细菌(Bacterium)是一种个体微小、形态简单、有细胞壁、靠二分裂法繁殖的单细胞微生物。由于细菌比较小,只有染色后在光学显微镜下进行观察,才能了解细菌的大小和形态。细菌的染色方法有多种,其中最常用的是革兰染色法。通过革兰染色,可将细菌分为革兰阳性菌和革兰阴性菌两大类。每种细菌都有一定的大小、形态及排列方式,可以根据这些特点对细菌进行初步鉴定。
细菌的形态特征常是细菌分类鉴定的指标之一。细菌的形态常常受到环境因素的影响,比如培养时间、培养温度不同,以及培养基中物质的组成和浓度等因素发生改变,都可以引起细菌形态的改变。一般在适宜条件下培养的细菌,菌体形态比较正常、齐整;在不正常的培养条件下或在较老的培养物中,或培养基中有药物、抗生素存在时,细菌细胞常表现出不正常的形态,细胞膨大或出现梨形、丝状等不规则形态。形态不正常的细菌,在移植到新鲜的培养基内,并在适宜条件下培养,会重新恢复到正常的形态。
细菌个体微小,常用微米(µm)表示。在一般情况下,细菌的大小相对比较稳定,是鉴定菌种的依据之一。细菌的大小与所用染色的方法有关。通过干燥固定的方法对菌体进行染色,其长度一般要比活菌体缩短1/4~1/3;如果用负染色法对菌体染色,其菌体常大于普通染色法甚至比活菌体还大。细菌的大小和形态还会受环境条件的影响,如使用的培养基成分、浓度、培养温度和时间等。在适合细菌生长的条件下,幼龄细菌或对数生长期培养物的大小和形态一般较为稳定,因而适合进行形态特征的描述。在非正常条件下生长或衰老的细菌培养物,细菌常呈现膨大、分枝或丝状等畸形。
球菌大小常用直径来表示。杆菌和螺旋菌用长和宽表示,大杆菌长3~8µm、宽1~1.25µm,小杆菌长0.7~1.5µm、宽0.4~1.2µm;螺旋菌以其两端的直线距离作长度,一般长2~20µm、宽0.4~1.2µm。细菌的大小介于动物组织细胞与病毒粒子之间。
细菌有球状、杆状和螺旋状三种基本形态(但也有其他形态),可根据细菌的形态特征对其进行初步鉴定。
细菌的排列方式有多种,与其分裂繁殖有关。不同种类的细菌在裂殖后,有的菌体呈单个存在,有的菌体彼此仍有原浆带相连而形成一定的排列方式。一般情况下,每种细菌的形态和排列方式是相对稳定而有特征性的,可作为细菌分类和鉴定的依据。
菌体呈球形或近似球形。根据菌体分裂的方向及分裂后排列状态的不同,球菌可以分为以下5种。
(1)单球菌:分裂后的菌体呈单独存在的分散状态,如尿素小球菌。
(2)双球菌:在一个平面上分裂,分裂后的菌体成对排列,如肺炎双球菌。
(3)链球菌:沿一个平面分裂,分裂后3个以上的菌体相连,呈链状排列(图1-1-1)。
图1-1-1 链球菌(革兰染色)
(a)短链球菌;(b)长链球菌
(4)四联球菌:菌体在2个互相垂直的平面分裂,分裂后每4个菌体呈“田”字形排列,如四联小球菌。
(5)葡萄球菌:菌体沿多个不规则的平面分裂,分裂后许多菌体无规则地堆积在一起呈葡萄串状,如金黄色葡萄球菌(图1-1-2)。
图1-1-2 金黄色葡萄球菌(革兰染色)
菌体一般呈杆状,两端多数为钝圆、少数呈平截状。杆菌是细菌中种类最多的一类。因菌种不同,菌体的大小、长短、粗细等都有差异(图1-1-3)。
杆菌可分为长杆菌、短杆菌、球杆菌等。根据菌体是否膨大,又可以分为棒状杆菌(菌体一端膨大)和梭状杆菌(菌体中间膨大);根据菌体有无芽孢又可分为芽孢杆菌和无芽孢杆菌。有些杆菌的菌体短小,两端钝圆,近似球状,称为球杆菌;有些杆菌呈丝状;有些杆菌还会形成分枝或侧枝。
图1-1-3 杆菌的形态(革兰染色)
(a)短杆菌;(b)长杆菌;(c)球杆菌;(d)丝状菌
螺旋菌或称螺形菌,菌体呈弯曲状或螺旋状(图1-1-4)。螺旋菌又可分为弧菌(Vibrio)螺菌(Spirllum)和螺旋体(Spirochaete)三种。弧菌菌体只有一个弯曲,呈弧形或逗点状,如副溶血弧菌;螺菌菌体较长,有两个以上的弯曲,形成螺旋状,如鼠咬热螺菌螺旋体菌体细长,柔软,弯曲,呈螺旋状如猪短螺旋体。
图1-1-4 螺旋菌(革兰染色)
(a)创伤弧菌;(b)大肠毛状螺旋体