川北医学院讲稿 医学微生物学 第一篇细菌学 第一章 细菌的形态与结构 Morphology and Structure of Bacteria 目录 引言 2 设计目录， 一、细菌的基本形态 3 便于教学内 容查找。 二、细菌的基本结构 4 三、细菌的特殊结构 .e.o 9 四、归纳总结 12 五、参考资料 14
- 1 - 川 北 医 学 院 讲 稿 医学微生物学 第一篇 细菌学 第一章 细菌的形态与结构 Morphology and Structure of Bacteria 目 录 引言 …………………………………… 2 一、细菌的基本形态 ………………… 3 二、细菌的基本结构 ………………… 4 三、细菌的特殊结构 ………………… 9 四、归纳总结 ………………………… 12 五、参考资料 ………………………… 14 设计目录， 便于教学内 容查找
川北医学院讲稿 引言 各位领导、老师、同学，大家上午好！我是来自基础医学院病原中 心教师杨继文。今天为大家讲授的内容是医学微生物学第一章，课程题 此处“适当 目我已经写在了黑板上，大家能看清吗？可能远处的同学看不太清对 结合黑板板 吧？所以我也写在了幻灯片上。在这儿（指示），大家能看清吗？小了 书”，满足评 点，那放大点再看。能看清吗？透明的不好看？那就染上颜色再看。现 分标准。 在看清楚了吧，今天课程的题目是：细菌的形态与结构(Morphology and Structure of Bacteria) 通过设计一 个小而透明 第一 第一意 的课程题 沈染色 细的形本与结 细菌的形态与结构 目，引导出 Morphology and Structure of Bacteria 观察细菌的 基陆医学院璃原中心 基础医学院病原中心杨想文 蒸础医学陵病原中心杨维文 方法：放大+ 染色，为后 今天课程我们将依次讲解细菌的基本形态、基本结构以及特殊结 续讲解埋下 构， 最后进行归纳总结。 伏笔。 在学习基本形态之前，首先来了解一下观察细菌的方法。有几个问 题需要大家快速思考一下。 Q:细菌在哪呢？周边环境以及人体内外，到处都有细菌。 通过3个问 Q2:那为什么看不见呢？那是因为细菌非常非常小，而且是无色 题，逐步启 半透明的。到底小到什么程度呢？通常细菌只有数个微米大。微米是什 发学生思考 么概念呢？1微米等于1/1000毫米。一般来说，小于200微米的物体， 观察细菌的 人眼就基本看不清了。数个微米的细菌，人眼是无法直接看见的。 方法。 Q3:那我们要怎么观察细菌呢？刚刚我们的课程题目不也是又小 又透明么，是怎么看清的呢？那就是答案！细菌不是非常非常小吗？那 我们就把它放大以后进行观察。不是无色半透明吗？我们就给它染上颜 色。放大和染色是我们观察细菌的原则。 观察细菌的方法 观察细菌的方法 心常用放大工具： ◆常用染色方法： ◆光学显微镜（光镜） ◆电子显微镜（电镜】 ®革兰染色法 适用于绝大多数细菌 放大1000倍 放大数十万倍 ◆抗酸染色法 适用于分枝杆南 ◆镀银染色法 近用于螺旋体 ◆其他染色法 适用于细菌特定结构 ⊙异染颗粒染色法 ⊙荚膜负染色法 革兰染色 ⊙鞭毛染色法 ⊙芽胞染色法 光镜镜检 通过介绍常 我们常用的放大工具主要是光学显微镜和电子显微镜。光学显微镜 用放大工具 最多能将细菌放大1000倍，电子显微镜则可放大数十万倍。显然，电 与常用染色 子显微镜是观察细菌的最佳工具。但由于造价太高，难以普及，因此目 方法，了解 前常规使用的还是光学显微镜。 目前观察细 常用的染色方法主要有以下几种，其中革兰染色法适用于绝大多数 菌的最常用 细菌，是首选的方法。此外还有适用于特定细菌或特定结构的其他染色 方法。 方法
- 2 - 川 北 医 学 院 讲 稿 引言 各位领导、老师、同学，大家上午好！我是来自基础医学院病原中 心教师杨继文。今天为大家讲授的内容是医学微生物学第一章，课程题 目我已经写在了黑板上，大家能看清吗？可能远处的同学看不太清对 吧？所以我也写在了幻灯片上。在这儿（指示），大家能看清吗？小了 点，那放大点再看。能看清吗？透明的不好看？那就染上颜色再看。现 在看清楚了吧，今天课程的题目是：细菌的形态与结构（Morphology and Structure of Bacteria）。 今天课程我们将依次讲解细菌的基本形态、基本结构以及特殊结 构，最后进行归纳总结。 在学习基本形态之前，首先来了解一下观察细菌的方法。有几个问 题需要大家快速思考一下。 Q1：细菌在哪呢？周边环境以及人体内外，到处都有细菌。 Q2：那为什么看不见呢？那是因为细菌非常非常小，而且是无色 半透明的。