第1章细菌的形态与结构 教学要求 1．掌握细菌细胞壁的化学结构

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1、第1章 细菌的形态与结构 教学要求 1．掌握细菌细胞壁的化学结构、功能及革兰阴性菌和阳性菌细胞壁的区别。细菌特殊结构 (形态结构、形成条件、功能及在实践中的意义)。 2．熟悉细菌的基本形态、基本结构；L型细菌的概念及意义。革兰染色的原理和方法。 3．了解细菌的分类。 重点和难点：细菌细胞壁的化学结构、功能及革兰阴性菌和阳性菌细胞壁的区别。 教学内容 第一节 细菌的形态与结构（size and construstion） 一、细菌的大小与形态 细菌的大小以微米（μm）为测量单位，需用普通光学显微镜油镜才能观察其形态。形态按其外形可分为： （一）球菌（coccus）

2、 l 葡萄球菌(staphylococcus)：例如：金黄色葡萄球菌 l 双球菌(diplococcus)：例如：脑膜炎双球菌 l 链球菌(streptococcus)：例如：乙型溶血性链球菌 l 四联球菌(tetrads)：例如：四联加夫基菌 l 八叠球菌(sarcina)：例如：藤黄八叠球菌 （二）杆菌(bacillus) l 链杆菌(streptobacillus)：炭疽芽孢杆菌 l 棒状杆菌(corynebacterium)：破伤风芽孢杆菌、白喉杆菌 l 球杆菌(coccobacillus)：布鲁氏菌 l 分枝杆菌(mycobacterium)：结核分枝杆菌和麻风分枝

3、杆菌 （三）螺杆菌 (spiral bacterium) 弧菌(vibrio)霍乱弧菌 螺菌(spirillum)：鼠咬热螺菌 螺杆菌(helicobacterium)：幽门螺杆菌 衰退型(involution form)—细菌的形态受环境因素（温度、酸碱度、培养条件）影响很大，一般在对数生长期形态比较典型，在环境条件不利或衰老时常出现多型性改变，此为衰退型(involution form)。 第二节 细菌的结构 细菌的结构分为以下两类： u 基本结构 包括：细胞壁；细胞膜；细胞质；核质。 u 特殊结构 包括：荚膜； 鞭毛；芽孢；菌毛 。 一、细菌细胞的基本结构 1、

4、细胞壁（Cell Wall） （细胞壁的化学组成 1）肽聚糖，又被称为粘肽或胞壁肽 肽聚糖骨架： N-乙酰葡萄糖胺（G） N-乙酰胞壁酸（M）交替间隔排列 注释：由β-1，4糖苷键连接而成。各种细菌的聚糖骨架均相同。 四肽侧链：L-丙氨酸，D-谷氨酸，L-赖氨酸，D-丙氨酸，其组成和连接方式随菌不同而异 五肽交联桥：甘氨酸，G+菌有，G-菌无 举例：融菌酶和青霉素的杀菌机理 2） G+菌细胞壁特殊组分： 磷壁酸 壁磷壁酸----通过磷脂与肽聚糖上的胞壁酸共价结合。 膜磷壁酸---与细胞膜外层上的糖脂共价结合。 3）G-菌细胞壁特殊组分： 脂蛋白

5、 外膜 脂质双层 核心多糖：属特异性 脂多糖 脂质A：内毒素的毒性部分，无种属特异性 特异多糖：种或群的特异性 G+菌和G-菌在细胞壁的异同点： 结构和化学组成方面的不同，导致两者在染色性、抗原性、致病性及对抗菌药物的敏感性方面有很大差异。 G+菌和G-菌在细胞壁的比较 革兰阳性菌 革兰阴性菌 主要结构 肽聚糖，磷壁酸 外膜，肽聚糖 强度 较坚韧 较疏松 厚度 厚，20～80nm 薄，10～15nm 肽聚糖结构 三维立体（聚糖骨架、四肽侧链、五肽交联桥） 二维网状（聚糖骨架、四

6、肽侧链） 肽聚糖层数 可多达50层 少，1~2层 肽聚糖含量 多，占细胞壁干重50%~80% 少，占细胞壁干重5%～20% 磷壁酸 + － 外膜 － + 周浆间隙 － + 致病性 无内毒素 有内毒素 青霉素的作用 有效 无效 溶菌酶的作用 有效 无效 （2）细胞壁的功能： u 维持细菌固有外形。 u 保护细菌抵抗胞外低渗的破坏作用。 u 参与菌体内外的物质交换。 u 决定细菌的抗原性和致病性。 （3）缺壁细菌--L型细菌(L-form of bacterium) l 定义：细胞壁受损的细菌能够生长和分裂者称为细菌细胞壁缺陷型或

