细菌的形态与结构

细菌（ bacterium ）：是具有细胞壁和核质 的单细胞原核型微生物。 广义细菌包括：细菌、衣原体、支原体、 立克次体、螺旋体和放线菌 。

一、细菌的大小与形态 （一）细菌的大小 光镜放大几百至一千倍 以 μm 作为测量大小单位

（二）细菌的形态 1 ．球菌 (coccus)—— 球形 （ 1 ）双球菌 （ 2 ）链球菌 （ 3 ）葡萄球菌 （ 4 ）四联球菌 （ 5 ）八叠球菌

葡萄球菌 Staphylococcus

链球菌 Streptococcus

肺炎球菌

2 ．杆菌 (bacillus)—— 杆形

肠道杆菌革兰染色

炭疽杆菌

3 ．螺形菌 (spiral bacteria)—— 螺旋形 : 弧菌和螺菌

二、细菌的细胞结构 （一）细菌的基本结构 细胞壁、细胞膜、细胞质、核质 1 ．细胞壁（ cell wall ） 细菌细胞膜外的一层膜状结构，具有一定的 坚韧性和弹性。

（ 1 ）细胞壁的功能： ①维持细菌外形，保护细菌不受渗透 压破坏； ②细胞内外物质交换； ③菌体抗原性的表达； ④某些成分有重要的生物活性作用 （如 LPS ）。

（ 2 ）细胞壁的化学组成和结构 革兰染色可将细菌分为革兰阳性菌（ G+ ） 和革兰阴性菌 (G-)

革兰染色法 (gram stain) ：标本 涂片，固定  结晶紫初染 →  碘液媒染 →  95% 乙醇脱色 →  沙黄复染 → 革兰阳性菌（ G+ ） —— 蓝紫色； 革兰阴性菌 (G-)—— 淡红色。

革兰阳性菌（ G+ ）细胞壁结构： 金黄色葡萄球菌 主要成分：①肽聚糖（ 层）②磷壁酸

L-alanine D-glutamine L-lysine D-alanine 肽聚糖 (peptidoglycan) 结构：由聚糖骨架、四 肽侧链和五肽桥三部分组成。

NAM （ N- 乙酰胞壁酸） β-1,4 糖苷键 NAG （ N- 乙酰葡萄糖胺） 聚糖骨架

四肽侧链 L- 丙氨酸 D- 谷氨酸 L- 赖氨酸 D- 丙氨酸 金黄色葡萄球菌 二氨基庚二酸（ DAP ） 大肠杆菌

五肽交联桥 （革兰氏阳性菌）

青霉素作用位点： 抑制四肽侧链与交联桥的连接 溶菌酶作用位点： 作用于肽聚糖中 NAG 和 NAM 之间的 β-1,4 糖苷键

磷壁酸 (teichoic acids) 分为： 壁磷壁酸（与肽聚糖的 N- 乙酰胞壁酸共价 连接） 膜磷壁酸（与细胞膜外层糖脂共价连接）

革兰阴性菌 (G-) 细胞壁结构 大肠埃希菌 主要成分：①肽聚糖（ 1-3 层）②外膜

肽聚糖结构：由聚糖骨架、四肽侧链 两部分组成。 L- 丙氨酸 D- 谷氨 酸 二氨基 庚二酸 （ DAP ） D- 丙氨 酸

外膜结构：由脂蛋白、脂质双层、脂多糖 （ lipopolysaccharide ， LPS ）三者构成

脂多糖结构：由脂质 A 、核心多糖、特异性多 糖三部分组成。

G+ 菌与 G- 菌细胞壁的比较 细胞壁 革兰阳性菌 革兰阴性菌 强度 较坚韧 较疏松 厚度 20-80nm 10-15nm 肽聚糖层数 可多达 50 层 1-2 层 肽聚糖含量 50%-80% 5%-20% 磷壁酸 有 无 外膜 无 有

G+ 菌与 G- 菌的差别及与细胞壁的关系 项目 革兰阳性菌 革兰阴性菌 细胞壁的关系 染色性 紫色 红色 细胞壁对酒精的通透性 抗原性 主要为磷壁酸 主要为外膜 细胞壁的化学组成不同 毒性 无内毒素 有内毒素 内毒素为阴性菌细胞壁成分 对青霉素的作用 有效 无效 作用部位为肽聚糖 五肽交联桥 对溶菌酶的作用 有效 无效 作用部位为肽聚糖 聚糖骨架

Cell wall G+ bacteria G- bacteria cytoplasmic membrane teichoic acid peptidoglycan outer membrane cytoplasmic membrane

