第一章细菌的形态与结构
细菌的形态和结构
无效
细胞壁的关系
细胞壁对酒精的通透性 细胞壁的化学组成不同
内毒素为阴性菌细胞壁成分 作用部位为肽聚糖 五肽交联桥 作用部位为肽聚糖 聚糖骨架
功能
1.维持细菌细胞固有外形。
2.和细菌细胞膜共同完成物质的交换。
3.细胞壁上的多种抗原决定簇、决定了抗原 性。
细菌细胞壁缺陷型（细菌L型）
细菌细胞壁缺陷型（细菌L型）
细菌细胞壁的肽聚糖结构受到理化或生物 因素的直接破坏或合成被抑制后，这种细 胞壁受损的细菌一般在普通环境下不能耐 受菌体内的高渗透压而将会胀裂死亡，但 在高渗环境下，它们仍可和存活。这种细 胞壁受损的细菌能够生长和分裂者称为细 菌细胞壁缺陷型（细菌L型）
细菌L型
返回
形态：多形态性, G培养：须在高渗低琼脂含血清的培 养基中生长，多呈油煎蛋状菌落 对作用于细胞壁的抗生素无效 常规细菌培养阴性 细菌L型仍有一定的致病能力
≥0.2μm荚膜，＜ 0.2μm 微荚膜
化学组成：多糖/多肽
形成条件：营养丰富
染色：不易着色，负染（墨汁）
Structure of G+
Wall teichoic acid
(LTA)
革兰阴性菌
外膜（outer membrane）
– 脂蛋白
LIPID BILAYER
– 脂质双层
– 脂多糖LPS
脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）
（1）脂质（类）A（lipid A） 为一种糖磷脂，由D-氨基葡萄糖双糖 组成的基本骨架，不同细菌骨架一致。 内毒素毒性与生物学活性成分 无种属特异性
临床分离葡萄球菌L型
葡萄球菌L型回复后
细胞膜（cell membrane）
第一章 细菌的形态与结构
（二）杆菌(bacillus)及其排列状态
杆菌是细菌中种类最多的类型,因菌种不同,菌体细胞的长 短、粗细等都有所差异。 杆菌的形态：短杆状、长杆状、棒杆状、梭状杆状、分支 状等；按杆菌细胞繁殖后的排列方式则有链状、栅状、 “八”字状等。
梭状芽孢杆菌 短杆菌 长杆菌
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。
(2)G-菌的细胞壁
较薄，约10～15nm，其结构和成分较复杂，由外膜 (outer membrane)（外胞壁）、肽聚糖层（内胞壁） 和周质间隙(periplasmic space)组成。 外膜由脂多糖、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，由类脂Ａ，核心多糖 和侧链多糖三部分组成。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。
革兰氏阳性杆菌
革兰氏阴性杆菌
(1) G+细菌的细胞壁
G+细菌细胞壁 厚，约2080nmБайду номын сангаас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。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%。
第一章
第一节 第二节 第三节 第三节
微生物的形态与结构
第一章 细菌的形态与结构
芽胞的作用
①芽胞的大小、形状和在菌体内的位 置随菌种而不同，在细菌鉴别上有 一定意义。 ②当进行消毒灭菌时往往以芽胞是否 被杀死作为判断灭菌效果的指标。
第三节 细菌形态与结构 检查法
一、显微镜放大法
第九章 细菌的形态与结构
细菌(bacterium)是一类具有细 胞壁的单细胞型微生物，在分类学 上属于原核细胞型微生物。
第一节 细菌的大小和形态
一、细菌的大小
细菌个体微小，通常以微米（μｍ） 作为测量其大小的单位。 一般大多数球菌直径在1μｍ左右； 杆菌长1～5μｍ，宽0.3～1μｍ。
