第三章微生物細胞的結構與功能細菌細胞得構造:一般構造――

細胞壁,細胞膜,細胞質和核質特殊構造――

鞭毛,菌毛,性菌毛和糖被(莢膜或粘液層)一、細胞壁(1)細胞壁(cellwall):就是位于細胞最外得一層厚實、堅韌得外被,主要成分為肽聚糖,具有固定細胞外形和保護細胞不受損傷等多種生理功能。細胞壁得主要功能維持細胞外形;細胞生長、分裂和鞭毛運動所必須;阻攔大分子有害物質;與細菌得抗原性、對抗生素和噬菌體得敏感性有關。1、革蘭氏陽性菌得細胞壁特點:厚度大(20－80nm)組成:肽聚糖(占90％)磷壁酸(占10％)肽聚糖肽聚糖(peptidoglycan),又稱粘肽(mucopeptide),胞壁質(murein)或粘質復合物mucoplex)

真細菌細胞壁中得特有成分肽聚糖得結構雙糖單位:M、G,溶菌酶作用點四肽側鏈(tetrapeptidesidechain):L－ala,D－Glu,L－lys,D-Ala;肽橋(肽間橋,peptideinterbridge):甘氨酸五肽,青霉素作用點G+細菌肽聚糖得立體結構G+菌細胞壁結構9大家應該也有點累了，稍作休息大家有疑問的，可以詢問和交流磷壁酸(teichoicacid):

結合在G＋菌胞壁上得一種酸性多糖,主要成分為甘油磷酸或核糖醇磷酸。磷壁酸得結構(五種類型)-----

主要為甘油磷壁酸和核糖醇磷壁酸兩類甘油磷壁酸得結構模式(左)及其單體(虛線范圍內)得分子結構(右)磷壁酸得種類:壁磷壁酸膜磷壁酸磷壁酸得生理功能結合鎂離子(Mg2＋),提高胞膜合成酶活力;儲藏磷元素;增強細菌與宿主細胞粘連、抗吞噬和抗補體;表面抗原;噬菌體受體;調節(jié)胞內自溶酶(autolysin)活力,防自溶。2、G－菌細胞壁特點:較薄,層次多,成分較復雜;組成:肽聚糖(2－3nm);

外膜G－菌得肽聚糖G－菌得肽聚糖與G＋菌肽聚糖得區(qū)別:四肽側鏈得第三位為二氨基庚二酸(m－DAP)沒有肽橋外膜

(outermembrane)就是G－菌細胞壁得特有結構,位于壁得最外層,為脂多糖、磷脂和若干膜蛋白。外膜得組成結構:脂多糖(lypopolysaccharide,LPS):G－菌細胞壁最外層,較厚(8－10nm)由類脂A,核心多糖和o－特異性多糖組成;磷脂:脂多糖和脂蛋白之間;脂蛋白:磷脂層與肽聚糖之間。外膜蛋白:嵌合在LPS和磷脂層外膜上得20多種蛋白,如孔蛋白(porin)

孔蛋白(porin):結構――三聚體跨膜蛋白孔道;功能――控制某些物質進入胞內。外膜得主要功能類脂A就是G－菌得致病物質――內毒素;與磷壁酸相似,吸附陽離子得功能;與抗原性有關;噬菌體吸附受體;物質交換、屏障功能。外膜蛋白:嵌合在LPS和磷脂層外膜上得20多種蛋白,如孔蛋白(porin)孔蛋白(porin):結構――三聚體跨膜蛋白孔道;功能――控制某些物質進入胞內。周質空間

(periplasmicspace,periplasm)

又稱壁膜間隙。在G－細菌中,一般指其外膜與細胞膜之間得狹窄空間(寬約12~15nm),呈膠狀。存在著多種周質蛋白(periplasmicproteins):

①水解酶類,例如蛋白酶、核酸酶等②合成酶類,例如肽聚糖合成酶③結合蛋白(運送營養(yǎng)物質)④受體蛋白(與細胞得趨化性相關)外膜與內膜間得黏合位點:外膜與內膜間得直接接觸G

＋菌和G－菌生物學特性比較

項目革蘭氏陽性菌革蘭氏陰性菌細胞壁厚度厚(20－80nm)薄(8－11nm)層次12肽聚糖厚度厚,層次多薄,一般單層磷壁酸多數含有無外膜(LPS)無有孔蛋白無有脂蛋白無有周質空間無或窄有溶質通透性強弱肽聚糖四肽未中Lys有無四肽尾中m－DAP無有Gly五肽等肽橋有無細胞細胞硬度硬實柔軟產芽孢有得產不產鞭毛基體有2個環(huán)有4個環(huán)對理化因子抗性對機械力抗性強抗性弱青霉素、磺胺敏感較抗鏈、氯、四較抗敏感陰離子去污劑敏感較抗堿性染料敏感較抗溶菌酶處理后形成原生質體形成圓球體其她產毒素以外毒素為主以內毒素為主3、抗酸細菌得細胞壁抗酸細菌(acid－fastbacteria):一類細胞壁中含有大量分枝菌酸(mycolicacid)等蠟質得特殊革蘭氏陽性細菌。因她們被酸性復紅染上色后,就不能再被鹽酸乙醇脫色,故稱抗酸細菌。如:分枝桿菌屬得結核分枝桿菌、麻風分枝桿菌等?；瘜W組成:

