第一章細(xì)菌形態(tài)與結(jié)構(gòu)課件

第一篇總論第一章細(xì)菌一、細(xì)菌細(xì)胞的形態(tài)二、細(xì)菌的大小第一節(jié)細(xì)菌的形態(tài)定義：細(xì)菌是原核生物界中的一大類單細(xì)胞微生物，它們的個體微小、形態(tài)與結(jié)構(gòu)簡單、具有細(xì)胞壁、細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)、核質(zhì)，無真正的細(xì)胞核、無核膜，以二等分裂方式繁殖和普通光學(xué)顯微鏡下可見的一類微小生物。生存環(huán)境：溫暖潮濕、富含有機物的地方，都有大量細(xì)菌活動。有特殊的臭味或酸敗味，發(fā)粘、發(fā)滑。一、細(xì)菌細(xì)胞的形態(tài)⊕Bacterialshapeexaminedmicroscopically

菌體呈球形或近似球形,以典型的二分裂殖方式繁殖,分裂后產(chǎn)生的新細(xì)胞常保持一定的空間排列方式.根據(jù)細(xì)胞分裂的方向及分裂后的各子細(xì)胞的空間排列狀態(tài)不同,可將球菌分為以下幾種:單球菌、雙球菌、鏈球菌、四聯(lián)球菌、八疊球菌、葡萄球菌等。球菌(coccus)及其排列狀態(tài)單球菌：細(xì)胞分裂沿一個平面進行，新個體分散而單獨存在.如尿素微球菌(Micrococcusureae)雙球菌：細(xì)胞沿一個平面分裂，新個體成對排列.

如肺炎雙球菌(Diplococcus

pneumoniae)鏈球菌：細(xì)胞沿一個平面進行分裂，新個體不但可保持成對的樣子，并可連成鏈狀.如：乳鏈球菌（Streptococcuslactis）無乳鏈球菌（Streptococcusagalactiae)溶血鏈球菌（Streptococcushemolyticus)四聯(lián)球菌：細(xì)胞分裂是沿兩個相垂直的平面進行，分裂后每四個細(xì)胞特征性地連在一起，呈田字形.

如四聯(lián)微球菌（Micrococcustetragenus）八疊球菌：細(xì)胞按三個互相垂直的平面進行分裂后，每八個球菌特征性地連在一起成立方體形.

如藤黃八疊球菌（Sarcina

ureae)葡萄球菌：細(xì)胞無定向分裂，多個新個體形成一個不規(guī)則的群體，猶如一串葡萄。如：金黃色葡萄球菌（Staphylococcusaureus)白色葡萄球菌（Staphylcoccus

albus)桿菌(bacillus)及其排列狀態(tài)桿菌是細(xì)菌中種類最多的類型,因菌種不同,菌體細(xì)胞的長短、粗細(xì)等都有所差異。桿菌的形態(tài)：短桿狀、長桿狀、棒桿狀、梭狀桿狀、月亮狀、竹節(jié)狀等；按桿菌細(xì)胞繁殖后的排列方式則有鏈狀、柵狀、“八”字狀等。短桿菌長桿菌梭狀芽孢桿菌螺旋菌(spirilla)螺旋狀的細(xì)菌稱為螺旋菌。

根據(jù)其彎曲情況分為：

弧菌（vibrio)：螺旋不滿一圈，菌體呈弧形或逗號形

例：霍亂弧菌、逗號弧菌

螺旋菌(spirillum)：螺旋滿2—6環(huán)，螺旋狀

例：干酪螺菌

螺旋體(spirochaeta)：旋轉(zhuǎn)周數(shù)在6環(huán)以上，菌體柔軟。

例：梅毒密螺旋體▼影響細(xì)菌形態(tài)的因素培養(yǎng)時間、培養(yǎng)溫度、培養(yǎng)基成分、濃度、pH值▼細(xì)菌的異常形態(tài)結(jié)核桿菌的正常形態(tài)結(jié)核桿菌的異常形態(tài)▼細(xì)菌特殊形態(tài)柄細(xì)菌、腎形菌、臂微菌、網(wǎng)格硫細(xì)菌、貝日阿托氏菌(絲狀)、具有子實體的粘細(xì)菌等是特殊形態(tài)的細(xì)菌。二、細(xì)菌的大小(1)長度單位：微米(μm)(2)表示：球菌：直徑桿菌：寬×長螺菌：寬、長、螺距通常球菌直徑：0.2—1.5

