1. 細(xì)菌的定義

一類細(xì)胞細(xì)短、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、細(xì)胞壁堅(jiān)韌、以二分裂繁殖和水生性較強(qiáng)的單細(xì)胞原核微生物。

2. 細(xì)菌的形態(tài)

球菌-排列方式

球菌-數(shù)量

桿菌

螺形菌

絲狀菌

其他形態(tài)菌

3. 細(xì)菌的大小

4. 細(xì)菌的結(jié)構(gòu)

(1)細(xì)胞壁：細(xì)胞外表面由多糖類物質(zhì)組成的起支持、保護(hù)作用的結(jié)構(gòu)。

細(xì)胞壁作用：

堅(jiān)韌有彈性，維持菌體固有的形態(tài)。

保護(hù)細(xì)菌抵抗低滲環(huán)境。

細(xì)胞內(nèi)外物質(zhì)交換。

有多種抗原結(jié)構(gòu)，可刺激機(jī)體產(chǎn)生免疫應(yīng)答。

與細(xì)菌對(duì)藥物的敏感性有關(guān)。

與細(xì)菌的致病性有關(guān)。

與細(xì)菌的革蘭染色性有關(guān)。

細(xì)菌表面電荷和等電點(diǎn)：

細(xì)菌體含有大量蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)由20種氨基酸按一定的排列順序由肽鍵連接組成，氨基酸在堿性溶液中帶負(fù)電荷，相反，在酸性溶液中帶正電荷，在某一定pH溶液中，氨基酸所帶的正、負(fù)電荷相等時(shí)的pH，就是該氨基酸的等電點(diǎn)。

革蘭氏陽性菌細(xì)胞壁-聚糖骨架+四肽側(cè)鏈+五肽交聯(lián)橋

磷壁酸作用：

貯藏磷元素。

維持離子平衡。

構(gòu)成G+菌表面的重要抗原。

吸附噬菌體的特異性受體。

黏附宿主細(xì)胞。

革蘭氏陰性菌細(xì)胞壁-聚糖骨架+四肽側(cè)鏈

外壁層作用：

吸附陽離子。

致熱作用。

構(gòu)成G-菌表面的重要抗原。

吸附噬菌體的特異性受體。

周漿間隙(G-菌特有成分)：

外膜與細(xì)胞膜之間的間隙，含有多種水解酶、蛋白酶，與營(yíng)養(yǎng)物的分解、吸收及轉(zhuǎn)運(yùn)有關(guān)。

革蘭氏染色的機(jī)制：

G-菌為什么會(huì)被染成紅色？

因?yàn)?/span>G-菌脂類物質(zhì)較多，肽聚糖少，用丙酮或酒精(脂溶劑)溶掉脂類，使細(xì)胞壁透性增加，從而把結(jié)晶紫與碘的復(fù)合物溶出來，而染上復(fù)染液的紅色。

G+菌為什么會(huì)被染成紫色？

因?yàn)?/span>G+菌肽聚糖含量較多，脂類物質(zhì)含量較低，用丙酮或酒精(脂溶劑)處理脫水，而使壁的肽聚糖網(wǎng)孔變小，通透性降低，使結(jié)晶紫與碘的復(fù)合物溶不出來，即不能染上復(fù)染液的顏色而保持原來的紫色。

細(xì)胞壁缺陷型細(xì)菌(細(xì)菌L型)：

細(xì)菌細(xì)胞壁的肽聚糖結(jié)構(gòu)受到外界環(huán)境因素影響或人工施壓而被破壞或合成被抑制，這種細(xì)菌在高滲環(huán)境下仍可存活者稱為細(xì)菌細(xì)胞壁缺陷型。因英國(guó)李斯德(Lister)預(yù)防研究所首先發(fā)現(xiàn)(1935年，念珠狀鏈桿菌Streptobacillus moniliformis)而得名細(xì)菌L型。因有些細(xì)胞壁缺陷型細(xì)菌能通過細(xì)菌濾器，故又稱“濾過型細(xì)菌”。

