1章 细菌的形态结构

鞭毛：有些细菌有突出于菌体表面的细长丝状 物，称为鞭毛。 鞭毛长度：因细菌种类不同而异，多长于菌体 若干倍。 观察：要用特殊的鞭毛染色法染色，使染料沉 积在鞭毛上，人为地增大其直径，才能 在光学显微镜下看见。 或用电镜观察。 也可用悬滴法间接观察。
鞭 毛 （ Flagellum）

鞭毛成分：蛋白质，具有抗原性——H抗原 功能：是细菌的运动器官。 鞭毛的有无、位置、数量等可作为鉴定细 菌的依据。
较大的杆菌：长3~10μm，宽1~1.25μm 中等大杆菌：长2~3μm，宽0.5~1μm 小杆菌：长0.7~1.5μm，宽0.2~0.4μm

螺旋状菌：以其两端的直线距离作长度，一
般在 2~20μm之间，宽0.4~0.2μm
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二、细菌的形态


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。 并据此将细菌分为：
一、细菌的大小


测量细菌大小的单位是微米(μm)
细菌的大小，是以生长在适宜的温度和培养基中 的幼龄培养物为标准。虽然同一个菌落中的个体， 其大小也不完全相同，但在一定范围内，各种细 菌的大小是相对稳定，而且具有明显特征。

常见的畜禽病原菌多在几个微米之间。

球菌：直径常为0.5~2μm 杆菌：用长和宽测量

杆菌一般呈正圆柱形，也有近似卵圆形的；


菌体多数平直，亦有稍弯曲的（如腐败梭菌）；
菌体两端多为钝圆，少数是平截（如炭疽杆菌） 或呈尖锐状（如尖端梭杆菌）； 菌体短小近似球形的，称为球杆菌； 会形成侧枝或分枝的，称为分枝杆菌；



一端膨大呈球棒形的，称为棒状杆菌；
有时个别杆菌会变成长丝状。 杆菌只有一个横分裂方向。
鞭毛 菌毛
外部附件
习惯上，将细菌结构分为：
基本结构
细菌基本生命活动过程中所必需。 细胞壁、细胞膜、细胞质，核体、核 糖体、间体等 与基本的生命活动没有多大关系。如：
特殊结构 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
一、细菌的基本结构
（一）细胞壁 (Cell wall)

细胞壁在细菌细胞的外层，是一层无色透明、坚 韧而具一定弹性的膜状结构。 结构比较复杂； 较厚(5~80nm)； 网状结构； 可承受细胞内部强大的渗透压而不破坏。
space)
指在革兰氏阴性菌的细胞膜与细胞壁 之间的空隙。
•
•
此处聚集了若干种胞外酶，主要是水解 酶，与营养物质的分解、吸收和运转有 关。 能破坏某些抗生素的酶(如青霉素酶)亦集 中在此间隙内。
4.
G＋菌与G－菌细胞壁的比较
5、细胞壁的功能

保持：细菌外形
保护：免受外界低渗透压和有害物质的损害。 屏障：它具有相对通透性，对物质的进出，起着 选择性分子筛的屏障作用。 抗原性：带有多种抗原决定簇，决定细菌菌体的
当重新处于正常的培养环境中，可以恢复正常形状。

多形性：有些细菌（如根瘤菌和棒状杆菌）， 在正常环境中，其形状也很不一致，这种现象 就称为多形性。
第二节 细菌的结构

细菌虽小，但其构 造也相当复杂;

细菌的结构对细菌 的生存、致病性和 免疫性等均有一定 作用。
内部结构
细菌结构
表层结构
细胞浆 核蛋白体 核体(核质) 质粒 间体 内含物 芽胞 细胞壁 细胞膜 荚膜
S 层（surface layer）

是某些细菌的一种特殊的表层结构，它完整地包 裹菌体。 S层由单一的蛋白质亚单位组成，规则排列，呈类 晶体结构。 S层有类似于荚膜的保护屏障作用。新近发现气单 胞菌等的S层是一种黏附素，可介导细菌对宿主细 胞的粘附以及内化进入巨噬细胞等。


（二）鞭 毛 （ Flagellum）
膜连结，另一端均游离于细胞壁外。
膜磷壁酸
壁磷壁酸
磷壁酸的作用：

抗原性很强——G＋菌的 表面抗原 在调节离子通过肽聚糖层 中起作用 也可能与某些酶的活性有 关 某些细菌的磷壁酸，能粘 附在宿主细胞表面，其作 用类似菌毛，可能与致病 性有关。



3. G- 菌细胞壁的特点

细胞壁较薄，约5~10nm，但有多层结构，化学组 成比较复杂。
鞭毛超微结构 模式图
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一端单毛菌：菌体一端只有一条鞭毛； 两端单毛菌：菌体两端各有一条鞭毛； 丛 毛 菌：菌体一端或两端各有一丛鞭毛； 周 毛 菌：菌体周身都有鞭毛。

