01-1第一章 细菌形态及构造(1)

核糖体（Ribosome)
核糖体
核糖体(ribosome)：细菌合成蛋白质的场所，游离存在 于细胞质中。原核细胞70S（30S、50S）真核细胞的 是80S（40S、60S）。
第三节 细菌的特殊结构
除基本结构外，有的细菌还有荚膜、 S层、鞭毛、菌毛、芽孢等特殊结构。有 些与细菌的致病力有关，有些可用于细 菌鉴定。
7、细菌荚膜实用意义
鉴定菌种
胞外多糖：黄原胶用于石油开采 菌胶团用于处理污水 提取葡聚糖—“代血浆”
二、S层 是某些细菌的一种特殊的表层结构， 完整地包裹菌体， 由单一的蛋白质亚单位有 规则地排列呈类晶格结构的生物膜。 1、化学组成：蛋白质。 2、功能： 1）作为分子筛和离子通 道，并有保护屏障作用，能抵抗噬菌体、蛋白 酶等作用。 2）介导细菌对宿主细胞粘附及内化作用。
壁磷壁酸
肽聚糖是细菌细胞壁所特有的物质。溶菌酶能水 解肽聚糖，导致细菌裂解。
磷壁酸是革兰氏阳性菌特有的成分，是特异的表 面抗原。
肽聚糖(peptidoglycan) 是由N-乙酰葡糖胺和N-乙
酰胞壁酸以β-1、4糖苷键相连，然后再与四肽链和 五肽桥连接成三维空间网格结构，故细胞壁坚韧。
N-乙酰葡糖胺 N-乙酰胞壁酸
涂片
自然干燥
水洗
火焰固定
碘液染色2-3 ′
结
晶紫染色2-3′
水洗
95%乙醇脱色30″
水洗
水洗
复红染色1-2′
干燥
镜检。
革兰氏染色
结晶紫初染
碘液媒染
乙醇脱色
沙黄复染
革兰氏染色及G 菌和G 菌
+
-
（2）革兰氏染色原理 细菌对革兰氏染色呈现阳性 (紫色)和阴性(红色)两种反应，与细菌细胞壁的结构 与组成有关。 细菌经结晶紫初染和碘液媒染后，细胞膜和原生 质染上了不溶于水的结晶紫-碘复合物。 革兰氏阴性菌细胞壁含脂类较多，当以95％乙醇 脱色时，脂类被溶去，而肽聚糖少且疏松，不易收 缩，形成较大的孔隙，结晶紫-碘复合物极易被脱出， 最后被红色染料(复红)复染成红色。
光学显微镜下用目镜 测微尺测细菌大小
细菌的大小介于动物细胞与病毒之间。 细菌的大小以幼龄培养物(对数期)为标准， 各种细菌的大小是相对稳定的，可以作为 鉴定的一个依据。
二
细菌的基本形态及变化
1. 细菌的基本形态 有球状、杆状和螺旋状。据 此将细菌分为球菌、杆菌和螺旋菌三种。
2. 细菌的繁殖与排列方式 细菌的繁殖是二分裂 繁殖（裂殖）。有些细菌分裂后单个存在，有 的分裂后有原浆带相连，形成各种排列方式。

革兰氏阳性菌的细胞壁含脂类少，肽聚糖多且紧
密，95％乙醇作用后肽聚糖收缩，胞壁孔隙缩小，
结晶紫-碘复合物不能脱出，经红色染料复染后仍为
紫色。
（3）革兰氏染色反应的关键步骤和意义

关键步骤：酒精脱色时间长短。其次，染色 结果与菌龄也有关系，老龄G+ 菌易被染成G¯ 细菌的颜色。 意义：革兰氏染色意义在于，缩小了鉴别细 菌的范围。
第一章
细菌的形态与结构
细菌是原核生物界中一大类个体微小，形态 与结构简单的单细胞微生物。 广义细菌包括细菌、立克氏体、衣原体、 霉形体、螺旋体及放线菌等。
§1－1 细菌的形态
一、细菌的大小 二、细菌的基本形态及变化 三、细菌的群体形态

