细菌形态结构（课堂PPT）

1、没有成形的细胞核没有成形的细胞核的一类单细胞生物的一类单细胞生物细细 菌菌细菌的形态与结构细菌的形态与结构 含义：狭义细菌是指一类细胞细含义：狭义细菌是指一类细胞细短、结构简单、胞壁坚韧、多以二分裂短、结构简单、胞壁坚韧、多以二分裂方式繁殖和水生性较强的原核生物。方式繁殖和水生性较强的原核生物。一、细菌的形态与大小一、细菌的形态与大小（一）细菌的形态（一）细菌的形态细菌个体的基本形态细菌个体的基本形态:球状、杆状和螺旋状三大类型球状、杆状和螺旋状三大类型 (a)单球菌 (b)双球菌 (c)四联球菌 (d)八叠球菌 (e)葡萄球菌 (f)链球菌 各种不同形状的球菌 各种不同形状的杆菌 (a)球杆

2、菌 (b)单杆菌 (c)双杆菌 (d)链杆菌各种不同形状的螺旋菌(a) 螺菌 (b)螺旋体 (c)弧菌 球菌的分裂方式球菌杆菌螺旋型菌特殊形态的细菌特殊形态的细菌（二） 细菌大小 多数细菌细胞的直径约多数细菌细胞的直径约0.50.5m mm, m, 长度约长度约0.55 0.55 m mmm。 但已报道最小的纳米细菌但已报道最小的纳米细菌(nanobacteria)(nanobacteria)直径甚至小于直径甚至小于0.05 0.05 m mmm； 最 大 的 球 菌 纳 米 比 亚 嗜 硫 珠 菌最 大 的 球 菌 纳 米 比 亚 嗜 硫 珠 菌( (Thiomargarita namibi

3、a)Thiomargarita namibia)，其直径大小可达，其直径大小可达100-750m100-750m！ 鞭毛普通菌毛性菌毛芽孢微荚膜荚膜粘液层糖被特殊构造细胞壁细胞膜间体核区内含物一般构造二、细菌细胞的结构核糖体(一) 细胞壁（cell wall） 细胞壁概念：是细胞最外的一层厚实、坚韧的外被，具有固定外形和保护细胞等多种功能。 1、革兰氏阳性细菌的细胞壁结构特点：细胞壁厚度大，2080 nm；化学组分 简单， 一般含90%肽聚糖和10%磷壁酸。肽聚糖可达50层，质地致密。例：金黄色葡萄球菌(1)肽聚糖：肽聚糖是由多糖链经短肽相交联而形成的网络状分子 ，是细菌细胞壁特有的成分，构成

4、细菌细胞壁坚硬的骨架部分。 短肽交联 多糖链M:N-乙酰胞壁酸G: M:N-乙酰N乙酰葡糖胺N乙酰胞壁酸（2）磷壁酸（teichoic acid） 磷壁酸是结合在革兰氏阳性细菌细胞壁上的一种酸性多糖，是革兰氏阳性细菌所特有的成分之一。 2、革兰氏阴性细菌细胞壁结构 特点：肽聚糖层很薄（仅23nm），在肽聚 糖层外还有一个外膜，成分较复杂， 整个壁厚度较G+菌薄，机械强度较G+ 菌弱。(1)肽聚糖层：特点（以大肠杆菌为例）：肽聚糖层薄（23nm）只能形成较疏密、机械强度较差的 肽聚糖网络,1-3层，占细胞干重的5-10%(2)外膜：a.是G-细菌细胞壁特有的结构，位于壁的 最外层b. 由内向外依

5、次由脂蛋白、脂质双层、脂多糖等成分组成C.脂质双层能阻止大分子物质和青霉素、溶菌酶等药物进入细胞体内，所以G-细菌对许多抗生素比G+菌有较大的抵抗力。G+细菌与G细菌细胞壁构造的比较G+G肽聚糖层肽聚糖层肽聚糖层壁膜间隙外膜细胞质膜细胞质膜细胞质膜细胞质膜革兰氏阳性细菌 革兰氏阴性细菌 细胞膜 肽聚糖磷壁酸脂磷壁酸 肽聚糖 周质空间 细胞膜 外膜 脂多糖 孔蛋白 磷脂 脂蛋白 膜蛋白 膜蛋白 革兰氏染色1884年，丹麦医生C.Gram发明程序：（1）初染（结晶紫30S） （2）媒染剂（碘液30S） （3）脱色（95%乙醇1020S） （4）复染（蕃红30 60S）结果判断：菌体呈紫色的为革兰氏

