细菌形态结构
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•弧菌
•螺菌
•螺杆菌
细菌的结构(Structure of Bacteria)
细菌的基本结构: 细胞壁、细胞膜、细胞质、核质 细菌的特殊结构: 荚膜、鞭毛、菌毛、芽胞
细胞壁( Cell Wall)
位于菌细胞的最外层，包绕在细胞膜的周围。 组成较复杂， 并随不同细菌而异。 用革兰染色法可将细菌分为两大类，即革兰 阳性菌和革兰阴性菌
对青霉素的作用 对溶菌酶的作用
有效
有效
无效
无效
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
维持菌体固有的形态，并保护细菌抵抗低渗 环境 （阳性菌20~25大气压，阴性菌5~6大 气压） 参与菌体内外的物质交换 菌体表面带有多种抗原表位，可以诱发机体 的免疫应答 磷壁酸：重要表面抗原，与血清型分类有关 外膜：屏障结构，与致病性相关 LPS
（3）特异多糖（specific polysaccharide）
最外层，由数个至数十个低聚糖（3~5个单
糖）重复单位所构成的多糖链。 种特异性
是革兰阴性菌的菌体抗原（O抗原），具有
缺失，细菌变为粗糙型 少数G-菌的LPS结构不典型，其外膜糖脂含
有短链分支聚糖，称为寡聚糖 （lipooligosaccharide ,LOS),哺乳动物细胞膜 的壳聚糖成分相似，可引起免疫逃逸。
第一篇 细菌学
第1章 细菌的形态与结构
2017-2
细菌的大小(Size of Bacteria)
微米(μm)
细菌的形态(Shape of Bacteria)
球菌coccus 杆菌bacillus 螺形菌spiral bacterium
球菌（coccus）
杆菌（bacillus）
螺形菌 （spiral bacterium）
G+ 菌与G- 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 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
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。
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）
鞭毛的结构
从细胞膜长出，游离于胞外
功能
细菌的运动器官 有些细菌的鞭毛与致病性有关 根据鞭毛菌的动力和鞭毛的抗原性（H抗 原），可用以鉴定细菌和进行细菌分类
菌毛（pilus或fimbriae）
概念：许多革兰阴性菌和少数革兰阳性菌 菌体表面存在着一种比鞭毛更细、更短而 直硬的丝状物，与细菌的运动无关。（电 镜观察） 种类及功能 普通菌毛ordinary pilus 性菌毛sex pilus（F菌毛）由F质粒编码
染色法
最常用最重要的染色法 革兰染色法（Gram stain）
普通菌毛： 细菌的粘附 结构 ，与宿 主细胞表面 特异性受体 结合，与致 病性密切相 关
F+
F-
F+
F-
F+
F+
F+
F+
芽胞(spore）
某些细菌在一定的环境条件下，在菌体内 部形成一个圆形或卵圆形小体，是细菌的 休眠形式 形成芽胞的细菌均为革兰阳性菌，如芽胞 杆菌属、梭菌属
形成条件：体外，不同细菌形成条件不同 保存全部生命必需物质：核酸、酶、合成菌 体成分的结构 休眠状态，无新陈代谢 可发芽 1个细菌→1个芽胞→1个细菌 细菌——繁殖体 芽胞——休眠体 每种细菌形成一种类型芽胞
Fra Baidu bibliotek 能
抵抗力强。耐干燥、热、辐射、化学消毒 剂 100℃数小时 消毒灭菌是否彻底的标准 最可靠方法为高压蒸气灭菌 致病性 不直接引起疾病，发芽后形成 繁殖体后致病 鉴别意义 根据芽胞位置、大小等
细菌形态与结构检查法
放大法
普通光学显微镜（light microscope） 电子显微镜（electron microscope） 暗视野显微镜（darkfield microscope） 相差显微镜（phase contrast microscope） 荧光显微镜（fluorescence microscope） 同焦点显微镜（cofocal microscope）
多形态性、革兰阴性、高渗培养、生长缓 慢、 荷包蛋样菌落、细胞壁可/不可回复
与医学的关系： 致病性，常引起慢性和反复发作的感染
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：含有多种酶，与营养的摄取、细菌 结构的合成、细菌呼吸和分泌、细胞的分 裂有关。 特殊蛋白质：青霉素结合蛋白，蛋白分泌 系统。
链霉素
红霉素
质粒（plasmid） 胞质颗粒 异染颗粒（metachromatic granule) RNA、多偏磷酸盐 嗜碱，着色深 诊断价值（白喉棒状杆菌）
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）
脂质双层
结构类似于细胞膜，双层内镶嵌多种 蛋白质称为外膜蛋白（outer membrane protein,OPM),包括孔蛋白（porin)、去阻 遏蛋白等。有的为性菌毛、噬菌体、细菌 素的受体。 周浆间隙 细胞膜与外膜间隙，含多种酶及特殊 蛋白，与细菌获得营养和解毒作用有关。
革兰阳性菌
革兰阴性菌
