第1章 细菌的形态与结构

③ 脂多糖 (lipopolysaccharide， LPS)---是革兰氏阴 性菌的内毒素；有以下三部分组成：
脂质A（Lipid A）： 糖磷脂。是细菌内毒素的毒性和生物学活性的主要组
分，无种属特异性。是细菌内毒素的毒性和生物学活性的 主要组分。
核心多糖(core polysaccharide)： 位于脂质A的外层，由己糖、庚糖、2-酮基-3-脱氧辛酸
4. 荚膜的染色特点： 不易着色，通常用负染色法染色后观察。 5. 荚膜的医学意义： 细菌的毒力成分； 可用来作细菌分型（荚膜肿胀试验)
荚膜
(二) 鞭毛
某些细菌表面附着的细长呈波状弯曲的丝状 物。根据鞭毛的数量、位置可将鞭毛菌分 成四类:
单毛菌；双毛菌；从毛菌；周毛菌。 有鉴别意义
（5）革兰阳性菌与革兰阴性菌细胞 壁结构差异的生物学意义
染色性：
革兰阳性菌细胞壁结构致密，含脂类物质少，不易酒精脱 色，革兰氏染色成紫色；反之革兰阴性菌染成红色；
抗原性：
革兰阳性菌的重要表面抗原之一是磷壁酸，革兰阴性菌的 核心多糖和O抗原多糖是为重要表面抗原；
毒性：
革兰阴性菌的脂多糖即为内毒素，革兰阳性菌无此成分；
Bacteriology
第1章
细菌的形态与结构
本章要点：
1. 细菌的形状、大小、如何检查细 菌？ 2. 细菌细胞有哪些结构成分？
这些结构与医学有何联系及意义？
概念
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
溶菌酶作用部位为肽聚糖 聚糖骨架
（6）细胞壁缺陷菌—L型细菌
概念
当某些因素（如溶菌酶、青霉素等）破坏或 抑制了肽聚糖的合成使细菌细胞壁发生部分或完 全缺损，在高渗环境下仍可存活而成为细胞缺陷 型细菌。
因首先在英国Lister研究所发现，故称L型细菌。
L型细菌的特性
1. 细菌L型的成因： 可致L型的因素有:溶菌酶，溶葡萄球菌素，青
bacterium)
1. 球菌（coccus）：
外观呈球形或近似球形，直径在1μm左右，由于繁殖时 细菌分裂平面不同和分裂后菌体之间相互粘附程度不一， 可有以下几种排列方式：
双球菌 如：脑膜炎球菌
链球菌 如：乙型溶血性 链球菌
四联球菌 如： 四联加夫基 菌
八叠球菌 如: 藤黄八叠球 菌
细菌基因数量少，如大肠杆菌的基因约 3000～5000个
细菌核质电镜观察
二、细菌的特殊结构
（一）荚膜
细菌代谢过程中分泌在细胞壁外的一层粘 液性物质，能牢固地与细胞壁结合，厚度≥ 0.2 μm，边缘明显。
微荚膜(microcapsule)---厚度< 0.2 μm者。 粘液层(slime layer)--边界不明显且已被洗
药物敏感性：
革兰氏阳性菌对青霉素，溶菌酶敏感，革兰阴性菌则否。
染色性 抗原性
革兰阳性菌 紫色
革兰阴性菌 细胞壁的关系
红色
细胞壁对酒精的通透性
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
对青霉素的 有效 作用
对溶菌酶的 有效 作用
有内毒素 无效 无效
内毒素为阴性菌细胞壁成分 脂多糖
青霉素作用部位为肽聚糖 五肽交联桥
检查细菌鞭毛的方法：
①电镜观察 ②特殊染色后用普通光学显微镜观察； ③压滴法或悬滴法观察细菌动力； ④接种于半固体培养基观察其扩散生长
现象。
（三）、菌毛（pilus）
许多革兰阴性菌和个别革兰阳性菌细胞的 周围具有一些比鞭毛更纤细、短直而坚硬 的丝状物，称为菌毛，与细菌的运动无关。
光学显微镜下看不到，须用电镜观察。
革兰阳性菌 较坚韧 20-80nm
可多达50层 占细胞壁干重50%-80%
+ — — —
革兰阴性菌 较疏松 10-15nm 1-2层
占细胞壁干重5%-20% — + + +
（4）细菌细胞壁的功能
1.维持菌体形态； 抵抗渗透压的影响； 2.参与细菌体内外的物质交换； 3.具有多种抗原表位，诱发机体免疫应答； 4.粘附宿主细胞，与细菌致病性有关。