二、细菌的形态
细胞壁位于细菌细胞最外层， 包绕在细胞膜的周围，是一层质地 坚韧而有弹性的膜状结构。
1.革兰阳性菌细胞壁
G+菌细胞壁主要由肽聚糖和穿 插于其内的磷壁酸组成。
(1)肽聚糖（peptidoglycan）
G+菌肽聚糖由聚糖骨架、四肽 侧链和五肽交联桥三部分组成，这 三种成分形成坚固致密的三维立体 结构 。
荚膜的作用
①抵抗宿主吞噬细胞的吞噬和消化 作用，并具有抗有害物质对细菌 的损伤作用； ②抗干燥作用； ③黏附作用； ④具有抗原性，可帮助鉴别细菌以 及作为细菌分型的依据。
（二）鞭毛 （flagellum）
鞭毛是弧菌、螺菌、许多杆菌 及少数球菌在菌体上附有的细长并 呈波状弯曲的丝状物。
鞭毛的作用
细胞质中常含有多种颗粒，多 数为细菌储备的营养物质，如多糖、 脂类、多磷酸盐等。
异染颗粒(metachromatic granules
有些细菌胞质中含有由RNA和偏 磷酸盐组成的胞质颗粒，称为迂回体 (volutin) ，又称为异染颗粒 异染颗粒可作为鉴别细菌的依据， 如白喉棒状杆菌的异染颗粒。
医学微生物学第1章细菌的形态与结构
医学微生物学第1章细菌的形态与结构细菌是一类单细胞微生物，它们广泛存在于自然界中的各个环境中，包括土壤、水体、空气、动植物体表及体内等。
细菌具有各种形态和结构，这些形态和结构的不同反映了它们在适应不同环境中生存和繁殖的特征。
一、形态特征细菌的形态有很多种类，常见的有球形、杆状、弯曲的弧杆菌和螺旋形菌。
1. 球形菌（cocci）：球形菌有三种常见的形态，分别是球形（coccus）、链状球菌（streptococcus）和成堆球菌（staphylococcus）。
球形细菌通常直径在1-5微米之间。
2. 杆状菌（bacilli）：杆状菌较长且细长，形状类似于细胞的杆状结构。
杆菌长约1-10微米，宽约0.5-2微米。
3. 弯曲的弧杆菌（vibrios）：弯曲的弧杆菌的形态介于球形菌和螺旋形菌之间，较长且呈弯曲状。
4. 螺旋形菌（spirilla）：螺旋形菌是一类细菌，其细胞呈螺旋形状，如螺旋线状、螺旋弯曲状等。
螺旋菌通常长约5-200微米。
二、结构特征细菌的结构可以分为细胞壁、细胞膜、质粒和鞭毛等部分。
1.细胞壁：细胞壁是细菌细胞的外层，具有维持细胞形态、抵抗环境应激和药物攻击等重要功能。
细菌的细胞壁主要由肽聚糖和多肽组成。
根据细菌细胞壁的结构和染色特性，细菌可以分为革兰氏阳性细菌和革兰氏阴性细菌。
革兰氏阳性细菌的细胞壁较厚，有多肽层，染色时呈紫色；革兰氏阴性细菌的细胞壁较薄，只有肽聚糖层，染色时呈红色。
2.细胞膜：细菌的细胞膜位于细胞壁内，是细菌细胞的另一层保护膜。
细菌细胞膜由脂质双层构成，其中包含着许多重要的蛋白质，如传输蛋白和受体等。
3.质粒：质粒是细菌细胞内存在的一种环状DNA分子，与细菌细胞染色体分开存在。
质粒中携带了一些细菌的遗传信息，如抗药性基因等。
质粒可以通过水平基因转移传递给其他细菌，从而使细菌产生抗药性等。
4.鞭毛：鞭毛是细菌细胞表面的一种细长的纤毛结构，可以通过收缩和运动来推动细菌细胞的游动。
第一节 细菌的形态和结构
第一篇微生物的基本知识第一章细菌第一节细菌的形态和结构细菌是一类具有细胞壁的单细胞原核型微生物。
细菌在一定的环境条件下具有相对恒定的形态结构和生理生化特性，了解这些特性，对于细菌的分类鉴定、疾病的诊断、细菌的致病性与抗原性的研究，均有重要意义。
一、细菌的形态(一)细菌的大小细菌的个体微小，须用显微镜放大数百倍乃至数千倍才能看到。
通常使用显微测微尺来测量细菌的大小，以微米（μm）作为测量单位。
不同种类的细菌，大小很不一致，即使是同一种细菌在不同的生长繁殖阶段其大小也可能差别很大。
