细菌学-第一章 细菌的形态与结构
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
细菌的形态和结构
无效
细胞壁的关系
细胞壁对酒精的通透性 细胞壁的化学组成不同
内毒素为阴性菌细胞壁成分 作用部位为肽聚糖 五肽交联桥 作用部位为肽聚糖 聚糖骨架
功能
1.维持细菌细胞固有外形。
2.和细菌细胞膜共同完成物质的交换。
3.细胞壁上的多种抗原决定簇、决定了抗原 性。
细菌细胞壁缺陷型（细菌L型）
细菌细胞壁缺陷型（细菌L型）
细菌细胞壁的肽聚糖结构受到理化或生物 因素的直接破坏或合成被抑制后，这种细 胞壁受损的细菌一般在普通环境下不能耐 受菌体内的高渗透压而将会胀裂死亡，但 在高渗环境下，它们仍可和存活。这种细 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（细菌L型）
细菌L型
返回
形态：多形态性, G培养：须在高渗低琼脂含血清的培 养基中生长，多呈油煎蛋状菌落 对作用于细胞壁的抗生素无效 常规细菌培养阴性 细菌L型仍有一定的致病能力
≥0.2μm荚膜，＜ 0.2μm 微荚膜
化学组成：多糖/多肽
形成条件：营养丰富
染色：不易着色，负染（墨汁）
Structure of G+
Wall teichoic acid
(LTA)
革兰阴性菌
外膜（outer membrane）
– 脂蛋白
LIPID BILAYER
– 脂质双层
– 脂多糖LPS
脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）
（1）脂质（类）A（lipid A） 为一种糖磷脂，由D-氨基葡萄糖双糖 组成的基本骨架，不同细菌骨架一致。 内毒素毒性与生物学活性成分 无种属特异性
临床分离葡萄球菌L型
葡萄球菌L型回复后
细胞膜（cell membrane）
第一章 细菌的形态与结构
（二）杆菌(bacillus)及其排列状态
杆菌是细菌中种类最多的类型,因菌种不同,菌体细胞的长 短、粗细等都有所差异。 杆菌的形态：短杆状、长杆状、棒杆状、梭状杆状、分支 状等；按杆菌细胞繁殖后的排列方式则有链状、栅状、 “八”字状等。
梭状芽孢杆菌 短杆菌 长杆菌
磷壁酸 (teichoic acid) 又名垣酸，是一种由核 糖醇 (ribitol)或甘油 (glycerol)残基经磷酸二酯键 相互联接而成的多聚物，并带有一些氨基酸或糖。磷壁 酸是革兰氏阳性菌特有的成分，是特异的表面抗原。
(2)G-菌的细胞壁
较薄，约10～15nm，其结构和成分较复杂，由外膜 (outer membrane)（外胞壁）、肽聚糖层（内胞壁） 和周质间隙(periplasmic space)组成。 外膜由脂多糖、磷脂、蛋白质和脂蛋白等复合构 成，内层是一层薄的肽聚糖，约仅占细胞壁的10%～ 20%。 最外面是脂多糖，即内毒素，由类脂Ａ，核心多糖 和侧链多糖三部分组成。其中的脂类A是内毒素的主 要毒性成分，多糖具有抗原性，即O特异侧链。
革兰氏阳性杆菌
革兰氏阴性杆菌
(1) G+细菌的细胞壁
G+细菌细胞壁 厚，约2080nmБайду номын сангаас无结构分 化，主要由肽聚 糖和磷壁酸等组 成。
肽聚糖
(peptidoglycan) 又称黏肽 、糖肽或胞壁质，是细菌细胞壁所特 有的物质。革兰氏阳性菌细胞壁的肽聚糖是由聚糖 链支架、四肽侧链和五肽交联桥三部分组成的复杂 聚合物， 占G+菌的40%—60%。
第一章
第一节 第二节 第三节 第三节
微生物的形态与结构
医学微生物细菌的形态与结构
第一章细菌的形态与结构Chapter 1 第一章细菌的形态与结构细菌是形态微小，结构简单的原核细胞型微生物，有细胞壁和原始核质，无核仁和核膜，细胞器不完整，除核糖体外无其他细胞器。
在适宜条件下，细菌有相对稳定的形态和结构。
了解细菌的形态和结构对研究细菌的生理活动、致病性和免疫性以及鉴别细菌、诊断疾病和防治细菌性感染等有重要的理论和实际意义。
一、细菌的大小一、细菌的大小细菌个体很小，须用显微镜放大数百倍至上千倍才能看到，通常以微米（μm）作为测量其大小的单位。
不同种类的细菌大小不一，同一种细菌也因菌龄和环境因素的影响而有差异。
一般大多数球菌直径在1μm左右；杆菌长1～5μm，宽0．3～1μm。
二、细菌的形态二、细菌的形态细菌有球形、杆形和螺旋形3种基本形态，分别称为球菌、杆菌和螺形菌（图1－1）。
（一）球菌球菌（coccus）呈球形或近似球形（豆形、肾形、茅头形等）。
由于球菌繁殖时分裂平面以及分裂后菌体之间相互关联的程度不同，可形成不同排列方式，这对一些球菌的鉴别颇有意义。