一、细菌的大小
1. 测定细菌大小的单位 常用微米(um)和纳米（nm)。 2. 细菌大小的表示方法 球菌以直径表示 多在0.5-2.0um。 杆菌用长和宽表示 较大杆菌 3-8um × 1-1.25um 中等大杆菌 2-3um × 0.5-1.0um 小杆菌 0.7-1.5um × 0.2-0.4um 螺旋状菌用长和宽表示，以两端直线距离作长度。 2-20um × 0.4-2um
肽聚糖 磷壁酸
脂蛋白 外膜蛋白
脂多糖
肽聚糖
外膜 磷脂 周质间 隙
G+细胞壁
G-细胞壁
（1）革兰氏阳性菌
细胞壁较厚（15-80nm）。其化学成分主要是肽 聚糖（粘肽），占40％-95％，形成15-50层的聚合 体。此外，还有磷壁酸、多糖、蛋白质等。分支杆 菌还含有多量的脂类（分支杆菌酸或蜡质）。
膜磷壁酸
4、粘液层 有些细菌分泌一层很疏松、与周围边界 不明显，易与菌体脱离的粘液样物质，则称为粘液 层。
5、荚膜产生的条件 荚膜的产生是种的特征，但也 与环境条件有关。如炭疽杆菌，在动物组织中能形 成荚膜，在人工培养基中，不易形成荚膜。
荚膜普通染色光镜观察
6、功能
1）荚膜有保护细菌的功能。
2）抵抗吞噬和抗体作用，与侵袭力和致 病性有关； 3）保护细菌免受干燥和其他有害环境因 素的影响。
、核仁，分布于细胞质内。在细胞质中心或边
缘区，呈球状、哑铃状、带状、网状等形态。 功能：控制细菌的遗传与变异。
质粒(circular covalently closed DNA )
细菌细胞质中，游离在染色体外的一段 双股环状DNA分子，叫质粒或附加体。
质粒的功能 质粒含细菌生命非必需基因， 其功能是：（1）控制产生菌毛、毒素、耐药 性和细菌素等遗传性状。 （2）质粒能独立复制，并传给子代菌体。 （3）质粒具有与外来DNA重组的功能，所以 在基因工程中被广泛应用，作为目的基因载 体。
三、间体（Mesosome) 指细胞膜内陷成的管 状、囊状结构。 间体的功能： 相当于真核细胞的线 粒体、内质网； 与细胞壁合成有关 可能与核分裂有关
间体
四、核体（nuclear region or area）
核体又称核质体、原核、拟核、核基因组 (genome），是一个大型环状DNA分子，无核膜
各种细菌的外形和排列方式在一定条件下 相对稳定的，并且具有特征性，可以作为鉴定
细菌的一个依据。
球菌
杆菌
螺旋菌
（一）球菌 多数呈正球形，有的呈肾形、豆形。 1、双球菌：沿一个平面分裂，分裂后两两相 连、成对地排列，呈双球状， 如 肺炎双球菌。 2、链球菌：沿一个平面分裂，分裂后三个以 上连成短链或长链，如马腺疫链球菌。 3、葡萄球菌：沿多个不规则的平面分裂，分 裂后多个球菌不规则地堆在一起， 似一串葡萄，如金黄色葡萄球菌。 其它还有四联球菌和八叠球菌 。
孔蛋白形成外膜微孔，起分子筛的作用。脂蛋白
连接外膜与肽聚糖间。
2. G＋` G－细胞壁成分的区别
成 分 肽聚糖 占细胞壁干重的%
G＋
G－
磷壁酸
类脂质 蛋白质
含量很高（40-95） 含量很低（10-20） 0 含量较高（<50） 一般无（<2） 0 含量较高（10-20） 含量较高
3. 革兰氏染色 （1）革兰氏染色过程
球菌的分裂方向及分裂后的排列
电镜下的葡萄球菌
很像新疆的马奶葡萄
（二）杆菌 杆菌一般呈正圆柱形，也有的近似 卵圆形，菌体两端多数钝圆，有的较平切，菌体 多数平直，有的稍弯曲。
根据杆菌分裂后的不同排列，可分为：
单杆菌
双杆菌
链杆菌
1、单杆菌 殊排列。
分裂后彼此分离，单个散在，无特
1）球杆菌：菌体粗短，两端钝圆，近似球状。 2）梭状杆菌：两端尖细，呈梭状。 3）棒状杆菌：有的杆菌末端膨大呈棒状。 4）分枝杆菌：分裂后形成侧枝或分枝。 2、双杆菌 有的杆菌分裂后成对存在， 或两个以上相连，如乳杆菌、有的炭疽杆菌等。 3、链杆菌 杆菌。 分裂后呈链状排列，如炭疽
不同杆菌的大小、长短、粗细很不一致。
大 中 小
炭疽芽胞杆菌 3-10 μ m
大肠杆菌 2-3 μ m
布氏杆菌 0.6-1.5 μ m
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
杆菌的形态多样
分枝杆菌 双歧杆菌
电子显微镜细菌照片
（三）螺旋状菌 菌体呈弯曲或呈螺旋状圆 柱形，菌体两端钝圆或尖突状。 1、弧菌：菌体只有一个弯曲，形如逗点， 如伤寒弧菌。 2、螺菌：菌体有两个以上弯曲，呈螺旋 状，如减少螺菌。
五、细胞质 指由细胞膜包围，除核体以外的所 有物质，是一 无色透明、均质的粘稠胶体。 1、 化学组成：其基本成分是水、蛋白质、 核酸、脂类以及少量的糖和盐类。 2、功能：细胞质是细菌的内环境，含有 许多酶系统，是细菌进行新陈代谢的 主要场所。
六、其它内含物 （1）核糖体：又名核蛋白体，指散布在细胞质中 的一种核糖核酸蛋白质小颗粒。 功能：合成蛋白质的场所。 （2）异染颗粒：是某些细菌细胞质中特有的 一种 酸性小颗粒，其功能是贮存磷酸盐和能量。 （3）脂肪滴：胞浆中存在的脂肪小滴，是一 些原 核生物特有的碳源和能源的贮存形 式。 （4）糖原和淀粉粒：胞浆内积累的多聚葡萄糖， 是贮存的碳素营养。
二、胞浆膜 指位于细胞壁内层包围在细 胞浆外面的一层具有弹性的 半透膜。 1、化学组成：主要为磷脂和蛋白质，具 有少量碳水化合物和其他物质。
细胞膜的结构(Structure of Cytoplasmic Membrane)
2、细胞膜的功能
控制细胞内、外的物质的交换； 维持细胞内正常渗透压屏障作用； 合成细胞壁、荚膜等大分子的场所； 与细菌能量的产生有关，产能基地； 鞭毛着生点和提供其运动的能量等； 许多酶类，参与细菌的氧化还原反应。
弧 菌
霍乱弧菌，副溶血弧菌
弧 菌
空 肠 弯 曲 菌
猪痢疾螺旋体
螺菌
鼠咬热螺菌
不同形态的细菌（Different Shapes）

