细菌的形态与结构

细菌的形态与结构第1页，共69页，2023年，2月20日，星期二第一节细菌的形态一、细菌的大小长度单位：微米(μm)第2页，共69页，2023年，2月20日，星期二二、细菌的基本形态与排列状态⊕细菌按其外形，主要有球菌杆菌螺旋状菌第3页，共69页，2023年，2月20日，星期二

菌体呈球形或近似球形,根据细胞分裂的方向及分裂后的各子细胞的空间排列状态不同,可将球菌分为以下几种:单球菌、双球菌、链球菌、四联球菌、八叠球菌、葡萄球菌等。

（一）球菌(coccus)及其排列状态第4页，共69页，2023年，2月20日，星期二1.单球菌(coccus)细胞分裂沿一个平面进行，新个体分散而单独存在。第5页，共69页，2023年，2月20日，星期二2.双球菌(diplococcus)细胞沿一个平面分裂，新个体成对排列。

第6页，共69页，2023年，2月20日，星期二3.链球菌(coccus)细胞沿一个平面进行分裂，新个体不但可保持成对的样子，并可连成链状。第7页，共69页，2023年，2月20日，星期二4.四联球菌(tetracoccus)细胞分裂是沿两个相垂直的平面进行，分裂后每四个细胞特征性地连在一起，呈田字形。

第8页，共69页，2023年，2月20日，星期二5.八叠球菌(sarcina)细胞按三个互相垂直的平面进行分裂后，每八个球菌特征性地连在一起成立方体形。

第9页，共69页，2023年，2月20日，星期二6.葡萄球菌（streptococcus)

细胞无定向分裂，多个新个体形成一个不规则的群体，犹如一串葡萄。第10页，共69页，2023年，2月20日，星期二（二）杆菌(bacillus)及其排列状态杆菌是细菌中种类最多的类型，因菌种不同，菌体细胞的长短、粗细等都有所差异。杆菌的形态：短杆状、长杆状、棒杆状、梭状杆状、月亮状、竹节状等；按杆菌细胞繁殖后的排列方式则有链状、栅状、“八”字状等。第11页，共69页，2023年，2月20日，星期二杆菌(bacillus)：分裂后排列方式不同双杆菌链杆菌第12页，共69页，2023年，2月20日，星期二杆菌(bacillus):大小及排列方式不同炭疽杆菌3-10μm大肠杆菌2-3μm第13页，共69页，2023年，2月20日，星期二（三）螺旋菌(spirilla)弧菌（vibrio)：螺旋不满一圈，菌体呈弧形或逗号形

例霍乱弧菌、逗号弧菌

螺旋菌(spirillum)：螺旋满2-6环，螺旋状，例干酪螺菌

弧菌螺菌第14页，共69页，2023年，2月20日，星期二三、细菌的异常形态结核杆菌的正常形态结核杆菌的异常形态第15页，共69页，2023年，2月20日，星期二菌落：单个细菌在适当的固体培养基表面或内部,经过一段时间培养后，生长繁殖出数量巨大的菌体，形成肉眼可见、有一定形态的群体。可用于细菌的分离、纯化、计数和鉴定。平板培养四、细菌的群体形态菌苔:各“菌落”相互连接形成一片。第16页，共69页，2023年，2月20日，星期二第二节细菌的结构基本结构细胞壁、细胞膜、细胞质、核体特殊结构荚膜、S层、鞭毛、菌毛、芽胞第17页，共69页，2023年，2月20日，星期二细菌细胞结构第18页，共69页，2023年，2月20日，星期二一、基本结构细胞壁细胞膜细胞质核质第19页，共69页，2023年，2月20日，星期二（一）细胞壁(cellwall)革兰阳性菌革兰阴性菌革兰氏染色

细胞壁是位于菌体的最外层，内侧紧贴细胞膜的一层无色透明，坚韧而有弹性的结构。(高渗——特殊染色、电镜）第20页，共69页，2023年，2月20日，星期二1.细菌细胞壁的结构革兰氏阳性菌细胞壁：由肽聚糖和磷壁酸组成壁磷壁酸

肽聚糖脂磷壁酸

阳性菌特有第21页，共69页，2023年，2月20日，星期二革兰氏阴性菌细胞壁外膜(外壁层）：

位于肽聚糖层的外部。脂多糖

外膜蛋白

磷脂内壁层（周质间隙）：紧贴胞膜,仅由1—2层肽聚糖分子构成。微孔蛋白微孔蛋白脂蛋白磷脂微孔蛋白第22页，共69页，2023年，2月20日，星期二

2.细胞壁的化学组成革兰氏阳性细菌与革兰氏阴性细菌细胞壁成分比较革兰氏阳性革兰氏阴性厚度厚15-80nm薄10-15nm肽聚糖多40%-95%少10%-20%脂类少1%-4%多11%-22%磷壁酸有无外膜无有脂蛋白无有脂多糖无有第23页，共69页，2023年，2月20日，星期二细胞壁的基本骨架——肽聚糖是由N—乙酰胞壁酸（NAM）和N—乙酰葡糖胺（NAG）经β-1，4糖苷键连接间隔排列形成的多糖支架。在NAM分子上连接四肽侧链，肽链之间由肽桥或联系起来，组成一个机械性很强的网状结构。

