2、细菌的特殊结构(7)
医学微生物学-细菌的特殊结构

复红
镜检
革兰阳性
革兰阴性
❖ 抗酸染色及其它染色法 石炭酸复红 5min 3%盐酸酒精
美蓝
复习题
❖ 细菌特殊结构的种类、功能及医学意义。 ❖ 为什么有芽胞的细菌对外界环境抵抗力强? ❖ 细菌形态与结构常用的检查方法有哪些?
பைடு நூலகம்
提高芽胞中各种酶的稳定性。
芽胞的医学意义
❖ 鉴别细菌 ❖ 消毒灭菌指标 最可靠方法为高压蒸汽灭菌 ❖ 间接致病性
第三节 细菌形态与结构检查法
1、显微镜放大法
细菌形体微小,肉眼不能直接看到,必须借 助显微镜(普通光学显微镜、电子显微镜) 放大后才能观察。
—— 普通光学显微镜:普通光学显微镜的分辨率为
许多革兰阴性菌和少数革兰阳性菌菌体表面存在着一 种比鞭毛更细、更短而直硬的丝状物。
菌毛的特征
存在于许多G-和少数G+菌菌体表面 与细菌的运动无关 菌毛由菌毛蛋白组成,菌毛蛋白具有抗原性 必须用电镜观察 按功能分普通菌毛和性菌毛
1. 普通菌毛(ordinary pilus)
产生芽胞的都是革兰阳性菌。 芽胞杆菌属和梭菌属是两类主要形成芽胞的
细菌。
肉毒梭菌
芽胞的主要特性
芽胞的形成受控于芽胞基因,也受外界环境的影 响
一般只在动物体外形成,营养缺乏时,启动芽胞 形成基因
带有全部生命必需的完整核质、酶系统和合成菌 体组份的结构
折光性强,壁厚,不易着色 仅是一休眠形式,一个细菌只形成一个芽胞,一
荚膜着染困难:荚膜对碱性染料的亲和力低, 不易着色
——普通染色后,只能见到菌体周围有未 着色的透明圈;
——以墨汁负染后的荚膜比较易观察;
——用特殊染色法可将荚膜染成区于菌体 的颜色,更易观察
细菌2

1.鞭毛:某些细菌表面长出的一种呈波状弯曲的纤细丝状物。
鞭毛具有运动功能,通过鞭毛丝的旋转而动,它们是细菌的“运 动器官”,多在螺旋菌和杆菌中存在,球菌中只有芽孢八叠球菌 属长鞭毛,它着生在细胞膜的基粒上,穿过细胞壁伸向胞外。
鞭毛的长度:
一般为15—20 µ m,最长可达70 µ 。 m
培养方法:穿刺法,观察菌种的呼吸类型、运动状况、 酶学特性等。
3.液体培养基
观察菌膜、沉淀、色素、产气情况等。
五、细菌的染色
染色目的:增加与背景的反差。 染色原理:细菌等电点为PH2-5,一般情况下带负电荷,易与带 正电荷的碱性染液结合。 染色方法:简单染色:只用一种染液,主要用于形态观察。 复合染色:用两种以上染液,主要用于菌种鉴别。
粘膜肺炎球菌在血琼脂平板上菌落
肺炎克雷伯氏菌在DHL培养基上菌落形态
光滑型菌落
枯草芽孢杆菌菌落形态-粗糙型菌落
不同的微生物种类,其菌落特征不同。同一种菌 在不同培养条件下菌落特征也不尽相同。 菌落的特征:包括大小、形状、颜色、边缘、质地、 透明度、光泽、厚度、湿润度等。
不同种的细菌菌落特征
2.半固体培养
A 近中央
B 末端
C 中央
细菌芽孢的各种类型
芽孢的组成和结构
芽孢有多层结构,主要包括孢外壁、芽孢衣、皮层和核心.
芽孢的结构
芽孢的形成与芽孢的萌发过程
芽孢的形成:
芽孢的萌发:
芽孢萌发的必要条件:水、营养物、温度 和 O2,在条件具备的情况下,芽孢在几分钟 内便可萌发,芽孢吸收了水和营养物,体积膨 大,皮层破裂,长出芽管,发育成新的营养细 胞,与此同时芽孢的特征消失。
根据荚膜的形状和厚度的不同, 将荚膜分为四类:
细菌的特殊形态