普通菌毛 数量多、短且细，光镜不可见 是细菌的粘附结构，能与细胞表面的特异 受体结合，与致病密切相关； 有些细菌的菌毛可与不同动物的红细胞结 合，形成血凝，籍此鉴定菌毛； 性菌毛 数量少、中空呈管状，由致育因子(fertility factor）编码，参与F质粒的传递；为某些 噬菌体的受体。
性菌毛：接 合，毒力、 耐药性等性 状的遗传物 质传递。
特殊蛋白： A蛋白、M蛋白
Wall teichoic acid
(LTA)
革兰阴性菌
外膜（outer membrane）
– 脂蛋白 – 脂质双层 – 脂多糖LPS
LIPID BILAYER
脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）
（1）脂质A（lipid A） 为糖磷脂，由D-氨基葡萄糖双糖组成的基 本骨架，双糖骨架的游离羟基和氨基携带 多种长链脂肪酸和磷酸基团。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 （2）核心多糖（core polysaccharide） 位于脂质A的外层 有属特异性，同一属细菌相同
荚膜的功能
抗吞噬作用 肺炎链球菌 粘附作用 与组织、细胞、导管黏附，形 成生物膜。是医院内感染的重要因素。 抗有害物质的损伤作用
鞭毛（flagellum）
概念：许多细菌菌体上附有细长并呈波状 弯曲的丝状物。包括所有的弧菌和螺菌、 约半数的杆菌和个别球菌。 鞭毛长5~20μm，直径12~30nm 数量与部位：① 单毛菌② 双毛菌③ 丛毛菌④ 周毛菌 化学组成：鞭毛蛋白
共有组分
溶菌酶作 用位点
肽聚糖（peptidoglycan） 革兰阳性菌 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
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
特殊组分
革兰阳性菌
磷壁酸(teichoic acid) 磷壁醛酸
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
特殊结构 荚膜（capsule）
概念：某些细菌在其细胞壁外包绕一层粘液性
物质，为多糖或蛋白质的多聚体，用理化方法 去除后并不影响菌细胞的生命活动 ≥0.2μm荚膜；＜ 0.2μm 微荚膜； 黏液层（slime layer) 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）
细菌细胞壁缺陷型（细菌L型） （bacterial L form）
概念：某些理化或生物因素作用于细菌，可 抑制的肽聚糖的合成或破坏细胞壁的结构， 在高渗环境下，细菌仍可存活，成为细胞壁 缺陷型。 G+ 原生质体、 G- 原生质球 形成条件：溶菌酶、青霉素、胆汁、溶葡萄 球菌素、抗体、补体等
生物学特性：
•螺菌
•螺杆菌
细菌的结构(Structure of Bacteria)
细菌的基本结构: 细胞壁、细胞膜、细胞质、核质 细菌的特殊结构: 荚膜、鞭毛、菌毛、芽胞
细胞壁( Cell Wall)
位于菌细胞的最外层，包绕在细胞膜的周围。 组成较复杂， 并随不同细菌而异。 用革兰染色法可将细菌分为两大类，即革兰 阳性菌和革兰阴性菌
对青霉素的作用 对溶菌酶的作用
有效
有效
无效
无效
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
维持菌体固有的形态，并保护细菌抵抗低渗 环境 （阳性菌20~25大气压，阴性菌5~6大 气压） 参与菌体内外的物质交换 菌体表面带有多种抗原表位，可以诱发机体 的免疫应答 磷壁酸：重要表面抗原，与血清型分类有关 外膜：屏障结构，与致病性相关 LPS
（3）特异多糖（specific polysaccharide）
最外层，由数个至数十个低聚糖（3~5个单
糖）重复单位所构成的多糖链。 种特异性
是革兰阴性菌的菌体抗原（O抗原），具有
缺失，细菌变为粗糙型 少数G-菌的LPS结构不典型，其外膜糖脂含
有短链分支聚糖，称为寡聚糖 （lipooligosaccharide ,LOS),哺乳动物细胞膜 的壳聚糖成分相似，可引起免疫逃逸。
第一篇 细菌学
第1章 细菌的形态与结构
2017-2
细菌的大小(Size of Bacteria)
微米(μm)
细菌的形态(Shape of Bacteria)
球菌coccus 杆菌bacillus 螺形菌spiral bacterium
球菌（coccus）
杆菌（bacillus）
螺形菌 （spiral bacterium）
G+ 菌与G- 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 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
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。
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）
鞭毛的结构
从细胞膜长出，游离于胞外
功能
细菌的运动器官 有些细菌的鞭毛与致病性有关 根据鞭毛菌的动力和鞭毛的抗原性（H抗 原），可用以鉴定细菌和进行细菌分类
菌毛（pilus或fimbriae）
概念：许多革兰阴性菌和少数革兰阳性菌 菌体表面存在着一种比鞭毛更细、更短而 直硬的丝状物，与细菌的运动无关。（电 镜观察） 种类及功能 普通菌毛ordinary pilus 性菌毛sex pilus（F菌毛）由F质粒编码
