第1章細菌的形態(tài)與結(jié)構(gòu) 教學要求 1．掌握細菌細胞壁的化學結(jié)構(gòu)

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1、第1章 細菌的形態(tài)與結(jié)構(gòu) 教學要求 1．掌握細菌細胞壁的化學結(jié)構(gòu)、功能及革蘭陰性菌和陽性菌細胞壁的區(qū)別。細菌特殊結(jié)構(gòu) (形態(tài)結(jié)構(gòu)、形成條件、功能及在實踐中的意義)。 2．熟悉細菌的基本形態(tài)、基本結(jié)構(gòu)；L型細菌的概念及意義。革蘭染色的原理和方法。 3．了解細菌的分類。 重點和難點：細菌細胞壁的化學結(jié)構(gòu)、功能及革蘭陰性菌和陽性菌細胞壁的區(qū)別。 教學內(nèi)容 第一節(jié) 細菌的形態(tài)與結(jié)構(gòu)（size and construstion） 一、細菌的大小與形態(tài) 細菌的大小以微米（μm）為測量單位，需用普通光學顯微鏡油鏡才能觀察其形態(tài)。形態(tài)按其外形可分為： （一）球菌（coccus）

2、 l 葡萄球菌(staphylococcus)：例如：金黃色葡萄球菌 l 雙球菌(diplococcus)：例如：腦膜炎雙球菌 l 鏈球菌(streptococcus)：例如：乙型溶血性鏈球菌 l 四聯(lián)球菌(tetrads)：例如：四聯(lián)加夫基菌 l 八疊球菌(sarcina)：例如：藤黃八疊球菌 （二）桿菌(bacillus) l 鏈桿菌(streptobacillus)：炭疽芽孢桿菌 l 棒狀桿菌(corynebacterium)：破傷風芽孢桿菌、白喉桿菌 l 球桿菌(coccobacillus)：布魯氏菌 l 分枝桿菌(mycobacterium)：結(jié)核分枝桿菌和麻風分枝

3、桿菌 （三）螺桿菌 (spiral bacterium) 弧菌(vibrio)霍亂弧菌 螺菌(spirillum)：鼠咬熱螺菌 螺桿菌(helicobacterium)：幽門螺桿菌 衰退型(involution form)—細菌的形態(tài)受環(huán)境因素（溫度、酸堿度、培養(yǎng)條件）影響很大，一般在對數(shù)生長期形態(tài)比較典型，在環(huán)境條件不利或衰老時常出現(xiàn)多型性改變，此為衰退型(involution form)。 第二節(jié) 細菌的結(jié)構(gòu) 細菌的結(jié)構(gòu)分為以下兩類： u 基本結(jié)構(gòu) 包括：細胞壁；細胞膜；細胞質(zhì)；核質(zhì)。 u 特殊結(jié)構(gòu) 包括：莢膜； 鞭毛；芽孢；菌毛 。 一、細菌細胞的基本結(jié)構(gòu) 1、

4、細胞壁（Cell Wall） （細胞壁的化學組成 1）肽聚糖，又被稱為粘肽或胞壁肽 肽聚糖骨架： N-乙酰葡萄糖胺（G） N-乙酰胞壁酸（M）交替間隔排列 注釋：由β-1，4糖苷鍵連接而成。各種細菌的聚糖骨架均相同。 四肽側(cè)鏈：L-丙氨酸，D-谷氨酸，L-賴氨酸，D-丙氨酸，其組成和連接方式隨菌不同而異 五肽交聯(lián)橋：甘氨酸，G+菌有，G-菌無 舉例：融菌酶和青霉素的殺菌機理 2） G+菌細胞壁特殊組分： 磷壁酸 壁磷壁酸----通過磷脂與肽聚糖上的胞壁酸共價結(jié)合。 膜磷壁酸---與細胞膜外層上的糖脂共價結(jié)合。 3）G-菌細胞壁特殊組分： 脂蛋白

5、 外膜 脂質(zhì)雙層 核心多糖：屬特異性 脂多糖 脂質(zhì)A：內(nèi)毒素的毒性部分，無種屬特異性 特異多糖：種或群的特異性 G+菌和G-菌在細胞壁的異同點： 結(jié)構(gòu)和化學組成方面的不同，導致兩者在染色性、抗原性、致病性及對抗菌藥物的敏感性方面有很大差異。 G+菌和G-菌在細胞壁的比較 革蘭陽性菌 革蘭陰性菌 主要結(jié)構(gòu) 肽聚糖，磷壁酸 外膜，肽聚糖 強度 較堅韌 較疏松 厚度 厚，20～80nm 薄，10～15nm 肽聚糖結(jié)構(gòu) 三維立體（聚糖骨架、四肽側(cè)鏈、五肽交聯(lián)橋） 二維網(wǎng)狀（聚糖骨架、四

6、肽側(cè)鏈） 肽聚糖層數(shù) 可多達50層 少，1~2層 肽聚糖含量 多，占細胞壁干重50%~80% 少，占細胞壁干重5%～20% 磷壁酸 + － 外膜 － + 周漿間隙 － + 致病性 無內(nèi)毒素 有內(nèi)毒素 青霉素的作用 有效 無效 溶菌酶的作用 有效 無效 （2）細胞壁的功能： u 維持細菌固有外形。 u 保護細菌抵抗胞外低滲的破壞作用。 u 參與菌體內(nèi)外的物質(zhì)交換。 u 決定細菌的抗原性和致病性。 （3）缺壁細菌--L型細菌(L-form of bacterium) l 定義：細胞壁受損的細菌能夠生長和分裂者稱為細菌細胞壁缺陷型或