細(xì)胞壁缺陷型細(xì)菌類型：

原生質(zhì)體：革蘭陽性菌細(xì)胞壁全部缺失后，原生質(zhì)僅被一層細(xì)胞膜包住。

原生質(zhì)球：革蘭陰性菌肽聚糖層部分受損后尚有外膜保護(hù)。

支原體：自然界長(zhǎng)期進(jìn)化中形成的無細(xì)胞壁的原核生物。

細(xì)胞壁缺陷型細(xì)菌特點(diǎn)：

形態(tài)多樣性，在固體培養(yǎng)基上形成“油煎蛋”似的小菌落(直徑在0.1 mm左右)。

革蘭染色呈陰性。

營(yíng)養(yǎng)要求高，對(duì)滲透壓敏感，培養(yǎng)時(shí)必須用含血清的高滲培養(yǎng)基。

生長(zhǎng)繁殖緩慢，在液體培養(yǎng)基中呈絮狀顆粒沉于管底。

致病性較弱，多為慢性疾病。

去除誘因，多數(shù)可恢復(fù)為原細(xì)菌。

(2)細(xì)胞膜：細(xì)胞表面的一層薄膜。有時(shí)稱為細(xì)胞外膜或原生質(zhì)膜。細(xì)胞膜由磷脂雙分子層和蛋白質(zhì)及外表面的糖被(糖蛋白)組成，蛋白質(zhì)鑲嵌在磷脂雙分子層中。細(xì)胞膜化學(xué)組成主要由脂類、蛋白質(zhì)和糖類組成，各成分含量分別約為50%、42%、2-8%。此外，還含有少量水分、無機(jī)鹽與金屬離子等。但不含膽固醇。在電鏡下可分為三層，即在膜的靠?jī)?nèi)外兩側(cè)各有一條厚約2.5 nm的電子致密帶，中間夾有一條厚2.5 nm的透明帶，總厚度約7.0-7.5 nm左右。

細(xì)胞膜作用：

選擇性地控制細(xì)胞內(nèi)、外的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和代謝產(chǎn)物的運(yùn)送。

維持細(xì)胞內(nèi)正常滲透壓的屏障。

合成細(xì)胞壁和糖被的各種組分(如肽聚糖、磷壁酸、LPS、莢膜多糖等)的重要基地。

膜上含有氧化磷酸化或光合磷酸化等能量代謝的酶系，是細(xì)胞的產(chǎn)能場(chǎng)所。

鞭毛基體的著生部位和鞭毛旋轉(zhuǎn)的供能部位。

參與細(xì)菌分裂。

膜蛋白質(zhì)：

生物膜中含有多種不同的蛋白質(zhì)，通常稱為膜蛋白。

根據(jù)它們?cè)谀ど系亩ㄎ磺闆r，可以分為外周蛋白和內(nèi)在蛋白。

膜蛋白具有重要的生物功能，是生物膜實(shí)施功能的基本場(chǎng)所。

外周蛋白：

這類蛋白約占膜蛋白的20-30%，分布于雙層脂膜的外表層，主要通過靜電引力或范德華力與膜結(jié)合。

外周蛋白與膜的結(jié)合比較疏松，容易從膜上分離出來。

外周蛋白能溶解于水。

固有蛋白質(zhì)(內(nèi)在蛋白)：

內(nèi)在蛋白約占膜蛋白的70-80%，蛋白的部分或全部嵌在雙層脂膜的疏水層中。

這類蛋白的特征是不溶于水，主要靠疏水鍵與膜脂相結(jié)合，而且不容易從膜中分離出來。

內(nèi)在蛋白與雙層脂膜疏水區(qū)接觸部分，由于沒有水分子的影響，多肽鏈內(nèi)形成氫鍵趨向大大增加，因此，它們主要以?-螺旋和?-折疊形式存在，其中又以?-螺旋更普遍。

膜蛋白質(zhì)功能：

轉(zhuǎn)運(yùn)分子進(jìn)出細(xì)胞。

接受并傳遞信號(hào)。

支撐連接細(xì)胞骨架成分和細(xì)胞間質(zhì)成分。

與細(xì)胞分化及細(xì)胞間連接有關(guān)。

中介體：細(xì)胞膜內(nèi)陷、折疊形成的囊狀膜性結(jié)構(gòu)，多見于G+菌，與細(xì)菌分裂有關(guān)。功能類似于真核細(xì)胞的線粒體，亦稱擬線粒體。