μm，

桿菌:長1—5μm,寬0.5—1μm。例如：E.coli：平均長度：2μm；寬度0.5μm1500個大腸桿菌頭尾相接等于3mm;109個大腸桿菌重1mg.細(xì)菌大小舉例菌名直徑或?qū)挕灵L/

（μm×μm

）乳鏈球菌金黃色葡萄球菌大腸桿菌枯草芽孢桿菌霍亂弧菌

0.5~10.8~10.5×(1~3)(0.8~1.2)×(

1.2~3)(0.2~0.6)×(1~3)第二節(jié)、細(xì)菌的構(gòu)造

基本結(jié)構(gòu)包括：

細(xì)胞壁、細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)、核區(qū)、間體、核糖體、氣泡和儲藏物。特殊結(jié)構(gòu)包括：莢膜、鞭毛、纖毛、芽孢。

細(xì)胞壁胞漿膜細(xì)胞漿氣泡間體質(zhì)粒核體核蛋白體內(nèi)含物細(xì)菌結(jié)構(gòu)模式圖細(xì)菌細(xì)胞結(jié)構(gòu)（一）細(xì)菌細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)1、細(xì)胞壁

細(xì)胞壁是位于菌體的最外層，內(nèi)側(cè)緊貼細(xì)胞膜的一層無色透明，堅韌而有彈性的結(jié)構(gòu)。細(xì)胞壁約占細(xì)胞干重的10%—25%。（1）細(xì)胞壁的功能保護細(xì)胞免受外力損傷,維持菌體外形協(xié)助鞭毛運動與胞膜一起完成細(xì)胞內(nèi)外物質(zhì)交換為正常細(xì)胞分裂所必需與細(xì)菌的抗原性,致病性和對噬菌體的敏感性密切相關(guān)（2）細(xì)胞壁的化學(xué)組成與結(jié)構(gòu)革蘭氏染色法細(xì)胞壁化學(xué)組成與結(jié)構(gòu)革蘭氏染色的機理青霉素的作用失去細(xì)胞壁的細(xì)菌革蘭氏染色法是細(xì)菌細(xì)胞的復(fù)合染色法，由丹麥醫(yī)生HansChristianGram于1884年創(chuàng)立?；静襟E：涂片固定——結(jié)晶紫初染1min——碘液媒染1min——95%乙醇脫色0.5min——番紅復(fù)染1min結(jié)果:

革蘭氏陽性菌——蘭紫色；

革蘭氏陰性菌——紅色。①革蘭氏染色法：陽性菌陰性菌①革蘭氏染色法細(xì)菌細(xì)胞壁的化學(xué)組成：

成分

占細(xì)胞壁干重的%革蘭氏陽性細(xì)菌革蘭氏陰性細(xì)菌

肽聚糖磷壁酸類脂質(zhì)蛋白質(zhì)含量很高（30~95）含量較高（<50）一般無（<2）無含量很低（5~20）無含量較高（~20）含量較高革蘭氏陽性細(xì)菌與革蘭氏陰性細(xì)菌細(xì)胞壁成分比較

②細(xì)胞壁的化學(xué)組成與結(jié)構(gòu)細(xì)菌細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)：細(xì)胞壁的基本骨架——肽聚糖

肽聚糖：是由N—乙酰胞壁酸（NAM）和N—乙酰葡糖胺（NAG）以及少數(shù)氨基酸短肽鏈組成的亞單位聚合而成的大分子復(fù)合體。肽聚糖單體：是由NAG、NAM、肽尾、肽橋構(gòu)成。

②細(xì)胞壁的化學(xué)組成與結(jié)構(gòu)革蘭氏陽性細(xì)菌肽聚糖單體革蘭氏陰性細(xì)菌肽聚糖單體細(xì)胞壁的基本骨架——肽聚糖細(xì)胞壁的基本骨架——肽聚糖