细菌的细胞壁和革兰氏染色
细菌细胞的特殊结构
• 糖被(glycoclyx) • 鞭毛(flagellum) • 菌毛(fimbria)
细胞壁外部特殊结构
• 芽孢(spore)
细胞内特殊结构
细胞壁的外部特殊结构
• (1)糖被 • (2)鞭毛 • (3)菌毛
(1)糖被(glycocalyx) 包被于某些细菌细胞壁外的一层厚度不定的胶状物质。
RNA噬菌体的特异性吸附受体。
(七)芽孢 (spore) ----细菌的特殊结构之一
1. 概念
某些细菌在其生长发育后期,在细胞内形成一个圆形或椭圆 形、厚壁、含水量极低、抗逆性极强的休眠体,称为芽孢(偶 译“内生孢子” ,endospore )。
2. 芽孢的特点 A. 抗逆性强(热、干燥、辐射等)生物界抗逆性最强的生命体。
核心部分的细胞质却变得高 度失水,具极强的耐热性。
6. 芽 孢 的 形 成 过 程
7. 芽孢萌发
一个芽孢如没有被活化,在营养丰富的基质中也不会发芽。
萌发分3 个阶段: 活化; 出芽; 生长
活化:可由热刺激引起,开始发芽,芽孢休眠期破坏, 芽孢膨胀、芽孢衣破裂和溶解,芽孢内容物释放出来,代 谢活动增强,芽孢的耐热和其他抗性消失,折光缺失。
• 储藏养料(营养缺乏时重新使用)
• 致病作用(是某些病原菌的毒力因子,如S型肺炎链球菌; 也是某些病原菌的粘附因子,如唾液链球菌和变异链球菌附 着牙齿表面 ——龋齿)
糖被的特性
对染料亲和力低。经特 殊的荚膜染色,特别是负 染色(又称背景染色)后 可在光学显微镜清楚地观 察到它的存在。
在固体培养基上形成表面 湿润、粘液状的光滑型菌 落,S型菌落。 不产糖被的细菌形成表面 干燥、粗糙的粗糙型菌落, 即R型菌落。
3.细菌的特殊结构

(二)细菌的分类方法 1. 形态特征 2. 生理特性及生化反应 3. 血清学试验和噬菌体分型 4. 生态 5. 细胞壁成分分析 6. 核酸分析和分子杂交
7. 数值分类法
(三)细菌的分类系统
目前有3个比较全面的细菌分类系统,一个是苏联的克拉 西里尼科夫著的《细菌和放线菌的鉴定》,第二个是美 国布瑞德(R. S. Breed)等人主持编写的《伯杰鉴定细菌 学手册》,第三个是法国的普雷沃(Pre’vot)著的《细 菌分类学》。
分
重
要
的
分
类
学
意
义
两 端 生 鞭 毛
周生鞭毛
奇异变形杆菌的周身鞭毛
幽门螺杆菌的端生鞭毛
观察和判断细菌鞭毛的方法
电子显微镜直接观察: 鞭毛长度:15~20μm;直径:10~20nm
光学显微镜下观察:鞭毛染色和暗视野显微镜。 Leifson 染色法:碱性品红染色,鞣酸媒染。
根据培养特征判断:半固体穿刺、菌落(菌苔)形态。 血清学检查:鞭毛是很好的抗原。
菌株
这是在微生物学上经常碰到的一个名词,主要是指 不同来源的同一种微生物的纯培养。我们从自然界分离 到的微生物纯培养,尽管同属一个种,但由于来源不 同,它们之间总会出现一些细微的差异,我们就把这同 种不同来源的纯培养称为不同的菌株。从自然界分离到 的每一个微生物纯培养都可称为一个菌株,一般在学名 后用数字、地名或符号来表示的。
微荚膜(microcapsule) :厚度为20nm。电镜下可见,或 者可用血清学证明其存在。
粘液层(slime layer):结构疏松,排列无序,边缘不清晰 ,可扩散,易被清除。
菌胶团(zoogloea):荚膜连成片。
执业兽医资格考试微生物学细菌的特殊结构

鞭毛的化学组成和物理特性:
• 化学组成:蛋白质 • 物理特性:鞭毛的长度可因细菌种类不同而异,
一般都长于菌体本身若干倍。但很细,(直径仅 10-20nm),需在EM下可见。或用特殊染色法,使 染料沉积在鞭毛上,人为地增大其直径,才能在 光学显微镜下看见。
鞭毛的排列方式:
1.一端单毛菌(Monotrichate):菌体一端只有一条鞭毛; 2.两端单毛菌(Amphitrichaie):菌体两端各有一条鞭毛; 3.丛毛菌(Lophotrichate):菌体一端或两端各有一丛鞭毛; 4.周毛菌(Peritrichate): 菌体周身都有鞭毛。
荚膜或大荚膜 :厚度在200nm以上、普通光镜可见、界限明 显、有一定的形状和轮廓,能与周围环境明显区分,有较一 致的密度,是细菌构造的一部分、对碱性染料亲和力弱(折 光性低,普通染色不易染,一般呈空圈) 微荚膜: 很多细菌虽无明显荚膜,但其外周却有一薄层荚膜 样物质,厚度在200nm以下,在光学显微镜下难以辨识(电 子显微镜下可看见),称为微荚膜。 粘液层:一些细菌能产生并分泌的类似荚膜的、易脱离菌体 的疏松粘液样物质。
功 能:
(1)普通菌毛的吸附性:能 使细菌牢固地附着于动、植 物和其他细胞上,与致病性 有一定的关系。
(2)普通菌毛的抗原性 (3)性纤毛的致育性:在雄
性菌(F+)和雌性菌(F-) 的结合中是重要的。
(4)性纤毛也是噬菌体吸附 受体。
四、芽孢(spore)
定义:一部分杆菌,个别球菌,在一定的环 境条件下,细胞质脱水浓缩形成一个圆形或 卵圆形的休眠体,称为芽孢。 芽胞体:带有芽胞的菌体。 繁殖体或营养体:未形成芽胞的菌体。
荚膜的化学组成:
因细菌种类和型别而异,其中水分占90%以 上。
细菌的特殊结构

