形螺旋形其它形狀絲狀三角形方形等,球菌(Sphericalcoccus),,桿菌 (bacillus),棒狀桿菌,桿菌

3、形態(tài)1）長：呈絲狀（豬丹毒桿菌） 短：卵圓形（球桿菌）2）一端膨大，呈棒狀（棒狀桿菌）3）形成側(cè)支或分支（分支桿菌）4）菌體兩端：多為鈍圓（巴氏桿菌） 少數(shù)為平截(炭疽桿菌) 極少數(shù)呈梭狀（破傷風(fēng)梭菌）,桿菌形態(tài)示例,豬丹毒桿菌,桿菌形態(tài)示例,巴氏桿菌,桿菌形態(tài)示例,炭疽桿菌（電鏡）,桿菌形態(tài)示例,諾維氏梭菌,桿菌形態(tài)示例,破傷風(fēng)梭菌,螺旋菌（spirilla）：弧菌、螺菌,螺旋狀菌示例,弧菌,螺菌

4、,幽門螺桿菌,螺旋體是一類細(xì)長、柔軟、彎曲呈螺旋狀、運(yùn)動(dòng)活潑的單細(xì)胞型微生物。在生物學(xué)上的位置介于細(xì)菌與原生動(dòng)物之間。,衰老型和多形性衰老型：細(xì)菌在不良環(huán)境或老齡期，會(huì)出現(xiàn)和正常形狀不一樣的個(gè)體。多形性：在適宜的正常環(huán)境中生長，其形狀也不一致。這種現(xiàn)象稱為多形性，如嗜血桿菌。,三、細(xì)菌的構(gòu)造,基本構(gòu)造特殊構(gòu)造,一般構(gòu)造,特殊構(gòu)造,細(xì)菌細(xì)胞結(jié)構(gòu)模式圖,（一）細(xì)胞壁 細(xì)菌細(xì)胞最外層堅(jiān)韌且具有高度彈性的結(jié)構(gòu)。組成成份：肽聚糖

5、、磷壁酸、脂多糖、磷脂、蛋白質(zhì)和脂蛋白。主要功能：保持一定的形態(tài)和保護(hù)細(xì)菌，同時(shí)與革蘭氏染色特性、抗菌藥物的敏感性、細(xì)菌的致病性和抗原性有關(guān)。,G+ 和G-的細(xì)胞壁的構(gòu)造不同,G＋細(xì)胞壁,G－細(xì)胞壁,G＋與G－細(xì)胞壁的比較,G+細(xì)菌和G-細(xì)菌細(xì)胞壁的比較,G＋與G－細(xì)胞壁的比較,補(bǔ)充資料：革蘭氏染色示例,G－,G＋,（大腸桿菌）,（鏈球菌）,補(bǔ)充資料：革氏染色與細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)的關(guān)系,G+菌細(xì)胞壁，其脂類含量較多，而肽聚糖較少，以95%酒精

6、脫色時(shí)，脂類被溶解，使得細(xì)胞壁孔隙變大；肽聚糖因95%酒精處理而使之孔隙縮小，但肽聚糖含量較少，細(xì)胞壁孔隙縮小有限，故能讓結(jié)晶紫與碘形成的紫色染料復(fù)合物被95%酒精洗脫出細(xì)胞壁外，而后來為紅色的復(fù)染劑著色成為紅色。 G-菌細(xì)胞壁所含脂類少，肽聚糖多，經(jīng)95%酒精脫色時(shí)其細(xì)胞壁孔隙縮小到不易讓結(jié)晶紫(或龍膽紫)與碘形成的紫色染料復(fù)合物洗出細(xì)胞壁外，而被染為紫色。當(dāng)細(xì)胞壁失去其結(jié)構(gòu)完整性時(shí)(如自溶的、老齡的、已死的細(xì)菌或分離出來的細(xì)

7、胞壁)，亦同時(shí)失去其滲透的完整性，革蘭氏陽性菌就能染成革蘭氏陰性反應(yīng)。,Gram Stain Step,,,,,,,,,,,,,,,,Gram negative,Gram positive,Heat/Dry,Crystal violet stain,,Iodine Fix,Safranin stain,Alcohol de-stain,,,,,,,,,,,,,,,,,,,補(bǔ)充資料：革氏染色主要步驟及呈色原理,G-,G＋,被溶解,,,,,

8、補(bǔ)充資料：革蘭氏染色主要步驟及呈色模擬,脂肪顆粒,G-,G＋,,,細(xì)胞壁,,,,,溶解后形成空洞,補(bǔ)充資料：青霉素的殺菌原理,青霉素和先鋒霉素(或頭孢菌素)等抗生素，能抑制細(xì)菌細(xì)胞壁肽聚糖的合成，對某些細(xì)菌有抑菌和殺菌作用。雖然細(xì)菌細(xì)胞壁都有肽聚糖成分，但由于細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)不同，這些藥物可以直接擴(kuò)散入革蘭氏陽性菌的細(xì)胞壁內(nèi)，這類細(xì)菌對這些藥物就比較敏感，而革蘭氏陰性菌細(xì)胞壁的肽聚糖層，有三層外胞壁圍繞，藥物不易擴(kuò)散入內(nèi)，對這些藥物就不那么敏

