原核生物知识点整理

第三章微生物细胞的结构和功能

第一节原核生物

原核生物细菌域：细菌（狭义）、放线菌、蓝细菌、支原体、立克次氏体和衣原体等

古细菌域

1.1细菌细胞的结构

细菌细胞的基本结构

细菌细胞的特殊结构

1.1.1细菌细胞的基本结构

1．细胞壁：是位于细胞最外的一层厚实、坚韧的外被，

主要由肽聚糖组成。

作用：维持细胞形状

保护细胞：外力，渗透压，有害物

协助鞭毛运动

某些病原菌细胞壁中某些成分与致病性有关

对细菌进行分类（革兰氏染色）

成为抗生素作用的靶点

》》革兰氏染色

根据革兰氏染色的结果可以将细菌分为两个主要的类群

紫色－革兰氏阳性细菌（Gram positive, G+)——eg.金黄色葡萄球菌

粉红色，红色－革兰氏阴性细菌(Gram negative, G-)——eg.大肠杆菌

过程：①结晶紫染色

②碘液媒染

③乙醇脱色

④番红复染

革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌的细胞壁组成差异：肽聚糖，磷壁酸、脂多糖、分支菌酸

》》》肽聚糖（黏肽、胞壁质、粘质复合物）

◇肽聚糖肽四肽尾

肽桥

聚糖N-乙酰葡糖胺

N-乙酰胞壁酸

》》》革兰氏阳性细菌的细胞壁结构

·很厚的肽聚糖层（peptidoglycan）

·磷壁酸（Teichoic acid）

革兰氏阳性细菌细胞壁特有的成分

通过磷酸基团相互连接的甘油或核糖醇的聚合物

根据结合部位不同，分为壁磷壁酸和膜磷壁酸。

磷壁酸的主要生理功能：

1.因带负电荷，故可与环境中的Mg 2＋等阳离子结合，提高这些离子

在膜周围的浓度，以保证细胞膜上一些合成酶维持高活性的需要；

2.保证革兰氏阳性致病菌（如A族链球菌）与其宿主间的粘连；

3.构成革兰氏阳性细菌表面抗原的主要成分；

4.作为噬菌体吸附的受体；

5.调节细胞内自溶素的活力；

6.贮藏磷元素。

》》》革兰氏阴性细菌的细胞壁结构

·外膜（Outer membrane）脂多糖

磷脂双分子层

脂蛋白

——外膜位于细胞壁的最外层，厚18～20nm。由磷脂双分子层、脂蛋白与脂多糖组成。因含脂多糖，故常称为脂多糖层

磷脂双分子层与细胞膜的脂双层十分相似，只是其中插有跨膜的孔蛋白（porin），脂蛋白位于外壁层内侧，连接着磷脂双分子层与肽聚糖层。脂多糖位于外壁层的最外层，厚8～10nm。脂多糖（lipopolysaccharide,LPS）是革兰氏阴性细菌细胞壁特有的成分。

——脂多糖的主要功能：

•细菌内毒素的物质基础；

•革兰氏阴性细菌细胞壁表面的抗原决定因子；

•作为许多噬菌体的吸附受体；

•有吸附Mg 2＋、Ca 2+等阳离子以提高其在细胞表面的浓度的作用；

•起保护作用，它可以阻止溶菌酶、抗生素和染料等较大分子的物质的进入菌体。

·质膜与外膜之间的空隙-外周胞质（Periplasm）

·很薄的肽聚糖层（Peptidoglycan）

·质膜（Cytoplasmic membrane）

2.古生菌的细胞壁——假肽聚糖

古生菌细胞壁组成多糖

独特多糖细胞壁甲烷八叠球菌

含半乳糖胺、葡糖醛酸、葡萄糖和乙酸，不含磷酸和硫酸

硫酸化多糖细胞壁盐球菌属

糖蛋白

极端嗜盐古生菌----盐杆菌属的细胞壁是由糖蛋白组成

蛋白质

少数产甲烷菌的细胞壁是由蛋白质所组成

3.无细胞壁的微生物

缺壁细菌实验室中形成自发缺壁突变：L型细菌

·Lister李斯特（1935年）

·专指那些实验室或宿主体内通

过自发突变而形成的遗传性稳定

的细胞壁缺损菌株

人工方法去壁彻底去尽（G+）：原生质体

部分去除（G-）：原生质体

自然界长期进化形成：支原体

4.为什么细胞壁可以作为杀死细胞的靶点？

·溶菌酶

打断N－乙酰胞壁酸和N－乙酰葡糖胺之间的b－1,4 糖苷键，导致细胞破裂，产生原生质体和原生质球

体液中的溶菌酶－天然的防护体系

·青霉素

结构与肽聚糖亚单位的肽侧链末端的D－丙氨酰-D-丙氨酸结构类似，竞争抑制催化转肽反应的酶

只能杀死处于活跃生长期的细胞

1.2 细胞膜和内膜系统：

内膜系统：间体

古生菌的细胞膜结构

1.2.1细胞膜的结构

·紧贴细胞壁内侧的一层由磷脂和蛋白质组成的半透性薄膜

·磷脂双分子层

厚度为5-10nm

带正电荷且溶于水的极性头（磷酸端）

不带电荷，不溶于水的非极性尾（烃端）

·细胞膜的功能

选择地控制细胞内外物质的运送，交换；

维持细胞正常渗透压的屏障作用；

合成细胞壁各种组分和糖被；

产能基地；

酶和电子传递链组分所在；

为鞭毛的着生点和提供其运动所需能量；

与DNA的合成有关

1.3．细胞质及内含物：

核糖体、气泡、染颗粒、聚β－羟丁酸、淀粉、

硫粒、磁小体、羧酶体等

细胞质（cytoplasm）是细胞质膜包围的除核区外的一切半透明、胶状、颗粒状物质的总称。含水量约80%。

细胞质的主要成分为:

核糖体、贮藏物、多种酶类和中间代谢物、质粒、各种营养物和大分子的单体等，少数细菌还有类囊体、羧酶体、气泡或伴孢晶体等

》》颗粒状贮藏物(reserve materials)：贮藏物是一类由不同化学成分累积而成的不溶性沉淀