到底小到什么程度呢？通常细菌只有数个微米大。微米是什 么概念呢？1 微米等于 1/1000 毫米。一般来说，小于 200 微米的物体， 人眼就基本看不清了。数个微米的细菌，人眼是无法直接看见的。 Q3：那我们要怎么观察细菌呢？刚刚我们的课程题目不也是又小 又透明么，是怎么看清的呢？那就是答案！细菌不是非常非常小吗？那 我们就把它放大以后进行观察。不是无色半透明吗？我们就给它染上颜 色。放大和染色是我们观察细菌的原则。 我们常用的放大工具主要是光学显微镜和电子显微镜。光学显微镜 最多能将细菌放大 1000 倍，电子显微镜则可放大数十万倍。显然，电 子显微镜是观察细菌的最佳工具。但由于造价太高，难以普及，因此目 前常规使用的还是光学显微镜。 常用的染色方法主要有以下几种，其中革兰染色法适用于绝大多数 细菌，是首选的方法。此外还有适用于特定细菌或特定结构的其他染色 方法。 通过设计一 个小而透明 的课程题 目，引导出 观察细菌的 方法：放大+ 染色，为后 续讲解埋下 伏笔。 通过 3 个问 题，逐步启 发学生思考 观察细菌的 方法。 通过介绍常 用放大工具 与常用染色 方法，了解 目前观察细 菌的最常用 方法。 放大 染色 此处“适当 结合黑板板 书”，满足评 分标准
川北医学院讲稿 结合刚才讲的放大法与染色法，大家能不能推导出目前观察细菌最 常用的方法是什么呢？很明显，答案是：革兰染色后光镜镜检。 一、细菌的基本形态 知道了方法，我们就可以观察细菌了。 通过染色镜检，我们发现细菌的形态是多样的，我们将它们大致分 为3类：球形或近似球形的球菌：杆状或近似杆状的杆菌：菌体有明显 弯曲的螺形菌。螺形菌如果只有一个弯曲，称为弧菌；有数个弯曲称为 螺菌：弯曲呈弹簧一样的螺旋形的，称为螺杆菌。大部分的细菌都是散 在的，但少部分细菌由于分裂后菌体相互黏附，而形成一些典型的排列 方式，常见于球菌。如两个在一起的双球菌， 一个接一个呈链状的链球 菌，以及堆积在一起呈葡萄状的葡萄球菌。 一、细菌的基本形态 (一)球菌 通过光学显 (一)球菌⊙ (二)杆菌口 微镜下实物 00球 (三)螺形菌 显微镜 图片及电子 显微镜下的 弧南 金黄色葡萄球菌化脓性钪球菌 淋病奈瑟菌 模拟图片， 螺菌 学习细菌的 螺杆脑（如 基本形态。 ,(二)杆菌 (三)螺形菌 牌展状 白喉棒状杆菌 结核分枝杆 幽门螺杆 (一)球菌 这是在染色后在光学显微镜下看到的球菌。球菌很小，一般直径约 1个微米，即使光学显微镜下放大1000倍以后还是非常小。图中这些一 个一个的小点就是球菌。左边的图是呈葡萄状排列的球菌，中间的是呈 链状排列的球菌，右边的是呈双排列的球菌。在电子显微镜下我们可以 更清楚的观察到葡萄球菌、链球菌及双球菌的形态。电子显微镜下的细 菌都是没有颜色的，不过我们可以通过电脑处理一下，加上颜色。 (二)杆菌 这是染色后在光学显微镜下看到的杆菌，长度约数个微米。左边的 图是比较标准的直杆状的杆菌，中间的是一端膨大呈棒状的杆菌，右边 的是呈分枝状生长的杆菌。在电子显微镜下我们可以更清楚的观察到这 些标准杆菌、棒状杆菌及分枝杆菌的形态。 -3-
- 3 - 川 北 医 学 院 讲 稿 结合刚才讲的放大法与染色法，大家能不能推导出目前观察细菌最 常用的方法是什么呢？很明显，答案是：革兰染色后光镜镜检。 一、细菌的基本形态 知道了方法，我们就可以观察细菌了。 通过染色镜检，我们发现细菌的形态是多样的，我们将它们大致分 为 3 类：球形或近似球形的球菌：杆状或近似杆状的杆菌；菌体有明显 弯曲的螺形菌。螺形菌如果只有一个弯曲，称为弧菌；有数个弯曲称为 螺菌；弯曲呈弹簧一样的螺旋形的，称为螺杆菌。大部分的细菌都是散 在的，但少部分细菌由于分裂后菌体相互黏附，而形成一些典型的排列 方式，常见于球菌。如两个在一起的双球菌，一个接一个呈链状的链球 菌，以及堆积在一起呈葡萄状的葡萄球菌。 （一）球菌 这是在染色后在光学显微镜下看到的球菌。球菌很小，一般直径约 1 个微米，即使光学显微镜下放大 1000 倍以后还是非常小。图中这些一 个一个的小点就是球菌。左边的图是呈葡萄状排列的球菌，中间的是呈 链状排列的球菌，右边的是呈双排列的球菌。在电子显微镜下我们可以 更清楚的观察到葡萄球菌、链球菌及双球菌的形态。电子显微镜下的细 菌都是没有颜色的，不过我们可以通过电脑处理一下，加上颜色。 （二）杆菌 这是染色后在光学显微镜下看到的杆菌，长度约数个微米。左边的 图是比较标准的直杆状的杆菌，中间的是一端膨大呈棒状的杆菌，右边 的是呈分枝状生长的杆菌。在电子显微镜下我们可以更清楚的观察到这 些标准杆菌、棒状杆菌及分枝杆菌的形态。 通过光学显 微镜下实物 图片及电子 显微镜下的 模拟图片， 学习细菌的 基本形态
