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