2022年医学专题—第一章-细菌学概论.ppt
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1、第一页,共一百四十七页。基本(jbn)形状球状杆状螺旋状第二页,共一百四十七页。第三页,共一百四十七页。第四页,共一百四十七页。第五页,共一百四十七页。第六页,共一百四十七页。第七页,共一百四十七页。第八页,共一百四十七页。第九页,共一百四十七页。第十页,共一百四十七页。第十一页,共一百四十七页。第十二页,共一百四十七页。第十三页,共一百四十七页。第十四页,共一百四十七页。第十五页,共一百四十七页。第十六页,共一百四十七页。第十七页,共一百四十七页。第十八页,共一百四十七页。环境(hunjng)条件的变化物理(wl)、化学因子的刺激阻碍细胞正常发育培养时间过长细胞衰老营养缺乏 自身代谢产物积累
2、过多异常形态正常形态环境条件恢复正常第十九页,共一百四十七页。0,5-1 微米(wi m) 直径0,2-1 微米 直径 1-80 微米 长度0,3-1 微米 直径 1-50 微米 长度,长度是菌体两端点间距离,而非实际长度第二十页,共一百四十七页。一般(ybn)构造:一般细菌都具有的构造.特殊构造:部分细菌(xjn)具有的或一般细菌(xjn)在特殊环境下才有的.第二十一页,共一百四十七页。细胞壁第二十二页,共一百四十七页。1细菌超薄切片的电镜直接(zhji)观察第二十三页,共一百四十七页。1细菌(xjn)超薄切片的电镜直接观察2适当的脂、璧染色,可以在光学显微镜下看到细胞壁巨大芽孢杆菌第二十四
3、页,共一百四十七页。第二十五页,共一百四十七页。1细菌超薄切片(qi pin)的电镜直接观察2适当的脂、璧染色,可以在光学显微镜下看到细胞壁3机械法破碎细胞后,分离得到纯的细胞壁第二十六页,共一百四十七页。1细菌(xjn)超薄切片的电镜直接观察2适当的脂、璧染色,可以在光学显微镜下看到细胞壁3机械法破碎细胞后,分离得到纯的细胞壁4制备原生质体,观察细胞形态的改变第二十七页,共一百四十七页。第二十八页,共一百四十七页。1固定细胞外形并提高机械(jxi)强度有报道说,大肠杆菌的膨压可达两个大气压,相当于汽车内胎的压力第二十九页,共一百四十七页。第三十页,共一百四十七页。1固定细胞外形并提高(t g
4、o)机械强度2为细菌的生长、分裂和鞭毛运动所必需.(3)渗透屏障 阻拦酶蛋白和某些抗生素等大分子物质(分子量大于 800)进入细胞,保护细胞免受溶菌酶,消化酶和青霉素等有害物质损伤.(4)细菌特定的抗原性、致病性以及对抗生素和噬菌体的敏感性的物质基础.第三十一页,共一百四十七页。细菌(xjn)染色法死菌活菌正染色负染色简单染色法鉴别染色法荚膜染色法用美兰或TTC(氧化三苯基四氮唑)等作活菌染色革兰氏染色法抗酸性染色法芽孢染色法姬姆萨染色法第三十二页,共一百四十七页。4)革兰氏染色(rns)与细胞壁第三十三页,共一百四十七页。第三十四页,共一百四十七页。第三十五页,共一百四十七页。第三十六页,共
5、一百四十七页。第三十七页,共一百四十七页。4)革兰氏染色(rns)与细胞壁表一 革兰氏阳性(yngxng)细菌和阴性细菌细胞壁成分的比较第三十八页,共一百四十七页。第三十九页,共一百四十七页。4)革兰氏染色(rns)与细胞壁(2)革兰氏阳性(yngxng)细菌细胞壁特点(tdin) 厚度大 (20-80nm)化学组分简单,一般只含90%肽聚糖和10%磷壁酸第四十页,共一百四十七页。4)革兰氏染色(rns)与细胞壁(2)革兰氏阳性(yngxng)细菌细胞壁A 肽聚糖 厚约20-80nm, 由40层左右的网格(wn )状分子交织成的网套覆盖在整个细胞上肽聚糖第四十一页,共一百四十七页。肽聚糖4)革