一般球菌的直径约为0.8～1.2μm；杆菌长1～10μm，宽0.2～1.0μm；螺旋菌长1～50μm，宽0.2～1.0μm。
细菌的大小，是以生长在适宜的温度和培养基中的青壮龄培养物（指对数期）为标准。
在一定条件下，各种细菌的大小是相对稳定的，而且具有明显特征，可以作为鉴定细菌的依据之一。
同种细菌在不同的生长环境（如动物体内、外）、不同的培养条件下，其大小会有所变化，测量时的制片方法、染色方法及使用的显微镜不同也会对测量结果产生一定影响，因此，测定细菌大小时，各种条件和技术操作等均应一致。
(二)细菌的基本形态和排列细菌的基本形态有球状、杆状和螺旋状三种，并据此将细菌分为球菌(图1-1，图1-2)、杆菌(图1-3，图1-4)和螺旋菌（图1-7)三种。
细菌的繁殖方式是简单的二分裂，不同细菌分裂后其菌体排列方式不同，有些细菌分裂后单个存在，有些细菌分裂后彼此仍通过原浆带相连，形成一定的排列方式。
1．球菌菌体呈球形或近似球形。
根据球菌分裂的方向和分裂后的排列状况将其分为：双球菌沿一个平面分裂，分裂后两两相连，其接触面扁平或凹入,菌体有时呈肾形，如脑膜炎双球菌；有时呈矛头状，如肺炎双球菌。
链球菌沿一个平面分裂，分裂后三个以上的菌体呈短链或长链排列，如猪链球菌。
葡萄球菌沿多个不同方向的平面分裂，分裂后排列不规则，似一串葡萄，如金黄色葡萄球菌。
第一章 细菌
细菌的形态和结构
二、细菌的特殊结构
鞭毛的功能： 1. 运动器官； 2. 与致病性有关：如霍乱弧菌穿过小肠黏液层； 3. 细菌的分类鉴定：具有抗原性，H抗原。
二、细菌的特殊结构
三、菌毛 pilus
1. 菌体表面短、细、直硬的丝状物，光学显微镜下 看不到。多见于G－菌，与运动无关。2. 化学组成：菌毛蛋白
1. 无完整的核结构、核膜、核仁和有丝分裂器等。 2. 单一闭合环状DNA，含少量蛋白质。 3. 特点：DNA量少，多为单拷贝形式，少重复序列。
二、细菌的特殊结构
一、荚膜 capsule
细胞壁外的一层较厚、黏性、胶冻样物质 ≥0.2 μm 荚膜
<0.2 μm 微荚膜 化学组成：多数为多糖，少数是多肽 形成条件：营养丰富（活体内，含血清培养基） 染色：不易着色
其中含有的一些结构：
1. 核糖体ribosome：70S（30S + 50S）
2. 质粒plasmid：染色体外的遗传物质，闭合环状DNA（以后讲）
3. 胞质颗粒：储存营养物质（如白喉杆菌的异染颗粒）
异染颗粒
质粒（EM照片）
一、细菌的基本结构
四、核质nuclear material或拟核nucleoid
第一章 细菌的形态与结构
第一节 细菌的大小与形态
一、大小
以微米(m)为测量单位，使用光镜观察。
二、形态：细菌按其外形分三类
球菌(coccus)：双球菌、链球菌、葡萄球菌、四联球菌、 八叠球菌；
杆菌(bacillus)：如大肠杆菌、炭疽杆菌、白喉杆菌等；
螺形菌(spiral bacterium)：弧菌（霍乱弧菌）、 螺菌（幽门螺杆菌）
保存全部生命必需物质：核酸、酶、合成菌体组分的结构 可发芽成繁殖体：1个细菌→1个芽胞→1个细菌 特点：壁厚，折光性强，不易着色。
兽医微生物学-细菌的形态与结构-1(细菌的大小与形态)
二、细菌的基本形态
• 细菌的外部形态比较简单，仅有三种 基本类型，即球状、杆状和螺旋状和 某些其它形态
• 并据此而将细菌分为球菌、杆菌和螺 旋状菌。
细菌的基本形态
细菌的一些特殊形态
1、球菌（coccus）
• 多数球菌呈正球形，有的呈肾形、豆 形等。按其分裂方向及分裂后的排列 情况，又可分为：
丹毒杆菌
白喉棒状杆菌
Gram stain of Gram - E. coli cells
乳酸杆菌lactobacilli
大肠杆菌 E. coli (0157:H7
志贺氏痢疾杆菌 (x 22,400)
杆菌的分裂图
细菌细胞的裂殖