1．双球菌（diplococcus）细菌在一个平面上分裂，分裂后两个菌体成对排列，如脑膜炎奈瑟菌、肺炎球菌等。
2．链球菌（streptococcus）细菌在一个平面上分裂，分裂后多个菌体粘连成链状，如乙型溶血性链球菌。
3．葡萄球菌（staphylococcus）细菌在多个不规则平面上分裂，分裂后菌体无规则地粘连在一起似葡萄串状，如金黄色葡萄球菌。
4．四联球菌（tetrad）细菌在两个互相垂直的平面上分裂，分裂后4个菌体排列在一起呈四方形。
5．八叠球菌（sarcina）细菌在三个互相垂直的平面上分裂，分裂后8个菌体重叠排列成立方体。
图1－1 细菌的基本形态（二）杆菌杆菌（bacillus）的形态、大小差异较大。
多数呈直杆状，有的细长或稍有弯曲；有的近似椭圆形而且菌体短小，称为球杆菌。
多数杆菌两端钝圆，少数两端平齐（如炭疽芽胞杆菌）或两端尖细（如梭杆菌）；有的杆菌末端膨大呈棒状（如白喉棒状杆菌）；有的末端常呈分叉状（如双歧杆菌）。
细菌学总论
第一章细菌学总论第一节细菌的形态结构细菌（bacterium）是属原核生物界（prokaryotae）的一种单细胞微生物，有广义和狭义两种范畴。
广义上泛指各类原核细胞型微生物，包括细菌、放线菌、支原体、衣原体、立克次体、螺旋体。
狭义上则专指其中数量最大、种类最多、具有典型代表性的细菌，是一种具有细胞壁的属于原核细胞型的单细胞微生物，其个体微小、形态简单，其结构略有分化，具有DNA和RNA，主要靠二裂法繁殖，并可在人工培养基上生长繁殖。
狭义的细菌是本章讨论的对象。
它们形体微小，结构简单，具有细胞壁和原始核质，无核仁和核膜，除核糖体外无其他细胞器。
了解细菌的形态和结构对研究细菌的生理活动、致病性和免疫性，以及鉴别细菌、诊断疾病和防治细菌性感染等均有重要的理论和实际意义。
一、细菌的大小与形态（一）细菌的大小1、观察细菌最常用的仪器是光学显微镜，其大小可以用测微尺在显微镜下进行测量，一般以微米（μm）为单位。
不同种类的细菌大小不一，同一种细菌也因菌龄和环境因素的影响而有差异。
2、细菌个体的大小，以生长在适宜温度和培养基中的年青培养物为标准；细菌的大小是相对稳定，而且具有种的特征。
3、常见的畜禽病原菌多在几个μm之间：球菌：0.5～2μm杆菌用长和宽测量：较大的杆菌长3～8μm，宽1～1.25μm中等大的杆菌长2～3μm，宽0.5～1μm小杆菌长0.7～1.5μm，宽0.2～0.4μm螺旋状菌以其两端的直线距离作长度，一般在2～20μm之间，宽0.4～0.2μm （二）细菌的形态细菌按其外形，主要有球菌、杆菌和螺形菌三大类。
1、球菌（coccus）多数球菌直径在1μm左右，外观呈圆球形或近似球形。
由于繁殖时细菌分裂平面不同和分裂后菌体之间相互粘附程度不一，可形成不同的排列方式，这对一些球菌的鉴别颇有意义。
（1）双球菌（diplococcus）：在一个平面上分裂，分裂后两个菌体成对排列，如脑膜炎奈瑟菌、肺炎链球菌。
医学微生物学第1章细菌的形态与结构
医学微生物学第1章细菌的形态与结构细菌是一类单细胞微生物，它们广泛存在于自然界中的各个环境中，包括土壤、水体、空气、动植物体表及体内等。
细菌具有各种形态和结构，这些形态和结构的不同反映了它们在适应不同环境中生存和繁殖的特征。
一、形态特征细菌的形态有很多种类，常见的有球形、杆状、弯曲的弧杆菌和螺旋形菌。
1. 球形菌（cocci）：球形菌有三种常见的形态，分别是球形（coccus）、链状球菌（streptococcus）和成堆球菌（staphylococcus）。
球形细菌通常直径在1-5微米之间。
2. 杆状菌（bacilli）：杆状菌较长且细长，形状类似于细胞的杆状结构。
杆菌长约1-10微米，宽约0.5-2微米。
3. 弯曲的弧杆菌（vibrios）：弯曲的弧杆菌的形态介于球形菌和螺旋形菌之间，较长且呈弯曲状。
4. 螺旋形菌（spirilla）：螺旋形菌是一类细菌，其细胞呈螺旋形状，如螺旋线状、螺旋弯曲状等。
螺旋菌通常长约5-200微米。
二、结构特征细菌的结构可以分为细胞壁、细胞膜、质粒和鞭毛等部分。
1.细胞壁：细胞壁是细菌细胞的外层，具有维持细胞形态、抵抗环境应激和药物攻击等重要功能。
细菌的细胞壁主要由肽聚糖和多肽组成。
根据细菌细胞壁的结构和染色特性，细菌可以分为革兰氏阳性细菌和革兰氏阴性细菌。
革兰氏阳性细菌的细胞壁较厚，有多肽层，染色时呈紫色；革兰氏阴性细菌的细胞壁较薄，只有肽聚糖层，染色时呈红色。
2.细胞膜：细菌的细胞膜位于细胞壁内，是细菌细胞的另一层保护膜。
细菌细胞膜由脂质双层构成，其中包含着许多重要的蛋白质，如传输蛋白和受体等。