G+細(xì)胞壁構(gòu)造（以葡萄球菌為代表）①肽聚糖（粘肽）粘肽的組成：a由N-乙酰葡萄糖胺和N-乙酰胞壁酸通過β-1,4糖苷鍵交聯(lián)成骨架。溶菌酶可作用于β-1,4糖苷鍵使之?dāng)嗔?。b由L-丙氨酸，D-谷aa，L-賴aa，D-丙aa形成四肽側(cè)鏈，均連結(jié)于胞壁酸c由四肽側(cè)鏈上第一條第3位L-賴aa與第二條第4位D-丙aa之間形成甘氨酸五肽。青霉素作用于第4和第5個甘aa之間這三者之間構(gòu)成了十分堅韌的三維立體結(jié)構(gòu)。②磷壁酸：是G+菌特有成分，是一種核糖醇或甘油的多聚物，并帶有一些氨基酸或糖。約30個或更多的磷壁酸分子組成長鏈，穿行于肽聚糖層中。壁磷壁酸：長鏈的一端與肽聚糖上的胞壁酸以共價鏈連接，另一端游離于細(xì)胞壁外，稱為壁磷壁酸。膜磷壁酸：長鏈的一端與細(xì)胞膜外層的糖脂以共價鍵相連，另一端穿過肽聚糖層到達(dá)細(xì)胞壁表面，叫膜磷壁酸，又叫脂磷壁酸。

磷壁酸功能：

a是G+特有成份，是特異的表面抗原，與血清分型有關(guān)。

b與Mg2+結(jié)合，以維持細(xì)胞膜上一些酶活性。

c對宿主細(xì)胞具有粘附作用，是A群鏈球菌毒力因子，或為噬菌體提供特異的吸附受體。

G－細(xì)胞壁構(gòu)造（以大腸桿菌為代表）①外胞壁（由外向內(nèi)）

特異性多糖：也叫O特異性鏈，由3-5個低聚糖單位重

復(fù)構(gòu)成的多糖鏈，是G－菌體抗原也叫“O”抗

脂多糖

原有種、型特異性。

核心多糖：位于類脂A外層，由葡萄糖，半乳糖組成，與

類脂多共價聯(lián)結(jié)，具有屬特異性。

類脂A：是細(xì)胞內(nèi)毒素的主要成分，能致使動物發(fā)熱，

白C增多，直至休克死亡，G－類脂A相似，無種屬特異性。

外膜：磷脂雙分子層，蛋白質(zhì)穿插其中。（液態(tài)鑲嵌膜型）

脂蛋白：交聯(lián)外膜和內(nèi)胞壁的肽聚糖層②內(nèi)胞壁(也叫周質(zhì)間隙):

比較薄，主要成分為粘肽。含有G－特有AA，L-二氨基庚二酸。主要骨架和交聯(lián)方式與G+菌相似，肽側(cè)鏈上的L-賴氨酸被L-二氨基庚二酸取代，且L-二氨基庚二酸與D-丙氨酸之間直接相連，中間沒有甘氨酸五肽橋。細(xì)菌細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)革蘭氏陰性菌細(xì)胞壁：G＋`G－肽聚糖的組成不同肽尾第三氨基酸不同G＋賴氨酸G－二氨基庚二酸G，M都是?－1，4－糖苷鍵連接肽橋G＋：5個甘氨酸G－：肽鍵

③

革蘭氏染色原理：第一步：結(jié)晶紫使菌體著上紫色第二步：碘和結(jié)晶紫形成大分子復(fù)合物，分子大，能被細(xì)胞壁阻留在細(xì)胞內(nèi)。第三步：酒精脫色，細(xì)胞壁成分和構(gòu)造不同，出現(xiàn)不同的反應(yīng)。G+菌：細(xì)胞壁厚，肽聚糖含量高，交聯(lián)度大，當(dāng)乙醇脫色時，肽聚糖因脫水而孔徑縮小，故結(jié)晶紫-碘復(fù)合物被阻留在細(xì)胞內(nèi)，細(xì)胞不能被酒精脫色，仍呈紫色。Gˉ菌：肽聚糖層薄，交聯(lián)松散，乙醇脫色不能使其結(jié)構(gòu)收縮，因其含脂量高,乙醇將脂溶解，縫隙加大，結(jié)晶紫-碘復(fù)合物溶出細(xì)胞壁，酒精將細(xì)胞脫色，細(xì)胞無色，沙黃復(fù)染后呈紅色。④青霉素的作用

