第10章01细菌的形态、结构与分类

第十章细菌学概论

主讲：庄东明电话：6222493E-mail:dmzhuang@细菌（bacterium）是一类具有细胞壁，以无性二分裂方式进行繁殖的原核细胞型微生物。第一节细菌的形态、结构与分类一、细菌的大小和形态大小测量单位是微米（μm）染色细菌是无色透明的，必须染色后才能看到其轮廓及其结构革兰染色法同一种细菌的大小和形态也可因菌龄和环境因素的影响而改变。细菌的形态基本形态

特殊形态不规则形态细菌的基本形态球菌杆菌螺菌弧菌螺形菌单球菌(singlecoccus)1、球菌(coccus)尿素微球菌脑膜炎奈瑟菌双球菌（diplococcus）肺炎链球菌链球菌（streptococcus）葡萄球菌（streptococcus）四联球菌（tetrad）四联加夫基菌八叠球菌（sarcina）藤黄八叠球菌2、杆菌（bacillus）不同杆菌的大小、长短、粗细很不一致。炭疽芽胞杆菌3-10μm大中大肠埃希菌2-3μm小布鲁菌0.6-1.5μm杆菌的形态多样两端齐平炭疽芽胞杆菌两端尖细梭杆菌杆菌的形态多样分枝杆菌双歧杆菌3、螺形菌（spiralbacterium）弧菌螺菌螺杆菌细菌的形态受温度、pH值、培养基成分及培养时间等因素的影响。细菌在不适宜的环境中生长或培养时间过长时，其基本形态往往发生变化，常出现梨形、气球形和分枝形等不规则形态，称之为多形性。观察细菌的大小和形态，应选择适宜生长条件下的对数生长期为宜。二、细菌的细胞结构基本结构：细胞壁、细胞膜、细胞质、核质特殊结构：荚膜、鞭毛、菌毛、芽胞（一）、细菌的基本结构1、细胞壁（cellwall）

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。

革兰阳性菌革兰阴性菌革兰染色

革兰染色法涂片风干固定结晶紫碘液95%乙醇复红1min1min脱色

革兰阳性革兰阴性革兰染色结果细胞壁的功能维持细菌的固有形态、保护细菌抵抗低渗环境参与菌体内外的物质交换细胞生长、分裂和鞭毛运动所需带有多种抗原决定簇，决定菌体的抗原性特异性抗原与细菌的血清型分类有关某些成分与致病有关肽聚糖

肽聚糖（peptidoglycan）-----多聚糖，是细菌细胞壁中的主要成分，为原核细胞所特有。磷壁酸蛋白质

革兰阳性菌细胞壁组分

革兰阳性菌细胞壁的肽聚糖结构（M）（G）革兰阳性菌细胞壁的肽聚糖结构人和动物细胞没有细胞壁也没有肽聚糖结构，故溶菌酶和青霉素对人体细胞没有毒性。革兰阳性菌细胞壁特殊组分1、磷壁酸壁磷壁酸膜磷壁酸磷壁酸作用：贮藏磷元素磷酸基团可结合Mg2+，提高细胞膜表面酶的活性构成细胞壁的表面抗原成分，与血清学分型有关作为噬菌体吸附的特异受体调节细胞内自溶素的活性，防止细胞因自溶而死亡增加细菌的黏附性，与细菌致病性有关革兰阴性菌细胞壁组分

细胞壁薄，但结构复杂（1）肽聚糖---由聚糖骨架和四肽侧链组成。仅有1～2层。（2）外膜---是革兰氏阴性菌特有的组分，由脂蛋白，脂质双层，脂多糖三部分组成。革兰阴性菌细胞壁的肽聚糖结构二－氨基庚二酸缺少五肽交联桥，多数侧链呈游离状态G+菌与G-菌肽聚糖结构比较外膜革兰阴性菌细胞壁特殊组分

外膜结构脂蛋白———连结外膜与细胞壁脂质双层——类似细胞膜，参与物质交换，具有通透性屏障作用。脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）——细菌内毒素主要成分脂类A—是内毒素的毒性和生物活性主要成分，无种属特异性核心多糖—位于脂类A外层，有属特异性特异多糖—位于脂多糖最外层，有种的特异性，是菌体抗原（O抗原），缺失细菌由光滑型变为粗糙型。LPS的主要功能带有负电荷，可以吸附Mg2+、Ca2+等阳离子类脂A具有致热性，为内毒素的主要组分特异性多糖帮助进行血清学鉴定噬菌体的吸附受体周质间隙:多种酶及特殊结合蛋白,对细菌获取营养,解除有害物质的毒性等方面有重要作用。脂质双层细胞膜肽聚糖微孔蛋白