四种鞭毛形态
伤寒杆菌的鞭毛 图片由微生物学教研室提供
鞭毛
• 组成:蛋白质
• 例菌:所有弧菌、螺菌
•
约半数的杆菌
•
少数球菌
• 作用:1)运动器官
•
2)近来认为:与致病有关
鞭毛的运动方式
• TUMBLE
RUN
三、菌毛
• 分类:普通菌毛 (FIMBRIAE)
•
性菌毛(PILI)
• 组成:蛋白质
• (一)普通菌毛形态: 较鞭毛更细、短、
直、数目多(必须用 电子显微镜观察)
• (二)性菌毛形态: 中空的管道
普通菌毛:粘附器官
性菌毛
性菌毛有何作用
• 传递遗传物质 • (DNA片段或质
粒)
四、芽胞(SPORE)
• 形态:折光性强的圆形或卵圆形小体
芽胞
毒剂、辐射)
•
例:繁殖体
。
80 C
迅速死亡
•
芽胞 100 。C 耐受数小时
• 注意: 彻底灭菌的指标:杀灭芽胞
• 2)休眠状态(保存物种):是细菌适 应环境变化的特殊存活形式
• 3)鉴别细菌(根据芽胞的位置、形态)
各种芽胞
破伤风杆菌的芽胞
小结
• 形态:区别菌毛与鞭毛
• 成分:菌毛
•
鞭毛 蛋白质
•
荚膜 图片由微生物学教研室提供
荚膜的形成条件:
• 与所处的环境有关:在机体内或营养丰 富的培养基中易生成。
• 例:
有荚膜的肺炎链球菌
荚膜消失 荚膜生成
普通培养基 营养培养基
荚膜由什么化学成分组成?
• 因菌而异 • 例如: • 肺炎链球菌、肺炎杆菌_______ 多糖 • 炭疽杆菌______D—谷氨酸组成的多肽
简述细菌的特殊结构及功能

简述细菌的特殊结构及功能
细菌是微生物界中的一种常见生物,具有许多独特的结构和功能。
以下是细菌的特殊结构及功能简述:
1. 细胞壁:细菌的细胞壁是由纤维素和其他多糖构成,提供了细菌的坚韧性和保护。
2. 核仁:细菌的核仁位于细胞质中,是细菌的遗传物质储存中心。
3. 质粒:质粒是细菌的遗传物质载体,可以将DNA或RNA传递给其他细菌或细胞。
4. 鞭毛:细菌的鞭毛可以通过旋转来运动,有助于在环境中逃避捕食者或寻找食物。
5. 伪足:细菌的伪足是长而细的器官,可以移动和吸收营养物质。
6. 芽孢:芽孢是细菌的休眠体,可以保护细菌免受外部环境的影响,并且在需要时可以再复活。
7. 分泌道:细菌可以通过分泌道将化学物质或其他物质输送到其他细胞或环境中。
除了以上特殊结构外,细菌还具有许多其他功能,如合成和分解有机物质、产生抗生素、参与代谢和生物合成等。
这些功能使细菌在生态系统中扮演着重要的角色,并且在许多医学和农业领域中都有广泛的应用。
细菌的特殊结构及功能使其在微生物学、生物学和生态学等领域中具有重要意义。
了解细菌的结构和功能有助于我们更好地理解微生物的生理和行为,以及更好地应用这些知识来解决人类和社会面临的各种挑战。
细菌的四种特殊结构

