1、第十二章 细菌的生物学特征 教学目标1.掌握细菌的形态与结构。2.熟悉细菌生长繁殖的条件、规律及影响因素。3.熟悉细菌的代谢产物。4.了解细菌人工培养及细菌常见的变异现象。一、细菌的大小l细菌个体微小，需借助光学显微镜；l常以微米(m)为大小单位第一节第一节 细菌的形态与结构细菌的形态与结构二、细菌形态单球菌单球菌双球菌双球菌八叠球菌八叠球菌四联球菌四联球菌链球菌链球菌葡萄球菌葡萄球菌 杆菌大杆菌（炭疽杆菌）小杆菌（布鲁斯菌）球杆菌acinetobacter banmannii中等大杆菌杆菌的形态特点v长短、大小、粗细差异较大v菌体两端多为钝圆形，少数两端齐平v多数分散排列，个别链状排列螺形菌
2、弧菌：菌体弯曲不足一圈螺旋菌：弯曲度大于一周螺旋体：旋转周数在6圈及以上弧菌螺菌螺旋体影响细菌大小与形态的因素同一细菌的大小、形态受菌龄和环境因素的影响显微镜下观察到的细菌的大小与我们所用的染色方法有关。三、细菌的结构基本结构：细胞壁、细胞膜、细胞质、核质 特殊结构：荚膜、鞭毛、菌毛、芽胞细菌的基本结构v每个细菌都具有的结构称为细菌的基本结构。v由外到内依次为细胞壁、细胞膜、细胞质、核质。细菌的细胞壁细胞壁位于胞外紧贴胞膜的一层无色透明，坚韧而有弹性的结构。厚度随菌种而异。功能:赋形作用 保护作用 纳泄作用 抗原作用细胞壁的主要成分肽聚糖革兰阳性菌的细胞壁特点 革兰阴性菌的细胞壁特点G+与G-
3、细胞壁比较细菌细胞壁缺陷型细胞壁的化学组成与结构肽聚糖：原核细胞特有溶菌酶与青霉素对细胞壁的作用机制v溶菌酶作用于NAM和NAG之间的-1,4糖苷键，所以又称乙酰胞壁质酶，主要作用于G+菌。v青霉素作用于肽聚糖的五肽交联桥，抑制肽聚糖的合成，故仅对生长着的菌有效，主要作用于G+菌。革兰阳性菌的细胞壁特点:占3070%肽聚糖:磷壁酸占40%。壁厚；由肽聚糖和磷壁酸组成；磷壁酸G+菌所特有；壁磷壁酸，膜磷壁酸。功能：与离子通透以及某些酶活有关；具有黏附作用，与致病性有关；抗原决定簇的主要成分。革兰阴性菌的细胞壁特点壁薄；由肽聚糖和外膜组成；外膜是主要结构。外膜的组成（由内至外）脂蛋白：脂蛋白：锚定
4、脂质双层：脂质双层：参与物质交换、通透性屏障脂多糖（脂多糖（LPSLPS）：内毒素内毒素外外膜膜 内毒素内毒素脂质脂质A A 毒性和生物学活性组分毒性和生物学活性组分 无种属特异性无种属特异性 与致病性有关与致病性有关核心多糖核心多糖 有属特异性有属特异性特异性多糖特异性多糖 有种特异性有种特异性 G+菌与G-菌的细胞壁结构模式图比较vG+菌vG-菌外外膜膜细胞壁细胞壁 革兰阳性菌革兰阳性菌 革兰阴性菌革兰阴性菌强度强度 较坚韧较坚韧 较疏松较疏松厚度厚度 20-80nm 10-15nm肽聚糖层数肽聚糖层数 可达可达50层层 1-2层层占细胞壁干重占细胞壁干重 50-80%5-20%磷壁酸磷壁
5、酸 有有 无无外膜外膜 无无 有有G G菌与菌与G G菌细胞壁结构比较菌细胞壁结构比较 细菌细胞壁缺陷型细菌细胞壁缺陷型型细菌：这类细菌细胞壁肽聚糖结构由于受到理化或生物因素的破坏或合成被抑制；型细菌在高渗环境下仍可存活。L型细菌的特点L型细菌形态呈多形性；染色性：大多数G；在高渗、低琼脂含血清的培养基中能缓慢生长：固体培养基中呈“油煎蛋”样细小菌落，液体培养基中呈较疏松的絮状颗粒，沉于管底致病性：慢性感染；作用于细胞壁的药物对它无效细菌的细胞膜 细胞膜是紧贴细胞壁内侧包围细胞质的一层柔软，富有弹性的半透明薄膜。细胞膜结构细胞膜结构 细胞膜电镜照片细胞膜电镜照片载体蛋白载体蛋白细胞膜结构模式图