染色法
最常用最重要的染色法 革兰染色法（Gram stain）
普通菌毛： 细菌的粘附 结构 ，与宿 主细胞表面 特异性受体 结合，与致 病性密切相 关
F+
F-
F+
F-
F+
F+
F+
F+
芽胞(spore）
某些细菌在一定的环境条件下，在菌体内 部形成一个圆形或卵圆形小体，是细菌的 休眠形式 形成芽胞的细菌均为革兰阳性菌，如芽胞 杆菌属、梭菌属
形成条件：体外，不同细菌形成条件不同 保存全部生命必需物质：核酸、酶、合成菌 体成分的结构 休眠状态，无新陈代谢 可发芽 1个细菌→1个芽胞→1个细菌 细菌——繁殖体 芽胞——休眠体 每种细菌形成一种类型芽胞
Fra Baidu bibliotek 能
抵抗力强。耐干燥、热、辐射、化学消毒 剂 100℃数小时 消毒灭菌是否彻底的标准 最可靠方法为高压蒸气灭菌 致病性 不直接引起疾病，发芽后形成 繁殖体后致病 鉴别意义 根据芽胞位置、大小等
细菌形态与结构检查法
放大法
普通光学显微镜（light microscope） 电子显微镜（electron microscope） 暗视野显微镜（darkfield microscope） 相差显微镜（phase contrast microscope） 荧光显微镜（fluorescence microscope） 同焦点显微镜（cofocal microscope）
多形态性、革兰阴性、高渗培养、生长缓 慢、 荷包蛋样菌落、细胞壁可/不可回复
与医学的关系： 致病性，常引起慢性和反复发作的感染
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：含有多种酶，与营养的摄取、细菌 结构的合成、细菌呼吸和分泌、细胞的分 裂有关。 特殊蛋白质：青霉素结合蛋白，蛋白分泌 系统。
链霉素
红霉素
质粒（plasmid） 胞质颗粒 异染颗粒（metachromatic granule) RNA、多偏磷酸盐 嗜碱，着色深 诊断价值（白喉棒状杆菌）
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）
脂质双层
结构类似于细胞膜，双层内镶嵌多种 蛋白质称为外膜蛋白（outer membrane protein,OPM),包括孔蛋白（porin)、去阻 遏蛋白等。有的为性菌毛、噬菌体、细菌 素的受体。 周浆间隙 细胞膜与外膜间隙，含多种酶及特殊 蛋白，与细菌获得营养和解毒作用有关。
革兰阳性菌
革兰阴性菌
普通菌毛 数量多、短且细，光镜不可见 是细菌的粘附结构，能与细胞表面的特异 受体结合，与致病密切相关； 有些细菌的菌毛可与不同动物的红细胞结 合，形成血凝，籍此鉴定菌毛； 性菌毛 数量少、中空呈管状，由致育因子(fertility factor）编码，参与F质粒的传递；为某些 噬菌体的受体。
性菌毛：接 合，毒力、 耐药性等性 状的遗传物 质传递。
特殊蛋白： A蛋白、M蛋白
Wall teichoic acid
(LTA)
革兰阴性菌
外膜（outer membrane）
– 脂蛋白 – 脂质双层 – 脂多糖LPS
LIPID BILAYER
脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）
（1）脂质A（lipid A） 为糖磷脂，由D-氨基葡萄糖双糖组成的基 本骨架，双糖骨架的游离羟基和氨基携带 多种长链脂肪酸和磷酸基团。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 （2）核心多糖（core polysaccharide） 位于脂质A的外层 有属特异性，同一属细菌相同
荚膜的功能
抗吞噬作用 肺炎链球菌 粘附作用 与组织、细胞、导管黏附，形 成生物膜。是医院内感染的重要因素。 抗有害物质的损伤作用
鞭毛（flagellum）
概念：许多细菌菌体上附有细长并呈波状 弯曲的丝状物。包括所有的弧菌和螺菌、 约半数的杆菌和个别球菌。 鞭毛长5~20μm，直径12~30nm 数量与部位：① 单毛菌② 双毛菌③ 丛毛菌④ 周毛菌 化学组成：鞭毛蛋白
共有组分
溶菌酶作 用位点
肽聚糖（peptidoglycan） 革兰阳性菌 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
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
特殊组分
革兰阳性菌
磷壁酸(teichoic acid) 磷壁醛酸
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
特殊结构 荚膜（capsule）
概念：某些细菌在其细胞壁外包绕一层粘液性
物质，为多糖或蛋白质的多聚体，用理化方法 去除后并不影响菌细胞的生命活动 ≥0.2μm荚膜；＜ 0.2μm 微荚膜； 黏液层（slime layer) 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）
细菌细胞壁缺陷型（细菌L型） （bacterial L form）
概念：某些理化或生物因素作用于细菌，可 抑制的肽聚糖的合成或破坏细胞壁的结构， 在高渗环境下，细菌仍可存活，成为细胞壁 缺陷型。 G+ 原生质体、 G- 原生质球 形成条件：溶菌酶、青霉素、胆汁、溶葡萄 球菌素、抗体、补体等
生物学特性：