细菌的基本结构
（一）细胞壁
细胞壁（cell wall）是包被于细胞膜外的无色透明、坚韧而有弹性的膜状结构，大多位于细菌细胞的最外层。其结构和化学组成随细菌种类不同而存在差异。
图2-2 细菌的细胞结构模式图
1.化学组成及结构 通过革兰染色法可将细菌分为革兰阳性菌（G+）和革兰阴性菌（G-），两者细胞壁的化学组成与结构存在较大差异。
（1）革兰阳性菌细胞壁 主要由肽聚糖和磷壁酸组成。
①肽聚糖：又称为黏肽，是细菌细胞壁的主要组分，也是革兰阳性菌和革兰阴性菌的共有组分。革兰阳性菌的肽聚糖是由聚糖骨架、四肽侧链和五肽交联桥构成的三维立体结构。聚糖骨架由N-乙酰胞壁酸和N-乙酰葡糖胺交替间隔排列，由β-1，4糖苷键连接而成；四肽侧链的氨基酸组成和连接方式因菌种不同而异，如金黄色葡萄球菌，依次由L-丙氨酸、D-谷氨酸、L-赖氨酸和D-丙氨酸组成，其中第三位的L-赖氨酸通过由五个甘氨酸构成的五肽交联桥连接于相邻四肽侧链第四位的D-丙氨酸上，形成机械强度十分坚韧的三维立体结构（图2-3）。
图2-3 金黄色葡萄球菌的细胞壁肽聚糖结构模式图
②磷壁酸：革兰阳性菌细胞壁的特有组分，穿插于肽聚糖层中（图2-4）。根据其结合的部位可分为壁磷壁酸（连接于肽聚糖的N-乙酰胞壁酸上）和膜磷壁酸（连接于细胞膜上）。磷壁酸是革兰阳性菌的重要表面抗原，与细菌致病性密切相关。
③其他成分：某些革兰阳性菌细胞壁表面具有一些特殊的表面蛋白，与细菌的致病性、抗原性有关，如金黄色葡萄球菌的A蛋白。
（2）革兰阴性菌细胞壁 主要由肽聚糖和外膜组成。
图2-4 革兰阳性菌细胞壁结构模式图
①肽聚糖：主要由聚糖骨架和四肽侧链两部分构成，无五肽交联桥。以大肠埃希菌为例，其四肽侧链的第三位氨基酸与革兰阳性菌不同，为二氨基庚二酸（DAP），直接通过肽链与相邻四肽侧链的D-丙氨酸相连，缺乏五肽交联桥连接，因此仅形成较疏松的单层二维平面网状结构（图2-5）。
②外膜：革兰阴性菌细胞壁的特有组分，位于肽聚糖层外侧，由内向外依次为脂蛋白、脂质双分子层和脂多糖（LPS）（图2-6）。其中，最外层的脂多糖是革兰阴性菌内毒素的主要成分，由脂质A、核心多糖和特异性多糖三个部分组成，脂质A是内毒素的毒性部分，与细菌的致病性有关。
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图2-5 大肠埃希菌的细胞壁肽聚糖结构模式图
图2-6 革兰阴性菌细胞壁结构模式图
革兰阳性菌和革兰阴性菌细胞壁组分及结构的不同（表2-1），导致两类细菌在染色性、抗原性、致病性及对药物的敏感性等方面存在很大差异。如青霉素可竞争性抑制肽聚糖合成过程中五肽交联桥与四肽侧链的连接；溶菌酶能破坏肽聚糖骨架中N-乙酰胞壁酸和N-乙酰葡糖胺之间的β-1，4糖苷键的连接，使细菌裂解。革兰阳性菌细胞壁的肽聚糖含量较多，因而对青霉素和溶菌酶都敏感；革兰阴性菌细胞壁的肽聚糖含量少，故对青霉素和溶菌酶不敏感。
表2-1 革兰阳性菌和革兰阴性菌细胞壁结构的区别
（3）细胞壁缺陷型细菌（L型细菌） 在生物或理化因素作用下，某些细菌的肽聚糖结构被破坏或合成受到抑制，造成其细胞壁缺损，无法在普通环境中生存，但在高渗环境中仍可存活，这类细菌称细胞壁缺陷型细菌或L型细菌。L型细菌仍有一定的致病性，可引起慢性感染，如心内膜炎、尿路感染等。因此，在临床上遇到症状明显但常规标本细菌培养呈阴性者，应考虑L型细菌感染的可能性。
2.主要功能 细胞壁的主要功能如下：①保护细菌抵抗低渗环境；②维持细菌固有形态；③参与细胞内外的物质交换；④决定细菌抗原性；⑤某些组分与细菌的致病性有关。
（二）细胞膜
细胞膜（cell membrane）位于细胞壁内侧，是包绕在细胞质外的一层柔软、具有弹性和半渗透性的生物膜。其基本结构与真核细胞的细胞膜基本一致，由磷脂双分子层和多种蛋白质组成。细胞膜的主要功能有：①与细胞壁共同完成细胞内外的物质交换；②具有生物合成作用，如合成肽聚糖、磷壁酸、脂多糖、转肽酶等；③参与细胞的呼吸过程；④部分细胞膜内陷、折叠、卷曲形成囊状物，称为中介体，多见于革兰阳性菌，参与细菌呼吸、生物合成及分裂繁殖。
（三）细胞质
细胞质（cytoplasm）为无色、半透明的胶状物质，由细胞膜包裹。主要成分为水、脂类、蛋白质和无机盐。细胞质中含有多种酶系统，是细菌新陈代谢的主要场所。细胞质中含有多种重要的结构。
1.质粒（plasmid） 细菌染色体之外的遗传物质，为闭合环状双链DNA。质粒不是细菌生长所必需的结构，但它携带了遗传信息，可以控制细菌某些特定的遗传性状，如R质粒可决定细菌的耐药性，F质粒编码细菌的性菌毛等。质粒能自我复制，可通过细胞分裂或接合等方式在细菌之间传递，与细菌的遗传变异有关。
2.核糖体（ribosome） 细菌合成蛋白质的场所，游离存在于细胞质中，每个细菌体内可达数万个。其化学成分主要是RNA和蛋白质，沉降系数为70S，由50S的大亚基和30S的小亚基组成。某些抗生素，如链霉素和红霉素可分别与细菌核糖体的30S小亚基和50S大亚基结合，从而抑制蛋白质的合成，导致细菌死亡。人体细胞的核糖体与细菌核糖体存在差异，故这些药物对人体细胞没有损伤作用。
3.胞质颗粒（cytoplasmic granules） 细胞质中含有多种颗粒状物质，其中多数为细菌储存的营养物质（包括多糖、脂类、糖原、多磷酸盐等）。某些细菌胞质中含有由RNA和多磷酸盐组成、嗜碱性强、经美蓝染色后着色较深呈深蓝色的胞质颗粒，称为异染颗粒。如白喉棒状杆菌的异染颗粒，可用于细菌的鉴定。
（四）核质
细菌的核质（nuclear material）无核膜、核仁，是由一条裸露的双链闭环状DNA分子反复回旋盘绕而成的松散网状结构，又称为拟核。核质具有与细胞核相同的功能，控制细菌的形态结构、生长繁殖、遗传变异等生物学性状。