6、细胞膜结构模式图脂质双层脂质双层细菌细胞膜功能细菌细胞膜功能v渗透运输作用v细胞呼吸作用 v参与生物合成v参与细菌分裂中介体中介体 由细胞膜内陷折叠卷曲而成的囊状物白喉棒状杆菌的中介体白喉棒状杆菌的中介体中介体作用发挥类似真核细胞有丝分裂时纺锤丝的作用；有拟线粒体之称。细菌细胞质及其内含物细胞质又称细胞浆，为细胞膜内侧的胶状物质，是由水、蛋白质、核酸、脂类和少量糖、无机盐组成的无色透明粘稠状透明物质。细菌新陈代谢的重要场所。核糖体v游离于胞浆中；v成分：沉降系数70S，由50S、30S两个亚基组成；v v作用：细菌蛋白质合成场所；v v红霉素、链霉素分别与两个亚基结合，干扰其蛋白质的合成，杀死
7、细菌。质粒细菌细胞质中的共价闭合环状双链DNA；携带遗传信息，控制某些不是细菌生存必需的性状,如性菌毛形成、产毒素、耐药性等；稳定遗传，可通过接合、转化、转导等方式传递。常见质粒：F、R、Vi 胞质颗粒 主要是细菌的营养储存物质，如糖、脂等。v随细菌种类不同、同一细菌在不同的环境或不同生长期而不同。v营养丰富时，多；营养不足时，减少。异染颗粒主要成分为是多聚偏磷酸盐。嗜碱性强，特殊染色法可染成与菌体不同的颜色，作为鉴别细菌的依据。白喉杆菌异染颗粒位于菌体两端，又称为极体。白喉异染颗粒核质无定形核，无核膜、核仁，无定形核，无核膜、核仁，仅 为 一 核 区，称 为 拟 核仅 为 一 核 区，称 为
8、 拟 核（N u c l e o i dN u c l e o i d）或 原 核）或 原 核(Protonucleus(Protonucleus)v组成：单一密闭环状双链DNA少量的RNARNA聚合酶蛋白质（无组蛋白）功能：功能：同真核细胞染色体的同真核细胞染色体的功功能能 四、细菌的特殊结构 是某些细菌最外面的一层黏液性物质 组成：多糖或多肽 类型：厚荚膜（0.2m)、微荚膜(0.2 m)功能：抗吞噬作用 粘附作用 抗有害物质的损伤作用荚膜 附着于某些细菌表面细长、柔软、呈波浪状弯曲的丝状物。类型：单鞭毛、双鞭毛、丛鞭毛、周鞭毛 成分：蛋白质 功能：运动器官 与致病性有关 具有抗原性鞭毛类
9、型单毛菌单毛菌双毛菌双毛菌丛毛菌丛毛菌周毛菌周毛菌 是附着于某些细菌表面，比鞭毛的数目众多，短而直的丝状物。必须用电镜观察。分类：普通菌毛、性菌毛 功能：与细菌的致病性有关 与细菌的变异有关菌菌 毛毛普通菌毛：性菌毛：接合，毒力、耐药性等性状的遗传物质传递。14根性菌毛传递DNA过程 是某些细菌在一定的条件下，胞浆失水浓缩所形成的圆形或椭圆形小体。类型：大小、形态、位置 功能：芽胞对环境的抵抗力强 消毒灭菌应以杀死芽胞作为灭菌效果的指标 核心芽胞外衣芽胞壳芽胞结构芽胞结构芽胞对环境抵抗力强v含水量少v具有致密的厚膜v胞内含特殊化学物质五、细菌的形态检查（一）显微镜放大法v普通光学显微镜v电子显
10、微镜v暗视野显微镜（二）染色法 常用革兰染色 方法 结果 意义革兰染色的原理步骤：涂片固定；结晶紫初染1min；碘液媒染1min；95%乙醇脱色0.5min；复红复染0.5min。结果:阳性菌紫色紫色；阴性菌红色红色。意义第二节 细菌的生理一、细菌生长繁殖条件1.营养物质 2.pH 多数在7.27.63.温度 最适温度374.气体：CO2，O2 根据细菌对氧的要求不同将细菌分为四类：（1）专性需氧菌：结核杆菌 （2）微 需 氧 菌：幽门螺杆菌 （3）兼性厌氧菌：大多数病原菌 （4）专性厌氧菌：破伤风杆菌二、细菌生长繁殖的方式、速度及规律 1.细菌个体的生长繁殖 二分裂方式繁殖 2.细菌群体的生