↑ 示正在分裂， ↑↑ 示已经分裂。
3、螺旋状菌（spirillum）
动物病原微生物学
第二章 细菌的形态与结构 第一节 细菌的大小与形态 第二节 细菌的结构
动物病原微生物学
Animal Pathogenic Microbiology
第一章 细菌的形态与结构
第一节 细菌的大小与形态
第一节 细菌的大小与形态
细菌(bacterium)——是一种具有细胞壁 的属于原核细胞型的单细胞微生物，其个 体微小、形态简单，具有DNA和RNA，主 要靠二裂法繁殖，并可在人工培养基上生 长繁殖。 广义的细菌除细菌外，还包括立克次体、 衣原体、霉形体、螺旋体及放线菌等。
少数杆菌分裂后呈铰链样粘连，形成栅栏 状样、V、Y、L字样等特殊的排列如马棒 状杆菌。
鼻疽杆菌
细直、微弯两端钝园的G-杆菌
炭疽杆菌
炭疽杆菌
炭疽杆菌在动物体内的形态
炭疽杆菌
第一节 细菌的形态与结构
染色法
① 初 染：结晶紫溶液染色1-3 min，水洗;
（1）美兰染色
② 媒 染：革兰氏碘液1min， 水洗;
③ 脱 色：95％酒精，脱色时
（2）革兰氏染色： 间根据涂抹面的厚度灵活掌
握,多在15-30s之间，水洗;
④ 复 染：沙黄或复红溶液染
（3）抗酸染色 色1min，水洗;
⑤ 吸干或自然干燥;
周毛菌
（3）菌 毛 Pilus或Fimbria
① 一些G－菌和少数G＋菌，菌体上生有一种比鞭毛 数量多、更为纤细、短而直的丝状物，也称为纤 毛。在电镜下才能看到。
② 菌毛与运动力无关。
普通菌毛
性菌毛
③ 根据形态和功能不同分为：
• 普通菌毛：较纤细较短，数量较多，每菌可有100~500条，
能使细菌黏附于动、植物细胞上，与致病性有关。
• 是细菌遗传变异的物质基础，决定细菌的遗传特 性。
细菌的核体
2、特殊构造
（1）荚膜 （2）鞭毛 （3）菌毛 （4）芽胞
与基本的生命活动没有多大关系
（1）荚 膜（Capsule）
① 一部分细菌在其生活过程中,可在细胞壁的外面产生 一种粘液样的物质，包围整个菌体，厚度通常 200nm以上，称为荚膜.通过特殊染色法可看见。
与基本的生命活动没有多大关系；
特殊构造 如：荚膜、鞭毛、菌毛、芽胞等。
并不是所有的细菌都有这些特殊结构
细菌结构示意图
细胞壁Leabharlann 细胞膜细胞质荚膜 菌毛 鞭毛
核质
1、基本结构
（1）细胞壁(Cell wall) 在细菌细胞的外层，是一层无色透明、坚韧
而具一定弹性的网状结构，可承受细胞内强大 的渗透压而不被破坏。
溶菌酶能切断N-乙酰葡萄糖 胺和N-乙酰胞壁酸的β-1.4糖 苷键,破坏肽聚糖支架,引起细 菌裂解。
兽医微生物学 第一章 细菌的形态和结构
第一章细菌的形态与结构细菌(bacterium)是一大类个体微小，形态简单，结构略有分化，主要靠二分裂法（binary fission）繁殖，属于原核生物界(Prokaryotae)的单细胞微生物。
第一节细菌的大小和形态一、细菌的大小1、测量单位：微米(μm)1μm=10－3 mm2、各种细菌的大小球菌直径: 0.5-2.0μm，一般1.0μm杆菌和螺形菌用长和宽表示，较大的杆菌长3-8µm，宽1-1.25µm，中等大的杆菌长2-3µm，宽0.5-1.0µm。
小杆菌长0.7-1.5μm，宽0.2-0.4μm。
螺形菌以其两端的直线距离作为长度，一般螺形菌长2-20μm，宽0.4-1.2μm细菌的大小，以生长在适宜的温度和培养基中的幼龄培养物为标准。
常见的动物病原菌多在几个μm之间!二、细菌的外形和排列外形球状、杆状和螺旋状。
根据外形和排列分为：球菌、杆菌和螺形菌形态：球状、杆状、螺旋状、其它形状（丝状、三角形、方形等）1、球菌多数球菌呈正球形，亦有呈椭圆似肾形、豆形。
按其分裂的方向及分裂后彼此相连的情况，又可分为：双球菌、链球菌、四联球菌、八叠球菌和葡萄球菌。