溶菌酶作用位点
甘氨酸五肽桥
青霉素作用点
（2）特殊成分
①革兰阳性菌细胞壁……磷壁酸 类型：
按其联结部位的不同分为 壁磷壁酸和膜壁酸 两种。
功能及意义：
为某些噬菌体的受体
是革兰阳性菌的重要表面抗原 能粘附于细胞表面，可能与某些细菌的致病性有关 因带负电荷，故可与环境中的Mg＋等阳离子结合，
异染颗粒：主要成分是RNA和大量多聚磷 酸盐，是核酸合成过程中磷和能量的来源， 因其嗜碱性强，用亚甲兰染色着色较深呈 深紫色，显示与菌体不同的染色性，有助 于细菌的鉴定
（四）核质（nuclear material）
由单一密闭环状DNA分子反复回旋卷曲盘 绕组成的松散网状结构。集中于细胞质的 某一区域。无核膜、核仁和有丝分裂器， 又称为拟核。是细菌的遗传物质。
肽聚糖化学组成：
G（+）菌
G（-）菌
聚糖骨架
四肽侧链
（谷、丙、赖、丙）
五肽交联桥
聚糖骨架 四肽侧链 （谷、丙、二氨基庚二酸、丙）
特点： 层次多（50层） 三维空间网格结构
特点： 层次少（2层） 二维平面结构
聚糖骨架：由N－乙酰葡糖胺和N－乙酰胞壁酸通过β－
1，4糖苷键交替联结
概念
脂多糖（LPS）
是革兰阴性菌外膜的组成成分，包括脂质A、 核心多糖和O特异性多糖三部分，又称为内毒 素。脂质A是内毒素的主要毒性成分；核心多 糖具有属特异性，同一属细菌的核心多糖的抗 原性相同；特异性多糖即菌体O抗原，具有种 的特异性。
（3）革兰阳性和革兰阴性细菌 细胞壁的比较
细胞壁 强度 厚度 肽聚糖层数 肽聚糖含量 磷壁酸 外膜 脂蛋白 脂多糖
（二）细胞膜（cell membrane)
位于细胞壁内侧，厚约7.5mm，柔韧致密，富 有弹性。 由磷脂和多种蛋白质组成。
功能：
参与细菌物质转运，生物合成，分泌、呼吸 等生物学作用。
中介体：部分细胞膜内陷、折叠、卷曲形成的
囊状物。多见于革兰氏阳性菌； 功能：扩大细胞膜面积；增加酶的含量和能
量的产生。与细菌细胞的分裂有关—拟线粒体。
革兰氏阴性菌细胞壁组分主要有：
肽聚糖、 外 膜 （脂蛋白 脂质双层
脂多糖）
基本成分—肽聚糖 细
菌
的
细
胞
革兰阳性菌—磷壁酸
壁
特殊成分
革兰阴性菌—外膜
（1）基本成分……肽聚糖 （peptidoglycan）
是细菌细胞壁中的主要成分，为原核细胞 所特有。 亦称为：粘肽（mucopeptide）、 糖肽 (glycopeptide)、 胞壁质(murein)
2. 质粒（plasmid）：
染色体外的遗传物质，存在于细胞质中。 为闭合环状的双链DNA，带有遗传信息， 控制细菌某些特定的遗传性状。
如：菌毛，细菌素，毒素，耐药性的形 成等。
3. 胞质颗粒（metachromatic granule）
细菌细胞质中含有多种颗粒，大多为营养 储藏物；
不是细菌的恒定结构；
1.菌毛的化学组成： 蛋白质
2.菌毛的种类： 根据功能不同，菌毛可分为：
普通菌毛； 性菌毛
3.菌毛的功能： 普通菌毛：粘附作用，与细菌的致病性密切相关。
如：大肠埃希氏菌的 I 型菌毛； 肠产毒型大肠杆菌的定植因子（CFA/I）
革兰氏阴性菌因有外膜保护，且胞内渗透压较低，对低渗环境仍有一定 抵抗力，其细菌L型称为园球体。
荷 包 蛋 状 菌 落
医学意义
①L型细菌在体内、外均能形成，尤其在使用 于细胞壁的药物治疗过程中反复出现，某 些L型细菌仍有致病力，可引起尿路感染、 骨髓炎、心内膜炎等疾病；
②在进行常规细菌学检查时，L型细菌往往被 漏检而造成病原菌感染的漏诊。
棒状杆菌 如： 白喉杆菌
芽胞杆菌 如：
破伤风杆菌
3. 螺形菌 ( Spiral bacterium )
菌体弯曲，长度不等。有以下几种形态 分类：
弧菌 如：霍乱弧菌 螺菌 如：鼠咬热螺菌 螺杆菌 如： 幽门螺杆菌
第二节 细菌的结构
细菌结构模式图
细菌的结构分为两类：
细菌的基本结构 细菌的特殊结构
胞质中，每个细菌体内可达数万个。