川北医学院讲稿 (三)螺形菌 这是常见的螺形菌，光镜下我们可以看到有一个弯曲的弧菌，弯曲 呈螺旋状的螺杆菌。正是由于菌体呈螺旋状弯曲，所以我们可以看这种 “海鸥展翅状”的典型形态。电子显微镜下菌体的弯曲和螺旋扭曲更加 明显。 二、细菌的基本结构 学习了形态，接下来我们学习细菌的结构。细菌的结构包括基本结 构与特殊结构，基本结构是所有细菌都具有的。 细菌是单细胞的原核生物，一个细菌就是一个原核细胞，其基本结 构与我们生物课上学过的真核细胞非常相似，主要包括四部分，由外而 内分别是细胞壁、细胞膜、细胞质以及核质。这里需要强调一下，原核 生物具有的是核质而不是细胞核，真核生物才具有细胞核，核质与细胞 核的区别我们等会儿会具体讲解。由于基本结构都很小，我们需要从分 子水平进行学习，因此，我们通常是以一个杆菌为模型，通过模式图而 不是实物图的形式来学习。 二、细菌的基本结构 (一)细胞壁(cell wall) ,基本结构是所有细菌都具有的 革兰染色(Gram stain) (一)细胞壁 细菌是单细胞的原核生物 (二)细胞膜 紫色G+: 肽聚糖 十磷壁酸 (三)细胞质 红色G 肽聚糖 外膜 (四)核质 (一)细胞壁（重点难点） 首先来学习细菌的第一个基本结构细胞壁(cell wall)。通过革兰染 色(gram stain),我们可以把细菌分成两类。被染成紫色的，称为革兰 阳性菌，用G表示：被染成红色的，称为革兰阴性菌，用G表示。G 代表的就是gram stain。G菌与G菌细胞壁的组成是不一样的，肽聚糖 是两类细菌的共有成分，而且两者的肽聚糖也具有一定的区别。 革兰阳性菌的肽聚糖 革兰阴性菌的肽聚糖 通过多媒体 3、五肽交联桥 图指斯家 课件动画显 四肤侧链 2、四肽侧链 示，掌握G 菌与G菌肽 M 聚糖组成， 及青霉素、 一1、聚糖骨架 一1.聚糖骨架 坚韧的立体结构 一疏松的平面结构 [N:N乙酸 溶菌酶作用 G:N-乙僧糖 G:N-乙雁伯糖服 位点。 先看看革兰阳性菌的肽聚糖。它是由聚糖骨架、四肽侧链和五肽交 联桥三部分组成。我们以动画的形式来学习一下肽聚糖的构成。聚糖骨 4
- 4 - 川 北 医 学 院 讲 稿 （三）螺形菌 这是常见的螺形菌，光镜下我们可以看到有一个弯曲的弧菌，弯曲 呈螺旋状的螺杆菌。正是由于菌体呈螺旋状弯曲，所以我们可以看这种 “海鸥展翅状”的典型形态。电子显微镜下菌体的弯曲和螺旋扭曲更加 明显。 二、细菌的基本结构 学习了形态，接下来我们学习细菌的结构。细菌的结构包括基本结 构与特殊结构，基本结构是所有细菌都具有的。 细菌是单细胞的原核生物，一个细菌就是一个原核细胞，其基本结 构与我们生物课上学过的真核细胞非常相似，主要包括四部分，由外而 内分别是细胞壁、细胞膜、细胞质以及核质。这里需要强调一下，原核 生物具有的是核质而不是细胞核，真核生物才具有细胞核，核质与细胞 核的区别我们等会儿会具体讲解。由于基本结构都很小，我们需要从分 子水平进行学习，因此，我们通常是以一个杆菌为模型，通过模式图而 不是实物图的形式来学习。 （一）细胞壁（重点难点） 首先来学习细菌的第一个基本结构细胞壁（cell wall）。通过革兰染 色（gram stain），我们可以把细菌分成两类。被染成紫色的，称为革兰 阳性菌，用 G ＋表示；被染成红色的，称为革兰阴性菌，用 G －表示。G 代表的就是 gram stain。G ＋菌与 G －菌细胞壁的组成是不一样的，肽聚糖 是两类细菌的共有成分，而且两者的肽聚糖也具有一定的区别。 先看看革兰阳性菌的肽聚糖。它是由聚糖骨架、四肽侧链和五肽交 联桥三部分组成。我们以动画的形式来学习一下肽聚糖的构成。聚糖骨 通过多媒体 课件动画显 示，掌握 G ＋ 菌与 G －菌肽 聚糖组成， 及青霉素、 溶菌酶作用 位点
川北医学院讲稿 架是由N-乙酰胞壁酸和N-乙酰葡糖胺交替间隔排列构成，在图中分别 以M和G表示。每条聚糖骨架的N-乙酰胞壁酸（也就是M的部位）发出 具有四个肽的结构，称为四肽侧链。再由具有五个肽的结构（即五肽交 联桥)把相邻聚糖骨架的四肽侧链连接起来，构成坚韧的具有立体结构 的肽聚糖层。 在这种结构中我们重点要强调两个位点。一个是青霉素的作用位 强调青霉素 点，青霉素可以抑制五肽交联桥和四肽侧链的连接，从而破坏肽聚糖层。 与溶菌酶的 另一个是溶菌酶的作用位点，溶菌酶可以切断聚糖骨架的连接，导致肽 作用位点。 聚糖层的破坏，最终起到杀菌的作用。青霉素和溶菌酶的作用位点是需 重点十考点 要大家重点掌握的，也是考试的时候重点考察的知识点。 