⑴双球菌（Diplococcus）⑵链球菌（Streptococcus）⑶四联球菌（Tetracoccus）⑷八叠球菌（Sarcina）⑸葡萄球菌（Staphylococcus）2、杆菌bacillus菌体多呈杆状，也有一些为球杆状。
杆菌形态：1）长：呈丝状（猪丹毒杆菌）短：卵圆形（球杆菌）2）一端膨大，呈棒状（棒状杆菌）3）形成侧支或分支（分支杆菌）4）菌体两端：多为钝圆（巴氏杆菌）少数为平截(炭疽杆菌)极少数呈梭状（破伤风梭菌）（2）杆菌只有一个横分裂方向①多数杆菌分裂后即彼此分离散在，称为单杆菌。
如：大肠杆菌。
②有些分裂后两个或两个以上相连呈链状, 分别称为双杆菌和链杆菌。
如：乳酸杆菌③少数杆菌分裂后呈栅栏样排列。
细菌的形态和与结构~
第一章细菌的形态与结构细菌的概述：细菌是属于原核细胞型微生物，这是一类形体微小、结构简单，具有细胞壁和原始核质，没有核仁和核膜，除了核糖体没有其他细胞器。
对细菌进行认识，是从它的大小、形态将细菌进行分门别类以及将细菌进行解剖后，看看它是由哪些微小的结构组成的，也就是细菌的基本结构和特殊结构。
第一部分细菌的大小长度单位：微米。
对细菌进行描述选择出一个适当的单位是非常重要的，细菌可以在光学显微镜下观察到，大小可以用测微尺在显微镜下进行测量。
光学显微镜可观察到0.2微米以上的，所以再次强调细菌的测量单位是微米。
细菌的长短不同对于细菌的鉴别是很有帮助的。
第二部分细菌的形态一、球菌：我们根据细菌的外形，单个菌体呈球形或者是近似球形；二、杆菌：单个细菌呈杆状、菌体长而且直的；三、螺形菌：如果菌体呈波状、或不规则的锯齿状。
这是根据菌体形态上的特点差异将全部细菌分为这三类。
一、球菌细菌的增殖是通过无性繁殖，自身复制遗传物质，然后又进行自身的裂解，这样生成的是一个和母体一模一样的子代体。
根据细菌进行繁殖时选择的平面不同和分裂后菌体之间相互粘附的程度不同，又可以将球菌进行细分：1、单球菌：细菌分裂沿一个平面进行，新个体分散而单独存在，例如尿微球菌。
2、双球菌：指细菌沿一个平面分裂，分裂后两个菌体成对排列，例如脑膜炎奈瑟军、肺炎链球菌。
3、链球菌：是指细胞沿一个平面进行分裂，分裂后多个菌体粘连成链状，例如乙型溶血性链球菌。
4、四联球菌是指细胞分裂是沿两个相垂直的平面进行，分裂后四个菌体粘附在一起呈正方形，例如四联加夫基菌。
5、八叠球菌是指细菌在三个相互垂直的平面上分裂，分裂后八个菌体粘附成包裹状立方体，例如如藤黄八叠球菌。
6、葡萄球菌是指细菌在多个不规则的平面上分裂，分裂后菌体无一定规则的黏连在一起似葡萄状，如金黄色葡萄球菌。
说明：我们说细菌属于球菌是说单个细菌的形态特点，单个细菌近似球形就说是球菌范围的，两个粘附在一个就是双球菌，粘附称一串就是链球菌，四个在一起近似正方形就是四联球菌，八个包裹在一起呈立方体是八叠球菌，在临床是最常见的是排列不规则的葡萄球菌，是最常见的化脓性球菌，医院交叉感染的来源。
1-1细菌的形态和结构
第1章 细菌的形态与结构
第一节 细菌的大小与形态 第二节 细菌的结构 第三节 细菌形态与结构检查法
细菌 (bacterium)
属于单细胞原核生物型微生物（prokaryotes ）
广义的细菌：泛指各类的原核细胞型微生物，包 括细菌、放线菌、支原体、衣原体、立克次体、 螺旋体。 狭义的细菌：细菌
较坚韧
厚度
20-80nm
肽聚糖层数 可多达50层
革兰阴性菌 较疏松 10-15nm 1-3层
肽聚糖含量 占细胞壁干重50%-80% 占细胞壁干重5%-20%
磷壁酸
+
—
外膜
—
+
4.细胞壁的功能
维持菌体固有的形态 保护细菌抵抗低渗环境 参与菌体内外的物质交换 与细菌的黏附致病有关 菌体表面带有多种抗原决定簇，决定 了菌体的抗原性
2. 性菌毛(sex pilus)