沉降系数为70S（30S+50S），由 RNA (66%) 和 蛋白质（34%）组成，是某些抗生素作 用位点， 。
链霉素、四环素能与30S亚基结合，氯霉素、 红霉素则能与50S亚基结合，从而干扰细菌 蛋白质的合成。
真核生物核蛋白体的沉降系数为80S，大小 亚基分别为60S和40S。
（KDO）、磷酸乙醇胺等组成。有种属特异性。 特异多糖(specific polysaccharide)：
由数个至数十个低聚糖重复单位组成的多糖链。具有 种特异性。革兰是阴性菌的菌体抗原（O 抗原）
脂多糖功能
是革兰氏阴性细菌致病物质－内毒素的物质基础 与磷壁酸相似，也有吸附Mg+、Ca2+等阳离子 以提高这些离子在细胞表面的浓度的用； 由于LPS结构的变化，决定了革兰氏阴性细胞表 面抗原决定簇的多样性； 具有控制某些物质进出细胞的部分选择性屏障功能。
提高这些离子的浓度，以保证细胞膜上一些合成酶维持 高活性的需要。
②革兰阴性菌细胞壁的特殊成分……外 膜
脂蛋白 脂质双层 脂多糖
类脂A
核心多糖 特异性多糖
①脂蛋白：
位于肽聚糖层和脂质双层之间，起连接 作用，使外膜和肽聚糖构成一个整体。
②脂质双层：
磷脂双层，内嵌外膜蛋白（out membrane protein OMP），具有不同的功 能。如有的外膜蛋白为孔蛋白是小分子的 通道；有的是噬菌体、性菌毛、细菌素的 受体。
葡萄球菌 如：金黄色葡萄 球菌
2. 杆菌(bacillus)
形态多呈直杆状，也有的菌体稍弯；多数呈分散存 在，亦有规则排列者。不同杆菌的大小、长短、粗细 很不一致。具杆菌的形态、排列特点不同，有如下分 类：
链杆菌 如： 炭疽杆菌
梭杆菌 如：
核梭杆菌
球杆菌 如：
双歧 杆菌
布氏杆菌
分支杆菌 如： 结核杆菌
细胞膜模式图
中 介 体
(三) 细胞质（cytoplasm）
细胞膜包裹的溶胶状物质，亦称原生质 （protoplasm）。由水、蛋白质、脂类、核 酸 及少量糖和无机盐组成。
内含核糖体、质粒、胞质颗粒等许多重要 结构。
1. 核糖体（ribosome）: 细菌合成蛋白质的场所，游离存在于细
霉素，胆汁，抗体，补体等。 2. 细菌L型的形态：
大小不一，高度多形性。革兰氏染色阴性。 3. 细菌L型的培养：
高渗、低琼脂、10%-20%血清、 3%-5% NaCl、 10%-20%蔗糖；生长缓慢；油煎蛋样菌落； 4. 细菌L型的致病性：
引起慢性感染。
革兰氏阳性菌细胞壁几乎完全缺失，仅剩一层细胞膜，称为原生质体。
1、鞭毛的结构: 鞭毛自细胞膜长出， 游离于细胞外，由基础小体； 钩状体；丝状体组成。
2、鞭毛的化学组成： 蛋白质
3、鞭毛的功能： 运动器官：有鞭毛的细菌在液体环境中能自由
的运动。
具抗原性：H 抗原，有特异性源自对细菌的鉴别、 分型有一定的意义。
致病性：有些细菌的鞭毛与致病性有关。如:霍 乱弧菌
脱者。 糖萼(glycocalyx)---介于荚膜和粘液层之间
的结构。
1.荚膜的化学组成： 多糖；多肽；透明质酸。
2.荚膜的形成： 在人和动物的体内或营养丰富的培养基中易形
成。在普通培养基上或连续传代则易消失。
光滑型菌落（S）失去荚膜后会转变成粗糙型 菌落（R） 3.荚膜的功能：
抗吞噬作用；粘附作用；抗有害物质的损伤作 用。
第一节 细菌的大小与形态
（一）细菌的大小
测量细菌大小的单位是微米 （μm ） 多数球菌直径为：1μm 中等大小杆菌长约为２－３μm. 同一种细菌可因 菌龄不同和环境等 因素而有差异
RBC直径：7.5 μm
（二）细菌的形态
细菌的基本形态有 三种：
球菌(coccus)； 杆菌(bacillus) 螺形菌(spiral
细胞壁 细胞膜 细胞质 核质
荚膜 鞭毛 菌毛 芽胞
一、基本结构
（一）细胞壁(cell wall) 位于细菌细胞的最外层，包绕在细胞
膜的周围，组成较复杂，并随不同细菌 而异。
用革兰氏染色法可将细菌分为： 革兰氏阳性菌（G+） 革兰氏阴性菌（G-）
革兰氏阳性菌细胞壁组分：
肽聚糖、 磷壁酸、蛋 白 质