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1、第二节 细菌的基本结构,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,形态与结构,一、细胞壁(cell wall),细胞壁在细菌细胞的外围，是一层坚韧而具有一定弹性的膜。将细菌经高渗溶液处理后染色，或用特殊方法染色，在光学显微镜下观察，可见细胞壁。或将细菌制作超薄切片，用电镜观察。用革兰(Gram)染色法染色，可以把细菌分为革兰阳性菌（G+）和革兰阴性菌（G-）两大类。,1、G+细菌的细胞壁,G+细菌细胞壁厚，约15-35nm，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。
2、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%。,五肽交联桥 五个甘氨酸,聚糖骨架 G：N-乙酰葡萄糖胺 M：N-乙酰胞壁酸,四肽侧链 L-丙、D-谷、L-赖、D-丙,主要成分：肽聚糖,G+菌肽聚糖结构,G+细 胞 壁,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。,特殊组分：,G+菌特有成分,壁磷壁酸,膜磷壁酸,磷壁酸,膜磷壁酸,壁磷壁酸,2、G-菌的细胞壁,较薄，
3、约1015nm，其结构和成分较复杂，由外膜和周质间隙组成。外膜有三层结构，内外两层为电子稠密层，中间为电子致密层，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，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。,脂多糖,G-细 胞 壁,特殊组分,外膜,G+菌细胞壁肽聚糖结构,G-菌细胞壁肽聚糖结构,G-菌细胞壁肽聚糖结构,外膜蛋白(OMP),是外膜层中镶嵌的多种蛋白质的统称。按含量及功能的重要性可将OMP分为主要及次要两类。主要外膜蛋白包括微孔蛋白及脂蛋白等。微孔蛋白由三个相同分子量的亚单位组成，形成跨越外
4、膜的微小孔道，起分子筛的作用，仅允许小分子量的营养物质如双糖、氨基酸、二肽、三肽、无机盐等通过，大分子物质不能通过，因此溶菌酶之类的物质不易作用到革兰氏阴性菌的肽聚糖。,某些特异的微孔蛋白与细菌对宿主细胞的黏附或与某些特定物质的摄取有关，发挥受体的作用。将OMP作电泳，呈现一定的图谱，据此可对某些革兰氏阴性菌及菌株进行鉴定、分型以及提供分子流行病学的信息。,3、细胞壁的功能 1.主要是维持细菌外形，保护细菌耐受低渗环境。细菌细胞质内含有大分子营养物质和高浓度的无机盐，渗透压约为50万250万Pa，因有细胞壁菌体不会破裂。2.阻挡对细菌有害的物质进入菌体，维持菌体内外离子平衡。,3.参与细菌的正
5、常分裂。4.与细菌的致病性、抗原性、对噬菌体的敏感性及革兰氏染色特性等密切相关。5.与细菌对某些药物的敏感性也有关。,革兰氏阳性菌与革兰氏阴性菌细胞壁结构的比较,细胞壁缺陷细菌,形成条件,生物学特性,与医学关系,细菌L型,细胞壁中肽聚糖结构受理化或生物因素的直接破坏或合成抑制而形成。,形态多形性 革兰染色阴性培养高滲培养基 菌落油煎蛋样,仍有一定致病性，常发生在使用作用细胞壁的抗菌素治疗过程中，临床上遇有症状明显而常规细菌培养阴性者应考虑此菌感染。,原生质球(spheroplast)用溶菌酶等作用革兰氏阴性菌，仅能去除细胞内的肽聚糖，形成仍有外膜层包裹的菌体，称为原生质球。细菌L型 1935年