(3)細(xì)胞質(zhì)：細(xì)胞中包含在細(xì)胞膜內(nèi)的內(nèi)容物，含有胞質(zhì)顆粒、質(zhì)粒、核糖體(唯一的細(xì)胞器)。

核糖體：細(xì)菌合成蛋白質(zhì)的場(chǎng)所。原核細(xì)胞核糖體為70S，由30S和50S亞基組成。真核細(xì)胞核糖體為80S，由40S和60S亞基組成。

質(zhì)粒：存在于細(xì)菌細(xì)胞質(zhì)中的染色體以外的遺傳物質(zhì)，為閉合的環(huán)狀dsDNA?？勺灾鲝?fù)制，并能控制細(xì)菌某些特定的性狀(并非細(xì)菌生命活動(dòng)所必需的)。

質(zhì)粒種類：

F因子：決定性別，與細(xì)菌的結(jié)合作用有關(guān)。62×106Da，94.5kb，約等于2%的核染色體DNA的環(huán)狀雙鏈DNA。存在于腸細(xì)菌屬、假單胞菌屬、嗜血桿菌、奈瑟氏球菌、鏈球菌等細(xì)菌中。

R因子：帶有抗生素或重金屬的抗性基因，由相連的兩個(gè)DNA片段組成，存在于痢疾志賀氏菌、Salmonella、Vibrio、Bacillus、Pseudomonas和Staphylococcus。

Col因子：通過抑制復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯或能量代謝等產(chǎn)生的蛋白質(zhì)類細(xì)菌菌素，具有殺死其它近緣細(xì)菌的功能，而對(duì)產(chǎn)生菌不受其傷害。分子量約4-8×104 Da，一種免疫蛋白。

Ti質(zhì)粒：誘癌質(zhì)粒，由根癌土壤桿菌的Ti質(zhì)粒產(chǎn)生一種可引起許多雙子葉植物的根癌的物質(zhì)。

巨大質(zhì)粒：根瘤菌屬(Rhizobium)中發(fā)現(xiàn)的一種質(zhì)粒。分子量為200-300×106Da，比一般質(zhì)粒大幾十倍至幾百倍，含固氮基因。

降解性質(zhì)粒：可為降解一系列復(fù)雜有機(jī)物的酶編碼。在污水處理、環(huán)境保護(hù)等方面有特有作用，僅在假單胞菌屬(Pseudomonas)中發(fā)現(xiàn)。

胞質(zhì)顆粒：多為細(xì)菌的營(yíng)養(yǎng)儲(chǔ)存物，一般由多糖、脂類、多磷酸鹽等組成，可作為有些細(xì)菌的鑒定依據(jù)，如異染顆粒(常見于白喉棒狀桿菌，位于菌體兩端，主要成分為RNA和多偏磷酸鹽，嗜堿性強(qiáng)，用亞甲藍(lán)染色時(shí)著色較深)。

其他胞質(zhì)顆粒種類如聚β-羥基丁酸(碳源類貯藏物，不溶于水，具有貯藏能量、碳源和降低細(xì)胞內(nèi)滲透壓的作用)、淀粉粒和肝糖粒(葡萄糖的多聚體，為碳源和能源的貯藏物質(zhì))、藻青素和藻青蛋白(通常存在于藍(lán)細(xì)菌中，它們屬于內(nèi)源性的氮素貯藏物，同時(shí)還具有貯藏能源的作用)、羧化體(化能自養(yǎng)型細(xì)菌中含有的多角形細(xì)胞內(nèi)含物，起二氧化碳固定作用)、脂肪粒(貯存脂肪的場(chǎng)所)、硫滴(為某些化能自養(yǎng)的硫細(xì)菌貯存的能源物質(zhì))、磁粒(少數(shù)磁性細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)特有的串狀四氧化三鐵的磁性顆粒，可感知地球磁場(chǎng))、氣泡(由蛋白質(zhì)膜構(gòu)成的充滿氣體的泡狀物，常見于光合細(xì)菌和水生細(xì)菌，可調(diào)節(jié)細(xì)胞比重、加大菌體浮力、吸收空氣中的氧氣)。