6、阳性菌（G+） 菌体呈红色的为革兰氏阴性菌（G-） ABBBAB AA（1）初染（结晶紫30S）革兰氏染色程序和结果（1）初染（结晶紫30S）（2）媒染剂（碘液30S） （3）脱色（95%乙醇1020S）（4）复染（蕃红30 60S）ABBBAB AA革兰氏染色程序和结果（2）媒染剂（碘液30S）（1）初染（结晶紫30S）（2）媒染剂（碘液30S） （3）脱色（95%乙醇1020S）（4）复染（蕃红30 60S）ABBBAB AA革兰氏染色程序和结果（3）脱色（95%乙醇1020S）（1）初染（结晶紫30S）（2）媒染剂（碘液30S） （3）脱色（95%乙醇10-20S）（4）复染（蕃红30

7、60S）ABBBAB AA革兰氏染色程序和结果（4）复染（蕃红30 60S）A：革兰氏阳性细菌G+B：革兰氏阴性细菌G为什么？（1）初染（结晶紫30S）（2）媒染剂（碘液30S） （3）脱色（95%乙醇1020S）（4）复染（蕃红30 60S）(二) 细胞膜（cytoplasmic membrane）特点特点:主要成分为磷脂、蛋白质和糖主要成分为磷脂、蛋白质和糖原核微生物的细胞膜一般不含胆固醇等甾醇原核微生物的细胞膜一般不含胆固醇等甾醇（支原体除（支原体除外）外） ，这一点与真核生物明显不同。，这一点与真核生物明显不同。多烯类抗生素多烯类抗生素因可因可破坏含甾醇的细胞质膜，故可抑制支原体和真菌

8、的细破坏含甾醇的细胞质膜，故可抑制支原体和真菌的细胞膜，但对其他的原核生物则无抑制作用。胞膜，但对其他的原核生物则无抑制作用。多烯类抗生素：制霉素和二性霉素多烯类抗生素：制霉素和二性霉素B B（三）细胞质和内含物 7页细胞质（细胞质（cytoplasm）:是细胞质膜包围的除核是细胞质膜包围的除核区外的一切半透明、胶体状、颗粒状物质的总区外的一切半透明、胶体状、颗粒状物质的总称。原核微生物的细胞质是不流动的，这一点称。原核微生物的细胞质是不流动的，这一点与真核生物明显不同与真核生物明显不同。含有核蛋白体（核糖体）、质料、胞质颗粒等结构含有核蛋白体（核糖体）、质料、胞质颗粒等结构大肠杆菌的拟核区域

9、（c）（d）粘液层（a）SEM 和荚膜（b）荧光显微镜照片，粘液层（c）和荚膜（d）示意图（a）（b）糖被类型：包裹在单个细胞壁上 有固定层的糖被 荚膜（capsule） 微荚膜（microcapsule） 呈松散状态、未固定的的糖被 粘液层（slime layer） 糖被的主要成分：多糖、多肽或蛋白质，尤以多糖居多。糖被的主要成分：多糖、多肽或蛋白质，尤以多糖居多。 糖被的功能：糖被的功能：保护作用：保护作用：其上大量极性基团可保护菌其上大量极性基团可保护菌体免受干旱损伤或防止噬菌体的吸附和裂解；一些动物致体免受干旱损伤或防止噬菌体的吸附和裂解；一些动物致病菌的荚膜还可保护它们免受宿主白细胞

10、的吞噬，例如肺病菌的荚膜还可保护它们免受宿主白细胞的吞噬，例如肺炎克雷伯氏菌炎克雷伯氏菌( Klebsiella pneumoniae)的荚膜既可使其粘的荚膜既可使其粘附于人体呼吸道并定植，又可防止白细胞的吞噬；附于人体呼吸道并定植，又可防止白细胞的吞噬；贮藏贮藏碳源和能源养料，碳源和能源养料，以备营养缺乏时重新利用；以备营养缺乏时重新利用；作为透性作为透性屏障或屏障或(和和)离子交换系统，离子交换系统，可保护细菌免受重金属离子的毒可保护细菌免受重金属离子的毒害害；表面附着作用表面附着作用，例如引起龋齿的唾液链球菌例如引起龋齿的唾液链球菌(Streptococcus salivarius)会分

11、泌一种己糖基转移酶，使会分泌一种己糖基转移酶，使蔗糖转变成果聚糖，从而使细菌牢牢粘附于牙齿表面，可蔗糖转变成果聚糖，从而使细菌牢牢粘附于牙齿表面，可腐蚀牙表珐琅质层并引起龋齿；腐蚀牙表珐琅质层并引起龋齿；细菌间的信息识别作细菌间的信息识别作用用;堆积代谢废物。堆积代谢废物。(六) 鞭毛(flagellum, 复flagella) 生长在某些细菌体表的长丝状、波状弯曲的蛋白质附属物称为鞭毛，其数目为一至数十条，具有运动功能。鞭毛的长约1520mm，直径为0.010.02mm。细菌鞭毛(flagellum)电镜照 片 （ 引 自“ Foundations of Microbiology）1、鞭毛在

