细菌特殊结构和生理.ppt

1、细细菌菌细细胞胞结结构构模模式式图图 特殊结构一、一、荚膜荚膜（capsule）-细菌代谢过程细菌代谢过程 中分泌在细胞壁外的一层粘液性中分泌在细胞壁外的一层粘液性 物质，能牢固地与细胞壁结合，物质，能牢固地与细胞壁结合，厚度大于厚度大于0.2 0.2 mm，边缘明显。边缘明显。微荚膜微荚膜(microcapsule)-厚度厚度 0.2 0.2 mm者者。粘液层粘液层(slime layer)-边界不明显且易被洗边界不明显且易被洗 脱者。脱者。肺炎双球菌荚膜1.1.荚膜的化学组成荚膜的化学组成：多糖；多肽。多糖；多肽。2.2.荚膜的形成荚膜的形成：在人和动物的体内或营养丰在人和动物的体内或营养

2、丰 富的培养基中易形成。在普通培富的培养基中易形成。在普通培 养基上或连续传代则易消失。养基上或连续传代则易消失。光滑型菌落（光滑型菌落（S S）粗糙型菌落（粗糙型菌落（R R）3.3.荚膜的功能荚膜的功能：抗吞噬作用抗吞噬作用 粘附作用粘附作用 抗有害物质的损伤作用抗有害物质的损伤作用 二、鞭毛二、鞭毛(flagellum)-某些细菌某些细菌表表 面附着的细长呈波状弯曲的丝状物面附着的细长呈波状弯曲的丝状物。根据鞭毛的数量、位置可将鞭毛菌分根据鞭毛的数量、位置可将鞭毛菌分 成四类成四类:单毛菌；双毛菌；从毛菌；周毛菌。单毛菌；双毛菌；从毛菌；周毛菌。伤寒杆菌空肠弯曲菌霍乱弧菌螺旋体假单胞菌周

3、身鞭毛单鞭毛 1 1、鞭毛的结构、鞭毛的结构:鞭毛自细胞膜长出，鞭毛自细胞膜长出，游离于细胞外，游离于细胞外，由由基础小体；基础小体；钩状体；钩状体；丝状体组成。丝状体组成。鞭毛长：鞭毛长：5-205-20mm 直径：直径：12-3012-30nmnm M SPL钩状体丝状体基础小体2.2.鞭毛的化学组成：鞭毛的化学组成：蛋白质蛋白质3.3.鞭毛的功能：鞭毛的功能：运动器官运动器官：有鞭毛的细菌在液体环境中：有鞭毛的细菌在液体环境中 能自由的运动。能自由的运动。具抗原性具抗原性：H H 抗原，有特异性，对细抗原，有特异性，对细 菌的鉴别、分型有一定的意义。菌的鉴别、分型有一定的意义。致病性致病

4、性：有些细菌的鞭毛与致病性有关。有些细菌的鞭毛与致病性有关。如如:霍乱弧菌霍乱弧菌三、三、菌毛菌毛（pilus）-许多许多G-菌和少数菌和少数G+菌菌 菌体表面存在着一种比鞭毛更细、菌体表面存在着一种比鞭毛更细、更短而直硬的丝状物。更短而直硬的丝状物。与细菌的运动无关。与细菌的运动无关。1.菌毛的化学组成：菌毛的化学组成：蛋白质蛋白质 2.菌毛的种类：菌毛的种类：普通菌毛普通菌毛（ordinary pilus)性菌毛性菌毛（sex pilus)大肠杆菌大肠杆菌性性菌菌毛毛普通菌毛普通菌毛普通菌毛普通菌毛普通菌毛普通菌毛3.菌毛的功能：菌毛的功能：普通菌毛普通菌毛-粘附作用粘附作用 与细菌的致病

