(三)胞浆(Cytoplasm)是无色透明胶状物,基本成份是水、蛋白质、脂类、核酸及少量无机盐。细胞浆中还存在一些胞浆颗粒。
1.质粒(Plasmid)这是染色体外的遗传物质,为双股环状DNA。分子量比染色体小,可携带某些遗传信息,例如耐药因子、细菌素及性菌毛的基本均编码在质粒上。质粒能进行独立复制,失去质粒的细菌仍能正常存活。质粒可通过接合、转导作用等将有关性状传递给另一细菌。
2.核糖体(Ribosome)电镜下可见到胞浆中有大量沉降系数为70S的颗粒,即核糖体。其化学组成70%为RNA,30%为蛋白质。细胞中约90%的RNA和40%的蛋白质存在于核糖体中。当mRNA连成多聚核蛋白体(Polyribosome),就成为合成蛋白质的场所。细菌的70S核糖体由50S和30S两个亚基组成。链霉素能与细菌核糖体的30S基结合,红霉素能与50S亚基结合,从而干扰细菌蛋白质的合成而导致细菌的死亡;真核细胞的核糖体为80S,因此对人体细胞则无影响。
3.胞浆颗粒(Cytoplasma granula)大多数为营养贮藏物,较为常见的是贮藏高能磷酸盐的异染颗粒(Metachrometic granula),嗜碱性较强,用特殊染色法可以看得更清晰。根据异染颗粒的形态及位置,可以鉴别细菌。
(四)核质(Nnclear materal)或拟核(Nucleoid)是细菌的遗传物质,决定细菌的遗传特征。集中在细胞浆的某一区域,多在菌体中部。它与真核细胞的细胞核不同点在于四周无核膜,故不成形,也无组蛋白包绕。一个菌体内一般含有1~2个核质。现已证明,细菌的核质是由双股DNA组成的单一的一根环状染色体反复回旋盘绕而成,细菌的染色体是裸露的DNA。
大肠杆菌的染色体分子量为3×109,伸展后长度约达1.1mm,约含5×106碱基对,足可携带3,000~5,000个基因,以满足细菌生命活动的全部需要,核质具有细胞核的功能,控制细菌的各种遗传性状。细菌胞浆中含有大量RNA,用碱性染料染色着色很深,将核质掩盖,不易显露。若用酸或RNA酶处理,使RNA水解,再用富尔根(Feulgen)氏法染色,便可染出核质,在普通光学显微镜下可以看见,一般呈球状、棒状或哑铃状。
二、特殊结构
细菌的特殊结构包括荚膜、鞭毛、菌毛和芽胞。
(一)荚膜(Capsule)许多细菌胞壁外围绕一层较厚的粘性、胶冻样物质,其厚度在0.2um以上,普通显微镜可见,与四周有明显界限,称为荚膜。如肺炎双球菌(图2-7)。其厚度在0.2um以下者,在光学显微镜下才不能直接看到,必须以电镜或免疫学方法才能证明,称为微荚膜(Microcapsule),如溶血性链球菌的M蛋白、伤寒杆菌的Vi抗原及大肠杆菌的K抗原等。
图2-7 肺炎球菌荚膜
大多数细菌(如肺炎球菌、脑膜炎球菌等)的荚膜由多糖组成。链球菌荚膜为透明质酸;少数细菌的荚膜为多肽(如炭疽杆菌荚膜为D-谷氨酸的多肽)。
细菌一般在机体内和营养丰富的培养基中才能形成荚膜。有荚膜的细菌在固体培养基上形成光滑型(S型)或粘液型(M)菌落,失去荚膜后菌落变为粗糙型(R)。荚膜并非细菌生存所必需,如荚膜丢失,细菌仍可存活。医学全在线网站www.med126.com
荚膜除对鉴别细菌有帮助外,还能保护细菌免遭吞噬细胞的吞噬和消化作用,因而与细菌的毒力有关。荚膜抗吞噬的机理还不十分清楚,可能由于荚膜粘液层比较光滑,不易被吞噬细胞捕捉之故。荚膜能贮留水分使细菌能抗干燥,并对其他因子(如溶菌酶、补体、抗体、抗菌药物等)的侵害有一定抵抗力。
(二)鞭毛(Flagllum)在某些细菌菌体上具有细长而弯曲的丝状物,称为鞭毛。鞭毛的长度常超过菌体若干倍。不同细菌的鞭毛数目、位置和排列不同,可分为单毛菌(Monotrichate)、双毛菌(Amphitrichate)、丝毛菌(Lophotrichate)、周毛菌(Peritrichate)(图2-8)。
图2-8 细菌的鞭毛(示意)
鞭毛自细胞膜长出,游离于细胞外。用电子显微镜研究鞭毛的超微结构,发现鞭毛的结构分为:基础小体、钩状体和丝状体三个部分组成(图2-9)。
图2-9 大肠杆菌鞭毛根部结构模式图
1.基础小体(Basalbody)位于鞭毛根部,埋在细胞壁中。革兰氏阴性菌鞭毛的基础小体由一根圆柱和两对同心环所组成,一对是M环与S环,附着在细胞膜上;另一对是P环与L环,连在胞壁的肽聚糖和外膜上(M、S、P、L分别代表细胞膜、膜上、肽聚糖、外膜中的脂多糖)。革兰氏阳性菌的细胞壁无外膜,其鞭毛只有M与S环而无P环和L环。鞭毛运动需要能量,细胞膜中的呼吸链可供其所需。
2.钩状体(Hook)位于鞭毛伸出菌体之处,呈钩状弯曲,鞭毛此转变向外伸出,成为丝状体。
3.丝状体(Filament)呈纤丝状,伸出于菌体之外,是由鞭毛蛋白亚单位呈紧螺旋状缠绕而成的中空的管状结构。鞭毛蛋白是一种纤维蛋白,其氨基酸组成与骨骼肌动蛋白相似,可能与鞭毛的运动性有关。
鞭毛是细菌的运动器官,往往有化学趋向性,常朝向有高浓度营养物质的方向移动,而避开对其在害的环境。常存在于杆菌及弧菌中。鞭毛的数量、分布可用以鉴别细菌。鞭毛抗原有很强的抗原性,通常称为H抗原,对某些细菌的鉴定、分型及分类具有重要意义。