细菌学概论Bacteriology
生命科学与技术学院
徐旭东
xu_xudong@
第一节细菌的形态、结构与分类
一、细菌的大小和形态
（一）细菌的大小
细菌的测量单位为微米（μm），一般球菌直径平均大小为1.0μm，杆菌为1~5 μm×0.5~1.0 μm。
（二）细菌的形态
细菌的基本形态有球菌、杆菌和螺形菌三种；
1. 球菌（coccus, cocci）：双球菌、链球菌、葡萄球菌；
2. 杆菌（bacillus, bacilli）：长杆菌、短杆菌；
3. 螺形菌（spirilla）：弧菌（vibrio）、螺菌（spirillum）。
金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus
，电镜）
常见细菌形态
常见细菌形态
大肠杆菌（Escherichia coli，电镜）
大肠杆菌和枯草杆菌（Bacillus subtilis
）
常见细菌形态
拟态弧菌（vibrio mimicus
，电镜）
常见细菌形态
霍乱弧菌（Vibrio
cholerae
）
常见细菌形态
幽门螺杆菌（Helicobacter pylori
）
常见细菌形态
各种细菌的形态和排列
链球菌
Coccoid-shaped Bacterium, Streptococcus faecalis(SEM×33,370).
This image is copyright Dennis Kunkel
藤黄八叠球菌（Sarcina leteus，电镜）
四联微球菌（Micrococcus tetragenus，电镜）
（三）细菌的特殊形态
除上述基本形态的细菌之外，还有一些特殊形态的细菌，如长有附属丝的红微菌，丝状的亮发菌等。
其他还有梨状、盘碟状、方形、三角形等。
红微菌的形态右：模式图，左：显微照片亮发菌的形态
方形细菌（square-shaped bacteria）
星形细菌（star-shaped bacteria）
（一）细菌细胞的基本结构
1. 细胞壁（cell wall）
细胞壁主要是由肽聚糖（peptidoglycan）组成，又称粘肽（mucopeptide）；
肽聚糖由N-乙酰葡萄糖胺（N-acetylglucosamine，G）、N-乙酰胞壁酸（N-acetylmuramic acid，M）和短肽侧链组成；G和M交替排列，通过β-1,4糖苷键连接成长链骨架；短肽侧链将长链骨架连接成空间网格状结构。
革兰氏阳性细菌（G＋）和革兰氏阴性细菌（G－）的细胞壁结构有较大差别。
肽聚糖的化学结构
L-Ala
D-Gln
L-Lys
D-Ala
(Gly)
G＋细菌细胞壁特有的成分——磷壁酸（teichoic acid）
相连；
种类：壁磷壁酸－和M之C
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膜磷壁酸－和CM相连。
功能：
①是G＋细菌重要的表面抗原，与血清学分型有关；
②有保存和运送Mg2+的作用；
③是某些噬菌体的吸附受体，与噬菌体感染有关；
④具有一定的致病作用。
磷壁酸的化学组成
金黄色葡萄球菌的细胞壁结构
L-Ala
D-Glu
meso-DAP
D-Ala
）
大肠杆菌的细胞壁结构
G－菌还有外膜层！
G－菌的外膜层
•脂蛋白（lipoprotein）：蛋白端通过Lys羧基和meso-DAP的氨基相连，类脂端和脂质层共价连接；lipo-脂的
•脂质层：最近认为是单层，嵌有蛋白质，控制物进出细胞的屏障。
•脂多糖（lipopolysaccharide, LPS):由类脂A、核心多糖、特异性多糖组成。
poly-多的，saccharide，糖
G－和G＋细菌的细胞壁结构比较
早期伯杰氏系统中将细菌分为四个门
•薄壁菌门（Gracilicutes）：G－，薄肽聚糖层。
如暗细菌纲、产氧及不产氧光细菌纲；
•厚壁菌门（Firmicuttes）：G＋，厚肽聚糖层。
如厚壁菌纲、放线菌纲；
•柔膜菌门（Tenericutes）：不含肽聚糖层，无细胞壁。
如柔膜菌纲；
•疵壁菌门（Mendosicutes）：由蛋白质、脂多糖结构取代肽聚糖构成细胞壁。
如古细菌。
细菌的细胞壁的功能
①保护微生物细胞，维持细胞外形；
②和微生物抗原性、致病性以及对噬菌体的敏感性有关；
③为细胞的运动提供可靠支点；
④和物质交换有关，和微生物对药物的敏感性有关。
（3）溶菌酶和青霉素对细胞壁的作用
溶菌酶——水解N-乙酰胞壁酸（M）、N-乙酰葡萄糖胺（G）之间的β-1,4糖苷键，破坏细胞壁结构。
青霉素——抑制肽聚糖生物合成的交联过程，影响细胞壁的形成。
对静息细胞无作用。
G－：DAP Ala
G＋：Gly Ala
稀溶液高渗溶液
Cell membrane
2. 细胞膜（cell membrane）
细胞膜，又称质膜（plasma membrane）或内膜（inner membrane），是紧贴在细胞壁内侧、包围着细胞质的一层柔软、脆弱、富有弹性的半透性薄膜，厚约7～8nm，由磷脂（占20%～30%）和蛋白质（占50%～70%）组成。
（1）细胞膜模型
1972年由J.S.Singer和G.L.Nicolson提出。
其要点为：
①膜的主体由脂质双分子层组成；
②脂质脂质双分子层具有流动性；
③整合蛋白因其表面的疏水性，可嵌合于脂质双分子层的疏水性内层，作横向运动；
④外周蛋白因其表面的亲水性，可与脂质双分子层表面的极性头相连，作漂浮运动；
⑤脂质分子间、脂质与蛋白质之间无共价结合。
亲水的极性端。