6、兰氏染色(rns)与细胞壁(2)革兰氏阳性(yngxng)细菌细胞壁第四十二页,共一百四十七页。肽聚糖4)革兰氏染色(rns)与细胞壁(2)革兰氏阳性(yngxng)细菌细胞壁双糖中的-1,4糖苷键很容易被溶菌酶(lysozyme)所水解,从而(cng r)引起细菌因肽聚糖散架而死亡.第四十三页,共一百四十七页。4)革兰氏染色(rns)与细胞壁(2)革兰氏阳性(yngxng)细菌细胞壁第四十四页,共一百四十七页。4)革兰氏染色(rns)与细胞壁(2)革兰氏阳性(yngxng)细菌细胞壁B 磷壁酸主要(zhyo)生理功能:细胞壁形成负电荷环境,增强细胞膜对二价阳离子的吸收.贮藏磷元素.增强某些致
7、病菌对宿主细胞的粘联,避免被白细胞吞噬以及抗补体的作用.革兰氏阳性细菌特异性表面抗原的物质基础.噬菌体特异性吸附受体.调节细胞内自溶素活力,防止细胞因自溶而死亡.第四十五页,共一百四十七页。4)革兰氏染色(rns)与细胞壁(3)革兰氏阴性(ynxng)细菌细胞壁肽聚糖外膜外膜蛋白第四十六页,共一百四十七页。4)革兰氏染色(rns)与细胞壁(3)革兰氏阴性(ynxng)细菌细胞壁A 肽聚糖 埋藏在外膜层之内,是仅由1-2层肽聚糖网状分子组成的薄层(2-3nm),含量约占细胞壁总重10%,故对机械(jxi)强度的抵抗力较革兰氏阳性菌弱.第四十七页,共一百四十七页。4)革兰氏染色(rns)与细胞壁(
8、3)革兰氏阴性(ynxng)细菌细胞壁A 肽聚糖 埋藏在外膜层之内,是仅由1-2层肽聚糖网状分子组成的薄层(bo cn)(2-3nm),含量约占细胞壁总重10%,故对机械强度的抵抗力较革兰氏阳性菌弱.内消旋二胺基庚二酸(m-DAP)(仅在原核微生物细胞壁上发现)第四十八页,共一百四十七页。4)革兰氏染色(rns)与细胞壁(3)革兰氏阴性(ynxng)细菌细胞壁A 肽聚糖 埋藏在外膜层之内,是仅由1-2层肽聚糖网状分子组成的薄层(2-3nm),含量(hnling)约占细胞壁总重10%,故对机械强度的抵抗力较革兰氏阳性菌弱.内消旋二胺基庚二酸(m-DAP)(仅在原核微生物细胞壁上发现)没有特殊的肽
9、桥,只形成较为稀疏的、机械强度较差的肽聚糖网套第四十九页,共一百四十七页。4)革兰氏染色(rns)与细胞壁(3)革兰氏阴性(ynxng)细菌细胞壁B, 外膜(outer membrane)位于革兰氏阴性细菌(xjn)细胞壁外层,由脂多糖、磷脂和脂蛋白等若干种蛋白组成的膜,有时也称为外壁.第五十页,共一百四十七页。4)革兰氏染色(rns)与细胞壁(3)革兰氏阴性(ynxng)细菌细胞壁B, 外膜(outer membrane)脂多糖(du tn)位于革兰氏阴性细菌细胞壁最外层的一层较厚的(8-10nm)类脂多糖类物质,由类脂A,核心多糖(core polysacchride)和O-特异侧链(O-
10、specific side chain)组成。第五十一页,共一百四十七页。4)革兰氏染色(rns)与细胞壁(3)革兰氏阴性(ynxng)细菌细胞壁B, 外膜(outer membrane)脂多糖的主要(zhyo)功能LPS的多变,决定了革兰氏阴性细菌细胞表面抗原决定簇的多样性。O-特异侧链种类的变化1.躲避宿主免疫系统攻击,保持感染成功。2.用灵敏的血清学方法对病原菌进行鉴定,在传染病的诊断中有重要意义。第五十二页,共一百四十七页。4)革兰氏染色(rns)与细胞壁(3)革兰氏阴性(ynxng)细菌细胞壁B, 外膜(outer membrane)脂多糖的主要(zhyo)功能LPS的负电荷较强,与