6、李斯特预防医学研究所最先从念珠链杆菌的陈旧培养基中发现细胞壁缺陷的念珠链杆菌，于是以该研究所的第一个字母L命名此种细菌。细菌L型的形态呈多形性，有球形、杆形和丝状等。其大小不一，革兰氏染色多呈阴性。,原生质体(protoplast)在一定条件下，可除去或缺损细菌的细胞壁并不损害细菌的生命。革兰氏阳性菌经溶菌酶或青霉素处理后，可完全除去细胞壁，形成仅由细胞膜包住细胞质的菌体，称为原生质体。,临床分离葡萄球菌L型,葡萄球菌L型回复后,细菌L型菌落类型,电镜照片,二、细胞膜,为于细胞壁内紧包细胞质，结构与真核细胞基本相同。,功能,形态与结构,细胞膜电镜照片,分泌呼吸,载体蛋白,脂质双层,细胞膜模式结
7、构图,物质转运,生物合成,间体(mesosome)是细胞膜凹入细胞质内形成的一种囊状、管状或层状的结构。革兰氏阳性菌较为常见。其功能与真核细胞的线粒体相似，与呼吸有关，并有促进细胞分裂的作用。,白喉杆菌细胞膜与间体,三、核区（nuclear region or area）,又称核质体、原核、拟核、核基因组(genome）,每个细胞所含的核区数一般14个,细菌除在染色体复制时间内呈双倍体外，一般均为单倍体,四、细胞质Cytoplasm,形态与结构,细胞膜包裹的溶胶状物质由水、蛋白质、脂类、核酸及少量糖和无机盐组成,细胞质内含有许多重要结构，常见有,核糖体,质粒,胞质颗粒,与真核细胞不同，抗菌素作
8、用部位,染色体外遗传物质，与遗传变异有关,异染颗粒等，可鉴别细菌,1、核糖体(ribosome)核糖体又名核蛋白体，是散布在细胞质中的一种核糖核酸蛋白质小颗粒。其呈小球形或不对称形，约由2/3的核糖核酸rRNA和1/3蛋白质所组成。是合成蛋白质的地方。,细菌的70S核糖体由50S和30S两个亚基组成。链霉素能与细菌核糖体的30S亚基结合，红霉素能与50S亚基结合，从而干扰细菌蛋白质的合成而导致细菌的死亡；真核细胞的核糖体为80S，因此对人体细胞则无影响。,2、质粒(plasmied)是在核体DNA以外，游离的小型双股DNA分子。多为共价闭合环状，也发现有线状，分子量在106108之间。质粒基因
9、组约为核体的1%，含细菌生命非必需的基因，其功能是控制产生菌毛、毒素、耐药性和细菌素等遗传性状。质粒能独立复制，随宿主分裂传给子代菌体。有些质粒能与核体DNA整合或脱离，这类质粒又称为附加体(episom)。质粒具有与外来DNA重组的功能，所以在基因工程中被广泛应用作载体。,质粒染色体(Chromosomes),质粒(circular covalently closed DNA),质粒功能,R因子：与抗药性有关,F因子：与有性接合有关,其他质粒：与抗生素，色素合成有关,基因工程中作为目的基因载体,3、脂肪滴细菌最常见的包含物为聚羟基丁酸,为脂质成份，是一些原核生物特有的碳源和能源的贮存形式。4
10、、异染颗粒 是某些细菌细胞质中一种特有的酸性小颗粒，对碱性染料的亲和性特别强，特别是用陈旧美蓝染色时，呈红紫色，而菌体其他部分则呈蓝色。异染颗粒的主要成分是RNA和无机聚偏磷酸盐，其功能主要是贮存磷酸盐和能量。某些细菌如棒状杆菌等的异染颗粒非常明显，有助于细菌鉴定。,红色螺菌的电子显微镜图片,Poly-hydroxybutyrate,PHB,5、糖原(glycogen)和淀粉粒(starch)有些细菌能在细胞浆内积累多聚葡萄糖，一般以糖原或淀粉粒的形式存在，直径约为50l00nm,用碘染成红棕色的是糖原粒，染成蓝色的是淀粉粒。它们是贮存的碳素营养。6、气泡(gas vacuoles)某些水生性的细菌如蓝细菌、盐杆菌等，在其细胞质中能形成气泡，具有吸收空气，供氧的代谢，调节比重帮助浮起等作用。,