仅见于少数革兰阴性菌。 数量少，1-4根。 比普通菌毛长而粗，中空呈管状。 性菌毛由致育因子（F）质粒编码，故又称F菌毛。 带有性菌毛的细菌为F+菌，无菌毛的为F-菌 功能： F+菌内的质粒或DNA可通过性菌毛进入F-菌体内，
称接合。
特殊结构
（四）芽胞 (spore)
细菌的特点
形体微小，结构简单 具有原始核质，但无核膜和核仁。遗传 物质为RNA和DNA 细胞器不完整，只有核糖体 繁殖迅速，二分裂方式繁殖
第一节 细菌的大小和形态
细菌的大小：以微米(μm)为单位，最常用 光学显微镜观察。
球菌 (球状) 细菌按其外形分，主要有 杆菌 (杆状)
螺形菌 (螺旋状)
球菌 (coccus)
许多细菌（所有的弧菌和螺菌，约半数的杆菌 和个别的球菌）在菌体上附有细长并呈波状弯 曲的丝状物，称为鞭毛，是细菌的运动器官。
细菌的形态和结构
1988年，他利用X射线晶体成像技术 获得了世界第一张离子通道的高清晰度 照片；
它可以让科学家观测到离子在进入离 子通道前、进入离子通道中和进入离子 通道后的状态。
阿格雷和麦金农对水通道和离子通道的 研究意义重大；
很多疾病，如一些神经系统疾病和心血 管疾病就是由于细胞膜通道功能紊乱造 成的；
(四)芽胞/芽孢(spore)
某些细菌（G+菌）在一定条件下，能在菌体 内形成的一个圆形或卵圆形小体。
只在动物体外才能形成，芽胞不是细菌的繁殖 方式。
抗逆性极强的休眠构造(抗热、抗辐射、抗压等)；
枯草芽孢杆菌，在沸水中可存活1小时； 肉毒梭状芽孢杆菌要经5-10h才被杀死；
芽孢的形态和着生位置 无繁殖功能；
间体图片
（四）细胞质（cytoplasm）
被细胞膜包围着的除核区以外的一切半透明、 胶状、颗粒状物质的总称。
主要成分 水（约为80%） 核糖体 细胞内含物
与真核生物不同 细胞质不流动 核糖体是70S 内含物成分不同
碳源及能源类： 聚-β -羟丁酸（PHB）
贮藏物
主要功能：
选择性的吸收和运送物质 是细菌细胞能量转换的重要场所 传递信息 参与细胞壁的生物合成 细胞膜的结构
1972年Singer和Nicolson提出的液态镶嵌模型
整合蛋白
磷 脂 双 分 子 层
周边蛋白 极性头 非极性尾
周边蛋白
细胞膜的生理功能
2003年美国科学家彼得·阿格雷和罗德里克·麦金农获得了诺贝尔化学奖——表彰 他们在细胞膜通道方面做出的贡献。
1.结晶紫 /碘液
2.酒精
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细菌细胞结构－－ G－ CW
孔蛋白（porins）对进入外膜层的物质进行选择。
脂蛋白
细菌细胞结构－－ G－ CW
周质空间
外膜和CM之间，12～15nm厚，胶状。
含许多周质蛋白 如：水解酶、 合成酶、运送 物质的结合蛋 白、受体蛋白 （与细胞趋化 性有关）。
周质空间
革兰阳性菌
革兰阴性菌
G+ 菌与G- 菌细胞壁的比较
第一篇 细菌学
细菌（bacterium）：是属原核生物界的一种 单细胞微生物. 广义细菌： 包括细菌、放线菌、支原体、衣 原体、立克次体、螺旋体 狭义细菌： 专指其中数量最大、种类最多、 具有典型代表性的细菌
东北农业大学
第一章 细菌的形态与结构
一、细菌的形态与大小 二、细菌的结构
三、细菌形态学检查
一般为单倍体，是一个共价闭合环状双链DNA 分
子 大肠埃希菌核质分子量约3×10 9Dal ，长度 1.1mm，4.7×10 6 碱基，约3000~5000个基因
核质（nuclear material）
细菌的特殊结构
1.荚膜（capsule）
某些细菌细胞壁外包绕一 层粘液样物质；普通染色 不易着色，光镜下可见透 明环。负染（墨汁） 化学组成： 多数细菌：多糖 少数细菌：多肽（炭 疽杆菌）、透明质酸（ 链球菌）