细菌的四种特殊结构
细菌的四种特殊结构包括:
1. 胞鞭毛:胞鞭毛是一种细菌表面附着的纤毛结构,它们帮助细菌进行游动。
胞鞭毛通常由一个或多个蛋白质鞭毛组成,可以通过旋转来推动细菌前进。
2. 荚膜:荚膜是一种粘性的多糖或蛋白质层,包裹在细菌外围。
荚膜可以帮助细菌抵抗宿主免疫系统的攻击,还可以提供保护细菌免受环境中的化学性或物理性刺激。
3. 质体:质体是细菌细胞内的一个细胞器,它是一个小的圆形结构,内含有DNA和其他必需的基因组成。
质体独立于细菌
的染色体,可以携带一些特殊的基因,如抗药基因或代谢基因。
4. 内生质鞭毛:内生质鞭毛是一种比胞鞭毛更复杂的结构,位于细菌细胞内。
它们帮助细菌定位和运动,以及在细胞内进行物质运输。
内生质鞭毛通过细胞膜延伸到胞外,并与胞鞭毛不同,它们在某些细菌中可见。
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Spore
芽 胞 囊
2. Forming of spore
3. Structure of spore
外壁
皮质
内膜
4. Characteristics
--- containing necessary components for bacterial life --- resistance of the spore may be mediated by dipicolinic acid --- having no progenitive activity and remaining dormant for many years
Having distinguishable significant
metachromatic grandules of Diphtheria bacillus
4. Nucleoid (nuclear material)
Lacking nuclear
membrane, absence of nucleoli, hence known as nucleic material or nucleoid, one to several per bacterium.
kinds of antibacterial agents
---- play a role in the adherence of bacteria to
human tissues
---- play a very important part in determining the antigenic specificity of bacteria
Sex pili
--- only appear in a few gram-negative bacteria --- having 1~4 being borne per cell --- Sex pili are coded by F plasmid --- Inducing bacterial conjugation
subunits of a protein----pilin
3. classes and function
Ordinary pili
--- Adherence of pathogenic
bacteria to host cells
--- Being the site of the
major surface antigen
A model of cell membrane structure
Function
Selective permeability and active transport Energy generation Synthesis of precursors of the cell wall Secretion of hydrolytic enzymes and toxins
--- acting as receptor sites for certain bacteriophages
4. Examination
Observed through the EM
Spore/ endospores
1. Concept
--- Spore formation occurs when nutrients are depleted --- forming insides the cell --- A highly resistant resting phase
L Forms of G+ --- protoplasts
L Forms of G- ---- spheroplasts
Characteristics of L-forms
1. lacking a rigid cell wall-- pleiomorphy 2. Difficult to cultivate , require a medium
Streptomycin Gentamicin
Erythromycin
Chloramphenicol
Plasmids
Extra-chromosomal , closed doublestranded circular DNA molecules
Inclusion granules
Metachromatic Granules
Pathogenesis Identification of Bacteria
5. Examination
The flagella stain Observe directly by EM Observe the motility of bacteria
Inoculating on the semisolid agar
with soft agar and the high osmotic strength
3. Chromaticity usually register as G-
4. Some can revert to the normal
5. L-forms can produce chronic infection
--- Development dependent on favorable
environmental condition 2. Chemical composition
Polysaccharide or polypeptide
3. Function
---- Protect the cell wall against attack by various
Two-component signal transduction system
Mesosome
•
A specialized structures formed by convoluted inveigh-nations of cytoplasmic membrane
•
Be divided into septal and lateral mesosome.
Mesosome
mesosome
Compartmenting of DNA at cell division
providing a membranous support for respiratory enzymes
3. Cytoplasm
Ribosomes Being the site of protein synthesis
4. Examination
Flagellum
1. Concept
Some
bacterial species are mobile and possess locomotory organelles - flagella. The diameter of a flagellum is thin, and long Bacteria can have one or more flagella arranged in clumps or spread all over the cell.
Important protein on the cell membrane
1、Penicillin-binding protein (PBP) 2 、Protein-secreting system 3 、Two-component signal transduction system
Protein-secreting system
--- Having significance in differentiation
7. Examination
The spore stain
Colonies of L-forms
Staphylococcus
L form of Staphylococcus
2. Cell membrane
a typical “unit membrane”, which composed of a phospholipid bilayer and proteins similar to that in eukaryotic cells, but do not contain sterols.
Pilus --- Many G-bacteria and few G+ bacteria possess
--- rigid surface appendages --- shorter and straighter than flagella
2. composition
Special structure of bacteria
1. Capsule 2. Flagellum 3. Pilus or Fimbria
4. Spore
Capsule
1. Concept --- Surrounding the outside of the cell envelope
--- Wide enough ( 0.2μm or more )
2. classes
3. composition
Flagella consist of a number of proteins including flagellin
basal body Structure
hook filament
4. Function
Motility of bacteria
5. significance in differentiation
6. Significance in medical science
--- Having extraordinary resistance to heat and chemicals, being standard of thorough sterilizing --- can cause diseases through germination