衰老型和多形性
衰老型：在老龄培养物中，会出现和正 常形状不一样的个体，这就是衰老型或 退化性。 当这些衰老型的培养物，重新处于正 常的培养环境中，可恢复正常形状（慢 性猪丹毒杆菌）。

4. 细胞壁缺陷性细菌 1） 原生质体：革兰氏阳性菌，经溶菌酶 或青霉素处理后，可完全除去细胞壁，形成 仅由细胞膜包住细胞质的菌体，称为原生质 体。
2） 原生质球：用溶菌酶等作用革兰氏阴 性菌，仅能去除细胞壁内的肽聚糖，形成仍 有外膜层包裹的菌体，称为原生质球 。
3） 细菌L型：指细菌自发或经诱导剂诱 导形成的遗传稳定的细胞壁缺陷菌株。
溶菌酶作用点
青霉素作用点
（2）革兰氏阴性菌 细胞壁较薄（10-15nm），其结构和成分复杂， 由外膜和周质间隙组成。外膜由脂多糖、磷脂、 蛋白质和脂蛋白等构成，周质间隙是一层薄的 肽聚糖（占10％-20％），仅2-3nm，较疏松。
脂蛋白
外膜蛋白(OMP)
是外膜中镶嵌的多种蛋白质的统
称。主要外膜蛋白包括微孔蛋白及脂蛋白等。微


多形性：在正常环境中生长，其形状也 很不一致，这种现象称多形性（溶血巴 氏杆菌、支原体、L型细菌）。
三、细菌的群体形态
菌落：细菌在适合生长的固体培养基表面或内 部生长，形成一个肉眼可见的，有一定 形态的独立群体，称为菌落，又称克隆。 菌苔：若长出的菌落连成一片，称为菌苔。

各种细菌的菌落，有大小、色泽、质地、 表面性状、边缘结构等方面均有各自的特征。
细菌的菌落
§1-2 细菌的基本结构
基本结构 细胞壁、细wk.baidu.com膜、细胞质、核体等 。
一、细胞壁 指在细菌细胞的外围，坚韧 而具有 一定弹性的 膜。 用革兰氏染色，可把细菌染成革兰氏阳性 菌G+和革兰氏阴性菌G-两大类。这两类细菌的 细胞壁结构和成分不同。
1. 细胞壁的结构与化学组成 粘肽（肽聚糖）：决定细胞壁的坚韧性 外层 G+ 磷壁酸：主要表面抗原 细胞壁 多糖：为抗原 内层 蛋白质：有A蛋白、 M蛋白等 最外层：脂多糖，类脂A为内毒素的主要成分 G外膜 中层：双层磷脂组成 细胞壁 内层：脂蛋白、蛋白质 周质间隙即最内层：粘肽（较少）
一、荚膜 某些细菌可在细胞外周产生一种粘液 样的物质，包围整个菌体，称为荚膜。
当多个细菌的荚膜融合在形成一大的胶状物， 内含多个细菌细胞时，则称为菌胶团。
荚膜
细菌菌体
菌胶团
电镜下荚膜
纯多糖 多糖 杂多糖
葡聚糖果聚糖纤维素 海藻酸透明质酸
1、荚膜成分
多肽 聚-D-谷氨酸
多肽和多糖蛋白质
2、荚膜的着色 普通染色方法不易着色，在光镜下 观察时，可见菌体周围有一无色透明圈为荚膜。用 荚膜染色法，可以清楚地看见荚膜的存在。 3、荚膜的厚度 荚膜的厚度在200nm以下，用光镜 看不见，在电子显微镜下可看到，称为微荚膜。
左侧为大肠杆菌的原球体， 右侧为有胞壁的大肠杆菌
细菌L型的形态和染色性
细菌L型呈高度多形性，大小不一。着色不匀，无论 其原为革兰阳性或阴性菌，形成L型大多染成革兰阴性。
蜡样芽胞杆菌L型的镜下形态（多形性）
5. 细胞壁的功能 1）主要是维持细菌外型，保护细菌耐 受低渗环境（胞质渗透压约为50万-250万 Pa）； 2）阻挡有害物质进入菌体，维持离子 平衡； 3）与细菌的致病性、抗原性、药物敏 感性及革兰氏染色性等密切相关。