7、L型 l 種類： l 原生質(zhì)體(protoplast)：革蘭氏陽性菌細胞壁缺陷后，原生質(zhì)僅被一層細胞膜包住 l 原生質(zhì)球（spheroplast）：革蘭氏陰性菌肽聚糖層受損后尚有外膜保護 l 成因：溶菌酶，溶葡萄球菌素，青霉素，膽汁，抗體，補體等。 l 形態(tài)：大小不一，高度多形性。革蘭氏染色陰性。 l 培養(yǎng)：高滲、低瓊脂、10%-20%血清、3%-5%NaCl、 10%-20%蔗糖；生長緩慢；油煎蛋樣菌落； l 致病性：引起慢性感染； 2、細胞膜（Cell membrane） 磷脂 1、化學組成與結(jié)構(gòu)： 蛋白質(zhì) 載體蛋白或其他功能蛋白。 2、功能： n 物質(zhì)的

8、滲透和運輸作用 n 生物合成作用 n 呼吸作用 n 參與細胞分裂 3. 細胞質(zhì) 化學組成:水、蛋白質(zhì)、脂類、核酸、少量糖及無機鹽。 包含結(jié)構(gòu): l 核糖體 l 質(zhì)粒Plasmid l 胞質(zhì)顆粒 4. 核質(zhì) 細菌核質(zhì)染色體為單倍體，由單一密閉環(huán)狀DNA分子反復回旋卷曲盤繞而組成的松散網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，此外還有少量RNA和proteins。 細菌核質(zhì)決定和控制細菌的生物學性狀，致病性，免疫性，是細菌生命活動的基礎。 二、細菌的特殊結(jié)構(gòu)(Special structure) 1. 莢膜( Capsule) （1）化學組成：是某些細菌細胞壁外周的粘液性物質(zhì)，是細

9、菌重要的毒力因子。 （2）形成條件：與環(huán)境密切相關(guān)。營養(yǎng)豐富條件。 （3）功能(function)：保護細菌抵抗干燥環(huán)境、抗吞噬作用、黏附作用、抗有害物質(zhì)損傷作用 2.鞭毛(Flagellum) l 化學組成：蛋白質(zhì)，可用于細菌的鑒定和分型 l 結(jié)構(gòu)：基礎小體、鉤狀體、絲狀體 l 功能(function) u 定向運動，化學趨向性運動。 u 穿透作用，與致病性有關(guān)（霍亂弧菌）。 u 鑒定細菌。 3 菌毛（pilus/fimbriae） （1）性質(zhì)：由菌毛蛋白組成，有抗原性，其編碼基因位于細菌染色體或質(zhì)粒上，菌毛需用電鏡觀察。 （2）種類及功能： l 普通菌毛：

10、與細菌的致病性有關(guān)。 l 性菌毛(sex pilus)：與遺傳物質(zhì)的接合傳遞有關(guān)，也是某些噬菌體吸附于菌細胞的受體。 4 芽孢（spore） l 形成與發(fā)芽（forming and buding） l 芽孢的形成---細菌形成芽孢的能力是由菌體內(nèi)的芽孢基因決定的。芽孢一般只在動物體外才形成。營養(yǎng)缺乏時易形成。 l 芽孢的發(fā)芽---由于機械力、熱、pH改變等刺激作用，破壞其芽孢殼，并供給水分和營養(yǎng)，芽孢殼發(fā)芽，形成新的菌體。 結(jié)構(gòu)：多層膜堅實球體：內(nèi)膜、芽孢壁、皮質(zhì)、外膜、芽孢殼、和芽孢外衣 l 功能（function） l 芽孢為多層膜結(jié)構(gòu)，提高了芽孢中各種酶的熱穩(wěn)定性，因

11、而對理化因素有強大的抵抗力，醫(yī)療實踐中常以殺死芽孢作為消毒滅菌效果的指標。 l 芽孢作為傳染源在自然界長期存在，如破傷風桿菌、炭疽桿菌等。 l 芽孢的大小位置形態(tài)隨細菌種類不同而異，因此可用于芽孢桿菌的鑒別。 l 細菌芽孢抵抗力強的原因： l 芽孢含水量少，蛋白質(zhì)受熱后不易變性。 l 芽孢具有多層致密的厚膜，理化因素不易進入。 l 芽孢的核心和皮質(zhì)中含有吡啶二羧酸，DAP與Ca 2+結(jié)合生成的鹽能提高芽孢中各酶的熱穩(wěn)定性。 課后小結(jié)： 本節(jié)主要介紹了細菌的形態(tài)，細菌的基本結(jié)構(gòu)和特殊結(jié)構(gòu)。細菌的基本形態(tài)包括球形、桿形和螺旋形三種，細菌的形態(tài)可隨環(huán)境不同而變化。細菌的基本結(jié)構(gòu)包括細胞壁、細胞膜、細胞質(zhì)和核質(zhì)，G+菌與G-菌的細胞壁在結(jié)構(gòu)、化學組成上是不同的，這也決定了它們的染色性、抗原性、毒性以及對某些藥物的敏感性等方面存在很大差異。細胞質(zhì)中含有許多與細菌生長、代謝有關(guān)的結(jié)構(gòu)。核質(zhì)是細菌的遺傳物質(zhì)。本章主要掌握細菌的基本結(jié)構(gòu)；特殊結(jié)構(gòu)的功能及意義。 復習思考題 1．細菌的測量單位是什么？細菌有哪些基本形態(tài)？ 2．試述細菌細胞壁的結(jié)構(gòu)。 3．試述革蘭陽性菌和革蘭陰性菌細胞壁的主要區(qū)別。 4．什么是細菌L型？L型變異與醫(yī)學有何關(guān)系 ？ 5．細菌有哪些特殊結(jié)構(gòu)？它們與醫(yī)學有何關(guān)系？ 6．試述革蘭染色的步驟、結(jié)果及意義。