（1）肽聚糖(peptidoglycan)第24页，共69页，2023年，2月20日，星期二革兰阳性菌肽聚糖—聚糖骨架、四肽侧链、五肽交联桥青霉素作用点溶菌酶作用点N-乙酰葡糖胺N-乙酰胞壁酸第25页，共69页，2023年，2月20日，星期二革兰阴性菌肽聚糖—聚糖骨架、四肽侧链第26页，共69页，2023年，2月20日，星期二壁磷壁酸(含量多，通过共价键与肽聚糖分子结合,并延伸到肽聚糖分子表面)

膜磷壁酸(与细菌细胞膜的脂类结合)（2）磷壁酸(teichoicacid)第27页，共69页，2023年，2月20日，星期二磷壁酸的功能①形成表面抗原决定簇的主要成分；②提高膜结合酶的能力(使细胞壁形成负电荷环境,以利于吸附镁离子,维持酶活)；③保证革兰氏阳性致病菌（如A族链球菌）与其寄主间的粘连；④构成噬菌体的吸附位点。

第28页，共69页，2023年，2月20日，星期二（3）脂多糖(lipopolysaccharid,LPS)侧链多糖（有种型特异性）核心多糖（有属特异性）类脂A（无种属特异性，内毒素的主要毒性成分）第29页，共69页，2023年，2月20日，星期二脂多糖的功能（1）能够吸附钙离子、镁离子等阳离子；（2）为噬菌体提供特异的吸附受体第30页，共69页，2023年，2月20日，星期二（4）外膜蛋白（OMP)噬菌体吸附的受体微孔蛋白脂蛋白分子筛作用与细菌黏附和特定物质摄取有关使肽聚糖与外膜层牢固连接参与营养物质转运第31页，共69页，2023年，2月20日，星期二维持菌体固有的形态保护细菌抵抗不利环境参与菌体内外的物质交换菌体表面带有多种抗原分子，可诱发机体的免疫应答。3.细胞壁的功能第32页，共69页，2023年，2月20日，星期二细菌细胞壁缺陷型或L型(bacterialLform)：细胞壁受损后仍能生长和分裂的细菌。在一般环境中不能耐受菌体内的高渗透压而将会涨破死亡。在高渗环境下，仍可存活。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)。4.细菌细胞壁缺陷型（细菌L型）第33页，共69页，2023年，2月20日，星期二

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。(1)形态和染色性临床分离葡萄球菌L型葡萄球菌L型回复后第34页，共69页，2023年，2月20日，星期二细菌L型生长缓慢，营养要求高，必须用高渗的培养基。细菌L型在高渗的培养基上生长后形成三种类型的菌落。（2）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）第35页，共69页，2023年，2月20日，星期二革兰氏染色法是细菌细胞的复合染色法，由丹麦医生HansChristianGram于1884年创立。5.革兰氏（Grams’)染色GramStainGramPositiveGramNegative第36页，共69页，2023年，2月20日，星期二革兰氏阳性

革兰氏阴性不同细菌的革兰氏染色特点第37页，共69页，2023年，2月20日，星期二革兰氏染色法原理

基本步骤：

（1）结晶紫初染

（2）碘液媒染

（3）95%乙醇脱色

（4）沙黄复染

G+菌：肽聚糖含量高，交联度大，当乙醇脱色时，肽聚糖因脱水而孔径缩小，故结晶紫-碘复合物被阻留在细胞内，细胞仍呈紫色。

Gˉ菌：肽聚糖层薄，交联松散，乙醇脱色不能使其结构收缩，因其含脂量高，乙醇将脂溶解，缝隙加大，酒精将细胞脱色，细胞无色，沙黄复染后呈红色。

阴性阳性第38页，共69页，2023年，2月20日，星期二

（二）细胞膜(cellmembrane)

细胞膜液态镶嵌模型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。细菌细胞膜的功能与真核细胞者类似，主要有物质转运、生物合成和呼吸等作用。第39页，共69页，2023年，2月20日，星期二

间体：是部分细胞膜内陷、折叠、卷曲形成的囊状物，多见于革兰阳性菌。其功能类似于真核细胞的线粒体。(三）间体(mesosome)间体第40页，共69页，2023年，2月20日，星期二（四）核体(nuclearbody)细菌不具有成形的核，无核膜、核仁，遗传物质称为核质或拟核。功能是负载遗传信息。

核质由单一密闭环状DNA分子反复回旋卷曲盘绕组成松散网状结构。核体第41页，共69页，2023年，2月20日，星期二

细胞质：细菌细胞膜内包裹的、除核体以外的所有物质，是一种无色、透明、均质的胶体，基本成分为水、蛋白质、脂类、多糖、核糖核酸及无机盐类等，是细菌进行营养物质代谢及合成核酸和蛋白质的场所。含有各种酶系统、核糖体、质粒、包含物等。（五）细胞质(cytoplasm)第42页，共69页，2023年，2月20日，星期二