3.质粒：质粒是细菌细胞内存在的一种环状DNA分子，与细菌细胞染色体分开存在。
质粒中携带了一些细菌的遗传信息，如抗药性基因等。
质粒可以通过水平基因转移传递给其他细菌，从而使细菌产生抗药性等。
4.鞭毛：鞭毛是细菌细胞表面的一种细长的纤毛结构，可以通过收缩和运动来推动细菌细胞的游动。
医学微生物学-第01章 细菌的形态与结构
M
G
M
M
G
G
M
M
M
G
G
M M
G
M
G：N-乙酰葡萄糖胺 M：N-乙酰胞壁酸
38
G+ 肽聚糖 的结构
39
聚糖骨架
Polysaccharide backbone
五肽交连桥
Pentapeptide bridge
Tetrapeptide side chain
四肽侧链
3D structure
40
举 例 Question
链杆菌; 球杆菌; 分枝杆菌; 双岐杆菌
18
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
粗大杆菌 炭疽杆菌
Anthrax bacillus
19
大肠杆菌 Escherichia coli
20
大肠杆菌 O157 Escherichia coli
21
结核杆菌典型形态 结核分结枝核杆杆菌菌抗酸电染镜色－红色
22
SEM x 24,000
棒状杆菌
(二)、特殊结构
Particular Structures
Capsule 荚膜 Flagella 鞭毛 Spore 芽胞 Pili 菌毛
29
核糖体
中介体
胞浆颗粒
荚膜
细胞壁 细胞膜
核质
菌毛
鞭毛
细菌的基本结构与特殊结构模式图 30
1. 革兰阳性菌、革兰阴性菌
1884 年丹麦人革兰氏 (Christian Gram) 发明了一种染色法－革兰染色，通过这一简单 染色可将所有细菌分为革兰氏阳性菌和革兰氏 阴性菌两大类。这两大类细菌在细胞结构、成 分、形态、生理、生化、遗传、免疫、生态和 药物敏感性等方面都呈现出明显差异。
第一节 细菌的形态和结构
第一篇微生物的基本知识第一章细菌第一节细菌的形态和结构细菌是一类具有细胞壁的单细胞原核型微生物。
细菌在一定的环境条件下具有相对恒定的形态结构和生理生化特性，了解这些特性，对于细菌的分类鉴定、疾病的诊断、细菌的致病性与抗原性的研究，均有重要意义。
一、细菌的形态(一)细菌的大小细菌的个体微小，须用显微镜放大数百倍乃至数千倍才能看到。
通常使用显微测微尺来测量细菌的大小，以微米（μm）作为测量单位。
不同种类的细菌，大小很不一致，即使是同一种细菌在不同的生长繁殖阶段其大小也可能差别很大。
一般球菌的直径约为0.8～1.2μm；杆菌长1～10μm，宽0.2～1.0μm；螺旋菌长1～50μm，宽0.2～1.0μm。
细菌的大小，是以生长在适宜的温度和培养基中的青壮龄培养物（指对数期）为标准。
在一定条件下，各种细菌的大小是相对稳定的，而且具有明显特征，可以作为鉴定细菌的依据之一。
同种细菌在不同的生长环境（如动物体内、外）、不同的培养条件下，其大小会有所变化，测量时的制片方法、染色方法及使用的显微镜不同也会对测量结果产生一定影响，因此，测定细菌大小时，各种条件和技术操作等均应一致。
(二)细菌的基本形态和排列细菌的基本形态有球状、杆状和螺旋状三种，并据此将细菌分为球菌(图1-1，图1-2)、杆菌(图1-3，图1-4)和螺旋菌（图1-7)三种。
细菌的繁殖方式是简单的二分裂，不同细菌分裂后其菌体排列方式不同，有些细菌分裂后单个存在，有些细菌分裂后彼此仍通过原浆带相连，形成一定的排列方式。
1．球菌菌体呈球形或近似球形。
根据球菌分裂的方向和分裂后的排列状况将其分为：双球菌沿一个平面分裂，分裂后两两相连，其接触面扁平或凹入,菌体有时呈肾形，如脑膜炎双球菌；有时呈矛头状，如肺炎双球菌。
链球菌沿一个平面分裂，分裂后三个以上的菌体呈短链或长链排列，如猪链球菌。
葡萄球菌沿多个不同方向的平面分裂，分裂后排列不规则，似一串葡萄，如金黄色葡萄球菌。
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微生物的种类与特点
❖ 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、繁殖快、易变异、分
布广等。
4 2020/12/13
微生物的分布
❖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。
5 2020/12/13
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)。