（ 3 ）细菌 L 型（ L-form, 细胞壁缺陷型细菌 ): 概念：某些药物作用于细菌，可抑制细菌细胞 壁的肽聚糖的合成或破坏细胞壁的结构，在高渗 环境下，细菌仍可存活，成为细胞壁缺陷型. 概念：某些药物作用于细菌，可抑制细菌细胞 壁的肽聚糖的合成或破坏细胞壁的结构，在高渗 环境下，细菌仍可存活，成为细胞壁缺陷型. 形成条件：溶菌酶、青霉素、胆汁、溶葡萄球 菌素、抗体、补体等作用下。 形成条件：溶菌酶、青霉素、胆汁、溶葡萄球 菌素、抗体、补体等作用下。 生物学特性：多形性、革兰阴性、高渗培养、 生长缓 慢、荷包蛋样菌落、可回复 与医学的关系：仍致病性，常引起慢性和反复 发 作的感染。

多形性 荷包蛋样菌落

2 ．细胞膜 (cell membrane) 功能： ①物质转运 ②呼吸作用与产生能量 ③分泌作用 ④生物合成 中介体：细菌细胞膜向内折叠而形成的 囊状物。

3 ．细胞质 (cytoplasm) （ 1 ）核糖体 (ribosome) ， 70S(50S+30S) （ 2 ）质粒 (plasmid): 是细菌染色体以外的 遗传物质，存在于细胞中，为双股环状 DNA ，控制细菌某些性状，可自我复制。 （ 3 ）胞浆颗粒 (cytoplasmic granules)\ 内 含物 (inclusion) 4 ．核质 (nuclear material)\ 拟核（ nucleoid ）

（二）细菌的特殊结构 1 ．荚膜 (capsule) ：某些细菌在细胞 壁外包围的一层粘液性物质。 —— 荚膜 微荚膜 —— 粘液层

化学组成：多糖（多数） \ 多肽 \ 其他物质 功能： ①抗吞噬 ②机械保护 ③粘附作用 ④某些细菌荚膜提取物有毒性作用 应用： ①据荚膜抗原不同分血清型 ②鉴别细菌 ③制备疫苗

2 ．鞭毛（ flagellum ）： 是菌体上生长的 细长成波状弯曲的丝 状物。 化学成分：蛋白质 功能：运动器官 应用： ①鉴别细菌 ②分血清型

结构：从细胞膜长出，游离于胞外

Flagellar type

3 、菌毛（ pilus 或 fimbriae ） （ 1 ）概念：许多革兰阴性菌和少数革兰阳性菌菌体表 面存在着一种比鞭毛更细、更短而直硬的丝状物。需 电镜观察。 （ 2 ）种类及功能 种类：普通菌毛（ ordinary pilus ） 性菌毛（ sex pilus － F 菌毛）由 F 质粒编码 特点与功能： 普通菌毛 多，短而细 ; 粘附，致病 性菌毛 少，粗、长、中空 ; 传递遗传物质 (3) 化学组成 : 菌毛蛋白

性菌毛：接 合，毒力、 耐药性等性 状的遗传物 质传递。 细菌的粘 附结构 ， 与宿主细 胞表面特 异性受体 结合，与 致病性密 普通菌毛： 细菌的粘 附结构 ， 与宿主细 胞表面特 异性受体 结合，与 致病性密

Pili An electron micrograph of two E.coli cells undergoing conjugation

4. 芽胞 (spore): 是某些细菌在一定条件下，胞浆脱水浓缩， 在菌体内形成的圆形、椭圆形小体。是细菌 的休眠状态。

（ 2 ）生物学特点： A. 形成条件：营养缺乏 B. 保存全部生命必需物质：核酸、酶、合成菌体成分 的结构 C. 休眠状态，无新陈代谢 D. 可发芽 1 个细菌 →1 个芽胞 →1 个细菌 细菌 —— 繁殖体 芽胞 —— 休眠体 E. 每种细菌形成一种类型芽胞, 可用于细菌鉴别

Spores

功能： 增加了细菌对外界不良环境的抵抗力。 应用： ①灭菌的指标 ②细菌鉴别

细菌的分类

一、细菌的分类 原核生物界 —— 种（ species ）：生物学性状基本相同的细菌群 构成一个菌种。 属（ genus ）：生物学性状相近的种构成属。 亚种（ subspecies ） \ 变种（ variety ）：同一种 细菌，性状基本相同，某方面有明显差异。 型（ type ）：同一种细菌，性状基本相同，某方 面有微小差异。 株（ strain ）：不同来源的同一种细菌。

二、细菌的命名： 拉丁文双名法 大肠埃希菌 ——Escherichia coli ↑ ↑ 属名 种名