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1 大小 量度细菌大小的单位是μm (微米，即10-6 m)。一般细菌的直径或宽度约0.5 μm，长度约0.5～5 μm。 特例：费氏刺尾鱼菌细胞可达 600×60 μm；纳米比亚嗜硫珠菌细胞直径0.32～1 mm； 纳米细菌(nanobacteria)细胞直径仅为50 nm左右。 2 细菌的形态 细菌基本形态通常可分为球状、杆状和螺旋状，分别被称为球菌、杆菌和螺旋菌。 球菌呈球形和近球形。球菌分裂后产生的新细胞常保持一定的排列方式，在分类鉴定上有一定意义。 根据球菌细胞分裂面和分裂后的排列方式，又可分为单球菌、双球菌、链球菌、四联球菌、八叠球菌和葡萄球菌。 杆菌细胞呈杆状或圆柱形。 短杆菌近似球状，长的杆菌近丝状。杆菌细胞常沿一个平面分裂，大多数菌体分散存在，但有的杆菌呈长短不同的链状，有的则呈栅状或“八”字形排列等。 细胞弯曲呈弧状或螺旋状，弯曲不足一圈的称弧菌，如霍乱弧菌(Vibrio cholerae) 。弯曲度大于一周的称为螺旋菌。 3 染色 碱性染色剂 = 有色的阳离子 + 无色的阴离子 酸性染色剂 = 无色的阳离子 + 有色的阴离子 染色的方法有很多，如单染色、革兰氏染色、抗酸性染色、荚膜染色、芽孢染色、鞭毛染色等，其中以革兰氏染色(Gram staining)最为重要，由丹麦细菌学家Gram于1884年创造。 Gram stain的主要步骤：结晶紫初染1 min →碘液媒染1 min →乙醇脱色20～30 sec →番红复染1～2 min 镜检菌体呈呈紫色者为革兰氏染色反应阳性细菌(常以G+表示) ，呈红色者为革兰氏染色反应阴性细菌 (常以G－表示)。 通过这一简单染色几乎可将所有细菌区分为革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌两大类。 二 细菌的结构与功能 一般构造(不变部分)：细胞壁、细胞膜、细胞质、核质体等 特殊构造(可变部分)：糖被、鞭毛、菌毛、性菌毛、芽孢、伴孢晶体等 (一) 细胞壁(cell wall) 1 肽聚糖(peptidoglycan) 细胞壁的主要成分，为原核生物所特有，又称粘肽、糖肽、胞壁质或粘质复合物。 G+菌[以金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)为例]： 多糖链 + 四肽尾 + 五肽桥 G－菌[以大肠埃希氏菌(Escherichia coli)，即大肠杆菌为例]： 多糖链 + 四肽尾 (1) 多糖链，由N-乙酰葡萄糖胺(G)和N-乙酰胞壁酸(M)组成的双糖单位交替排列，经β-1,4-糖苷键联结而成。 (2) 四肽尾，由四个氨基酸组成的短肽连接在N-乙酰胞壁酸分子上： G+菌(以S. aureus为代表)四肽尾的顺序为L-Ala、D-Glu、L-Lys、D-Ala G－菌(以E. coli为代表)四肽尾的顺序为L-Ala、D-Glu、m-Dap、D-Ala (3) 五肽桥，G+菌一般由五个Gly组成五肽桥； G－菌一般没有特殊的肽桥。 2 磷壁酸(teichoic acid)— G+菌细胞壁的特有组分 又称垣酸，约占细胞壁干重的50%。是由核糖醇或甘油残基经磷酸二酯键互相连接而成的多聚物。按其结合部位的不同，分壁磷壁酸和膜磷壁酸。磷壁酸的功能(参P14)。 3 G－菌细胞壁的特殊结构 (1) 外膜(outer membrane) 外膜由脂蛋白、脂双层和脂多糖三部分构成，约占胞壁干重的80%，其中脂多糖(lipopolysaccharide, LPS)位于最外面,由脂质A、核心多糖和特异多糖三部分组成。 LPS的功能 ： ⅰ革兰氏阴性菌的内毒素(endotoxin)； ⅱ能吸附Mg2+、Ca2+等二价阳离子，有利于维持菌体内离子平衡和保持细胞膜上一些合成酶的高活性； ⅲ赋于革兰氏阴性菌特异的表面抗原； ⅳ某些噬菌体在细胞表面的吸附受体。 (2) 周质空间(periplasmic space) G－菌细胞膜和外膜的脂双层间的空隙，约占细胞体积的20～40%。 (注：G+菌有无周质空间存在一定争议) 4 G+与G－菌细胞壁比较(参P16表) 5 古菌(Archaea)的细胞壁 古菌又称古生菌或古细菌(archaebacteria)，大多数生活在极端环境中。 古菌中，除热原体(Thermoplasma)没有细胞壁外，其余都具有与（真）细菌功能相似的细胞壁。古菌细胞壁上不含肽聚糖，而含假肽聚糖、糖蛋白或蛋白质。 6 (1) 维持菌体固有形态，保护细胞免受外力损伤，阻拦大分子有害物进入细胞； (2) 细胞生长、分裂和运动所必需； (3) 赋予细菌特定的抗原性以及对抗生素和噬菌体的敏感性。 7 (1) 原生质体(protoplast) 人工处理后，完全丧失细胞壁仅有细胞膜包裹着的细胞，一般由G+菌形成。 (2) 原生质球(spheroplast) 人工处理后，还残留部分细胞壁的细胞，一般由G－菌形成。 (3) L-型细菌(L-form bacterium) 细菌在某些情况下所形成的变异形，无完整而坚韧的细胞壁，细胞呈多形态。能够生长和分裂，常形成“油煎蛋”状小菌落。最先由英国Lister研究所发现而得名。 (4) 支原体(mycoplasma) (参P35－36) 长期进化过程中形成的、适应自然生活条件的无细胞壁的原核生物(属于广义上的细菌)。 8 是基于细菌细胞壁化学成分差异而引起了物理特性(脱色能力)的不同。初染和媒染后，在细胞膜和原生质上染上了不溶于水的结晶紫与碘复合物…… (二) 细胞膜(cell membrane) 又称细胞质膜、质膜或内膜，是外侧紧贴细胞壁而内侧包围原生质的一层柔软、脆弱而富有弹性的半透性薄膜，厚约8 nm，占细胞干重的10%左右，主要化学成分为脂类与蛋白质。 细菌细胞膜的主要功能：物质转运、渗透调节、能量代谢、生物合成、信号识别与传递等。 ◆间体(mesosome)，又称[中(间)体],是部分细胞膜内陷、折叠、卷曲形成的层状或囊状结构，一般位于细胞分裂部位或其邻近，一端连在细胞膜上，另一端与核相连，与细胞壁的合成、核质分裂、细胞呼吸以及芽孢等形成有关。 (三) 细胞质(cytoplasm) 又称原生质(protoplasm)，是细胞膜包裹的溶胶状物质，除细胞核外皆为细胞质。细胞质无色透明，呈粘胶状，主要成分为水、蛋白质、核酸、脂类，也含有少量的糖和盐类。由于富含核酸，因而嗜碱性强，幼龄菌着色均匀。此外，细胞质内还含有核糖体、颗粒状内含物和气泡等物质。 1 核糖体(ribosome) 也称核蛋白体，为多肽和蛋白质合成的场所。 2 内含物(cytoplasmic inclusions) 很多细菌在营养物质丰富的时候，其细胞内聚合各种不同的贮藏颗粒，营养缺乏时，它们又能被分解利用。这种贮藏颗粒可在光镜下观察到，通常称为内含物。贮藏颗粒的多少可随菌龄及培养条件不同而改变。 ① 聚-β-羟丁酸(poly-β-hydroxybutyrate D-3-羟基丁酸的直链聚合物，为细菌所特有。不溶于水，革兰氏染色时不着色，但易被脂溶性染料如苏丹黑着色，光镜可见。具有贮存能源、碳源和降低细胞内渗透压的作用。与PHB相似的化合物，统称为聚羟链烷酸(polyhydroxyalkanoate，PHA)。 ② 异染粒(metachromatic granule) 又称迂回体或捩转菌素，是与脂类和蛋白质等相结合的多聚磷酸盐颗粒，具有贮存磷源、能源和降低渗透压的作用。异染颗粒嗜碱性或嗜中性较强，用蓝色染料(如甲苯胺蓝或甲烯蓝)染色后不呈蓝色而呈紫红色，故称异染颗粒。 ③ 磁小体 (megnetosome) 或称磁粒，趋磁细菌所具有的由磷脂、蛋白质或糖蛋白膜包裹的串状Fe3O4的磁性颗粒。磁性细菌能以此感知地球磁场，即沿着地磁场转向和迁移。 ④ 气泡(gas vacuoles) 许多光能营养型、无鞭毛的水生细菌中具有的充满气体的小泡囊，具有调节细胞比重使其漂浮在合适水层，以获得氧、光和营养。 (四) 核质体(nuclear body) 细菌细胞核位于细胞质内，无核膜、无核仁，仅为一核区，因此被视为原始形态的核，称拟核(nucleoid)。
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