⒈核糖体（ribosome)

是分散在细胞质中的颗粒状结构，由核糖体核酸（占2/3）和蛋白质（占1/3）组成。沉降系数：70s，由50s大亚基和30s小亚基构成。功能：是细胞合成蛋白质的机构。第43页，共69页，2023年，2月20日，星期二2.质粒(plasmids)

细菌染色体外的共价闭合环状双链DNA分子。控制细菌某些特定的遗传特性。

核体质粒第44页，共69页，2023年，2月20日，星期二3.内含物（inclusion)

贮存营养物质和其他物质的颗粒样结构，有脂肪滴、糖原、异染颗粒等。脂肪滴气泡异染颗粒第45页，共69页，2023年，2月20日，星期二二、特殊结构荚膜S层鞭毛菌毛芽孢第46页，共69页，2023年，2月20日，星期二（一）荚膜(capsule)

荚膜：某些细菌在其细胞壁外包绕一层黏液性物质，用理化方法去除后并不影响细胞的生命活动。肺炎链球菌荚膜荚膜第47页，共69页，2023年，2月20日，星期二(大）荚膜：粘液状物质具有一定外形，相对稳定地附着在细胞壁外，厚度＞0.2µm。微荚膜（microcopsule)：粘液状物质较薄，厚度＜0.2µm，与细胞表面牢固结合。粘液层(slimelayer)：粘液物质没有明显的边缘，比荚膜松散。荚膜菌胶团(zoogloea):包裹在细胞群体上的胶状物质。第48页，共69页，2023年，2月20日，星期二大多数细菌的荚膜是多糖，如猪链球菌；少数菌的荚膜为多肽，如炭疽芽胞杆菌、鼠疫耶氏菌等；极少数二者均有，如巨大芽孢杆菌。1.荚膜的化学组成第49页，共69页，2023年，2月20日，星期二抗吞噬作用：荚膜具有抵抗宿主吞噬细胞的作用，因而荚膜是病原菌的重要毒力因子。抗有害物质的损伤作用：荚膜处于细胞的最外层，有保护菌体避免和减少受有害物质的损伤作用。营养物质的贮存场所与废物排出之地2.荚膜的功能第50页，共69页，2023年，2月20日，星期二

（1）荚膜的形成是微生物的遗传特征之一，是“种”的特征。但不是细菌的必要结构，失去荚膜的菌株照样能够生活。

(2)荚膜的形成与组成明显受培养基成分和培养条件的影响（与环境密切相关）。

3.荚膜形成的条件第51页，共69页，2023年，2月20日，星期二（二）S层

某些细菌的一种特殊的表层结构，完整包裹菌体，由单一的蛋白质亚单位组成，排列规则，呈晶格样结构第52页，共69页，2023年，2月20日，星期二S层的功能1.分子筛和离子通道2.屏障作用，保护细菌3.黏附宿主细胞4.重要的表面抗原第53页，共69页，2023年，2月20日，星期二（三）鞭毛(flagellum)许多细菌在菌体上附有细长并呈波状弯曲的丝状物，称为鞭毛，是细菌的运动器官。第54页，共69页，2023年，2月20日，星期二特殊鞭毛染色，在光学显微镜下观察电子显微镜观察半固体穿刺培养1.鞭毛的观察1：有动力2：无动力第55页，共69页，2023年，2月20日，星期二2.鞭毛菌分类单毛菌双毛菌丛毛菌周毛菌第56页，共69页，2023年，2月20日，星期二鞭毛是运动器官。鞭毛有抗原性。与致病性有关。3.鞭毛的功能第57页，共69页，2023年，2月20日，星期二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。菌毛蛋白具有抗原性。菌毛在光镜下看不到，必须用电镜观察。分为普通菌毛和性菌毛两类。（三）菌毛(filus/fimbriae)第58页，共69页，2023年，2月20日，星期二遍布菌细胞表面，每菌可达数百根。是细菌的粘附结构，能与宿主细胞表面的特异性受体结合。与细菌的致病性密切相关。1.普通菌毛(ordinarypilus)第59页，共69页，2023年，2月20日，星期二仅见于少数革兰阴性菌。数量少，1-4根。比普通菌毛长而粗，中空呈管状。性菌毛由致育因子（F）编码，故又称F菌毛。F+菌内的质粒或DNA可通过性菌毛进入F-菌体内,性菌毛是某些噬菌体吸附于菌细胞的受体。2.性菌毛(sexpilus)第60页，共69页，2023年，2月20日，星期二菌毛比鞭毛更短、更细，且又直又硬。数量很多，不具有运动功能，但与菌的致病性、吸附等有关。只能在电子显微镜下观察到。3.菌毛与鞭毛的比较第61页，共69页，2023年，2月20日，星期二某些细菌在一定的环境条件下，能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。芽胞形成后细菌即失去繁殖能力。产生芽胞的都是革兰阳性菌。（四）芽胞(spore)第62页，共69页，2023年，2月20日，星期二1.芽胞的结构外衣外膜皮质芽孢壁内膜芯