(4)核質(zhì)：由單一密閉環(huán)狀DNA分子反復(fù)回旋卷曲盤繞組成的松散網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。一般集中于細(xì)胞質(zhì)的中心區(qū)域。無核膜、核仁和有絲分裂器。因其功能與真核細(xì)胞的細(xì)胞核相似，決定細(xì)菌的遺傳變異，亦稱擬核。

(5)特殊結(jié)構(gòu)：

莢膜：某些細(xì)菌在細(xì)胞壁外包圍的一層粘液性物質(zhì)，一般由糖和多肽組成。具有免疫原性，作為血清型分型依據(jù)，用于鑒別細(xì)菌。

莢膜功能：

抵抗吞噬細(xì)胞的吞噬及消化作用。

抵抗有害物質(zhì)的損傷。

抵抗干燥。

貯藏養(yǎng)料，以備營(yíng)養(yǎng)缺乏時(shí)重新利用。

作為透性屏障和離子交換屏障。

黏附作用。

細(xì)菌的信息識(shí)別作用。

莢膜的形成需要能量，與環(huán)境條件有密切關(guān)系。有莢膜的細(xì)菌形成粘液(M) 或光滑(S)菌落，失去莢膜后其菌落邊為粗糙型(R)型。

芽孢：有些G+菌在一定條件下，細(xì)胞質(zhì)高度濃縮脫水所形成的一種抗逆性很強(qiáng)的球形或橢圓形的休眠體。特有成分2, 6-吡啶二羧酸鈣鹽(DPA-Ca)(占整個(gè)芽胞干重的10%)能提高芽胞內(nèi)酶的熱穩(wěn)定性。另外，所有芽孢均含有小酸溶性芽胞蛋白(SASPs)，SASPs在芽胞中濃度很高，為芽胞所特有。SASPs可與DNA緊密結(jié)合，保護(hù)DNA，并在芽胞萌發(fā)時(shí)作為碳源和能源。

多數(shù)菌1個(gè)菌體僅形成1個(gè)芽孢，但有些菌體會(huì)生成兩個(gè)芽孢，如堅(jiān)強(qiáng)芽孢桿菌。由于芽孢是在細(xì)胞內(nèi)形成，所以也稱為內(nèi)生孢子。但是，芽孢無繁殖功能。

作為整個(gè)生物界中抗逆性最強(qiáng)的生命體，是否能消滅芽孢是衡量各種消毒滅菌手段的最重要的指標(biāo)。

產(chǎn)生芽孢的種屬：

芽孢桿菌屬

梭狀芽孢桿菌屬

芽孢八疊球菌屬

芽孢乳桿菌屬

孢螺菌屬

脫硫腸狀菌屬

芽孢的耐熱機(jī)制-滲透調(diào)節(jié)皮層膨脹學(xué)說：

芽孢的耐熱性在于芽孢衣對(duì)多價(jià)陽離子和水分的透性很差以及皮層的離子強(qiáng)度很高，使皮層產(chǎn)生了極高的滲透壓去奪取核心中的水分，造成皮層的充分膨脹和核心的高度失水，失水的核心賦予芽孢極強(qiáng)的耐熱性。另外，皮層中的DPA-Ca穩(wěn)定芽孢中的大分子，增強(qiáng)芽孢的耐熱性。

伴胞晶體：少數(shù)芽孢桿菌，如Bacillusthuringiensis (蘇云金芽孢桿菌)，在形成芽孢的同時(shí)會(huì)在芽孢旁形成一個(gè)菱形或雙錐形的堿溶性蛋白晶體(即δ內(nèi)毒素)即為伴胞晶體。其干重可達(dá)芽孢囊的約30%，由18種氨基酸組成，大小約0.6×2.0 μm。伴胞晶體對(duì)200多種昆蟲尤其是鱗翅目昆蟲的幼蟲有毒殺作用，因此可用做生物農(nóng)藥。

孢囊：一些固氮菌在外界缺乏營(yíng)養(yǎng)的條件下，由整個(gè)營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞外壁加厚、細(xì)胞失水而形成的一種抗干旱但不抗熱的休眠體。