5、性密切相关与细菌的致病性密切相关。如：大肠埃希氏菌的如：大肠埃希氏菌的 I 型菌毛；型菌毛；肠产毒型大肠杆菌的定植因子肠产毒型大肠杆菌的定植因子（CFA/I）性性 菌菌 毛毛-传递遗传物质。传递遗传物质。噬菌体吸附的受体。噬菌体吸附的受体。F+;F-;F+F-四、芽孢四、芽孢(endospore/spore)-某些细菌在一定环境条件下，某些细菌在一定环境条件下，能在菌体内部形成一个圆形或能在菌体内部形成一个圆形或 卵圆形小体，是细菌的休眠形式。卵圆形小体，是细菌的休眠形式。产生芽孢的细菌都是产生芽孢的细菌都是G+菌菌 (两个菌属：两个菌属：Clostridum;Bacillus)不同细菌的芽孢

6、形态、大小、位置有所差异，不同细菌的芽孢形态、大小、位置有所差异，是鉴别细菌的指标之一。是鉴别细菌的指标之一。肉毒杆菌芽孢破伤风杆菌芽孢肉毒杆菌芽孢炭疽杆菌芽孢肉毒杆菌芽孢破伤风杆菌芽孢1.芽孢的结构：具多层膜结构 芽孢外衣：脂蛋白、糖类。芽 孢 壳:疏水性蛋白质，致密。外 膜：细胞膜 皮 质：皮质肽聚糖，吡啶二羧酸（DPA）。芽孢壁：肽聚糖 内 膜：细胞膜 核 心：核质、核糖体、酶类、DPA、Ca+。2.芽孢的形成与发芽：芽孢的形成与发芽：芽孢的形成芽孢的形成-细菌形成芽孢的能力是细菌形成芽孢的能力是 由菌体内的芽孢基因决定的。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。芽孢一般只

7、在动物体外才形成。营养缺乏时易形成。营养缺乏时易形成。芽孢的发芽芽孢的发芽-由于机械力、热、由于机械力、热、pHpH改变等改变等 刺激作用，破坏其芽孢壳，并供给刺激作用，破坏其芽孢壳，并供给 水分和营养，芽孢壳发芽，形成新水分和营养，芽孢壳发芽，形成新 的菌体。的菌体。细菌细菌 芽孢芽孢 细菌细菌 (1 (1个个)(1(1个个)(1 (1个个)营养缺乏水、营养丰富2.芽孢的形成与发芽：芽孢的形成与发芽：芽孢的形成芽孢的形成-细菌形成芽孢的能力是细菌形成芽孢的能力是 由菌体内的芽孢基因决定的。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。芽孢一般只在动物体外才形成。营养缺乏时易形成。营养

8、缺乏时易形成。芽孢的发芽芽孢的发芽-由于机械力、热、由于机械力、热、pHpH改变等改变等 刺激作用，破坏其芽孢壳，并供给刺激作用，破坏其芽孢壳，并供给 水分和营养，芽孢壳发芽，形成新水分和营养，芽孢壳发芽，形成新 的菌体。的菌体。细菌细菌 芽孢芽孢 细菌细菌 (1 (1个个)(1(1个个)(1 (1个个)营养缺乏水、营养丰富炭疽芽孢杆菌的芽孢：，发芽中的芽孢，芽胞壳（）已崩解；发芽的芽胞，芽胞壳和胞子囊（）均已崩解；，芽孢已释放，仅存芽胞囊碎片（）超薄切片，28 000 芽孢发芽3.芽孢的功能：芽孢的功能：芽孢对热、干燥、辐射、化学消毒剂等理化芽孢对热、干燥、辐射、化学消毒剂等理化因素均有强大