试题解析-1：2011年临床执业药师资格考试就考了这样一道题。考 查的就是青霉素的作用机制，很明显答案是D。如果将青霉素换成溶菌 酶，又该选什么呢？对了，就选C了。 厂青霉素作用于革兰阳性菌的机制是 两类细菌肽聚糖比较 在教学过程 A、损伤细胞膜 试愿解析】 G+菌的肽聚糖 ◆G一菌的肽聚糖 中穿插试题 一聚糖骨架 B、损伤DNA 四肽侧链 〔瓷破机深 解析，帮助 五肽交联桥 C、切断聚糖骨架 学生理解重 青布素 (青莓素X 点考察的知 D、抑制五肽交联桥与四肽侧链连接 识点。 E、抑制菌体蛋白质合成 62 溶的)/ 溶菌南)？ 【1物1年结床执业药期座格考试】】 三维立体结构 二维平面结构 革兰阴性菌的肽聚糖仅由聚糖骨架和四肽侧链两部分组成，没有五 肽交联桥。聚糖骨架发出的四肽侧链第4位与相邻聚糖骨架四肽侧链的 第3位直接相连，形成单层平面网络的疏松结构。 用理论知识 比较一下，革兰阳性菌的肽聚糖有五肽交联桥，是坚韧立体结构， 解释临床实 革兰阴性菌的肽聚糖没有五肽交联桥，是疏松平面结构。 际现象，体 此外，我们还可以看出，革兰阴性菌由于缺少五肽交联桥，青霉素 现理论联系 就没有了作用的位点，因此青霉素无法破坏革兰阴性菌的肽聚糖。这也 实际。 是临床上革兰阴性菌对青霉素不敏感的原因。 刚才我们讲了，溶菌酶可以破坏革兰阳性菌的聚糖骨架，那它是否 溶菌酶留下 可以破坏革兰阴性菌的聚糖骨架呢？从能力上说，是可以的，但实际情 疑点，鼓励 况呢？等会儿为大家揭晓。 同学思考。 革兰阳性菌的细胞壁 革兰阴性菌的细胞壁 壁磷壁酸 溶南御 脂多精 通过多媒体 脂质双层 课件动画显 细胞 零雕替架 外膜 肚聚糖 细胞壁 脂蛋白 示及模式图 零需骨架 对比学习， 细胞膜 掌握G菌与 膜硫壁酸 Gˉ菌细胞壁 ,厚厚的肚聚糖层中穿插着磷壁酸 →薄薄的肚聚糖层外覆盖着厚厚的外膜 结构特点。 了解了两类细菌不同的肽聚糖，我们继续学习两类细菌不同的细胞 壁。除了肽聚糖，革兰阳性菌和革兰阴性菌还具有各自特有的成分：磷 -5-
- 5 - 川 北 医 学 院 讲 稿 架是由 N-乙酰胞壁酸和 N-乙酰葡糖胺交替间隔排列构成，在图中分别 以 M 和 G 表示。每条聚糖骨架的 N-乙酰胞壁酸（也就是 M 的部位）发出 具有四个肽的结构，称为四肽侧链。再由具有五个肽的结构（即五肽交 联桥）把相邻聚糖骨架的四肽侧链连接起来，构成坚韧的具有立体结构 的肽聚糖层。 在这种结构中我们重点要强调两个位点。一个是青霉素的作用位 点，青霉素可以抑制五肽交联桥和四肽侧链的连接，从而破坏肽聚糖层。 另一个是溶菌酶的作用位点，溶菌酶可以切断聚糖骨架的连接，导致肽 聚糖层的破坏，最终起到杀菌的作用。青霉素和溶菌酶的作用位点是需 要大家重点掌握的，也是考试的时候重点考察的知识点。 试题解析-1：2011 年临床执业药师资格考试就考了这样一道题。考 查的就是青霉素的作用机制，很明显答案是 D。如果将青霉素换成溶菌 酶，又该选什么呢？对了，就选 C 了。 革兰阴性菌的肽聚糖仅由聚糖骨架和四肽侧链两部分组成，没有五 肽交联桥。聚糖骨架发出的四肽侧链第 4 位与相邻聚糖骨架四肽侧链的 第 3 位直接相连，形成单层平面网络的疏松结构。 比较一下，革兰阳性菌的肽聚糖有五肽交联桥，是坚韧立体结构， 革兰阴性菌的肽聚糖没有五肽交联桥，是疏松平面结构。 此外，我们还可以看出，革兰阴性菌由于缺少五肽交联桥，青霉素 就没有了作用的位点，因此青霉素无法破坏革兰阴性菌的肽聚糖。这也 是临床上革兰阴性菌对青霉素不敏感的原因。 刚才我们讲了，溶菌酶可以破坏革兰阳性菌的聚糖骨架，那它是否 可以破坏革兰阴性菌的聚糖骨架呢？从能力上说，是可以的，但实际情 况呢？等会儿为大家揭晓。 了解了两类细菌不同的肽聚糖，我们继续学习两类细菌不同的细胞 壁。除了肽聚糖，革兰阳性菌和革兰阴性菌还具有各自特有的成分：磷 通过多媒体 课件动画显 示及模式图 对比学习， 掌握 G ＋菌与 G －菌细胞壁 结构特点。 用理论知识 解释临床实 际现象，体 现理论联系 实际。 溶菌酶留下 疑点，鼓励 同学思考。 强调青霉素 与溶菌酶的 作用位点。 重点＋考点 在教学过程 中穿插试题 解析，帮助 学生理解重 点考察的知 识点
