Грам - датский ученый в 1884 году предложил способ окрашивания, в зависимости от которого все бактерии разделились на две группы: Грам+ и Грам- . Вначале фиксированный мазок окрашивают кристаллическим генциан виолетовым, обрабатывают йодным раствором Люголя для закрепления краски. Если при опускании в спирт бактерии не обесцвечиваются их относят к Грам+, если обесцвечиваются и дополнительно окрашиваются фуксином в красный цвет - к Грам-. За окраску по Граму отвечает клеточная стенка.
Химический состав клеточных стенок:
| Химические вещества | Грам+ | Грам- |
| Муреин Тейхоевые кислоты Липиды Аминокислоты | 40 - 90% до 50% 2,5% 3-4 вида | 5-10% нет 22% 18-20 видов |
У Грам+ клеточная стенка гомогенная, однослойная (20-60 нм). Муреин образует муреиновую сеть, в которую вплетаются тейхоевые кислоты, которые связаны с ним ковалентными связями. При опускании в спирт муреин набухает, закрывает поры и краска не вымывается изнутри наружу.
У Грам- - клеточная стенка значительно тоньше, многослойная. Состоит из одного слоя муреина, отделенного от ЦПМ периплазматическим пространством, и наружной мембранной структуры, состоящей из липопротеида, фосфолипидов, липополисахаридов и белков. ЛПС обладает антигенными (О -антиген) и токсическими свойствами. При опускании в спирт липидосодержащие слои растворяются и краска легко вымывается из клетки.
К Грам+ чаще относятся бациллы и кокки (исключая менингококки и гонококки), к Грам - - извитые и бактерии (исключая азотобактер, молочнокислые бактерии, возбудителей туберкулеза, рожи свиней, листериоза и др.).
Для бактерий окраска по Граму морфологический признак. На практике знание окраски по Граму используется для подбора антибиотиков. Антибиотики широкого спектра действия действуют и на Грам+ и на Грам-. Узкого, напр. пенициллин - только на Грам+, полимиксины действуют только на Грам-.