性菌毛 pilus（F菌毛）由F
质粒编码 每菌1～4根，比普 通菌毛长而粗，接合，毒 力、耐药性等性状遗传物 质的传递。
性菌毛
普通菌毛
F+
F-
F+
F-
F+
F+
F+
F+
4.芽胞（spore）
某些革兰 阳性细菌在一定 环境条件下，胞 质脱水浓缩，在 菌体内部形成一 个圆形或卵圆形 的小体，是细菌 的休眠形式，称 为芽胞。
细胞壁( Cell Wall)
用革兰染色法可将细菌分为两大类，即革兰
阳性菌和革兰阴性菌
共有组分
溶菌酶作 用位点
肽聚糖（peptidoglycan） 革兰阳性菌
N-乙酰葡糖胺
β－1，4糖 苷键
青霉素作 用位点
N-乙酰 胞壁酸
聚糖骨架、四肽侧链 、五肽交联桥 三维立体结构，坚固 15～50层 革兰阴性菌 聚糖骨架、四肽侧链 二维平面结构，疏松 1～2层
4.细胞质（cytoplasm）
细胞膜包裹的溶胶状物质，或称原生质（protoplasm），由
水、蛋白质、脂类、核酸及少量糖和无机盐组成，其中含有 许多重要结构。 核糖体（ribosome）RNA和蛋白质 沉降系数 70s 50s+30s（真核80s 60s+40s）
链霉素
红霉素
质粒（plasmid）:细菌染色体外的双链环
鞭毛种类
单毛菌
双毛菌
丛毛菌
周毛菌
结构
从细胞膜长出，游离于胞外
鞭毛功能
细菌的运动器官
某些细菌鞭毛与致病有关
鞭毛蛋白有抗原性：H抗原
3.菌毛（pilus）
许多G － 菌和少数G ＋ 菌 菌体表面存在着一种直
的比鞭毛更细、更短的
丝状物
与运动无关
菌毛的种类和功能
普通菌毛
遍布细胞表面，每菌 可达数百根，短而直，粘 附结构,与宿主细胞表面 特异性受体结合，与致病 性密切相关。
大 中 小
炭疽芽胞杆菌 3-10 μ m
大肠埃希菌 2-3 μ m
布鲁菌 0.6-1.5 μ m
细菌－－杆菌（bacillus）形态
铜绿假单胞菌（绿脓杆菌）
细菌－－杆菌（bacillus）形态
蜡状芽孢杆菌
梭状芽孢杆菌
破伤风梭菌
杆菌(bacillus)
杆菌的形态多样
两端齐平
两端尖细
炭疽芽胞杆菌
白喉棒状杆菌
多种形态的杆菌
分枝杆菌
双歧杆菌
棒状杆菌
分枝杆菌
细菌－－螺旋菌（spirilla）形态
弧菌（vibrio)：螺旋周数不足一圈细菌 螺菌（spirillum)：2～6圈小型、坚硬的螺旋状细菌 螺旋体（spirochaeta)：螺旋周数超6周，体长柔软
弧菌鞭毛偏端生，螺菌鞭毛两端生
细菌－－螺旋菌（spirilla）形态
3.细胞膜（cell membrane）
或称胞质膜（cytoplasmic membrane），
细胞壁内侧，包绕细胞质
结构：磷脂、蛋白质
不含胆固醇
功能: 物质转运; 呼吸作用 合成作用; 参与细菌分裂
中介体（mesosome）是部分
细胞膜内陷、折叠、卷曲形 成的囊状物，多见于革兰阳 性细菌 功能：与分裂有关；类似真 核细胞线粒体。
形成条件：溶菌酶、青霉素、胆汁、溶葡萄球菌素、抗体、补体等
与医学的关系： 致病性，常引起慢性和反复发作的感染, 常规细菌检查阴性
生物学特性：形态大小不一，多形性、革兰阴性、高渗培
养、生长缓慢、荷包蛋样菌落、可回复
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。
对青霉素的作用 对溶菌酶的作用
作用部位为肽聚糖 聚糖骨架
细菌细胞结构－－ 特殊细菌CW
某些G＋的分枝杆菌和诺卡氏菌： 细胞壁含有大量霉菌酸（Mycolic acid－一种枝链羟基脂质） 与感染能力有关；
简单染色很难使其着色
抗酸性染色 ：1）细胞与碱性复红和苯酚的混合液一起加热；
状DNA,带有遗传信息，能自我复制,控制细 菌某些特定的遗传性状
2）胞质颗粒（cytoplasmic granule）