9、感。霉形體和細(xì)菌的L型沒有細(xì)胞壁，也就沒有細(xì)胞壁上的肽聚糖成分，所以對青霉素就不敏感。這都說明細(xì)菌細(xì)胞壁的化學(xué)組成、結(jié)構(gòu)與細(xì)菌的抗藥性有關(guān)。,,缺壁細(xì)菌(Cell wall deficient bacteria),（二）細(xì)胞膜　cell membrane緊貼在細(xì)胞壁內(nèi)側(cè)一層由磷脂、蛋白質(zhì)及少量多糖組成的柔軟、致密、富有彈性的半透性薄膜；主要功能：選擇性的吸收和運(yùn)送物質(zhì)是細(xì)菌細(xì)胞能量轉(zhuǎn)換的重要場所傳遞信息參與細(xì)胞壁的生物合成

10、細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu) 1972年Singer和Nicolson提出的液態(tài)鑲嵌模型,細(xì)胞膜的生理功能,2003年美國科學(xué)家彼得·阿格雷和羅德里克·麥金農(nóng)獲得了諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)——表彰他們在細(xì)胞膜通道方面做出的貢獻(xiàn)。,阿格雷得獎(jiǎng)是由于發(fā)現(xiàn)了細(xì)胞膜水通道。 目前，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)水通道蛋白廣泛存在于動(dòng)物、植物和微生物中，人體內(nèi)的水通道有11種。,阿格雷,如在人的腎臟中，通常一個(gè)成年人每天要產(chǎn)生170升的原尿，這些原尿經(jīng)腎臟腎小

11、球中的水通道蛋白的過濾，其中大部分水分被人體循環(huán)利用，最終只有約1升的尿液排出人體。,麥金農(nóng)的貢獻(xiàn)主要是在細(xì)胞膜離子通道的結(jié)構(gòu)和機(jī)理研究方面。 1988年，他利用X射線晶體成像技術(shù)獲得了世界第一張離子通道的高清晰度照片； 它可以讓科學(xué)家觀測到離子在進(jìn)入離子通道前、進(jìn)入離子通道中和進(jìn)入離子通道后的狀態(tài)。,麥金農(nóng),阿格雷和麥金農(nóng)對水通道和離子通道的研究意義重大；很多疾病，如一些神經(jīng)系統(tǒng)疾病和心血管疾病就是由于細(xì)胞膜通道功能紊亂造成的

12、；對細(xì)胞膜通道的研究可以幫助科學(xué)家尋找具體的病因，并研制相應(yīng)的藥物；利用不同的細(xì)胞膜通道，可以調(diào)節(jié)細(xì)胞的功能，從而達(dá)到治療疾病的目的。,（三）間體細(xì)胞膜凹入細(xì)胞漿內(nèi)形成囊狀結(jié)構(gòu)?？赡艿墓δ埽号c細(xì)菌分裂及核質(zhì)的復(fù)制密切相關(guān) 和細(xì)胞壁的合成有關(guān) 在芽胞的形成中起重要的作用 相當(dāng)于線粒體的作用,Morphology of a gram-positive bacterial cell,由細(xì)胞膜內(nèi)褶形成的一種囊狀結(jié)構(gòu)，其內(nèi)充滿

13、著層狀或管狀的泡囊；多見于革蘭氏陽性細(xì)菌，每個(gè)細(xì)胞含一個(gè)至數(shù)個(gè)，革蘭氏陰性細(xì)菌中不甚明顯；著生部位可在表層或深層表層與某些酶的分泌有關(guān);深層與DNA復(fù)制及細(xì)胞分裂有關(guān)。,間體,間體圖片,,（四）細(xì)胞質(zhì)（cytoplasm）,被細(xì)胞膜包圍著的除核區(qū)以外的一切半透明、膠狀、顆粒狀物質(zhì)的總稱。主要成分水（約為80%）核糖體細(xì)胞內(nèi)含物與真核生物不同細(xì)胞質(zhì)不流動(dòng)核糖體是70S內(nèi)含物成分不同,貯藏物的作用,它是微生物合

