杆状、梭状，梭杆状、月亮状，分枝状、竹节状（即两端平截的杆状）等，按杆茵细胞的排 列方式则有链状、状、 “八”字状以及有鞘衣的丝状等。螺旋状的细菌称为螺旋医 (spirilla),若螺旋不满一环对称为孤背(vibrio),满2~6环的小型、坚硬的螺旋状细策可称为 螺菌（spirillum),而旋转周数在6环以上、体大而柔软的螺旋状细菌则螺旋体 (spirochaeta) 在自然界所存在的细菌中，杆菌最为常见，球菌次之·而螺旋状的最少。此外，近年未 还陆续发现少数其他形态如三角形、方形和园盘形等的细菌， 量度细菌大小的单位是um(微米，即10m),量度其亚细胞构造则要用nm(纳米，即 10-m)作单位 典型细熊的大小可用作代表。R.cd细胞的平均长度约2m,宽度约0.5um 形象地说，1500个B.ca细胞的“头”、“尾”相接仅等于3mm长的一颗芝麻。如以人发的平均 直径为60m计，则120个R.c“肩并肩”地紧挨在一起才有一根人发的粗细。至于它的重量 则更是微乎其徽，如果一个细胞的重量为10~1g,则大约10°个B.c细胞才达到1mg重。 由于细菌的细胞极其微小又十分透明，因此用水漫片或悬滴观察法在光学显微镜下进行 观察时，只能看到其大体形态和运动情况。若要在光学显微镜下观察其细致形态和主要构造、 般都要对它们进行染色。染色法的种类很多，可概括如下： 简单染色法 正染色 「革兰氏染色法 鉴别染色法 扰酸性染色法 芽狗色法 (Giemsa》染色法等 细菌染色法 蜂萨 负染色：英穗染色法等 活菌：用美蓝或TT心（氯化三苯基四氮唑）等作活蓝染色 在上述的各种染色法中，以革兰氏染色法最为重要，该染色法由丹麦医生C.Gam于1884 年创立，故名。其简要操作分初染，媒染，脱色和复染四步（图21）. 甲莲 乙整☐ ☑ 2☑ ☐ 图m辽色(G-) 图21革兰氏染他步缣示意图 从图2】可知，甲、乙两种细菌经结晶紫溶液初染后，分别染上了紫色，经碘液蝶染，结 晶紫就与碘分子形成了一个分子量较大的染色较牢固的复合物，接者就用95%乙醇进行脱 色。这时凡已染上的紫色易被乙醇洗脱者，则又成为无色的菌体（如乙菌），反之，则仍为素 色（如甲蘭），最后，再用红色染料一一抄黄（即番红，也可用其他红色染料代替）复典。结 果甲菌仍能维持最初染上的紫色，面乙菌则被复染雨圣红色，前者称革兰氏阳性诺，简称G 菌、后者则称为革兰氏阴性菌，简称G~菌。 革兰氏染色有着十分重要的理论与实践意义。通过这一染色，可把几平所有的细菌都分
成革兰氏阳性菌与革兰氏阴性菌两个大类，因此它是分类鉴定菌种时的重要指标，又由于这 两大类细菌在细胞结构、成分、形态、生理、生化、遗传、免变、生态和药物敏感性等方面 都呈现出明显的差异，因此任何细菊只要先通过很简单的革兰氏染色，即可提供不少其他重 要的生物学特性方面的信息】 有关革兰氏染色反应的机制间题，因为与细胞壁的成分和构造密切相关，故敏在细胞 内容中叙述， 《一)构浩 细菌细胞的棋式构造可见图？2。其中把一觳细都有的构造称为一般构造，例如细 壁、细胞膜、细胞质、核质体等，而把并非~般细菌共有的构造称为特殊构造，主要是鞭毛， 菌毛、性齿毛、荚膜和芽孢等， 1.细离细胞的一殷构洁 (1)组胞壁是位于细胞最外的一层厚实、坚韧的 外被，主要由肽聚糖构成。有周定外形和保护细胞等多 种功能。