第一节 真细菌 一、一般形态及细胞结构 （一）个体形态和排列 （二）大小 （三）细胞的结构 1. 细胞壁 2. 细胞膜 3. 细胞质和内含物 第一节 真细菌 一、一般形态及细胞结构 （一）个体形态和排列 （二）大小 （三）细胞的结构 1. 细胞壁 2. 细胞膜 3. 细胞质和内含物 4. 核区 5. 芽孢 6. 糖被 7. 鞭毛、菌毛、性菌毛

特殊构造：部分细菌具有的或一般细菌在特殊环境下才有的构造 （三）细胞的结构 1. 细胞壁 2. 细胞膜 3. 细胞质和内含物 4. 核区 5. 芽孢 6. 糖被 7. 鞭毛、菌毛、性菌毛 一般构造：一般细菌都有的构造 特殊构造：部分细菌具有的或一般细菌在特殊环境下才有的构造

1、细胞壁 细胞壁（cell wall）是位于细胞最外一层较为坚韧，略具弹性的表面。 细胞壁

1、细胞壁 2）细胞壁的功能： （1）固定细胞外形和提高机械强度； （2）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的损伤； （3）细菌特定的抗原性、致病性以及对抗生素和噬菌体的 敏感性由细胞壁的独特成分决定； （4）是细胞生长、分裂和鞭毛运动所必需的细胞结构；

3）革兰氏染色与细胞壁： 革兰氏染色法由1884年C.Gram发明，是一种目前最为重要也最为常用的染色方法。 经过这种染色法染色后，细菌可以根据染色结果区分为两大类，一类染成紫色，一类染成红色。

革兰氏染色为红色的菌 革兰氏染色为紫色的菌 其中，染色结果为紫色的菌称为革兰氏阳性菌（G+）；而染色结果为红色的菌称为革兰氏阴性菌（G-）；

为何不同的微生物有不同的革兰氏染色结果？ 金黄色葡萄球菌(S. aureus) 染色结果：紫色 革兰氏阳性菌 大肠杆菌(E. coli) 染色结果：红色 革兰氏阴性菌 为何不同的微生物有不同的革兰氏染色结果？

革兰氏阳性菌(G+)和革兰氏阴性菌(G-)的细胞壁结构 层次少 厚度大 层次多 厚度低

3）革兰氏染色与细胞壁： 1. 革兰氏阳性细菌的细胞壁 特点：厚度大（20~80nm） 单层结构，化学组分简单。一般只含90%肽聚糖和10%磷壁酸。

3）革兰氏染色与细胞壁： 90% 肽聚糖(peptidoglycan) 革兰氏阳性细菌的细胞壁 10% 磷壁酸（teichoic acid）

1. 革兰氏阳性细菌的细胞壁（以金黄色葡萄球菌为代表） 3）革兰氏染色与细胞壁： 1. 革兰氏阳性细菌的细胞壁（以金黄色葡萄球菌为代表） 厚约20~80nm，由25~40层左右的网格状分子交织成的网套覆盖在整个细胞上。 A、肽聚糖 1 2 3

双糖单位由N-乙酰胞壁酸和N-乙酰葡萄糖胺中通过β-1,4-糖苷键连接而成， β-1,4-糖苷键很容易被溶菌酶(lysozyme)所水解，从而引起细菌因肽聚糖细胞壁的“散架”而死亡。 3）革兰氏染色与细胞壁： 1 肽聚糖单体 四肽尾由四个氨基酸分子 按L型与D型交替方式连接而成 2 青霉素 3 肽桥起着连接前后两个四肽尾分子的“桥梁”作用，金黄色葡萄球菌的肽桥为Gly-Gly-Gly-Gly-Gly

此外，不同种细菌的肽聚糖可能会有所不同，不同的肽聚糖已超过100种，在这一“肽聚糖的多样性”中，主要的变化发生在肽桥上。 3）革兰氏染色与细胞壁： 通过双糖单位连接平行的单体 单体间由通过肽间桥形成层状结构 层状结构赋予细胞壁坚韧的属性 1. 革兰氏阳性细菌的细胞壁 此外，不同种细菌的肽聚糖可能会有所不同，不同的肽聚糖已超过100种，在这一“肽聚糖的多样性”中，主要的变化发生在肽桥上。

是革兰氏阳性细菌细胞壁中特有的一种酸性多糖，分为两类，壁磷壁酸和膜磷壁酸 B、磷壁酸 3）革兰氏染色与细胞壁： 1. 革兰氏阳性细菌的细胞壁 是革兰氏阳性细菌细胞壁中特有的一种酸性多糖，分为两类，壁磷壁酸和膜磷壁酸 B、磷壁酸 膜磷壁酸 壁磷壁酸