川北医学院讲稿 壁酸以及外膜。 先看看革兰阳性菌的细胞壁。这是一张立体模式图，最左下角的是 一个杆菌。我们截取了细菌的一部分进行放大后，可以看到革兰阳性菌 的细胞壁是由15到50层肽聚糖和穿插其中的磷壁酸组成。磷壁酸分两 种，结合在细胞膜上的称膜磷壁酸，结合在细胞壁肽聚糖上的称壁磷壁 酸。一句话概括其特点，就是厚厚的肽聚糖层中间穿插着磷壁酸。大家 注意一下，革兰阳性菌的肽聚糖层是直接暴露在最外面的，溶菌酶可以 很方便的切断聚糖骨架，从而破坏细胞壁。 革兰阴性菌的细胞壁是由1到2层肽聚糖和外膜组成，外膜由内而 外分别是脂蛋白、脂质双层和脂多糖。含有大量脂是外膜的特点。一句 话概括为薄薄的肽聚糖层外覆盖了厚厚的外膜。正是受到外膜的阻挡， 不同于革兰阳性菌，溶菌酶是很难作用于革兰阴性菌的肽聚糖的。这也 就回答了我们刚才的疑问。换个说法就是，溶菌酶虽有能力，但没条件。 这里还需要强调一下外膜上的一个重要结构：最外层的脂多糖。 脂多糖，英文叫做lipopolysaccharide,.简称LPS,是革兰阴性菌细 胞壁特有的成分。细菌入侵机体后，当细菌死亡后随着菌体的裂解而释 放，对人体具有毒性作用，能引起机体的发热及白细胞增多等症状，因 此也称为内毒素。脂质A是内毒素的毒性基团，而且不同细菌脂质A结 构相似，也使得不同细菌的内毒素中毒症状均相似。 革兰阴性菌的脂多糖 强调脂多糖 ◆脂多糖=内毒素 lipopolysaccharide,LPS 的毒性作用 ◆G菌细胞壁内成分 及毒性基团 ◆毒性作用： 特异多糖 脂质A。 机体发热 白细淑增多 症状相似 核心多糖 结构相似脂质A 毒性慕团 接下来我们列表比较一下革兰阳性菌与革兰阴性菌的细胞壁结构。 表中可以看出，革兰阳性菌肽聚糖特有五肽交联桥，且层数多，导致整 个细胞壁厚而坚韧：革兰阴性菌肽聚糖没有五肽交联桥，且层数少，使 得整个细胞壁薄而疏松；阳性菌特有磷壁酸，总体上是糖多脂少：阴性 菌特有外膜，正是由于外膜含有大量脂质，使其总体上脂多糖少。两者 结构的比较是要求重点掌握的内容，也是考试时经常考察的知识点。 G+菌与G一菌细胞壁结构比较 G菌细胞壁特有成分是 列表对比方 A、肽聚糖 试题解折2 式，巩固G B、四肽侧链 菌与G菌细 革兰阳性菌 革兰阴性南 C、五肽交联桥 胞壁差异。 比较项 收聚糖成分 有五肽交联桥 无五秋交联桥 肽聚糖层数 多，可达50层 少，1-2层 D、磷壁酸 厚度强度 厚而坚韧 薄而硫松 特有成分 磷壁酸（穿插） 外膜（覆盖） E、脂多糖 成分特点 糖多脂少 脂多糖少 211年衣学微生物学 试题解析-2：2011年本校医学微生物学期末考试考了这样一道题。 -6-
- 6 - 川 北 医 学 院 讲 稿 壁酸以及外膜。 先看看革兰阳性菌的细胞壁。这是一张立体模式图，最左下角的是 一个杆菌。我们截取了细菌的一部分进行放大后，可以看到革兰阳性菌 的细胞壁是由 15 到 50 层肽聚糖和穿插其中的磷壁酸组成。磷壁酸分两 种，结合在细胞膜上的称膜磷壁酸，结合在细胞壁肽聚糖上的称壁磷壁 酸。一句话概括其特点，就是厚厚的肽聚糖层中间穿插着磷壁酸。大家 注意一下，革兰阳性菌的肽聚糖层是直接暴露在最外面的，溶菌酶可以 很方便的切断聚糖骨架，从而破坏细胞壁。 革兰阴性菌的细胞壁是由 1 到 2 层肽聚糖和外膜组成，外膜由内而 外分别是脂蛋白、脂质双层和脂多糖。含有大量脂是外膜的特点。一句 话概括为薄薄的肽聚糖层外覆盖了厚厚的外膜。正是受到外膜的阻挡， 不同于革兰阳性菌，溶菌酶是很难作用于革兰阴性菌的肽聚糖的。这也 就回答了我们刚才的疑问。换个说法就是，溶菌酶虽有能力，但没条件。 这里还需要强调一下外膜上的一个重要结构：最外层的脂多糖。 脂多糖，英文叫做 lipopolysaccharide, 简称 LPS，是革兰阴性菌细 胞壁特有的成分。细菌入侵机体后，当细菌死亡后随着菌体的裂解而释 放，对人体具有毒性作用，能引起机体的发热及白细胞增多等症状，因 此也称为内毒素。脂质 A 是内毒素的毒性基团，而且不同细菌脂质 A 结 构相似，也使得不同细菌的内毒素中毒症状均相似。 接下来我们列表比较一下革兰阳性菌与革兰阴性菌的细胞壁结构。 表中可以看出，革兰阳性菌肽聚糖特有五肽交联桥，且层数多，导致整 个细胞壁厚而坚韧；革兰阴性菌肽聚糖没有五肽交联桥，且层数少，使 得整个细胞壁薄而疏松；阳性菌特有磷壁酸，总体上是糖多脂少；阴性 菌特有外膜，正是由于外膜含有大量脂质，使其总体上脂多糖少。两者 结构的比较是要求重点掌握的内容，也是考试时经常考察的知识点。 试题解析-2：2011 年本校医学微生物学期末考试考了这样一道题。 列表对比方 式，巩固 G ＋ 菌与 G －菌细 胞壁差异。 强调脂多糖 的毒性作用 及毒性基团 脂质 A
