（2）细菌的构造

细菌细胞是原核细胞，就是在细胞中没有细胞核结构，只有明显核区（拟核），外面无核膜包围。与有真正细胞核的真核细胞相比，其它结构成分也有差异，如原核细胞壁的主要成分是一类含有氨基酸的多糖，称为肽聚糖，而真核细胞壁主要由纤维素或甲壳质组成。细菌细胞的基本结构是一般细菌共有的结构，包括细胞壁、细胞质膜、拟核、细胞质。

① 细胞壁

是位于细胞最外面的一层坚韧而略具弹性的结构层，内侧紧贴细胞膜的一层较为坚韧、略具弹性的结构，占细胞干重的 10％—25% 。主要由肽聚糖构成，有固定外形和保护细胞等多种功能。

1884 年丹麦人革兰氏 (Christian Gram) 发明了一种染色法，这种染色方法的基本步骤为：在一个已固定的细菌涂片上用结晶紫染色，再加媒染剂－碘液染色，然后用乙醇脱色，最后用复染液 (沙黄或番红) 复染。菌体呈红色者为革兰氏染色反应阴性细菌(常以 G ^-表示 )，呈深紫色者为革兰氏染色反应阳性细菌 (常以G   表示)。这一程序后称革兰氏染色法 (Gram staining)。通过这一简单染色可将所有细菌分为革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌两大类。这两大类细菌在细胞结构、成分、形态、生理、生化、遗传、免疫、生态和药物敏感性等方面都呈现出明显差异，因此革兰氏染色有着十分重要的理论与实践意义。

革兰氏阳性细菌细胞壁

革兰氏阳性细菌只有一层厚约20～80nm 的细胞壁。细胞壁的化学组成以肽聚糖 (Peptidoglycan) 为主，占细胞壁物质总量的40％～90% 。另外还结合有磷壁酸 (teichoic acid)，是 G 细菌细胞壁特有的成分。

肽聚糖 是除古菌外，凡有细胞壁的原核生物细胞壁中的共有组分。肽聚糖是由若干肽聚糖单体 (图1-11) 聚合而成的多层网状结构大分子化合物。肽聚糖的单体含有三种组分： N-乙酰葡萄糖胺 (N-acetylgluco samine，简写NAG)、N-乙酰胞壁酸 (N-acetylmuramic acid，简称NAM)和四肽链。 N-乙酰葡萄糖胺与N-乙酰胞壁酸交替排列，通过β -1，4糖苷键连接成聚糖链骨架。四肽链则是通过一个酰胺键与N-乙酰胞壁酸相连，肽聚糖单体聚合成肽聚糖大分子时，主要是两条聚糖链骨架上与 N-乙酰胞壁酸相连的两条相邻四肽链间的相互交联 ( 见图 1-11 ) 。

革兰氏阳性菌(以金黄色葡萄球菌为例) 的四肽链是L-丙氨酸-D-谷氨酸-L-赖氨酸 -D-丙氨酸，二条四肽链间通过五聚甘氨酸桥肽链而间接交联；交联度高，从而形成了紧密编织、质地坚硬和机械性强度很大的多层三维空间网格结构。

革兰氏阴性菌细胞壁

G^- 菌的细胞壁比 G 菌的薄，可分为内壁层和外壁层。内壁层紧贴细胞膜，厚约 2～ 3nm ，由肽聚糖组成，占细胞壁干重的 5％～10% 。外壁层又称外膜（ outer membrane ）约8～10nm，主要由脂多糖 (lipopolysaccharide，LPS) 和外膜蛋白 (out membrane proteins) 组成。

G ^- 菌与G 菌肽聚糖的不同之处就在于它们短肽上的氨基酸以及两条短肽上氨基酸相联结的方式不同。革兰氏阴性菌(以大肠杆菌为例)肽聚糖肽链中的四个氨基酸是L-丙氨酸、 D-谷氨酸、内消旋二氨基庚二酸及 D-丙氨酸。一股肽链第三位上的二氨基庚二酸的游离氨基与相邻的另一股肽链末端的 D- 丙氨酸的羧基形成肽键，将两条肽链联结起来。