细菌L型：这类细菌没有细胞壁，呈多形态，且能通过
细菌滤器，能繁殖。
(二) 细胞膜(Cell membrane)

与真核细胞膜的区别是不含胆固醇。

细菌细胞膜可以形成特有的结构： 间体 (Mesosome)：也称为中介体，是细胞 膜向胞浆凹陷折叠成的囊状物。与细胞的 分裂、呼吸、胞壁合成和芽胞形成有关。

是细菌合成蛋白质的场所。
电镜下可见，沉降系数为70S，由50S和30S两个 亚基组成。 链霉素能与细菌核糖体的 30S 亚基结合，红霉 素能与 50S 亚基结合，从而干扰细菌蛋白质的 合成而导致细菌的死亡；真核细胞的核糖体为 80S，因此对人体细胞则无影响。


2. 质粒 (Plasmid)


抗原性。

与细菌某些染色反应、药物敏感性和致病性有关。
6. 细胞壁缺陷型细菌

原生质体：指完全除去了细胞壁，只剩下胞浆膜包围
的原生质的个体。这类细菌能生长和增大体积，但不能 繁殖。（如G＋菌失去细胞壁后易形成原生质体）

圆质体：指除去了细胞壁的肽聚糖成分，而保留细胞
壁的其他成分，形成一个疏松的有“外套”的菌体。这 类细菌能有限的生长和增大体积，也不能繁殖。
质粒是细菌染 色体外的遗传 物质。为小分 子的双股环状 DNA。

质粒可携带某些遗传信息，例如： 耐药因子(R)、细菌素(Col)、性菌毛 (F) 及某些毒素的基本编码均在质粒上。 质粒并非细菌所必需，失去质粒的细菌仍 能正常存活。 质粒能进行独立复制，也可与细菌的染色 体同步复制。 质粒可以丢失，也可在细菌间转移。

肽聚糖是原核生物特有的成分。
细胞壁的机械强度有赖于肽聚糖的存在。


肽聚糖是由： 聚糖支架：由N-乙酰氨基葡萄糖和N-乙酰胞
壁酸这两种氨基糖经β-1.4 糖苷键 连接间隔排列而形成。

四肽侧链：在N-乙酰胞壁酸分子上连接。 五肽交联桥：将肽链之间联系起来，组成
一个机械强度大的网状结构。



为G－菌的菌体抗原（O抗原），具有种的特异性
由3~5个单糖组成的低聚糖单位重复构成的多糖链。 单糖的种类、排列顺序、空间构型决定菌体抗原的特异性 特异性多糖如没有生长，则细菌由光滑型转变为粗糙型
脂质双层

脂质双层：是G－菌细胞壁的主要结构
转运营养物质作用 屏障作用，

能阻止多种物质透过，抵抗许多化学药物的作用；


化学组成：多数细菌荚膜的成分为多糖， 少数为多肽。 荚膜的形成 具有种和型的特异性。但也与细菌所 处的环境有密切关系。能产生荚膜的病原 菌，如炭疽杆菌常需在动物组织中才能形 成荚膜，在人工培养基中则往往不形成或 不明显。

荚膜的功能：



不是细菌的主要构造，失去它，并不影响细菌的 生长繁殖， 与细菌的毒力有关—— ①抵抗吞噬细胞的吞噬 ②抵抗体液因子（溶菌酶、补体、抗体等）和药 物的杀菌作用 ③粘附作用 保护细菌免受干燥和其他有害环境因素的影响。 也常是营养物质的贮藏所和废物排除的地方。 免疫学实验证明，荚膜具有抗原性。
球菌 杆菌 螺旋菌
1、球菌（coccus）

多数球菌呈正球形，按其分裂方向及分裂 后彼此相连的情况不同，又可分为：
双球菌（Diplococcus） 链球菌（Streptococcus） 四联球菌（Tetracoccus） 八叠球菌（Sarcina） 葡萄球菌（Staphylococcus）
2、杆菌（Bacterium或Bacillus）

( 三)

细胞质(Cytoplasm)
内含无色透明胶状物，

主要成分是水、蛋白质、脂类、多糖类、核酸 和少量无机盐类等，具有明显的胶体性质，
是细菌进行营养物质代谢以及合成核酸和蛋白 质的场所。 内含有多种酶系统，还有核糖体、质粒、异染 颗粒、脂肪滴、糖原、淀粉粒、空泡等。


1、核糖体 ( Ribosome )
革兰氏染色

1884年一位丹麦科学家（Christian Gram）发明了 一种染色方法，我们称之为革兰氏染色法。
由于各种细菌细胞壁所含的成分不一样，用革兰 氏染色法染色，反应不同，可以把细菌分为两大 类：