11、磷壁酸相似,也有吸附Ca2+和Mg2+以提高其在细胞表面浓度的作用,对细胞膜结构起稳定作用。第五十三页,共一百四十七页。4)革兰氏染色(rns)与细胞壁(3)革兰氏阴性(ynxng)细菌细胞壁B, 外膜(outer membrane)脂多糖(du tn)的主要功能类脂A是革兰氏阴性细菌致病物质内毒素的物质基础。第五十四页,共一百四十七页。(3)革兰氏阴性(ynxng)细菌细胞壁B, 外膜(outer membrane)脂多糖(du tn)的主要功能具有控制某些物质进出细胞的部分(b fen)选择性屏障功能。许多噬菌体在细胞表面的吸附受体。第五十五页,共一百四十七页。4)革兰氏染色(rns)与细
12、胞壁(3)革兰氏阴性(ynxng)细菌细胞壁C, 外膜蛋白嵌合在LPS和磷脂(ln zh)层外膜上的蛋白,有20多种,但多数功能尚不清楚。第五十六页,共一百四十七页。4)革兰氏染色(rns)与细胞壁(3)革兰氏阴性(ynxng)细菌细胞壁D, 周脂空间(kngjin)(periplasmic space or pariplasm)又称壁膜间隙,在革兰氏阴性细菌中,一般指其外膜与细胞膜之间的狭窄空间(宽约12-15nm),呈胶状。第五十七页,共一百四十七页。4)革兰氏染色(rns)与细胞壁(3)革兰氏阴性(ynxng)细菌细胞壁D, 周脂空间(kngjin)(periplasmic space
13、or pariplasm)又称壁膜间隙,在革兰氏阴性细菌中,一般指其外膜与细胞膜之间的狭窄空间(宽约12-15nm),呈胶状。第五十八页,共一百四十七页。4)革兰氏染色(rns)与细胞壁(3)革兰氏阴性(ynxng)细菌细胞壁D, 周脂空间(kngjin)(periplasmic space or pariplasm)在周脂空间中,存在着多种周脂蛋白(periplasmic proteins)水解酶类水解酶类合成酶类合成酶类结合蛋白结合蛋白受体蛋白受体蛋白第五十九页,共一百四十七页。4)革兰氏染色(rns)与细胞壁(3)革兰氏阴性(ynxng)细菌细胞壁D, 周脂空间(kngjin)第六十页,
14、共一百四十七页。细胞壁第六十一页,共一百四十七页。4)革兰氏染色(rns)与细胞壁(4)革兰氏阳性(yngxng)细菌和阴性细菌的比较第六十二页,共一百四十七页。4)革兰氏染色(rns)与细胞壁(4)革兰氏阳性细菌和阴性(ynxng)细菌的比较革兰氏阳性菌肽聚糖层次(cngc)多、厚机械抗性强对溶菌酶、青霉素敏感不含类脂和脂蛋白不产生内毒素第六十三页,共一百四十七页。4)革兰氏染色(rns)与细胞壁(4)革兰氏阳性细菌和阴性(ynxng)细菌的比较革兰氏阴性菌肽聚糖层次(cngc)少、薄机械抗性差对溶菌酶、青霉素不敏感类脂、脂蛋白组成外膜内毒素革兰氏染色阴性第六十四页,共一百四十七页。1. 细
15、胞壁(5)细胞壁缺陷(quxin)细菌缺壁细胞(xbo)实验室或宿主(szh)体内形成在自然界中长期进化形成缺壁突变L型细菌人工去壁基本去尽原生质体部分去除圆球体支原体第六十五页,共一百四十七页。(5)细胞壁缺陷(quxin)细菌1. L型细菌(xjn)(L-form of bacteria)细菌在某些环境条件下(实验室或宿主体内(t ni))通过自发突变而形成的遗传性稳定的细胞壁缺陷变异型第六十六页,共一百四十七页。(5)细胞壁缺陷(quxin)细菌1. L型细菌(xjn)(L-form of bacteria)细菌在某些环境条件下(实验室或宿主体内(t ni))通过自发突变而形成的遗传性稳