外膜蛋白指嵌合在脂多糖和磷脂层外膜上的 20 多种蛋白，多数功能还不清楚。其中有一类称 微孔蛋白（porin ） 的蛋白存在于 G^- 菌的外壁层中，这些蛋白的功能是作为一个通道使低分子的亲水性物质得以进出。

革兰氏染色的性质同细胞壁的结构与组分有关。现在大多认为，在染色过程中，细胞内形成了一种不溶性的结晶紫 - 碘的复合物，这种复合物可被乙醇 ( 或丙酮 ) 从 G^- 细菌细胞内抽提出来，但不能从 G 菌中抽提出来。这是由于 G   菌细胞壁较厚，肽聚糖含量高，脂质含量低甚或没有，经乙醇处理后引起脱水，结果肽聚糖孔径变小，渗透性降低，结晶紫 - 碘复合物不能外流，于是保留初染的紫色。而革兰氏阴性细菌细胞壁肽聚糖层较薄，含量较少，而且脂质含量高，经乙醇处理后，脂质被溶解，渗透性增高，结果结晶紫 - 碘复合物外渗，细胞被番红复染成红色。

表 1-2 革兰氏阳性细菌与革兰氏阴性细菌细胞壁的主要区别

② 细胞质膜

是紧贴在细胞壁内侧，包围细胞质的一层柔软且富有弹性的半透性薄膜，是重要的代谢活动中心，对于细菌的呼吸、能量的产生、运动、生物合成、内外物质的交换运送等均有重要的作用。

③ 拟核

位于细胞质内，是一种没有核膜、没有核仁、没有固定形态、结构也较简单的原始形态的核，其实质是一个大型环状的双链DNA分子，是负载细菌遗传信息的物质基础。

④ 细胞质

是由细胞质膜包围着的，除拟核以外一切透明、胶状、颗粒状物质的总称。具有维持细胞内环境平衡等多种功能，分散于细胞质中的核糖体颗粒是蛋白质合成的场所。

⑤ 细菌细胞的特殊结构

包括鞭毛、菌毛、荚膜、芽孢等，是某些细菌在某生长阶段具有的结构。

鞭毛

是某些细菌表面着生的一至数根由细胞内伸出的细长、波曲的丝状体，具有运动的功能。鞭毛在菌体上的着生位置、数目因种而异。

菌毛（又名纤毛）

是在细菌体表的比鞭毛更细、更短、直硬，且数量较多（250-300根）的丝状体，与细菌吸附或性结合有关。

荚膜

是某些细菌向细胞壁表面分泌的一层厚度不定的胶状物质，它犹如穿在菌体表面的一件外套，用显微镜观察，中心部位是细菌菌体，在暗色背景下荚膜呈透明状环绕菌体，它与细胞结合力较差。通过液体震荡培养或离心可将其从细胞表面除去。荚膜很难着色，用负染色法可在光学显微镜下观察到，即背景和细胞着色，荚膜不着色。具有抗干燥、抗吞噬和附着作用。

芽孢

是某些细菌于生长后期，在细胞内形成的一个圆形、椭圆形或圆柱形的休眠体，能产生芽孢的多为杆菌，产芽孢母细胞的外壳称芽孢囊。芽孢在菌体内的位置、形状、大小因种而异，有中央位、端位、近端位等。芽孢直径大于或小于等于菌体宽度。芽孢具有极强的抗热、抗辐射、抗化学药物和抗静水压等特性，堪称生命世界之最，所以有些细菌在环境条件不利于生长繁殖时便会形成芽孢。

（3）细菌的繁殖

①裂殖

二分分裂繁殖是细菌最普遍、最主要的繁殖方式。在分裂前先延长菌体，染色体复制为二，然后垂直于长轴分裂，细胞赤道附近的细胞质膜凹陷生长，直至形成横隔膜，同时形成横隔壁，这样便产生两个子细胞。

②细菌的菌落

  单个或少数细菌细胞生长繁殖后，会形成以母细胞为中心的一堆肉眼可见、有一定形态构造的子细胞集团，这就是菌落。细菌菌落常表现为湿润、粘稠、光滑、较透明、易挑取、质地均匀以及菌落正反面或边缘与中央部位颜色一致等。细菌的菌落特征因种而异。