通过染色、质壁分离或制成原生质体后再在光 学显微镜下观察，可证实细胞壁的存在；用电子显微镜 观察细菌超薄切片等方法，更可确证细胞警的存在 虽说细胞壁是细细胞的一般构造，但在特殊情况 下也可发现有儿种细胞壁缺损的或无细胞壁的细凿存 在：①原生质体(protopast):指在人工条件下用溶菌酶 陈尽原有细胞壁或用青莓素抑制细胞壁的合成后，所留 下的仪由细胞膜包裹着的跪弱细胞，一般由革兰氏阳性 一般构造 特残构查 菌形成：②球状体或原生质球(ast):指还残国 部分细跑壁的原生质体，一般由革兰氏阴性细菌所形 22黄烟构造的横式用 戒：③L型细菌，1935年时，在英国李斯德预防医学研1.塑胸壁，2.细燃，1.核质体：4.体 究所中发现 一种由自发突变而形成的细胞壁缺损的细5贮藏物：6.细质，翠，8鞭毛： 一S治4mm时nm（念珠状链杆菌)，它的细菌毛：10.性菌毛，.类楼：12.斯液层 胞影大，对渗透压十分敏感，在围体培养基表面形成“油煎蛋”似的小菌落。由于李斯德 (Lcr)研究所的第-一字母是“L”,故称L型细紫，许多革兰氏阳性和阴性细带都可形成L型。 目前L型细菌的慨念有时用得较杂，甚至还把原生质体或球状体也包括在内。狭义地说，L型 细菌应专指那些在实验室中通过自发突变而形成的遗传性稳定的细胞壁缺路菌株。现把四种 细孢酵缺报的细蘭归纳如下， 实经室中影皮自发铁经夹变，【型维霜 缺墮细 人工方去停生板：平东债 自然界长期进化中形成：支原体 原生质体与球状体有几个共同特点，主要是无细胞壁，细胞呈球状，对渗透压十分敏感， 即使长有鞭毛也不能运动，对噬菌体不敏感，细胞不能分裂，等等。如在形成原生质体或球 20
状体前已有噬药体侵入，则该噬体仍能正#增殖和裂解同样，如在形成原生质体前正在 形成芽孢，则该茅商也仍能正常形成。 细胞壁的功能主要有：①固定细胞外形：②)协助颗毛运动：③保护细跑免受外力的损街 (例如革兰民阳性细可抵御15~25个大气压的渗透压，革兰氏阴性细菌为5一10个大 压)：④为正常细胞分裂所必需，⑤阻拦有害物质进入细胞（如革兰氏阴性细菌细胞壁可阻拦 分子量超过8C0的抗生素透入)：⑧③与细菌的抗原性、致病性（如内毒素）和对障菌体的敏感 性密切相关 细胞壁的构造和成分较复杂。图23用对比方式表示革兰氏阳性细菌和革兰氏阴性细装 细胞壁构造的差别。 外装蛋自 蛋白 状糖 甄昌 孽藏壁酸 一0特异侧链 职磷壁酸一 外睡层 磷脂 周质空问 23苹兰氏阳性和兰氏偶件细菌细胞构造的比较 革兰氏阳性细菌和阴性细菌细胞壁成分的主要差别可见表21， 表21革兰氏阳性细蕾与阴性细菌细抱壁成分的比较 分 内壁十的 革兰氏用性细商 革当氏阴性测 -般无(<2) 含量较商 又称精张(m 少数属于古细菌类(archaebacteria)的嗜盐菌、产甲烷菌和嗜热嗜酸的Sufoldnus(硫化叶 蕾)，它们的细胞壁上不含肽聚糖，因此按称作“菌”(mendosicutes)(见第十一章) 革兰氏阳性细菌肽聚糖(peptidoglycan》的结构可用最典型的Stapylxocus(金黄 色葡萄球菌)为代表。它的肽聚糖层厚约20~80m,由40层左右网状分子所组成，网状的肽 聚糖大分子实际上是由大量小分子单体聚合而成的。每一肽聚糖单体含有三个组成部分： 双糖单位，即由一个N乙酰葡塘胺与一个N-乙酰胞壁酸分子通过：1,4糖苷键连接而成：② 短肽“尾”，即由四个氨基酸连起来的短肽莲接在N-乙酰胞壁酸分子上，这四个额基酸是按 型与D型交替排列的方式连接而成的，即L丙氨酸→D谷氨酸+L赖氨酸→D丙氨酸：③肤 “桥”，在S.情况下为甘氨酸五肽。这一肽“桥”的氨基端与前一肽聚糖单体肽“尾”中 的第A氨基酸一D.肉额酸的龄基相裤接，而它的输基端与后一监黎辅单体肚“尾#中在的 第3个氨基酸 贼性氨基酸L赖氨酸的氨基相连接，从而使前后两个肽聚糖单体交联起 21