9、的抵抗力。因素均有强大的抵抗力。细菌繁殖体细菌繁殖体：80水中迅速死亡。水中迅速死亡。细菌芽孢细菌芽孢：100沸水中，可存活数小时。沸水中，可存活数小时。被炭疽杆菌芽孢污染的草原，传被炭疽杆菌芽孢污染的草原，传 染性可保持染性可保持2030年。年。细菌芽孢抵抗力强的原因：细菌芽孢抵抗力强的原因：芽孢含水量少，蛋白质受热后不易变性。芽孢含水量少，蛋白质受热后不易变性。芽孢具有多层致密的厚膜，理化因素不芽孢具有多层致密的厚膜，理化因素不 易进入。易进入。芽孢的核心和皮质中含有吡啶二羧酸，芽孢的核心和皮质中含有吡啶二羧酸，DPA与与Ca 2+结合生成的盐能提高芽孢中结合生成的盐能提高芽孢中 各酶的热

10、稳定性。各酶的热稳定性。问题问题：细菌的哪些结构与细菌的致病性有关？细菌的哪些结构与细菌的致病性有关？哪些结构是细菌的重要抗原？哪些结构是细菌的重要抗原？哪些结构是抗菌素的作用靶点？哪些结构是抗菌素的作用靶点？细菌的理化性状细菌的理化性状细菌的物理状态细菌的物理状态：半透明体：半透明体表面积大表面积大带电现象带电现象高渗透压高渗透压细菌的化学组成细菌的化学组成 细菌的新陈代谢细菌的新陈代谢一、细菌的能量代谢一、细菌的能量代谢 发酵：发酵：以有机物为受氢体的生物氧化过程。以有机物为受氢体的生物氧化过程。EMPEMP途径途径 2 2ATPATP 磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径 呼吸：呼吸：以无机物为受氢

11、体的生物氧化过程。以无机物为受氢体的生物氧化过程。需氧呼吸需氧呼吸以分子氧为受氢体以分子氧为受氢体 38 38ATPATP 厌氧呼吸厌氧呼吸以其他无机物为受氢体以其他无机物为受氢体 2 2ATPATP二、细菌的代谢产物二、细菌的代谢产物 1.1.分解代谢产物和细菌的生化反应分解代谢产物和细菌的生化反应 糖发酵试验：糖发酵试验：葡萄糖葡萄糖 甲酸甲酸 COCO2 2+H+H2 2 VPVP试验：试验：葡萄糖葡萄糖 丙酮酸丙酮酸 乙酰甲基甲醇乙酰甲基甲醇 二乙酰二乙酰 甲基红试验：甲基红试验：葡萄糖葡萄糖 丙酮酸丙酮酸 乙酰甲基甲醇乙酰甲基甲醇 枸橼酸盐利用试验：枸橼酸盐利用试验：枸橼酸盐枸橼酸盐

12、 碳酸盐碳酸盐 铵盐铵盐 氨氨 吲哚试验：吲哚试验：色氨酸色氨酸 吲哚吲哚+对二甲基氨基苯甲醛对二甲基氨基苯甲醛 红色红色 硫化氢试验：硫化氢试验：含硫氨基酸含硫氨基酸 硫化氢硫化氢+FeFe2+2+/Pb/Pb2+2+黑色黑色 尿素酶试验：尿素酶试验：尿素尿素 氨氨 IMViPIMViP试验：试验：大肠杆菌大肠杆菌产气杆菌产气杆菌 2.2.合成代谢产物及其在医学上的意义合成代谢产物及其在医学上的意义 热原质热原质（pyrogenpyrogen）：细菌合成的注入人体或动物体细菌合成的注入人体或动物体 内能引起发热反应的物质。内能引起发热反应的物质。G G-菌细胞壁脂多糖；菌细胞壁脂多糖；耐高温

