动物微生物2.1细菌的形态与结构

项目二细菌

任务一细菌的形态结构

一、细菌的形态结构

（一）细菌细胞的形态和排列方式

细菌细胞的基本形态有球状、杆状、螺旋状三种（图1-1），分别称为球菌、杆菌和螺旋菌，其中以杆状最为常见，球状次之，螺旋状较为少见。仅有少数细菌或一些细菌在培养不正常时为其他形状，如丝状、三角形、方形、星形等。

图1-1 细菌的三种基本形态（左为模式图，右为照片）

1. 球菌

球菌单独存在时，细胞呈球形或近球形。根据其繁殖时细胞分裂面的方向不同，以及分裂后菌体之间相互粘连的松紧程度和组合状态，可形成若干不同的排列方式（图1-2）。

A B C D

E F

图1-2 球菌的形态及排列方式

（A.单球菌； B.双球菌； C.四联球菌； D.八叠球菌； E.链球菌； F 葡萄球菌）（1）单球菌细胞沿一个平面进行分裂，子细胞分散而独立存在，如尿素微球菌。

（2）双球菌细胞沿一个平面分裂，子细胞成双排列,如褐色固氮菌。

（3）四联球菌细胞按两个互相垂直的平面分裂，子细胞呈田字形排列,如四联微球菌。

（4）八叠球菌细胞按三个互相垂直的平面分裂，子细胞呈立方体排列,如尿素八叠球菌。

（5）链球菌细胞沿一个平面分裂，子细胞成链状排列,如溶血链球菌。

（6）葡萄球菌细胞分裂无定向，子细胞呈葡萄状排列,如金黄色葡萄球菌。

细菌细胞的形态与排列方式在细菌的分类鉴定上具有重要的意义。但某种细菌的细胞不一定全部都按照特定的排列方式存在，只是特征性的排列方式占优势。

2. 杆菌

杆菌细胞呈杆状或圆柱状，形态多样。不同杆菌其长短、粗细差别较大，有短杆或球杆

状（长宽非常接近），如甲烷短杆菌属；有长杆或棒杆状（长宽相差较大），如枯草芽孢杆菌。不同杆菌的端部形态各异，有的两端钝圆，如腊状芽孢杆菌；有的两端平截，如炭疽芽孢杆菌；有的两端稍尖，如梭菌属；有的一端分支，呈“丫”或叉状，如双歧杆菌属，有的一端有一柄，如柄细菌属。也有的杆菌稍弯曲而呈月亮状或弧状，如脱硫弧菌属。杆菌的细胞排列方式有“八”字状、栅状、链状等多种（图1-3）。

A B C D

图1-3 杆菌的形态及排列

（A.单杆菌； B.双杆菌； C.栅栏状排列的菌； D.链杆菌）

3. 螺旋菌

螺旋菌细胞呈弯曲状，常以单细胞分散存在。根据其弯曲的情况不同，可分为三种: （1）弧菌菌体呈弧形或逗号状，螺旋不足一周的称为弧菌，如霍乱弧菌。这类菌与略弯曲的杆菌较难区分（图1-4）。

（2）螺菌菌体坚硬、回转如螺旋状，螺旋满2～6周的称为螺菌，如迂回螺菌。

（3）螺旋体菌体柔软、回转如螺旋状，螺旋超过6周的称为螺旋体，如梅毒密螺旋体。

图1-4 螺旋菌的形态（左为模式图，右为照片）

（二）细菌细胞的大小

细菌细胞大小的常用度量单位是微米（μm），

而细菌亚细胞结构的度量单位是纳米（nm）。不同

细菌的大小相差很大（图1-5）。一个典型细菌的大

小可用大肠杆菌作代表。它细胞的平均长度为2μ

m，宽0.5μm。迄今为止所知的最小细菌是纳米细

菌，其细胞直径仅有50nm，甚至于比最大的病毒还

要小。而最大细菌是纳米比亚硫磺珍珠菌，它的细

胞直径为0.32～1.00m m，肉眼清楚可见。

细菌细胞微小，采用显微镜测微尺能较容易、

较准确地测量它们的大小；也可通过投影法或照相图1-5 不同细菌大小的比例

制成图片，再按照放大倍数测算。

球菌大小以直径表示，一般约0.5～1μm；杆菌和螺旋菌都是以宽×长表示，一般杆菌为（0.5～1）μm×（1～5）μm，螺旋菌为（0.5～1）μm×（1～50）μm。但螺旋菌的长度是菌体两端点间的距离，而不是真正的长度，它的真正长度应按其螺旋的直径和圈数来计算。

在显微镜下观察到的细菌大小与所用固定染色的方法有关。经干燥固定的菌体比活菌体的长度，一般要缩短1/3～1/4；若用衬托菌体的负染色法，其菌体往往大于普通染色法甚至比活菌体还大。

细菌的大小和形态除了随种类变化外，还要受环境条件（如培养基成分、浓度、培养温度和时间等）的影响。在适宜的生长条件下，幼龄细胞或对数期培养物的形态一般较为稳定，因而适宜于进行形态特征的描述。在非正常条件下生长或衰老的培养体，常表现出膨大、分枝或丝状等畸形。例如巴氏醋酸菌在高温下由短杆状转为纺锤状、丝状或链状，干酪乳杆菌的老龄培养体可从长杆状变为分枝状等。少数细菌类群（如芽孢细菌、鞘细菌和粘细菌）具有几种形态不同的生长阶段，共同构成一个完整的生活周期，应作为一个整体来描述研究。

二、细菌细胞的构造

典型的细菌细胞的构造可分为基本构造和特殊构造（图1-6）。

细菌的基本构造是指为所有的细菌细胞所共有的，而可能为生命所绝对必需的细胞构造，包括细胞壁、细胞膜、细胞质及其内含物和核区。

细菌的特殊构造是指某些细菌所特有的，可能具有某些特殊功能的细胞构造，如芽孢、糖被、鞭毛、菌毛和性菌毛等。

（一）细菌细胞的基本构造

1. 细胞壁

细胞壁是位于细胞最外面的一层厚实、坚韧的外被。其厚度因菌种而异，一般在10～80nm之间，其重量占细胞干重的10％～25％。通过染色、质壁分离或制成原生质体后在光学显微镜下可观察到，或用电子显微镜观察细菌超薄切片等方法，也可证明细胞壁的存在。

细胞壁的功能主要有：①固定细胞外形和提高机械强度，使其免受渗透压等外力的损伤；

②为细胞的生长、分裂和鞭毛运动所必需；③阻拦大分子有害物质（某些抗生素和水解酶）进入细胞；④赋予细菌特定的抗原性、致病性（如内毒素）以及对抗生素和噬菌体的敏感性。

基本构造特殊构造

图1-6 细菌细胞的模式构造