11、长繁殖 生长曲线:（1）迟缓期：（2）对数期：研究细菌的生物学性状在此期 （3）稳定期：细菌代谢产物多在此期产生 （4）衰亡期：三、细菌的人工培养培养基由人工方法配制，专供微生物生长繁殖使用的营养物制品类型：按照用途：基础培养基、营养培养基、选择培养基、鉴别培养基、厌氧培养基按照物理形态：液体培养基、固体培养基、半固体培养基细菌在培养基中的生长现象 1.液体培养基：菌膜生长 枯草芽胞菌混浊生长 大多数细菌沉淀生长 链球菌菌膜生长混浊生长沉淀生长2.固体培养基：菌 落菌 苔菌菌 落落菌菌 苔苔3.半固体培养基：无鞭毛有鞭毛培养基的用途v液体培养基：增菌v固体培养基：纯化，增菌v半固体培养基：动力
12、检测，保种细菌人工培养的意义 1.在医学中的应用：诊断和治疗；细菌鉴定和研究；生物制品。2.在工农业生产中的应用：发酵等 3.在基因工程中的应用：外源DNA的重组三、细菌的代谢产物及意义 （一）与致病性有关的代谢产物 1热原质（pyrogen）特点：耐高温；去除方法：250干烤、蒸馏等 制备和使用注射药品过程无菌操作 2毒素 内毒素 外毒素 3侵袭性酶（二）与治疗有关的代谢产物 1.抗生素 某些微生物代谢过程中产生的一类能抑制或杀死某些微生物或肿瘤细胞的物质。2.维生素（三）与鉴别细菌有关的代谢产物 1.色素 水溶性和脂溶性 2.细菌素 3.糖分解产物 糖发酵实验 4.蛋白质分解产物 VP实验
13、 H2S实验第三节 细菌的分布与消毒灭菌 一、细菌的分布（一）在自然界的分布水、空气、土壤（二）正常人体的分布 正常菌群：指存在于机体一定部位，具有一定的种类和数量，在正常条件下对机体有利无害的微生物群或细菌群。作用：生物拮抗作用；营养作用；免疫促进作用；抗衰老作用；抑瘤作用。条件致病菌：指正常菌群在某些非正常条件下（如机体免疫机能下降、使用抗菌药物、改变寄居部位等）也能导致机体致病。菌群失调：指一定范围的正常菌群的种类和数量的比例发生失调。菌群失调症：指因菌群失调所导致的临床症状，又称二重感染。1.消毒:针对繁殖体，不一定杀死芽胞 2.灭菌:所有微生物 3.防腐:抑制或防止微生物繁殖 4.无
14、菌（无菌操作）：5.清洁：减少微生物达到安全状态消毒灭菌的方法 1、物理灭菌法物理灭菌法温 度日光、紫外线滤过除菌电辐射超声波低温高温（热力）（1）热力灭菌同一温度下,湿热比干热效果好（2）辐射杀菌法 紫外线 265266nm 电离辐射 、射线（3）滤过除菌法 0.22um,不耐热血清等,空气（4）超声波杀菌法（5）干燥与低温抑菌法 冷冻真空干燥保存菌种2、化学消毒灭菌法（外用）常用消毒剂的杀菌机制：使菌体蛋白变性或凝固；干扰微生物酶系统和影响其代谢；损伤细胞膜。类别类别作用机制作用机制常用种类常用种类酚类蛋白变性，细胞膜损伤石炭酸醇类蛋白变性乙醇氧化剂氧化、蛋白沉淀高锰酸钾、过氧乙酸、碘酒重
15、金属盐氧化、蛋白酶变性红汞、硫柳汞表面活性剂蛋白变性，细胞膜损伤新洁而灭染料干扰氧化、抑制繁殖龙胆紫酸碱类破坏膜、壁，蛋白凝固醋酸、生石灰烷化剂蛋白质、核酸烷基化环氧乙烷第四节 细菌的遗传与变异一、细菌变异现象（一）形态结构的变异 1.L型变异 2.荚膜的变异 3.芽胞的变异 4.H-O变异（二）菌落的变异（S-R变异）（三）毒力的变异（四）耐药性变异1.染色体 2.质粒 存在于细菌细胞质内，独立于染色体外的一种遗传物质。特 性：具有自我复制的能力;可编码细菌某些性状特征;可自行丢失与消除;可转移性;可分为相容性和不相容性两种 F质粒决定性菌毛产生R质粒决定细菌耐药性Vi质粒决定毒力大小 3.转位因子 4.噬菌体 侵袭细菌、真菌、螺旋体等的一种病毒，具有一定形态结构严格的寄生性和高度的宿主特异性。形态结构 以蝌蚪形为例：头部、尾部噬菌体在宿主菌体内的增殖过程 三、三、细菌变异的机制 1.基因突变 2.基因的转移与重组 转化 转导 以温和噬菌体为载体 接合 通过性菌毛 溶原性转换 前噬菌体，获得新的遗传性状 原生质融合基因的转移与重组 1.诊断 2.治疗 3.预防 4.基因工程