通常一种细菌中只可能存在一种化学成分的磷壁酸 根据磷壁酸主链化学组成不同又分为甘油磷壁酸和核糖醇磷壁酸。 通常一种细菌中只可能存在一种化学成分的磷壁酸

赋予细菌某些化学属性 3）革兰氏染色与细胞壁： 1. 革兰氏阳性细菌的细胞壁 磷壁酸的主要生理功能： 贮藏磷元素。 细胞壁形成负电荷环境，增强细胞膜对二价阳离子的吸收。 革兰氏阳性细菌表面抗原的物质基础； 细菌致病性的物质基础； 被细菌病毒侵染的物质基础。

3）革兰氏染色与细胞壁： 2. 革兰氏阴性细菌的细胞壁（以大肠杆菌为代表） G+ G-

3）革兰氏染色与细胞壁： 2. 革兰氏阴性细菌的细胞壁 特点：厚度小（10~15nm） 双层结构，包括外膜层和肽聚糖层；化学组分相对复杂 外膜层 肽聚糖层

3）革兰氏染色与细胞壁： 2. 革兰氏阴性细菌的细胞壁 A、肽聚糖层 埋藏在外膜层之内，含量约占细胞壁总重的10%。仅由1~2层肽聚糖网状分子组成的薄层(2~3nm)，且交联程度更低；故对机械强度的抵抗力弱于革兰氏阳性菌。 A、肽聚糖层 肽桥直接由DAP和四肽尾的第四位氨基酸D-Ala直接连接，导致交联松散。 四肽尾第3位的氨基酸不是L-lys，由内消旋二氨基庚二酸(m-DAP)所代替

G+和G-细菌的细胞壁肽聚糖结构的主要差异：层次、交联度

3）革兰氏染色与细胞壁： 2. 革兰氏阴性细菌的细胞壁 B、外膜(outer membrane) 位于革兰氏阴性细菌细胞壁外层，由脂多糖、磷脂和脂蛋白等若干种蛋白质组成的膜。 B、外膜(outer membrane) 脂多糖 磷脂 脂蛋白

3）革兰氏染色与细胞壁： 2. 革兰氏阴性细菌的细胞壁 B、外膜(outer membrane) 脂多糖（lipopolysaccharide, LPS） 位于革兰氏阴性细菌细胞壁最外层的一层较厚(8~10nm）的类脂多糖类物质，由O-特异侧链、核心多糖和类脂A三部分组成。

类脂A是革兰氏阴性细菌致病物质——内毒素的物质基础； 功能特点： O-特异侧链决定细胞抗原多样性 类脂A是革兰氏阴性细菌致病物质——内毒素的物质基础； LPS负电荷较强，与磷壁酸相似，也有吸附Mg2+、Ca2+等阳离子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。

3）革兰氏染色与细胞壁： 2. 革兰氏阴性细菌的细胞壁 B、外膜(outer membrane) 脂蛋白 由类脂质和蛋白质组成，起连接外膜和肽聚糖层的作用 脂蛋白

3）革兰氏染色与细胞壁： 2. 革兰氏阴性细菌的细胞壁 B、外膜(outer membrane) 磷脂 结构类似细胞膜，其中嵌合许多蛋白，称外膜蛋白，主要功能是控制细胞内外营养物质的运输，如孔蛋白。 磷脂 磷脂

C、周质空间(periplasmic space, periplasm) 3 ）革兰氏染色与细胞壁： 2.革兰氏阴性细菌的细胞壁 C、周质空间(periplasmic space, periplasm) 位于细胞壁与细胞膜之间的狭窄空隙,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。

3）革兰氏染色与细胞壁： 2. 革兰氏阴性细菌的细胞壁 C、周质空间 周质空间是进出细胞的物质的重要中转站和反应场所 其中存在着多种催化酶类和结合蛋白 水解酶类； 合成酶类； 结合蛋白； 启动物质的转运过程

周质空间中的一些水解酶类 酶名称 作用 核糖核酸酶 水解RNA DNA内切酶 内切DNA 碱性磷酸酶 从一些无机磷化物中水解出磷酸 酸性磷酸酶 从一些有机化合物中水解出磷酸 5’-核苷酸酶 转化核苷酸为核苷 青霉素酶 水解青霉素

3）革兰氏染色与细胞壁： 3. 革兰氏阳性和阴性细菌的比较 1.细胞壁层次、厚度不同 G+细胞壁厚度大，层次少；G-细胞厚度小，层次多。

3）革兰氏染色与细胞壁： 3. 革兰氏阳性和阴性细菌的比较 2.肽聚糖结构不同 G+四肽尾中第三位氨基酸为L-lys，G-四肽尾中第三位氨基酸为m-DAP；G+肽间桥为Gly五肽，G-直接由DAP连接两个肽聚糖单位；

磷壁酸和脂多糖分别为G+和G-菌所特有的成分 3）革兰氏染色与细胞壁： 3.所含化学成分不同 3. 革兰氏阳性和阴性细菌的比较 磷壁酸和脂多糖分别为G+和G-菌所特有的成分 成分 G+ G- 磷壁酸 有 无 脂多糖