革兰氏阳性菌（G+ ） 革兰氏阴性菌（G―）
革兰氏染色的过程
1、细胞壁的主要组分

主要成分：肽聚糖 (Peptidoglycan) 或称粘肽 (Mucopetide)



（四）核体（nucleoid）

细菌为原核细胞，其遗传物质处于细胞浆 中，没有核膜，称为核体/核质/拟核。
核体


核体分布于整个细菌胞浆中，形成球状、 卵状、哑铃状、带状等。 核体即细菌细胞中的DNA，是由闭合环状 的，长约1000nm的双链DNA细丝折叠或盘 绕而成，散布于整个细胞浆中。


除肽聚糖这一基本成份以外，G＋菌和 G－菌还 各有其特殊的结构成分。
2.

G＋菌细胞壁的特点
细胞壁较厚，约20~80mm。肽聚糖含量丰富， 有15~50层，约占细胞壁干重的50~80%。 特殊组分——磷壁酸(Teichoic acid)。

磷壁酸
壁磷壁酸：与细胞壁中肽聚糖的N-乙酰胞壁酸连结
膜磷壁酸：又称脂磷壁酸(Lipteichoic acid)，和细胞
3、螺旋状菌（Spirillum）

菌体成弯曲或螺旋状圆柱形，两端钝圆或呈尖 突状。
又可分为： 弧菌（Vibrio）：菌体只有一个弯曲，形如逗点 螺菌（Spirillum）：有两个以上弯曲，捻转呈螺 旋状

4、衰老型、多形性

衰老型或退化型：细菌在老龄培养物或环境发 生改变（在不适宜的环境中、或化学药品的作 用）时，会出现形状不正常的个体。
分离自大肠 杆菌的核体 电镜图像
细菌染色体 及超螺旋
二、细菌的特殊结构
荚膜 鞭毛 菌毛 芽胞 S层
与细菌的基本生命活动 没有多大关系
（一）荚 膜 (Capsule)

一部分细菌，在其生活过程中，可以在细胞壁的 外面产生一种粘液样的物质，包围整个菌体，称 为荚膜。



荚膜：与细菌壁结合牢固，厚度﹥0.2μm， 普通光镜下可见，边界分明。 微荚膜：厚度﹤ 0.2μm，不能在光镜下直接 看到。 黏液层：疏松地粘附于菌体表面，其界限不 清而易被洗脱者。

有1~2层肽聚糖，约占细胞壁干重的10~20%

不含磷壁酸
有特殊的外膜
脂蛋白 脂双层

外膜蛋白
脂多糖
脂多糖（Lipopolysaccharide ，LPS）
为G－菌的特有成分， 主要构成：

O-侧链多糖 40个重复单位 核心多糖
特异多糖（侧链多糖） 核心多糖 类脂A
类脂A



类脂A：是细菌内毒素的主要成分。 无种属的特异性，与致病性有关。 核心多糖：具有属特异性 特异多糖（侧链多糖）：位于LPS的最外层， 露出于表面之外
所以G－菌对溶菌酶、青霉素等比G＋菌具有较大的
抵抗力。
外膜蛋白(Outer membrane protein，OMP)

外膜蛋白——外膜中镶嵌的多种蛋白质的统称。
微孔蛋白— 起分子筛作用 主要外膜蛋白
外膜蛋白 次要外膜蛋白
脂蛋白
牢固连接外膜与肽聚糖 作为噬菌体的受体 参与营养物质转运
胞质周围间隙(Periplasmic
第一章 细菌的形态和结构

细菌 (bacterium) 的概念 ？

细菌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，结构简单，具有 DNA和RNA，主要靠二分裂方式繁殖，并可 在人工培养基上生长繁殖。 广义的细菌还包括: 放线菌、支原体、衣原体、 立克次体和螺旋体。

第一节 细菌的形态
各种细菌细胞壁的聚糖支架均相同，但四 肽侧链的组成及其连接方式随菌种而异。
G+ 菌肽聚糖
G- 菌肽聚糖

凡能破坏肽聚糖结构或抑制其合成的物质，都 能损伤细胞壁而使细菌变形或杀伤细菌。

例如溶菌酶(Lysozyme)能切断肽聚糖中N-乙酰葡萄 糖胺和N-乙酰胞壁酸之间的β-1.4糖苷键之间联结， 破坏肽聚糖支架，引起细菌裂解。 青霉素和头孢菌素等能与细菌竞争合成胞壁过程中所 需的转肽酶，抑制四肽侧链上D-丙氨酸与五肽桥之 间的联结，使细菌不能合成完整的细胞壁，从而导致 细菌死亡。