鞭毛：在某些細(xì)菌菌體上具有細(xì)長(zhǎng)而彎曲的絲狀物。鞭毛的長(zhǎng)度常超過菌體若干倍。在某些菌體上附有細(xì)長(zhǎng)并呈波狀彎曲的絲狀物，少則1-2根，多則可達(dá)數(shù)百根。鞭毛是細(xì)菌的運(yùn)動(dòng)器官，具有化學(xué)趨向性和免疫原性(稱為H抗原)。

鞭毛著生位置：

偏端單生型：只在菌體一端長(zhǎng)一根鞭毛。

兩端單生型：菌體兩端各長(zhǎng)一根鞭毛。

偏端叢生型：菌體一端生出一束鞭毛。

兩端叢生型：菌體兩端各生一束鞭毛。

周生型：菌體周身長(zhǎng)有鞭毛。

菌毛：某些細(xì)菌的表面上伸出的中空毛發(fā)狀結(jié)構(gòu)。其主要成分為菌毛蛋白，與細(xì)菌間或細(xì)菌和動(dòng)物細(xì)胞黏合有關(guān)。細(xì)菌細(xì)胞接合過程中是供體細(xì)胞向受體細(xì)胞傳遞DNA的通道。有時(shí)亦稱傘毛、纖毛、線毛。一般情況下，菌毛比鞭毛更細(xì)、短、直、硬。

普通菌毛遍布菌細(xì)胞表面，每菌可達(dá)數(shù)百根。普通菌毛是細(xì)菌的粘附結(jié)構(gòu)，能與宿主細(xì)胞表面的特異性受體結(jié)合，是細(xì)菌感染的第一步。因此，菌毛和細(xì)菌的致病性密切相關(guān)。

性菌毛僅少數(shù)G-菌具有，且數(shù)量少，1-4根，比普通菌毛長(zhǎng)、粗，中空呈管狀。性菌毛由F質(zhì)粒編碼，故又稱F菌毛。與接合(帶有性菌毛的F+菌與無性菌毛的F-菌相遇時(shí)，性菌毛與其相應(yīng)受體結(jié)合，F+菌的質(zhì)?；?/span>DNA可通過性菌毛進(jìn)入F-菌體內(nèi))有關(guān)。

5. 細(xì)菌的繁殖

(1)細(xì)菌繁殖的條件：

營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，如碳源、氮源等。

pH：細(xì)菌生長(zhǎng)的最適pH為7.0-7.6。

溫度：如大腸桿菌生長(zhǎng)的最適溫度為37℃。

氣體環(huán)境：氧氣、二氧化碳等。

(2)細(xì)菌繁殖的過程：

核的分裂

隔膜形成

形成橫隔壁

子細(xì)胞分離

代時(shí)：細(xì)菌分裂數(shù)量倍增所需要的時(shí)間。多數(shù)細(xì)菌繁殖一代所需時(shí)間約為20-30 min。但少數(shù)細(xì)菌代時(shí)較長(zhǎng)，如結(jié)核分枝桿菌代時(shí)為18-20 h。

(3)細(xì)菌繁殖的方式：

多數(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)單的無性繁殖過程，即以二分裂為主，其它方式如不等二分裂、出芽繁殖、三分裂、多分裂等。

(4)細(xì)菌細(xì)胞壁的合成：

“背靠背合成”方式：如鏈球菌和某些G+球菌。

“分散合成”方式：大腸桿菌等G-桿菌。

6. 細(xì)菌的群體特征

(1)在固體培養(yǎng)基上的群落形態(tài)：

菌落：在固體培養(yǎng)基上，肉眼可見的，有一定形態(tài)的子細(xì)胞集團(tuán)。

菌苔：多個(gè)純種菌落連成一片即形成菌苔。

特別細(xì)菌類群的群體特征：

沒有鞭毛不運(yùn)動(dòng)的細(xì)菌，特別是球菌，常形成較小、較厚、邊緣較整齊的菌落；有鞭毛的細(xì)菌則較大而扁平，邊緣波狀、鋸齒狀等。

有莢膜的細(xì)菌菌落較大并且表面光滑，而無莢膜的則表面較粗糙。

具有芽孢的細(xì)菌菌落表面常有褶皺并且不透明。

(2)在液體培養(yǎng)基上的群落形態(tài)：

渾濁。

沉淀。

菌醭、菌膜、菌環(huán)等。

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