川北医学院讲稿 考察的就是革兰阳性菌与革兰阴性菌的细胞壁结构的区别。很明显，正 确答案是E。 细胞壁的功能 细胞壁的功能 通过多媒体 ◆1、维持细菌形态 ◆2、参与物质交换 课件图片比 较，熟悉细 胞壁功能， 并引导出细 金黄色葡萄球南 金黄色萄萄球南 菌L型的概 国喻壁铁失 细菌L型 高游环城下存话 念。 行究所首度发 细胞壁有一个重要功能就是维持菌体形态。在电子显微镜下，细胞 壁完整的金黄色葡萄球菌呈典型的球状：当其细胞壁缺失后，无法维持 球形，而呈现为不规则的多形性。正常情况下，细胞壁缺失后细菌就会 死亡，但Lister研究所的研究人员发现，这种细胞壁缺失的细菌在高渗 环境下能够存活，而且还将其命名为“细菌L型”，L代表的就是Lister 研究所。细菌L型这个概念也是要求大家掌握的，其关键点就是细胞壁 的缺失。 细胞壁还参与物质交换。细胞壁并不是完全密封的，而是具有通透 性，使得细胞外的物质能进入细胞，而细胞内的物质也能排出细胞。 (二)细胞膜 细胞膜(cell membrane)由磷脂双分子层以及镶嵌其中的多种蛋白 质共同构成。不含胆固醇是其与真核细胞细胞膜的区别。磷脂双分子层 也具有通透性，参与菌体内外物质的交换。蛋白质分子则具有多种功能。 有的蛋白质能够作为载体，参与物质的跨膜运输：有的蛋白质具有合成 能力，能合成多种细胞结构，包括细胞壁中的肽聚糖成分：有的蛋白质 具有分解能力，能分解物质产生能量。 (二)细胞膜(cell membrane) (二)细胞膜 ◆主要成分： ◆主要功能： 。中介体=拟线粒体 ◆磷脂双分子层◆◆物质交换 ◆为细菌提供能量 ®多种蛋白质 一◆®运输、合成、分解 细胞痕向内凹陷 细胞膜向内 。不含胆固醇 通过多媒体 课件动画， 了解中介体 磷脂 形成。 双分 说到供能，就不得不提细胞膜上的一种结构。有时部分细胞膜向细 胞质内凹陷，形成一种囊状结构，称为中介体，能为细菌提供能量。因 其功能与真核细胞的线粒体相似，因此也被称为拟线粒体。中介体在电 子显微镜下能观察到。大家可以看到，这种细胞膜向内凹陷形成的囊状 结构就是中介体。 (三)细胞质 细胞质(cytoplasm)含有多种成分，为细菌的新陈代谢提供了原材 7
- 7 - 川 北 医 学 院 讲 稿 考察的就是革兰阳性菌与革兰阴性菌的细胞壁结构的区别。很明显，正 确答案是 E。 细胞壁有一个重要功能就是维持菌体形态。在电子显微镜下，细胞 壁完整的金黄色葡萄球菌呈典型的球状；当其细胞壁缺失后，无法维持 球形，而呈现为不规则的多形性。正常情况下，细胞壁缺失后细菌就会 死亡，但 Lister 研究所的研究人员发现，这种细胞壁缺失的细菌在高渗 环境下能够存活，而且还将其命名为“细菌 L 型”，L 代表的就是 Lister 研究所。细菌 L 型这个概念也是要求大家掌握的，其关键点就是细胞壁 的缺失。 细胞壁还参与物质交换。细胞壁并不是完全密封的，而是具有通透 性，使得细胞外的物质能进入细胞，而细胞内的物质也能排出细胞。 （二）细胞膜 细胞膜（cell membrane）由磷脂双分子层以及镶嵌其中的多种蛋白 质共同构成。不含胆固醇是其与真核细胞细胞膜的区别。磷脂双分子层 也具有通透性，参与菌体内外物质的交换。蛋白质分子则具有多种功能。 有的蛋白质能够作为载体，参与物质的跨膜运输；有的蛋白质具有合成 能力，能合成多种细胞结构，包括细胞壁中的肽聚糖成分；有的蛋白质 具有分解能力，能分解物质产生能量。 说到供能，就不得不提细胞膜上的一种结构。有时部分细胞膜向细 胞质内凹陷，形成一种囊状结构，称为中介体，能为细菌提供能量。因 其功能与真核细胞的线粒体相似，因此也被称为拟线粒体。中介体在电 子显微镜下能观察到。大家可以看到，这种细胞膜向内凹陷形成的囊状 结构就是中介体。 （三）细胞质 细胞质（cytoplasm）含有多种成分，为细菌的新陈代谢提供了原材 通过多媒体 课件图片比 较，熟悉细 胞壁功能， 并引导出细 菌 L 型的概 念。 通过多媒体 课件动画， 了解中介体 形成
川北医学院讲稿 料和场所。其中还含有一些非常重要的结构，包括：核糖体、质粒及胞 质颗粒。 (三)细胞质(Cytoplasm) 1、核糖体(ribosome) ◆主要成分： 。主要功能： ◆术蛋白质、脂类、核酸巴◆原材料 令是细南合成蛋白质的场所 ◆抗蓝素的作用部位 ◆少量糖和无机盐 ◆场所 抑制蛋白质合成 重点强调核 。重要结构： 核糖体 -1、核糖体 糖体功能， 2、质粒 及红霉素与 3、胞质颗粒 链霉素作用 位点。 .2、质粒(plasmid) 3、胞质颗粒 令细菌的遗传物质第五章细南的遗传与变异 ◆大多为贮藏的营养物质 ◆异染颗粒常见于白喉杆药 异染颗粒 胞质颗粒 闭合环状发服DNA 白暇杆南的异染颗粒 核糖体(ribosome)是细菌合成蛋白质的场所，对细菌非常重要， 因此也常常成为抗菌素的作用部位。