16、定的细胞壁缺陷变异型因英国Lister研究所首先发现而得名(1935年,念珠状连杆菌 Streptobacillus moniliformis)特点没有完整而坚韧的细胞壁,细胞呈多形性;有些能通过细菌滤器,故又称为滤过型细菌;对渗透敏感,在固体培养基上形成油煎蛋样的小菌落(0.1mm左右)第六十七页,共一百四十七页。(5)细胞壁缺陷(quxin)细菌(2)原生质体在人为条件下,用溶菌酶处理或在含青霉素的培养基中培养而抑制新生细胞壁合成而形成的仅由一层细胞膜包裹的、圆球形、对渗透压变化敏感(mngn)的细胞,一般由革兰氏阳性细菌形成。第六十八页,共一百四十七页。(5)细胞壁缺陷(quxin)细菌
17、(2)原生质体在人为条件下,用溶菌酶处理或在含青霉素的培养基中培养而抑制新生细胞壁合成(hchng)而形成的仅由一层细胞膜包裹的、圆球形、对渗透压变化敏感的细胞,一般由革兰氏阳性细菌形成。对环境变化敏感,低渗透压、震荡(zhndng)、离心甚至通气都能使其破裂。第六十九页,共一百四十七页。(5)细胞壁缺陷(quxin)细菌(2)原生质体在人为条件下,用溶菌酶处理或在含青霉素的培养基中培养而抑制新生细胞壁合成而形成(xngchng)的仅由一层细胞膜包裹的、圆球形、对渗透压变化敏感的细胞,一般由革兰氏阳性细菌形成。对环境变化敏感,低渗透压、震荡、离心甚至(shnzh)通气都能使其破裂。有的原生质体
18、具有鞭毛,但不能运动,也不被相应的噬菌体所感染。在适宜的条件下(如高渗培养基),可以生长繁殖,形成菌落,形成芽孢,以及恢复成有细胞壁的正常结构。比正常有细胞的的细菌更易导入外源遗传物质,是研究遗传规律和进行原生质体育种的良好实验材料。第七十页,共一百四十七页。(5)细胞壁缺陷(quxin)细菌(3)球状体(sphaeroplast),又称原生质球采用上述同样方法(fngf),针对革兰氏阴性细菌处理后而残留的有部分细胞壁(外壁层)的球形体,与原生质体相比,它对外界环境具有一定的抗性,可在普通培养基上生长。第七十一页,共一百四十七页。(5)细胞壁缺陷(quxin)细菌(4)支原体(Mycoplas
19、ma)在长期进化中形成的,适应(shyng)自然生活条件的无细胞壁的原核生物,因它细胞膜中含有一般原核生物所没有的甾醇,所以即使缺乏细胞壁,其细胞膜仍有较高的机械强度。第七十二页,共一百四十七页。2. 细胞膜1)概念(ginin)细胞膜(三)细胞(xbo)的结构第七十三页,共一百四十七页。2. 细胞膜2)观察(gunch)方法(三)细胞(xbo)的结构质壁分离后结合鉴别性染色在光学(gungxu)显微镜下观察。原生质体破裂第七十四页,共一百四十七页。2. 细胞膜3)细胞膜的化学组成(z chn)及结构模型(三)细胞(xbo)的结构(1)磷脂(ln zh)亲水的极性端疏水的非极性端第七十五页,共
20、一百四十七页。3)细胞膜的化学组成及结构(jigu)模型(1)磷脂(ln zh)第七十六页,共一百四十七页。3)细胞膜的化学组成(z chn)及结构模型(1)磷脂(ln zh)在生理(shngl)条件下,脂肪酸形成固定的晶格不饱和脂肪酸的双键可导致膜结构的变形。当磷脂分子中两者同时存在的时候,在一定条件下就阻碍了形成晶格结构所需的有序排列。膜的流动性很大程度上取决与不饱和脂肪酸的结构和相对含量。细胞膜上长链脂肪酸的链长和饱和度因细菌种类和生长温度而异,通常生长温度要求越高的种,其饱和度也越高,反之则低。第七十七页,共一百四十七页。(2)膜蛋白)膜蛋白2)具运输功能的整合)具运输功能的整合(zh