作用于肽聚糖肽橋的聯(lián)結(jié)，即抑制肽聚糖的合成，故僅對生長著的菌有效，主要是G+菌。

失去細(xì)胞壁的細(xì)菌①L型細(xì)菌：細(xì)菌自發(fā)或經(jīng)誘導(dǎo)劑誘導(dǎo)下，細(xì)菌的細(xì)胞壁缺損或失去了細(xì)胞壁的細(xì)菌。菌體呈多形態(tài)型，能長久或短暫地進行分裂和繁殖，其菌落為“油煎蛋樣”。（霉形體菌落也為油煎蛋樣）通常將細(xì)胞壁缺陷的細(xì)菌，包括原生質(zhì)體及原生質(zhì)球統(tǒng)稱為L形細(xì)菌。

②原生質(zhì)體：G+菌用溶菌酶或抗生素處理后，完全除去細(xì)胞壁，剩下的由細(xì)胞膜包裹細(xì)胞質(zhì)的球狀菌體。它由人工方法形成，不能進行分裂和繁殖。

③圓質(zhì)體（原生質(zhì)球）：G－菌除去細(xì)菌壁中的肽聚糖成分，而仍然保留細(xì)胞壁的其他成分形成一個疏松的有“外套”的球狀體。2、細(xì)胞膜

細(xì)胞膜是緊貼細(xì)胞壁內(nèi)側(cè)包圍細(xì)胞質(zhì)的一層柔軟、富有彈性的半透明薄膜。

蛋白質(zhì)主要包括磷脂糖類少量核酸①細(xì)胞膜的化學(xué)組成

②細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)

1972年Singer和Nicolson提出的細(xì)胞膜液態(tài)鑲嵌模型。

認(rèn)為：膜是由球形蛋白與磷脂按照二維排列方式構(gòu)成的流體鑲嵌式，流動的脂類雙分子層構(gòu)成了膜的連續(xù)體，而蛋白質(zhì)象孤島一樣無規(guī)則地漂流在磷脂類的海洋當(dāng)中。細(xì)胞膜液態(tài)鑲嵌模型③細(xì)胞膜的功能

＊細(xì)胞內(nèi)外物質(zhì)交換和運送。

＊在原核微生物中,參與生物氧化和能量產(chǎn)生。

＊與細(xì)胞壁及莢膜的合成有關(guān)。

＊是鞭毛著生的位點。

間體：由細(xì)胞膜內(nèi)褶形成的一種管狀、層狀或串狀物，一般位于細(xì)胞分裂的部位或附近。間體間體的功能:參與隔膜形成與核分裂有關(guān)類線粒體功能3、擬核（或核質(zhì)體、核區(qū)）擬核：由大型環(huán)狀雙鏈DNA纖絲不規(guī)則地折疊或纏繞而構(gòu)成的無核膜、核仁的區(qū)域。

細(xì)菌DNA：

長度：一般為：1—3mm

例：大腸桿菌的DNA長約1mm。

生長迅速的細(xì)菌在核分裂之后細(xì)胞往往來不及分裂,所以細(xì)胞中常有2—4個核，而生長緩慢的細(xì)菌細(xì)胞中一般只有1—2個核，不在染色體復(fù)制時期一般是單倍體。

功能：負(fù)載遺傳信息。擬核

質(zhì)粒：細(xì)菌染色體外的遺傳物質(zhì)，由共價閉合環(huán)狀雙鏈DNA分子組成．分子量約為２—100×106D.攜帶1—100個基因,一個菌細(xì)胞可有一至數(shù)個質(zhì)粒。