核糖体由一个大亚基和一个小亚基 组成，红霉素可以结合于大亚基，链霉素可以结合于小亚基，使核糖体 合成蛋白质的功能受到抑制，从而导致细菌死亡。 质粒(plasmid)是细菌的遗传物质，由闭合环状双股DNA构成， 参与细菌的遗传变异，在科研领域应用非常的广泛，我们将在第五章进 行具体学习。 胞质颗粒，指的是细胞质内的颗粒物质，有很多种，大多为贮藏的 营养物质。其中有一种在碱性染料染色时着色比较深，因此被叫做“异 染颗粒”。异染颗粒常见于白喉杆菌，这一特性有助于对白喉杆菌的鉴 定。异染颗粒在光镜下可以被观察到。图中那些绿色的杆状物是白喉杆 菌，那些黑色的点就是白喉杆菌菌体内的异染颗粒。 (四)核质 核质(nuclear material)是细菌的遗传物质，主要由裸露的双股DNA 通过功能比 堆积而成。功能相当于真核细胞的细胞核，因此也称为拟核。我们生物 较，引出“拟 课已经学习过真核细胞的细胞核结构，知道其由外而内分别是核膜、染 核”概念。 色质、核仁，染色质浓缩后可形成染色体。核质的结构相当于真核细胞 通过结构比 的染色体，因此也称为“细菌的染色体”。拟核、核质和细菌的染色体 较，引出原 实质上是指的同一种物质。核质与细胞核结构上的差异是原核细胞与真 核细胞与真 核细胞最重要的区别，也是考试经常考查的知识点。 核细胞的最 试题解析-3：2011年本校医学微生物专业研究生复试考了这样一道 关键区别。 题。考察的就是核质的结构特点，很明显，正确答案是E。细菌作为原 核生物，是没有核膜与核仁的。 -8
- 8 - 川 北 医 学 院 讲 稿 料和场所。其中还含有一些非常重要的结构，包括：核糖体、质粒及胞 质颗粒。 核糖体（ribosome）是细菌合成蛋白质的场所，对细菌非常重要， 因此也常常成为抗菌素的作用部位。核糖体由一个大亚基和一个小亚基 组成，红霉素可以结合于大亚基，链霉素可以结合于小亚基，使核糖体 合成蛋白质的功能受到抑制，从而导致细菌死亡。 质粒（plasmid）是细菌的遗传物质，由闭合环状双股 DNA 构成， 参与细菌的遗传变异，在科研领域应用非常的广泛，我们将在第五章进 行具体学习。 胞质颗粒，指的是细胞质内的颗粒物质，有很多种，大多为贮藏的 营养物质。其中有一种在碱性染料染色时着色比较深，因此被叫做“异 染颗粒”。异染颗粒常见于白喉杆菌，这一特性有助于对白喉杆菌的鉴 定。异染颗粒在光镜下可以被观察到。图中那些绿色的杆状物是白喉杆 菌，那些黑色的点就是白喉杆菌菌体内的异染颗粒。 （四）核质 核质（nuclear material）是细菌的遗传物质，主要由裸露的双股 DNA 堆积而成。功能相当于真核细胞的细胞核，因此也称为拟核。我们生物 课已经学习过真核细胞的细胞核结构，知道其由外而内分别是核膜、染 色质、核仁，染色质浓缩后可形成染色体。核质的结构相当于真核细胞 的染色体，因此也称为“细菌的染色体”。拟核、核质和细菌的染色体 实质上是指的同一种物质。核质与细胞核结构上的差异是原核细胞与真 核细胞最重要的区别，也是考试经常考查的知识点。 试题解析-3：2011 年本校医学微生物专业研究生复试考了这样一道 题。考察的就是核质的结构特点，很明显，正确答案是 E。细菌作为原 核生物，是没有核膜与核仁的。 重点强调核 糖体功能， 及红霉素与 链霉素作用 位点。 通过功能比 较，引出“拟 核”概念。 通过结构比 较，引出原 核细胞与真 核细胞的最 关键区别
川北医学院讲稿 (四)核质(nuclear material) 关于细南说法错误的是 令细菌的遗传物质 A、单细胞 试题解桥☒ 主要由裸露的 图真体收的 B、原核细胞型微生物 原核细利的 霆股DNA婚积而 细胞核 拟核 】 C、有细胞壁 核酿 染色质/染色体 核质 核仁 D、有核糖体 细菌的 E、有核膜、核仁 位色体 【2年学徽生物学研究生复试】 三、细菌的特殊结构（重点) 特殊结构是某些细菌才具有的。主要包括以下四种：荚膜、鞭毛、 菌毛与芽胞。我们将从其形态与功能两方面进行学习，功能是重点。 (一)荚膜 荚膜(capsule)是细胞外包绕的一层粘液性物质。这张图是在电子 显微镜下观察到的荚膜，大家可以看到，图中黑色的是成对排列的两个 球菌，菌体周围就是包绕的荚膜。在光学显微镜下也能观察到荚膜。荚 膜在染色时不易着色，当我们把菌体和周围背景都染上颜色后，荚膜就 显得非常明显了。图中这些菌体周围没有被染上颜色的区域就是荚膜。 ,(一)荚膜(capsule) (一)荚膜 通过电镜图 ◆细胞壁外包绕的一层粘液性物质 片与光镜图 荚膜 片，掌握荚 荚膜 膜形态。 0 电子显微镜下的英膜(×40000】 光学显微镜下的英(×1000) 荚膜的功能主要表现在以下两方面。荚膜带有负电荷，吞噬细胞的 细胞膜上也带有负电荷，能够通过静电排斥的作用抵抗吞噬细胞的吞 噬：由于荚膜的包裹和保护，使抗体、补体、溶菌酶等杀菌物质无法直 接作用于菌体，从而抵抗有害物质的损伤。 T(一)荚膜 通过多媒体 ◆英膜的功能 示意图，帮 ◆抗吞噬作用 助掌握荚膜 ◆抗有害物质损伤作用 吞紫细胞 功能。 C静电排示 具有荚膜的细菌 包裹保护 ￥。△ 抗体补体溶菌酶 -9