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。
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 2020/12/13
形态: 细菌的基本形态
球菌 杆菌
螺旋菌
20 2020/12/13
Arrangement of cocci Cells
21 2020/12/13
基因工程技术中提供多种工具酶和载体系 统,创建有益的工程菌新品种
Байду номын сангаас
7 2020/12/13
第二节 微生物学与医学微生物学
❖微生物学（microbiology）: 研究微生物的种类、 分布、形态、结构、代谢、生长繁殖、遗传、进 化以及与人类、动物、植物等相互关系的一门学 科，是生命科学的一个重要分支。
9 2020/12/13
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 2020/12/13
古希腊时蒸酒
腌渍与蜜饯的食品
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 2020/12/13
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(μm) 2. 细菌的形态----
11 2020/12/13
12 2020/12/13
The discovery of microorganisms
Antony van Leeuwenhoek (1632-1723)
The first person who observed and described microorganisms accurately.
8 2020/12/13
————
第二节 微生物学与医学微生物学
❖医学微生物学（medical microbiology）: 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。
22 2020/12/13
Staphylococcus
23
2020/12/13
streptococci
24 2020/12/13
杆菌
Bacilli have many different shapes depending on different length, thickness and size.
病原生物与免疫学基础
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
1
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。
❖ Discovery of the existence of anaerobic life – fermentation
❖ Pasteurization
Louis Pasteur working in his laboratory
14 2020/12/13
李斯特（1827-1912）：创用消毒防腐、无菌操作技 术。
13 2020/12/13
Louis Pasteur 路易·巴斯德 (1822 – 1895)
Pasteur’s contributions:
❖ Final refutation of spontaneous generation – birth of microbiology as a science
6 2020/12/13
自然界中N、C、 S等元素循环
有少数微生物 能引起人类和 动、植物的病 害
工业,微生物应用于食 品、皮革、纺织、石 油、化工、冶金等
污水处理,利用微生物 降解有机磷、氰化物 等
农业,以菌造肥,以 菌催长,以菌防病, 以菌治病
微生物
医药工业,利用微生物制 造抗生素、维生素、辅 酶、ATP等药物
2-3 μm
25
0.6-1.5 μm
2020/12/13
螺形菌
弧菌 螺菌
26
2020/12/13
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 2020/12/13
细菌的基本结构 ❖细胞壁(cell wall)
位于菌细胞的最外层，包绕在细胞膜的周围，为一种膜 状结构， 组成较复杂， 并随不同细菌而异。
15 2020/12/13
Robert Koch (1843 – 1910) The recognition of microbial role in disease
Robert Koch in his laboratory
16
2020/12/13
细菌概述
第一节 细菌的形态与结构
1
细菌（bacterium）