脂多糖脂蛋白营养结合蛋白外膜周质间隙周质间隙:革兰阴性菌外膜与细胞膜之间的狭窄空间，又称为壁膜间隙青霉素的抑菌机制抑制细菌细胞壁中的肽聚糖的合成，从而抑制细菌的生长。青霉素可以抑制转肽酶的合成，使短肽侧链之间的交联过程中断，从而使肽聚糖合成中断。对青霉素敏感性革兰阳性菌高于革兰阴性菌肽聚糖含量高外膜对大分子的通透屏障作用溶菌酶的抑菌机制广泛存在于鸟类蛋清、人的泪液和鼻涕、部分细菌及噬菌体内的一种酶。专一水解细菌β-1,4糖苷键，破坏肽聚糖骨架，引起细菌细胞裂解细胞壁革兰阳性菌革兰阴性菌强度较坚韧较疏松厚度20-80nm10-15nm肽聚糖层数可多达50多层1-2层肽聚糖含量占细胞壁干重50%-80%占细胞壁干重10%-20%磷壁酸有无外膜无有G+菌与G-菌细胞壁的比较细菌细胞壁缺陷型或L型（Lformedbacteria）形成原因：细胞壁的肽聚糖结构受各种因素直接破坏或合成被抑制，在高渗环境下仍能存活的细菌称为细菌的L型。形成条件：溶菌酶、青霉素、胆汁、溶葡萄球菌素、抗体、补体等革兰阳性菌细胞壁缺失后，原生质仅被一层细胞膜包住——原生质体（protoplast）。革兰阴性菌肽聚糖层受损后尚有外膜保护——原生质球（spheroplast）。某些L型仍有一定的致病力，通常引起慢性感染。细菌细胞壁缺陷型（细菌L型）

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。细菌L型的形态和染色性蜡样芽胞杆菌L型的镜下形态（多形性）细菌L型生长缓慢，营养要求高，对渗透压敏感，普通营养基上不能生长，培养时必须用高渗、低琼脂的含血清的培养基。细菌L型在高渗的含血清的培养基上生长后形成三种类型的菌落。细菌L型的培养特性和菌落形态

丝状菌落

颗粒型菌落

油煎蛋样菌落（典型L型菌落）细胞壁内侧一层柔软、有弹性、具有半渗透性的生物膜。细菌细胞膜的结构与真核细胞者基本相同，由磷脂和多种蛋白质组成，但不含胆固醇。主要有作用：选择性控制细胞内、外营养物质及代谢产物的运输维持细胞内正常渗透压的屏障作用借助膜上的呼吸酶参与细菌的产能代谢合成细胞壁及壁外各种附属结构的场所鞭毛着生点，为鞭毛运动提供能量（二）细胞膜（cellmembrane）

白喉杆菌细胞膜与中介体中介体（Mesosome）部分细胞膜折叠形成的向内陷入细胞质中的囊状物。多见于革兰阳性菌。功能

类似真核细胞线粒体，为细菌提供大量能量。（三）细胞质（cytoplasm）

细胞膜包裹的无色透明胶状物质，由水、蛋白质、脂类、核酸及少量糖和无机盐组成。细胞质内含有多种酶类，是新陈代谢的主要场所。（1）核糖体（ribosome）

细菌合成蛋白质的场所，游离存在于蛋白质中。沉降系数为70S，由50S和30S亚基组成。细菌核糖体与真菌不同，真菌沉降系数为80S，由60S和40S亚基组成。链霉素和红霉素分别与30S和50S亚基结合，干扰蛋白质合成。（2）胞质颗粒：

大多为贮藏的营养物质。

其中有一种主要成分是RNA和多偏磷酸盐的颗粒，嗜碱性强，用亚甲蓝染色时着色较深呈紫色，称为异染颗粒（metachromaticgranule）。常见于白喉棒状杆菌，位于菌体两端，有助于鉴定。（3）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，控制细菌某些特定的遗传特性。（四）核质（nuclearmaterial）细菌是原核细胞，不具有成形的核。细菌的遗传物质称为核质或拟核，无核膜、核仁和有丝分裂器。核质由一条双链环状DNA分子反复回旋卷曲盘绕组成松散网状结构。水解RNA后，核质可着色。呈球形、棒状或哑铃形。核质具有与细胞核相同的功能，控制细菌的生命活动，是细菌遗传变异的物质基础。1、荚膜(capsule)

荚膜：某些细菌在生活过程中，向其细胞壁外分泌的一层疏松、透明的黏液性物质。荚膜肺炎链球菌的荚膜（二）、细菌的特殊结构荚膜的厚度约200nm厚度<200nm者称为微荚膜（microcapsule）

化学组成：大多为疏水性多糖少数为多肽，用理化方法去除后并不影响细胞的生命活动。荚膜着色困难，以墨汁负染后的荚膜比较易观察荚膜具有抗原性，可用于细菌鉴别及分型。通常在动物体内和营养丰富的培养基中形成。荚膜失去后细菌仍可正常生长，但可导致菌落形态变化。S-R变异荚膜的功能保护菌体，抵抗干燥环境抗吞噬作用贮藏营养堆