類脂(分枝菌酸和索狀因子)――60％蛋白質(孔蛋白)肽聚糖結構:外壁層――類脂、孔蛋白內壁層――肽聚糖抗酸細菌細胞壁得構造4、古生菌古生菌(Archaea,又稱古細菌Archaebacteria,古菌):就是一個在進化途徑上很早就與真細菌和真核生物相互獨立得生物類群,主要為一些獨特生態(tài)類型得原核生物。如產甲烷菌和大多數嗜極菌(extremophile)。古生菌得細胞壁:無細胞壁古生菌:只有熱原體屬(Thermoplasma)細胞壁得組成:多糖(假肽聚糖),假肽聚糖,糖蛋白或蛋白質假肽聚糖(甲烷桿菌屬為例)得結構二糖單位肽尾(3肽)肽橋(L-Glu)

均與真細菌得不同5、缺壁細胞缺壁細胞(cellwalldeficietbacteria)缺壁細胞得形成:缺壁細胞得種類:A、L型細菌(L－formofbacteria)

基本概念:實驗室或宿主體內通過自發(fā)突變而形成得遺傳性穩(wěn)定得細胞壁缺損菌株;

L型細菌得發(fā)現:1935年,英國Lister研究所學者發(fā)現,念珠狀鏈桿菌;

L型細菌得特點:多形性,對滲透敏感,油煎蛋樣小菌落。B、原生質體(protoplast)基本概念:人為條件下,用溶菌酶除盡原有細胞壁或用青霉素抑制新生細胞壁合成后,所得到得僅有一層細胞膜包裹得圓球狀滲透敏感細菌。

特點:G＋菌易形成,對相應噬菌體不敏感,鞭毛不能運動,細胞不分裂,其她細胞功能正常;意義:細胞融合――雜交育種;遺傳學基本原理研究。Protoplast

fusionhybridprotoplast(“progeny”)C、球狀體(spheroplast):

又稱原生質球,指還殘留了部分細胞壁(G－菌外膜層)得原生質體

D、支原體(Mycoplasma):

就是一類無細胞壁、介于獨立生活和細胞內寄生生活間得最小型原核生物細胞大小:很小,直徑250nm

(一般150－300nm),光鏡勉強可見胞膜:含甾醇,較堅韌胞壁結構和形態(tài):無胞壁,多形性,對滲透壓較敏感6、革蘭氏染色得機制革蘭氏染色法:1884年丹麥學者革蘭(C、Gram)發(fā)明得鑒別染色法(結晶紫－碘－酒精－復紅)革蘭氏染色得機制:結晶紫和碘形成不溶于水得復合物(CVIdyeplex)

G＋菌和G－菌細胞壁結構得不同:

G＋菌胞壁厚,肽聚糖網層次多和交聯致密,乙醇脫水時網孔縮小,更無脂類,不致復合物脫出。

G－菌反之二、細胞壁以內得構造――原生質體1、細胞質膜(cellmembrane):就是一層緊貼在細胞壁內側,包圍著細胞質得柔軟、脆弱、富有彈性得半透性膜。組成:磷脂(20－30％)和蛋白質(50－70％組成,厚約7－8nm。

原核生物和真核生物細胞膜得主要差別:

前者得蛋白質含量特別高,一般無甾醇(僅枝原體外)(1)細菌得細胞質膜結構－－磷脂雙分子層:兩極性頭分別朝向內外兩表面,兩非極性端得疏水尾埋入膜得內層

磷脂得分子結構

(在極性頭得甘油分子C3位上,不同種類微生物具有不同得R基團)不同種類微生物具有不同得R基團

G＋G－磷脂酸＋＋磷脂酰甘油＋＋磷脂酰乙醇胺－常富含磷脂酰肌醇見于若干分支桿菌磷脂酰膽堿－偶爾細胞膜得結構(續(xù))

整合蛋白(integralprotein,或內嵌蛋白intrinsicprotein):

脂雙層中嵌埋著得具運輸功能得蛋白質。

周邊蛋白(peripheralprotein,或extrinsicprotein):

脂雙層表面具酶促作用得蛋白質。

細胞膜得生理功能:物質運輸;維持滲透壓;生物合成:合成細胞膜及以外得細胞結構成分;產能基地:氧化磷酸化和光合磷酸化酶系;鞭毛運動:鞭毛著生部位,提供鞭毛運動所需能量;趨化性有關。原核生物除支原體外