質(zhì)粒的特點：可自我復(fù)制，穩(wěn)定遺傳。對生存不是必要的。復(fù)制與染色體分開，但同步進行。不同質(zhì)粒攜帶不同遺傳信息。無質(zhì)粒細(xì)菌可通過接合、轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)導(dǎo)等方式獲得，不能自發(fā)產(chǎn)生。例：細(xì)菌抗藥性因子、大腸桿菌的F因子。質(zhì)粒應(yīng)用:基因工程，體外重組.4、核糖體：是分散在細(xì)胞質(zhì)中的顆粒狀結(jié)構(gòu)，由核糖體核酸（占60%）和蛋白質(zhì)（占40%）組成。細(xì)菌的核糖體沉降系數(shù)為：70s，由50s大亞基和30s小亞基構(gòu)成。功能：是細(xì)胞合成蛋白質(zhì)的機構(gòu)。5、細(xì)胞質(zhì)及其內(nèi)含物細(xì)胞質(zhì)：是在細(xì)胞膜內(nèi)除核區(qū)以外的細(xì)胞物質(zhì)。細(xì)胞質(zhì)是無色、透明、粘稠狀物質(zhì)。主要成分為水，蛋白質(zhì)，核酸，脂類、少量糖和無機鹽。

細(xì)胞質(zhì)功能：細(xì)胞質(zhì)中含有豐富的酶系，是營養(yǎng)物質(zhì)合成、轉(zhuǎn)化、代謝的場所。細(xì)胞質(zhì)中的內(nèi)含物：①氣泡：由蛋白質(zhì)膜構(gòu)成的充滿氣體的泡狀物。有些細(xì)菌細(xì)胞質(zhì)中含有幾個或多個氣泡。氣泡的功能：調(diào)節(jié)細(xì)胞比重，以使其漂浮在合適的水層中。氣泡吸收空氣，空氣中的氧氣可供代謝需要。例：許多光合細(xì)菌和水生細(xì)菌、鹽桿菌常含有氣泡。②顆粒狀內(nèi)含物：細(xì)菌細(xì)胞質(zhì)中含有各種顆粒狀內(nèi)含物，它們大多數(shù)為細(xì)胞貯藏物，顆粒狀內(nèi)含物的多少因細(xì)菌的種類、菌齡及培養(yǎng)條件不同而改變。主要有：異染粒、聚β－羥丁酸、肝糖粒、淀粉粒、脂肪粒、硫粒和液泡等等。細(xì)胞質(zhì)中的內(nèi)含物（二）細(xì)菌細(xì)胞的特殊結(jié)構(gòu)1、莢膜：某些細(xì)菌細(xì)胞壁外的一層粘液性物質(zhì)。

根據(jù)莢膜的形狀和厚度的不同，將莢膜分為四類：莢膜或大莢膜：粘液狀物質(zhì)具有一定外形，相對穩(wěn)定地附著在細(xì)胞壁外，厚度：＞0.2μm。微莢膜：粘液狀物質(zhì)較薄，厚度：＜0.2μm，與細(xì)胞表面牢固結(jié)合。粘液層：粘液物質(zhì)沒有明顯的邊緣，比莢膜松散,可向周圍環(huán)境中擴散,增大黏性。菌膠團：多個細(xì)菌共有一個莢膜。莢膜的組成：因種而異，除水外，主要是多糖（包括同型多糖和異型多糖），此外還有多肽，蛋白質(zhì)，糖蛋白等。莢膜的生理功能：保護細(xì)胞，抗干燥。貯藏養(yǎng)料，是細(xì)胞外碳源和能源的儲備物質(zhì)。莢膜可以抵御外界細(xì)胞對菌體的吞噬作用。莢膜具有抗原性。與致病力有關(guān)。2、鞭毛：某些細(xì)菌表面由細(xì)胞內(nèi)生出的細(xì)長、波曲、毛發(fā)狀的結(jié)構(gòu)。鞭毛具有運動功能，一般認(rèn)為鞭毛靠鞭毛絲旋轉(zhuǎn)而動，它們是細(xì)菌的“運動器官”。鞭毛的長度：一般為15—20μm，最長可達(dá)70μm。鞭毛的直徑：為0.01—0.02μm.

不同