第三章微生物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與功能細(xì)菌細(xì)胞得構(gòu)造:一般構(gòu)造――

細(xì)胞壁,細(xì)胞膜,細(xì)胞質(zhì)和核質(zhì)特殊構(gòu)造――

鞭毛,菌毛,性菌毛和糖被(莢膜或粘液層)一、細(xì)胞壁(1)細(xì)胞壁(cellwall):就是位于細(xì)胞最外得一層厚實(shí)、堅(jiān)韌得外被,主要成分為肽聚糖,具有固定細(xì)胞外形和保護(hù)細(xì)胞不受損傷等多種生理功能。細(xì)胞壁得主要功能維持細(xì)胞外形;細(xì)胞生長(zhǎng)、分裂和鞭毛運(yùn)動(dòng)所必須;阻攔大分子有害物質(zhì);與細(xì)菌得抗原性、對(duì)抗生素和噬菌體得敏感性有關(guān)。1、革蘭氏陽(yáng)性菌得細(xì)胞壁特點(diǎn):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(chēng)粘肽(mucopeptide),胞壁質(zhì)(murein)或粘質(zhì)復(fù)合物mucoplex)

真細(xì)菌細(xì)胞壁中得特有成分肽聚糖得結(jié)構(gòu)雙糖單位:M、G,溶菌酶作用點(diǎn)四肽側(cè)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(diǎn)G+細(xì)菌肽聚糖得立體結(jié)構(gòu)G+菌細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)9大家應(yīng)該也有點(diǎn)累了，稍作休息大家有疑問(wèn)的，可以詢(xún)問(wèn)和交流磷壁酸(teichoicacid):

結(jié)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(jié)構(gòu)(五種類(lèi)型)-----

主要為甘油磷壁酸和核糖醇磷壁酸兩類(lèi)甘油磷壁酸得結(jié)構(gòu)模式(左)及其單體(虛線范圍內(nèi))得分子結(jié)構(gòu)(右)磷壁酸得種類(lèi):壁磷壁酸膜磷壁酸磷壁酸得生理功能結(jié)合鎂離子(Mg2＋),提高胞膜合成酶活力;儲(chǔ)藏磷元素;增強(qiáng)細(xì)菌與宿主細(xì)胞粘連、抗吞噬和抗補(bǔ)體;表面抗原;噬菌體受體;調(diào)節(jié)胞內(nèi)自溶酶(autolysin)活力,防自溶。2、G－菌細(xì)胞壁特點(diǎn):較薄,層次多,成分較復(fù)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(cè)鏈得第三位為二氨基庚二酸(m－DAP)沒(méi)有肽橋外膜

(outermembrane)就是G－菌細(xì)胞壁得特有結(jié)構(gòu),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(jié)構(gòu):脂多糖(lypopolysaccharide,LPS):G－菌細(xì)胞壁最外層,較厚(8－10nm)由類(lèi)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(jié)構(gòu)――三聚體跨膜蛋白孔道;功能――控制某些物質(zhì)進(jìn)入胞內(nèi)。外膜得主要功能類(lèi)脂A就是G－菌得致病物質(zhì)――內(nèi)毒素;與磷壁酸相似,吸附陽(yáng)離子得功能;與抗原性有關(guān);噬菌體吸附受體;物質(zhì)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(jié)構(gòu)――三聚體跨膜蛋白孔道;功能――控制某些物質(zhì)進(jìn)入胞內(nèi)。周質(zhì)空間

(periplasmicspace,periplasm)

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

①水解酶類(lèi),例如蛋白酶、核酸酶等②合成酶類(lèi),例如肽聚糖合成酶③結(jié)合蛋白(運(yùn)送營(yíng)養(yǎng)物質(zhì))④受體蛋白(與細(xì)胞得趨化性相關(guān))外膜與內(nèi)膜間得黏合位點(diǎn):外膜與內(nèi)膜間得直接接觸G

＋菌和G－菌生物學(xué)特性比較

項(xiàng)目革蘭氏陽(yáng)性菌革蘭氏陰性菌細(xì)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(shù)含有無(wú)外膜(LPS)無(wú)有孔蛋白無(wú)有脂蛋白無(wú)有周質(zhì)空間無(wú)或窄有溶質(zhì)通透性強(qiáng)弱肽聚糖四肽未中Lys有無(wú)四肽尾中m－DAP無(wú)有Gly五肽等肽橋有無(wú)細(xì)胞細(xì)胞硬度硬實(shí)柔軟產(chǎn)芽孢有得產(chǎn)不產(chǎn)鞭毛基體有2個(gè)環(huán)有4個(gè)環(huán)對(duì)理化因子抗性對(duì)機(jī)械力抗性強(qiáng)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(zhì)體形成圓球體其她產(chǎn)毒素以外毒素為主以?xún)?nèi)毒素為主3、抗酸細(xì)菌得細(xì)胞壁抗酸細(xì)菌(acid－fastbacteria):一類(lèi)細(xì)胞壁中含有大量分枝菌酸(mycolicacid)等蠟質(zhì)得特殊革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌。因她們被酸性復(fù)紅染上色后,就不能再被鹽酸乙醇脫色,故稱(chēng)抗酸細(xì)菌。如:分枝桿菌屬得結(jié)核分枝桿菌、麻風(fēng)分枝桿菌等?；瘜W(xué)組成:

類(lèi)脂(分枝菌酸和索狀因子)――60％蛋白質(zhì)(孔蛋白)肽聚糖結(jié)構(gòu):外壁層――類(lèi)脂、孔蛋白內(nèi)壁層――肽聚糖抗酸細(xì)菌細(xì)胞壁得構(gòu)造4、古生菌古生菌(Archaea,又稱(chēng)古細(xì)菌Archaebacteria,古菌):就是一個(gè)在進(jìn)化途徑上很早就與真細(xì)菌和真核生物相互獨(dú)立得生物類(lèi)群,主要為一些獨(dú)特生態(tài)類(lèi)型得原核生物。如產(chǎn)甲烷菌和大多數(shù)嗜極菌(extremophile)。古生菌得細(xì)胞壁:無(wú)細(xì)胞壁古生菌:只有熱原體屬(Thermoplasma)細(xì)胞壁得組成:多糖(假肽聚糖),假肽聚糖,糖蛋白或蛋白質(zhì)假肽聚糖(甲烷桿菌屬為例)得結(jié)構(gòu)二糖單位肽尾(3肽)肽橋(L-Glu)

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

基本概念:實(shí)驗(yàn)室或宿主體內(nèi)通過(guò)自發(fā)突變而形成得遺傳性穩(wěn)定得細(xì)胞壁缺損菌株;

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

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

特點(diǎn):G＋菌易形成,對(duì)相應(yīng)噬菌體不敏感,鞭毛不能運(yùn)動(dòng),細(xì)胞不分裂,其她細(xì)胞功能正常;意義:細(xì)胞融合――雜交育種;遺傳學(xué)基本原理研究。Protoplast

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

又稱(chēng)原生質(zhì)球,指還殘留了部分細(xì)胞壁(G－菌外膜層)得原生質(zhì)體

D、支原體(Mycoplasma):

就是一類(lèi)無(wú)細(xì)胞壁、介于獨(dú)立生活和細(xì)胞內(nèi)寄生生活間得最小型原核生物細(xì)胞大小:很小,直徑250nm

(一般150－300nm),光鏡勉強(qiáng)可見(jiàn)胞膜:含甾醇,較堅(jiān)韌胞壁結(jié)構(gòu)和形態(tài):無(wú)胞壁,多形性,對(duì)滲透壓較敏感6、革蘭氏染色得機(jī)制革蘭氏染色法:1884年丹麥學(xué)者革蘭(C、Gram)發(fā)明得鑒別染色法(結(jié)晶紫－碘－酒精－復(fù)紅)革蘭氏染色得機(jī)制:結(jié)晶紫和碘形成不溶于水得復(fù)合物(CVIdyeplex)

G＋菌和G－菌細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)得不同:

G＋菌胞壁厚,肽聚糖網(wǎng)層次多和交聯(lián)致密,乙醇脫水時(shí)網(wǎng)孔縮小,更無(wú)脂類(lèi),不致復(fù)合物脫出。

G－菌反之二、細(xì)胞壁以?xún)?nèi)得構(gòu)造――原生質(zhì)體1、細(xì)胞質(zhì)膜(cellmembrane):就是一層緊貼在細(xì)胞壁內(nèi)側(cè),包圍著細(xì)胞質(zhì)得柔軟、脆弱、富有彈性得半透性膜。組成:磷脂(20－30％)和蛋白質(zhì)(50－70％組成,厚約7－8nm。

原核生物和真核生物細(xì)胞膜得主要差別:

前者得蛋白質(zhì)含量特別高,一般無(wú)甾醇(僅枝原體外)(1)細(xì)菌得細(xì)胞質(zhì)膜結(jié)構(gòu)－－磷脂雙分子層:兩極性頭分別朝向內(nèi)外兩表面,兩非極性端得疏水尾埋入膜得內(nèi)層

磷脂得分子結(jié)構(gòu)

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

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(jiàn)于若干分支桿菌磷脂酰膽堿－偶爾細(xì)胞膜得結(jié)構(gòu)(續(xù))

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

脂雙層中嵌埋著得具運(yùn)輸功能得蛋白質(zhì)。

周邊蛋白(peripheralprotein,或extrinsicprotein):

脂雙層表面具酶促作用得蛋白質(zhì)。

細(xì)胞膜得生理功能:物質(zhì)運(yùn)輸;維持滲透壓;生物合成:合成細(xì)胞膜及以外得細(xì)胞結(jié)構(gòu)成分;產(chǎn)能基地:氧化磷酸化和光合磷酸化酶系;鞭毛運(yùn)動(dòng):鞭毛著生部位,提供鞭毛運(yùn)動(dòng)所需能量;趨化性有關(guān)。原核生物除支原體外