13、；耐高温；121121 ，2020minmin不被破坏；不被破坏；250250 高温高温 干烤才能破坏热原质。蒸馏法可除去热原质。干烤才能破坏热原质。蒸馏法可除去热原质。毒素毒素（toxintoxin）:外毒素外毒素G G+菌、少数菌、少数G G-菌产生的、释放到菌体外菌产生的、释放到菌体外 的蛋白质。的蛋白质。重要的致病物质。重要的致病物质。内毒素内毒素G G-菌细胞壁脂多糖，菌体死亡崩解后游菌细胞壁脂多糖，菌体死亡崩解后游 离出来。离出来。重要的致病物质。重要的致病物质。色素色素 ：有助于鉴别细菌。有助于鉴别细菌。水溶性色素，脂溶性色素水溶性色素，脂溶性色素抗生素：抗生素：某些微生物代谢过

14、程中产生的一类能某些微生物代谢过程中产生的一类能 抑制或杀死某些其他微生物或肿瘤细胞抑制或杀死某些其他微生物或肿瘤细胞 的物质。的物质。多由放线菌和真菌产生。多由放线菌和真菌产生。细菌素：细菌素：某些细菌产生的具有抗菌作用的蛋白质。某些细菌产生的具有抗菌作用的蛋白质。仅对亲缘关系近的细菌有杀伤作用仅对亲缘关系近的细菌有杀伤作用。维生素：维生素：细菌能合成某些维生素除供自身需用外，细菌能合成某些维生素除供自身需用外，还能分泌至周围环境中。还能分泌至周围环境中。维生素维生素B,K.B,K.三、细菌的营养物质三、细菌的营养物质 四、细菌生长的环境因素四、细菌生长的环境因素 营养物质：营养物质：营养物

15、质充足，比例合适。营养物质充足，比例合适。氢离子浓度（氢离子浓度（pHpH）：）：pH7.2pH7.27.67.6 温温 度：度：3737。气气 体：体：不同的细菌对气体的需求不同的细菌对气体的需求 有所差异。有所差异。专性需氧菌专性需氧菌 微需氧菌微需氧菌 兼性厌氧菌兼性厌氧菌 专性厌氧菌专性厌氧菌 专性需氧菌：专性需氧菌：具有完善的呼吸系统，需要氧分子作为具有完善的呼吸系统，需要氧分子作为 受氢体以完成需氧呼吸，仅能在有氧的受氢体以完成需氧呼吸，仅能在有氧的 环境下生存。环境下生存。如结核杆菌。如结核杆菌。微微 需需 氧氧 菌：菌：在低氧压（在低氧压（5%6%5%6%）生长最好，氧浓度）生

16、长最好，氧浓度 10%10%对其有抑制作用。对其有抑制作用。如幽门螺杆菌。如幽门螺杆菌。兼性厌氧菌：兼性厌氧菌：兼有需氧呼吸和无氧发酵两种功能，兼有需氧呼吸和无氧发酵两种功能，在有氧或无氧环境中都能生长，在有氧或无氧环境中都能生长，但以有氧时生长较好。如葡萄球菌。但以有氧时生长较好。如葡萄球菌。专性厌氧菌：专性厌氧菌：缺乏完善的呼吸酶系统，只能在缺乏完善的呼吸酶系统，只能在 无氧环境中进行发酵。无氧环境中进行发酵。如破伤风杆菌。如破伤风杆菌。专性厌氧菌厌氧生长的机制专性厌氧菌厌氧生长的机制 1.1.缺乏氧化还原电势（缺乏氧化还原电势（EhEh）高的呼吸酶高的呼吸酶 -细胞色素和细胞色素氧化酶细胞色素和细胞色素氧化酶 只能在只能在120120mVmV以下的以下的EhEh时生长。时生长。2.2.缺乏分解有毒氧基团的酶缺乏分解有毒氧基团的酶-超氧化物超氧化物 歧化酶歧化酶(SOD)SOD)，触酶或过氧化物酶触酶或过氧化物酶。2O2-+2H+H2O2+O2 H2O2 2H2O+O2SOD触 酶五、细菌的生长繁殖五、细菌的生长繁殖 1.1.细菌个体的生长繁殖：细菌个体的生长繁殖：繁殖方式繁殖方式