- 9 - 川 北 医 学 院 讲 稿 三、细菌的特殊结构（重点） 特殊结构是某些细菌才具有的。主要包括以下四种：荚膜、鞭毛、 菌毛与芽胞。我们将从其形态与功能两方面进行学习，功能是重点。 （一）荚膜 荚膜（capsule）是细胞外包绕的一层粘液性物质。这张图是在电子 显微镜下观察到的荚膜，大家可以看到，图中黑色的是成对排列的两个 球菌，菌体周围就是包绕的荚膜。在光学显微镜下也能观察到荚膜。荚 膜在染色时不易着色，当我们把菌体和周围背景都染上颜色后，荚膜就 显得非常明显了。图中这些菌体周围没有被染上颜色的区域就是荚膜。 荚膜的功能主要表现在以下两方面。荚膜带有负电荷，吞噬细胞的 细胞膜上也带有负电荷，能够通过静电排斥的作用抵抗吞噬细胞的吞 噬；由于荚膜的包裹和保护，使抗体、补体、溶菌酶等杀菌物质无法直 接作用于菌体，从而抵抗有害物质的损伤。 通过电镜图 片与光镜图 片，掌握荚 膜形态。 通过多媒体 示意图，帮 助掌握荚膜 功能
川北医学院讲稿 (二)鞭毛 鞭毛(flagellum)是菌体上细长的呈波浪弯曲的丝状物。在电镜下 我们可以看到霍乱弧菌菌体一端具有的单鞭毛，以及伤寒沙门菌菌体周 边都具有的周鞭毛。鞭毛在光镜下不易观察到，我们常用特殊的方法将 鞭毛增粗后再染色观察。图中单鞭毛和周鞭毛都非常的明显。 T.(二)鞭毛(flagellum) (二)鞭毛 乱托《单毛】 ◆菌体上细长的呈波浪弯曲的丝状物 伤寒沙门菌（周腰毛） 霍乱乳蔺（单鞭毛） 伤寒沙门南（周毛】 通过电镜图 片与光镜图 片，掌握鞭 电子是微镜下的截毛(×40000) 光学显微镜下的毛(×1000 毛形态。 鞭毛是细菌的运动器官，功能就像船桨，通过鞭毛的摆动，细菌能 够在液体中快速移动，有利于其扩散，及逃离有害物质。 此外，不同细菌鞭毛的数量和位置是有区别的，可以帮助我们对细 菌进行鉴定和分类。菌体一端有一根鞭毛的，称为单毛菌：菌体一端有 数根鞭毛的，称为从毛菌：菌体两端各有一根鞭毛的，称为双毛菌；菌 体周身都有鞭毛的，称为周毛菌。 (二)鞭毛 掌握鞭毛的 ◆鞭毛的功能 功能。 ◆运动器官船桨 ◆鉴定分类细， 单毛南丛毛蔺双毛周毛 (三)菌毛 菌毛(pius)是菌体表面较直的丝状物，比鞭毛更细更短，没有波 浪状的弯曲。电镜下可以看到，菌毛分两种：普通菌毛较细较短，遍布 菌体表面：性菌毛较粗较长，数量较少，仅有1~4根。由于菌毛太细， 通过电镜图 无法在光学显微镜下观察到，只能用电子显微镜观察。 片，掌握菌 (三)菌毛(pilus) (三)菌毛 毛形态。强 调其在光镜 ◆菌体表面较直的丝状物，比鞭毛更细更短 ◆菌毛的功能 普通菌毛 下不可见。 ◆普通菌毛 〔数百根) 上皮细剧 ◆黏附结构 性菌毛 ◆性菌毛 通过多媒体 (1一4根 ◆传速遗传物质 动画，掌握 两种菌毛的 电子显微镜下的菌毛(×40000) ◆菌毛在普通光学显微镜下不可见 功能。 -10
- 10 - 川 北 医 学 院 讲 稿 （二）鞭毛 鞭毛（flagellum）是菌体上细长的呈波浪弯曲的丝状物。在电镜下 我们可以看到霍乱弧菌菌体一端具有的单鞭毛，以及伤寒沙门菌菌体周 边都具有的周鞭毛。鞭毛在光镜下不易观察到，我们常用特殊的方法将 鞭毛增粗后再染色观察。图中单鞭毛和周鞭毛都非常的明显。 鞭毛是细菌的运动器官，功能就像船桨，通过鞭毛的摆动，细菌能 够在液体中快速移动，有利于其扩散，及逃离有害物质。 此外，不同细菌鞭毛的数量和位置是有区别的，可以帮助我们对细 菌进行鉴定和分类。菌体一端有一根鞭毛的，称为单毛菌；菌体一端有 数根鞭毛的，称为从毛菌；菌体两端各有一根鞭毛的，称为双毛菌；菌 体周身都有鞭毛的，称为周毛菌。 （三）菌毛 菌毛（pilus）是菌体表面较直的丝状物，比鞭毛更细更短，没有波 浪状的弯曲。电镜下可以看到，菌毛分两种：普通菌毛较细较短，遍布 菌体表面；性菌毛较粗较长，数量较少，仅有 1～4 根。由于菌毛太细， 无法在光学显微镜下观察到，只能用电子显微镜观察。 通过电镜图 片与光镜图 片，掌握鞭 毛形态。 通过电镜图 片，掌握菌 毛形态。强 调其在光镜 下不可见。 通过多媒体 动画，掌握 两种菌毛的 功能。 掌握鞭毛的 功能