功能：细菌储存营养物质。如：白喉杆菌 的异染颗粒，成分为RNA，多偏磷 酸盐 。
核质（nuclear material）
原核细胞，不具成形的核。遗传物质称为
核质或拟核（nucleoid）， 无核膜、核仁和有丝分裂器；因其功能与 真核细胞的染色体相似，决定细菌的遗传 变异，亦称细菌的染色体（chromosome）
芽胞杆菌属、梭菌属
芽胞的形态
芽胞的大小、形状、位置等随菌种而 异，有重要的鉴别价值
芽胞特点
保存有细菌全部生命活性。 是细菌的休眠状态，具有很强的抗高温、
抗干燥、抗化学消毒剂和抗射线能力。
芽胞可发芽，形成新的菌体：一个细菌只
形成一个芽胞，一个芽胞发芽也只生成一
个菌体，芽胞不是细菌的繁殖方式。
Wall teichoic acid
(LTA)
革兰阴性菌
外膜（outer membrane） 脂蛋白 脂质双层 脂多糖LPS
脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）
（1）脂质A（lipid A） 为一种糖磷脂，由D-氨基葡萄糖双糖组 成的基本骨架，不同细菌骨架一致。 内毒素毒性与生物学活性成分 无种属特异性
细胞壁 强度 厚度 肽聚糖层数 肽聚糖含量 磷壁酸 外膜 革兰阳性菌 较坚韧 20-80nm 可多达50层 50%-80% 有 无 革兰阴性菌 较疏松 10-15nm 1-2层 5%-20% 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
一 细 菌 形 态 与 大 小
观察细菌常用光学显微镜，其大小用测微尺在显微镜下进行测量。以微米(μm， 即10-6)为单位。不同种类的细菌大小不一，同一种细菌也因菌龄和环境因素的 影响而有差异。普通光学显微镜的分辨率为0.25um。一般细菌都大于0.25um， 故可用普通光学显微镜观察。
特殊细菌：
细菌细胞结构－－CW
革兰氏染色与CW
1、初染：碱性染料结晶紫初染 2、媒染：加碘液。提高染料和细胞间的相互作用 使二者结合得更牢固。 3、脱色：酒精或丙酮。脱色后将结晶紫保留在 细胞内的为革兰氏阳性细菌，而阴性细菌的结晶紫 被洗掉，细胞呈无色。 4、复染：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。沙黄使原来无色的革兰氏阴性细菌最后 呈现桃红到红色，而革兰氏阳性细菌继续保持深紫色
基本结构：CW、CM 、CP 、核质
特殊结构：鞭毛、菌毛、芽孢、荚膜等
1.细胞壁 （cell wall）：
作用： 1）维持外形， 提高机械强度 2）屏障作用， 防止药物渗入 3）抗原性、对抗生素 和噬菌体的敏感性 4）致病作用
细菌细胞构造模式图
细菌细胞结构－－CW
革兰氏染色与CW
丹麦医生C.Gram（革兰）于1884年 发明的一种鉴别不同类型细菌的 染色方法。
N-乙酰葡糖胺 N-乙酰胞壁酸
溶菌酶作用点
青霉素作用点
肽聚糖①是维持细菌形态的基础成分； ②是青霉素作用的靶分子；③有致病作用。
特殊组分
革兰阳性菌
磷壁酸(teichoic acid)
磷壁醛酸
特殊蛋白：
A蛋白、M蛋白
磷壁酸(teichoic acid，) 是结合在G+细菌细胞壁 上的一种酸性多糖，主要成分为甘油磷酸或核糖醇 磷酸。它有两种类型，其一为壁磷壁酸，它与肽聚 糖分子间发生共价结合；其二为膜磷壁酸(即脂磷壁 酸)，由甘油磷酸铁分子与细脑膜上的磷酸进行 共价 结合后形成。 功能 ①可提高细胞周围镁离子浓度，使酶提高活性； ② 贮藏磷元素； ③ 介导黏附； ④ 赋予革兰氏阳性细菌以特异的表面抗原； ⑤ 可作为噬菌体的特异性吸附受体； ⑥ 能调节细胞内自溶素(autolysin)的活力。
2） 酸性酒精脱色； 3）美蓝复染； 阳性为红色，阴性为蓝色
细菌细胞结构－－ 特殊细菌CW