21、n h)蛋白(蛋白(integral protein)或内嵌蛋白(或内嵌蛋白(intrinsic protein)具有酶促作用具有酶促作用(zuyng)的周边蛋白(的周边蛋白(peripheral protein)或膜外蛋白或膜外蛋白(extrinsic protein)膜蛋白约占细菌细胞膜的膜蛋白约占细菌细胞膜的50%70%,比任何,比任何(rnh)一种生物膜都高,一种生物膜都高,而且种类也多。而且种类也多。-细胞膜是一个重要的代谢活动中心。细胞膜是一个重要的代谢活动中心。3)细胞膜的化学组成及结构模型第七十八页,共一百四十七页。3)细胞膜的化学组成及结构(jigu)模型3)细胞膜的化学(h
22、uxu)组成及结构模型(3). 液态镶嵌(xingqin)模型(fluid mosaic model)膜的主体是脂质双分子层;脂质双分子层具有流动性;整合蛋白因其表面呈疏水性,故可溶于脂质双分子层的疏水性内层中;周边蛋白表面含有亲水集团,故可通过静电引力与脂质双分子层表面的极性头相连;脂质分子之间或蛋白质与脂质之间无共价连接;脂质双分子层犹如一海洋,周边蛋白可在其上做“漂浮” 运动,而整合蛋白则像“冰山” 一样沉浸在其中作横向运动.第七十九页,共一百四十七页。(3). 液态镶嵌(xingqin)模型(fluid mosaic model)3)细胞膜的化学组成(z chn)及结构模型第八十页,共
23、一百四十七页。3)细胞膜的化学(huxu)组成及结构模型(4)甾醇类物质甾醇的一般(ybn)结构真核生物(shngw)细胞膜中一般含有胆固醇等甾醇,含量为5-25%原核生物和真核生物最大的区别就在于其细胞膜中不含胆固醇,而含有hopanoid(霍烷类化合物)第八十一页,共一百四十七页。Hopanoid类甾醇,其作用被认为也是稳定细胞膜的结构,90%的化石燃料的前体物质是kerogen(油原或称油母岩石)Kerogen中细菌特有的heponoid类甾醇占有很高的比例Kerogen是由于细菌的活动而形成在地下沉积物中细菌特有的hopanoid类甾醇的含量高达一千到一万亿吨,与目前地球上存在的活的生
24、物(living organism)体内含有的有机碳的含量总和相当.Hopanoid被认为是地球上含量最丰富(fngf)的生物分子.第八十二页,共一百四十七页。2. 细胞膜4)细胞膜的生理功能选择性的控制细胞内、外的营养物质和代谢产物的运送是维持细胞内正常(zhngchng)渗透压的屏障3. 合成细胞壁和糖被的各种组分(肽聚糖、磷壁酸、LPS、荚膜多糖等)的重要基地膜上含有氧化磷酸化或光合磷酸化等能量代谢的酶系,是细胞的产能场所5. 是鞭毛基体的着生部位和鞭毛旋转的供能部位,第八十三页,共一百四十七页。2. 细胞膜5)间体(mesosome,或中体)细胞质膜内皱而行成的囊状结构,其中充满着层状
25、或管状的泡囊,多见于革兰氏阳性(yngxng)细菌.第八十四页,共一百四十七页。第八十五页,共一百四十七页。第八十六页,共一百四十七页。3. 细胞质和内含(ni hn)物1)概念(ginin)细胞质(cytoplasm)是细胞质膜包围(bowi)的除核区外的一切半透明、胶状、颗粒状物质的总称,含水量约80%第八十七页,共一百四十七页。3. 细胞质和内含(ni hn)物1)概念(ginin)细胞质(cytoplasm)是细胞质膜包围的除核区外的一切(yqi)半透明、胶状、颗粒状物质的总称,含水量约80%细胞质的主要成分为核糖体、贮藏物、多种酶类和中间代谢物、质粒、各种营养物和大分子的单体等,少数
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