7、L型 l 种类： l 原生质体(protoplast)：革兰氏阳性菌细胞壁缺陷后，原生质仅被一层细胞膜包住 l 原生质球（spheroplast）：革兰氏阴性菌肽聚糖层受损后尚有外膜保护 l 成因：溶菌酶，溶葡萄球菌素，青霉素，胆汁，抗体，补体等。 l 形态：大小不一，高度多形性。革兰氏染色阴性。 l 培养：高渗、低琼脂、10%-20%血清、3%-5%NaCl、 10%-20%蔗糖；生长缓慢；油煎蛋样菌落； l 致病性：引起慢性感染； 2、细胞膜（Cell membrane） 磷脂 1、化学组成与结构： 蛋白质 载体蛋白或其他功能蛋白。 2、功能： n 物质的

8、渗透和运输作用 n 生物合成作用 n 呼吸作用 n 参与细胞分裂 3. 细胞质 化学组成:水、蛋白质、脂类、核酸、少量糖及无机盐。 包含结构: l 核糖体 l 质粒Plasmid l 胞质颗粒 4. 核质 细菌核质染色体为单倍体，由单一密闭环状DNA分子反复回旋卷曲盘绕而组成的松散网状结构，此外还有少量RNA和proteins。 细菌核质决定和控制细菌的生物学性状，致病性，免疫性，是细菌生命活动的基础。 二、细菌的特殊结构(Special structure) 1. 荚膜( Capsule) （1）化学组成：是某些细菌细胞壁外周的粘液性物质，是细

9、菌重要的毒力因子。 （2）形成条件：与环境密切相关。营养丰富条件。 （3）功能(function)：保护细菌抵抗干燥环境、抗吞噬作用、黏附作用、抗有害物质损伤作用 2.鞭毛(Flagellum) l 化学组成：蛋白质，可用于细菌的鉴定和分型 l 结构：基础小体、钩状体、丝状体 l 功能(function) u 定向运动，化学趋向性运动。 u 穿透作用，与致病性有关（霍乱弧菌）。 u 鉴定细菌。 3 菌毛（pilus/fimbriae） （1）性质：由菌毛蛋白组成，有抗原性，其编码基因位于细菌染色体或质粒上，菌毛需用电镜观察。 （2）种类及功能： l 普通菌毛：

10、与细菌的致病性有关。 l 性菌毛(sex pilus)：与遗传物质的接合传递有关，也是某些噬菌体吸附于菌细胞的受体。 4 芽孢（spore） l 形成与发芽（forming and buding） l 芽孢的形成---细菌形成芽孢的能力是由菌体内的芽孢基因决定的。芽孢一般只在动物体外才形成。营养缺乏时易形成。 l 芽孢的发芽---由于机械力、热、pH改变等刺激作用，破坏其芽孢壳，并供给水分和营养，芽孢壳发芽，形成新的菌体。 结构：多层膜坚实球体：内膜、芽孢壁、皮质、外膜、芽孢壳、和芽孢外衣 l 功能（function） l 芽孢为多层膜结构，提高了芽孢中各种酶的热稳定性，因

11、而对理化因素有强大的抵抗力，医疗实践中常以杀死芽孢作为消毒灭菌效果的指标。 l 芽孢作为传染源在自然界长期存在，如破伤风杆菌、炭疽杆菌等。 l 芽孢的大小位置形态随细菌种类不同而异，因此可用于芽孢杆菌的鉴别。 l 细菌芽孢抵抗力强的原因： l 芽孢含水量少，蛋白质受热后不易变性。 l 芽孢具有多层致密的厚膜，理化因素不易进入。 l 芽孢的核心和皮质中含有吡啶二羧酸，DAP与Ca 2+结合生成的盐能提高芽孢中各酶的热稳定性。 课后小结： 本节主要介绍了细菌的形态，细菌的基本结构和特殊结构。细菌的基本形态包括球形、杆形和螺旋形三种，细菌的形态可随环境不同而变化。细菌的基本结构包括细胞壁、细胞膜、细胞质和核质，G+菌与G-菌的细胞壁在结构、化学组成上是不同的，这也决定了它们的染色性、抗原性、毒性以及对某些药物的敏感性等方面存在很大差异。细胞质中含有许多与细菌生长、代谢有关的结构。核质是细菌的遗传物质。本章主要掌握细菌的基本结构；特殊结构的功能及意义。 复习思考题 1．细菌的测量单位是什么？细菌有哪些基本形态？ 2．试述细菌细胞壁的结构。 3．试述革兰阳性菌和革兰阴性菌细胞壁的主要区别。 4．什么是细菌L型？L型变异与医学有何关系 ？ 5．细菌有哪些特殊结构？它们与医学有何关系？ 6．试述革兰染色的步骤、结果及意义。