12、细胞表面的着生方式：一端生：一根，一束一端生：一根，一束两端生：两端各生一根鞭毛，两端各生一束鞭毛两端生：两端各生一根鞭毛，两端各生一束鞭毛周生周生3、鞭毛运动的机制 “旋转论(rotation theory)” 4、鞭毛的功能、鞭毛的功能 与细菌运动有关，是原核生物实现其趋向与细菌运动有关，是原核生物实现其趋向性性(taxis)的有效方式。的有效方式。 (七七) 菌毛菌毛(fimbria) 和性毛和性毛(pili) 1、菌毛、菌毛(fimbria)，是一种长在细菌体表的纤细、中空、，是一种长在细菌体表的纤细、中空、短直、数量较多的蛋白质类附属物，具有使菌体附着于短直、数量较多的蛋白质类附属物

13、，具有使菌体附着于物体表面的功能。比鞭毛简单，无基体等构造，直接着物体表面的功能。比鞭毛简单，无基体等构造，直接着生于细胞质膜上。直径一般生于细胞质膜上。直径一般3-10nm，每菌有，每菌有250 300条。多存于条。多存于G- 致病菌中，参与菌致病菌中，参与菌 体吸附于宿主粘膜体吸附于宿主粘膜 上皮细胞上。上皮细胞上。 大肠杆菌菌毛（fimbria） (引自“Foundations of Microbiology”)大肠杆菌性毛（pili）电镜照片(引自“ Foundations of Microbiology)2、性毛又称性菌毛、性毛又称性菌毛 (pilus)，长度比菌毛长，数量少，长度比

14、菌毛长，数量少，每个细胞仅一至少数几根，其构造和成分与菌毛相同。每个细胞仅一至少数几根，其构造和成分与菌毛相同。 功能：参功能：参与细菌结与细菌结合作用，合作用，传递遗传传递遗传物质。物质。(八) 特殊的休眠构造芽孢 某些细菌在其生长发育后期，在细胞内形成某些细菌在其生长发育后期，在细胞内形成一个圆形或椭圆形、厚壁、含水量极低、抗逆性一个圆形或椭圆形、厚壁、含水量极低、抗逆性极强的休眠极强的休眠构造，称为构造，称为芽孢或内生芽孢或内生孢子孢子(spore(spore，Endospore)Endospore)。主要种类：主要种类：芽芽孢杆菌属和羧孢杆菌属和羧菌属菌属 芽孢（芽孢（endospor

15、e，spore） 芽孢是生命世界中抗逆性最强的一种芽孢是生命世界中抗逆性最强的一种构造，在抗热、抗化学药物和抗辐射等方构造，在抗热、抗化学药物和抗辐射等方面，十分突出。面，十分突出。 芽孢衣皮层芽孢壁芽孢膜芽孢质芽孢核区胞外壁核心枯草杆菌芽孢的超薄切片电镜照片（标尺：0.2m） 1、芽孢特点、芽孢特点（1）芽孢是休眠构造而不是繁殖构造）芽孢是休眠构造而不是繁殖构造（2）芽孢抗逆性极强）芽孢抗逆性极强（3）芽孢休眠能力极强）芽孢休眠能力极强药物制剂、用具灭菌时，药物制剂、用具灭菌时，应以杀灭芽孢为标准应以杀灭芽孢为标准121 ，30min三、细菌的营养、生长与繁殖三、细菌的营养、生长与繁殖细菌一

16、般为无性繁殖。细菌一般为无性繁殖。 多数多数繁殖方式：二分裂繁殖繁殖方式：二分裂繁殖杆菌二分裂格形暗网菌三分裂蛭弧菌复分裂(二) 细菌的培养特征 细菌的培养特征主要指细菌在固体、半固体和细菌的培养特征主要指细菌在固体、半固体和液体培养基中生长后所表现出的群体形态特征，不液体培养基中生长后所表现出的群体形态特征，不同的细菌有其固有的培养特征。同的细菌有其固有的培养特征。 1、细菌的固体培养特征、细菌的固体培养特征 菌落（菌落（colonycolony）：）：是指在固体培养基上，由一个是指在固体培养基上，由一个细菌或孢子生长、繁殖形成的肉眼可见的群体。细菌或孢子生长、繁殖形成的肉眼可见的群体。 菌落特征菌落特征: : 湿润湿润, ,较光滑，较透明，较粘稠，易挑较光滑，较透明，较粘稠，易挑起，质地均匀，菌落正反面及边缘与中央部位的颜色起，质地均匀，菌落正反面及边缘与中央部位的颜色一致。一致。 生物学意义生物学意义: :微生物分类鉴定的指征之一。微生物分类鉴定的指征之一。 菌苔（菌苔（bacterial lawnbacterial lawn）：）：是指在固体培养基上是指在固体培养基上由许多细菌或孢子生长、繁殖形