来。革兰氏阳性细菌肽聚糖单体的结构见图24。 H-CO.CH CH,-CH- H-C-CH NH 尾了 网一N-乙陈壁控 HC(CH )-NH L Lys 0 ©=N-乙酰第箱胺 CH,-C-H D-Ala COOH 者2-4革兰氏阳作细离扫胞壁肽聚德的单体结构 (左：简化的单体模盈：右：单体的分子结构。用中的箭头处表示溶菌属的水解点 早在1922年，青篝素的发现者A,Fleming已发现了溶菌酶。这是一种广泛存在于卵清、 人的泪液和鼻涕、部分细菌和噬菌体内的~种酶，它能有效地水解细菌的肽聚糖，其水解位 点是N乙酰孢壁酸的1碳和N-乙酰葡塘胺的4碳间的1,4糖苷键 求兰氏阴性细菌细跑壁的肽聚糖结构可以B.贴为代表。它的肽聚箱含量占细胞壁的 10%弱，一般由1~2层网状分子构成，在细胞壁上的厚度仅为2~3m。其结构单体与革兰氏 阳性细菌基本相同，差别仅在于：①肽尾的第3个氨基酸为内消旋二氨基庚二酸(m-DP):② 没有特殊的肽桥，其前后两个单体间的联系仅由甲肽尾的第4个氨基酸—D丙氨酸的羧基 与乙肽尾第3氨基酸 m二氨基庚二酸的氨基直接连接而成。 由于革兰氏阳性细菌与阴性细蓝的肽聚糖单体结构的差异以及其间相互联系的不同，因 此交联而成的肚豪糖网的结构和致密度就有明显的差别（图25）。 革兰氏阳性细菌和阴性细菌肽桥的类型在革兰氏阳性和阴性细菌肽案糖的肽桥中，共 有4种主要类型，现列表如下（表2-2）。 表2-？肽聚分子中的4种主要肚桥类型 甲上连接点 桥乙肽尾上连接点 尾) 第3 表22中的第！、Ⅱ型肽桥已在上面讨论过了，第型是在M [藤黄微线蓝 过去称M.s(溶壁激球菌)]发现的。它的妆桥与其肽尾结构完全相同，并可有1一 22
2条构成，即 (L-Ala一—D-Gu-L-Lys一-D-Aa)1-2 L-Gly G G M七MMM GG G M M G M SM 7 M G (a)5.areus (6)B.c 图25革些长阳性《)和谢性)年齿肽来糖胸的比较 而第N型则为Corebacer ponsltice(猩猩木棒杆菌)所特有，其肽桥仅有一个氨基酸一D- 赖氨酸所组成，并把前一肽尾的第4氨基酸(D丙氨酸)与后一肽尾的第2氨基酸(D谷氨 酸)相连接。附带要说明的是，该菌肽尾的第3氨基酸不是其他细菌所具有的L赖氨酸，而 是该菌所特有的L鸟氨酸(L-Or)(图2-6)。 网-⊙-四⊙四-⑨4-⊙ L 1 L-Ser L-Set Glu D-Gu一D-c D-Glu nu-c0-k DAP AP L-Om D-Als D-Al D-A 5（左）与.右)肤聚精中的政桥 革兰氏阳性细菌所特有的磷壁酸(echocacid,即垣酸)磷壁酸是革兰氏阳性细菌细胞 壁所特有的成分。它有两种类型，其一为壁磷壁酸，它与肽聚糖分子间发生共价结合，可用 稀酸或稀碱进行提取，其含量有时可达壁重的50%（或纸胞干重的10%），含量多少与培养 基戒分密切相关；其二为痕磷壁酸（即脂磷壁酸），由甘油磷酸链分子与细胞膜上的磷脂进行 共价结合后形成，它的含量与培养条件关系不大，可用45%热酚水提取，也可用热水从脱脂 的冻干细中提取 磷壁酸的结构主要有甘油磷壁酸和核糖酵磷壁酸等五种类型，前者在Lobacei(干 23