14、理利用營養(yǎng)物質(zhì)的一種調(diào)節(jié)方式；它 以多聚體的形式存在，有利于維持細(xì)胞內(nèi)環(huán)境的平衡，避免不適合的pH，滲透壓等的危害；它在細(xì)菌細(xì)胞中大量積累，是重要的自然資源。,PHB,sulfur globules,Polyphosphate granule,,,,,質(zhì)粒(plasmid)： 存在于胞漿中的一小段閉合環(huán)狀雙股DNA，是某些細(xì)菌染色體以外的遺傳物質(zhì)，能獨(dú)立復(fù)制，帶有遺傳信息，控制細(xì)菌某些特點(diǎn)的遺傳性狀；但并非細(xì)菌生命活動(dòng)所

15、必需。質(zhì)粒的功能： 與抗藥性有關(guān) 與有性接合有關(guān) 基因工程中作為目的基因載體,,（五）核體或擬核(nucleoid),一般有兩種排列方式：一類是核體相當(dāng)密實(shí)地處于菌體的中心或邊緣區(qū)；另一類是較松散地排列,,特殊構(gòu)造(一)莢膜 有些細(xì)菌在細(xì)胞壁的外面產(chǎn)生一種粘液樣的物質(zhì)包圍整個(gè)菌體，用理化方法除去后并不影響菌體的生長代謝。莢膜的有無、厚薄與菌種遺傳性有關(guān)

16、，還與環(huán)境條件（特別是營養(yǎng)）密切相關(guān)。一般在動(dòng)物組織中或含大量血清或糖的培養(yǎng)基中容易形成。大多數(shù)細(xì)菌的莢膜是多糖，少數(shù)是多肽。,G+菌莢膜,G-菌微莢膜,,,圖片：細(xì)菌的莢膜(電鏡),,,圖片：炭疽菌的莢膜(瑞氏),由菌落判斷形成規(guī)律：光滑型（S）或粘液型（M）菌落--有莢膜粗糙型（R）菌落--（丟失莢膜）,功能：抗吞噬抗有害物質(zhì)的損傷抗干燥具有抗原性（K抗原）營養(yǎng)物質(zhì)的儲存及廢物排出場所,(二)鞭毛(flagellu

17、m) 在菌體表面附有細(xì)長并呈波狀彎曲的絲狀物。鞭毛蛋白(flagillin)、H抗原按生長情況可分為：單毛菌(monotrichate)雙毛菌(amphitrichate) 叢毛菌(lopotrichate)周毛菌(Peritrichate),鞭毛的著生方式,偏端單生,兩端單生,偏端叢生,兩端叢生,周生,側(cè)生,破傷風(fēng)梭菌的周身鞭毛,(三)菌毛（纖毛）（pilus）許多G-菌和少數(shù)G+菌菌體表面存在著一種比鞭毛數(shù)量較多、更

18、細(xì)、更短而直硬的毛發(fā)狀細(xì)絲。功能：與致病性有關(guān)（與運(yùn)動(dòng)無關(guān)）,粘連的功能；以G-致病菌居多；無基體構(gòu)造，直接生于細(xì)胞膜上,性菌毛多見于G-的雄性菌株 向雌性菌株傳遞DNA片段；,(四)芽胞/芽孢(spore) 某些細(xì)菌（G+菌）在一定條件下，能在菌體內(nèi)形成的一個(gè)圓形或卵圓形小體。只在動(dòng)物體外才能形成，芽胞不是細(xì)菌的繁殖方式。,抗逆性極強(qiáng)的休眠構(gòu)造(抗熱、抗輻射、抗壓等)；枯草芽孢桿菌，在沸水中可存活1小時(shí)；

19、肉毒梭狀芽孢桿菌要經(jīng)5-10h才被殺死；芽孢的形態(tài)和著生位置,無繁殖功能；,能形成芽孢的細(xì)菌種類,Bacillus— Aerobic需氧芽孢桿菌,Clostridium —Anaerobic梭狀芽孢桿菌,Bacillus subtilis枯草桿菌,芽胞的抵抗力　　　細(xì)菌的芽胞具有較厚的芽胞壁和多層芽胞膜，結(jié)構(gòu)堅(jiān)實(shí)，含水量少，代謝極低，折光性強(qiáng)。對外界不良理化環(huán)境條件，比其繁殖體有堅(jiān)強(qiáng)得多的抵抗力，特別能耐受高溫、干燥和滲透壓

20、的作用。,芽胞著色力　使用普通的染色方法，染料不易滲透進(jìn)芽胞內(nèi)，不能使芽胞著色，未經(jīng)著色的芽胞，因本身折光性強(qiáng)，在普通顯微鏡下，呈現(xiàn)為無色的空洞狀。應(yīng)用特別強(qiáng)化的染色方法，可使芽胞著色，一經(jīng)著色卻又不易脫色。,芽孢的形成的意義： 耐高溫、耐干燥、化學(xué)消毒劑、輻射等 在自然界存活時(shí)間長，成為某些傳染病的重要傳染來源。芽孢形成的條件 干燥 營養(yǎng)缺乏 氣