肽聚糖层次多、厚 机械抗性强 对溶菌酶、青霉素敏感 不含类脂和脂蛋白 不形成内毒素 肽聚糖层次少、薄 机械抗性差 对溶菌酶、青霉素不敏感 革兰氏 阳性菌 肽聚糖层次多、厚 机械抗性强 对溶菌酶、青霉素敏感 不含类脂和脂蛋白 不形成内毒素 肽聚糖层次少、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 形成内毒素 革兰氏 阴性菌

G+:紫色 G-:红色 参P49 3）革兰氏染色与细胞壁： 革兰氏染色 1、用碱性染料结晶紫对菌液涂片进行初染 2、用碘溶液进行媒染 3、用乙醇或丙酮冲洗进行脱色。 4、用一种与结晶紫具有不同颜色的碱性染料对涂片进行复染。例如番红。 G+:紫色 G-:红色

革兰氏染色的原理 3）革兰氏染色与细胞壁： 1、用碱性染料结晶紫对菌液涂片进行初染 2、用碘溶液进行媒染 3、用乙醇或丙酮冲洗进行脱色。 碘和结晶紫形成不溶于水的结晶紫－碘复合物，固定于细胞壁内 3、用乙醇或丙酮冲洗进行脱色。 G-肽聚糖薄、交联松散，结晶紫－碘结合不牢固，且外膜含很多脂类，易溶于乙醇等有机物，导致结晶紫－碘复合物溶出而脱去紫色；G+肽聚糖交联紧密且较厚，结晶紫－碘不易脱去 4、用一种与结晶紫具有不同颜色的碱性染料对 涂片进行复染。例如番红 G-重新被染成红色；G+染成紫＋红色，呈现紫色。加染色过程动画

4）缺壁细菌： 虽然细胞壁是原核生物的基本构造，但是在自然界长期进化中和实验室自发突变过程中都会产生一些没有细胞壁结构的种类， 称为缺壁细菌，通常可分为四类： 1. L型细菌 2. 原生质体 3. 原生质球 4. 支原体

（1）L型细菌（L-form of bacteria） 特指一些细菌在某些环境条件下通过自发突变而形成的遗传性稳定的细胞壁缺陷变异型。 因英国李斯德（Lister）预防研究所首先发现而得名 已经在大肠杆菌、变形杆菌、葡萄球菌、链球菌、分枝杆菌和霍乱弧菌等20多种细菌中均有发现，被认为可能与针对细胞壁的抗菌治疗有关。

特点： （2）原生质体（protoplast） 多形性形态： 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、对渗透压变化非常敏感的细胞。 一般由革兰氏阳性细菌形成。 多形性形态： 特点： 对环境条件变化敏感，低渗、振荡、离心甚至通气等都易引起其破裂；只有在适宜条件（如高渗培养基）才可生长繁殖，通过生长繁殖可恢复成有细胞壁的正常结构。 比正常有细胞壁的细菌更易导入外源遗传物质。 有的原生质体具有鞭毛，但不能运动;

（3）球状体(sphaeroplast) ，又称原生质球 采用上述同样方法，针对革兰氏阴性细菌处理后获得的部分残留细胞壁（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，同样具有恢复细胞壁的能力。

（4）支原体(Mycoplasma) 是在自然界长期进化过程中形成的一种无细胞壁的原核生物。 这种细菌虽然没有细胞壁，但是其细胞膜中含有一般原核生物所没有的甾醇，赋予了此细胞膜较高的机械强度。 甾醇通常只存在于真核微生物的细胞膜中

2、细胞膜 细胞膜，又称质膜（plasma membrane），是紧贴在细胞壁内侧、包围着细胞质的一层柔软、脆弱、富有弹性的半透性薄膜，主要由磷脂（占20%～30%）和蛋白质（占50%～70%）和少量多糖组成。 原核生物与真核生物细胞膜的主要差别在前者的蛋白质含量很高，而后者蛋白质含量低但普遍含有甾醇。

练一练: 一,填空题 1.测量细菌大小用以表示的单位是___________. 2.细菌按其外形分为_________,___________,___________三种类型. 3.细菌的基本结构有___________,____________,____________三种. 4.某些细菌具有的特殊结构是_______,_______,________,________四种. 5.细菌细胞壁最基本的化学组成是____________. 6.革兰阳性菌细胞壁的化学组成除了有肽聚糖外,还有____________. 7.革兰阴性菌细胞壁的化学组成主要有___________和___________. 8.菌毛分为____________和___________两种. 9.在消毒灭菌时应以杀死___________作为判断灭菌效果的指标. 10.细菌的形态鉴别染色法最常用的是___________,其次是_________

二、选择题 1.细菌细胞壁的主要成分是 A.特异性多糖 B.脂多糖 C.肽聚糖 D.磷壁酸 E.核心多糖 2.革兰阴性菌细胞壁中与致病性密切相关的重要成分是 A.特异性多糖 B.脂蛋白 C.肽聚糖 D.脂多糖 E. 微孔蛋白 3.下列哪类微生物属于非细胞型微生物 A.霉菌 B.腮腺炎病毒 C.放线菌 D.支原体 E.立克次体