微生物细胞

Molecular Model of E.coli Lipopolysaccharide
脂多糖的功能
• 是革兰氏阴性细菌的致病物质 • 与磷壁酸相似，有吸附阳离子的功能 • LPS结构的变化，决定了G-性细菌表
面抗原簇的多样性
！ 外壁层与细胞膜的区别。 都是双分子层结构； 化学本质不同； 部位不同，功能也不同。
➢ 脂肪酸和脂类
类脂特点是既含高度亲水区，又含高度疏水区，使之成为细 胞膜的主要结构成份。
➢ 核苷酸和核酸
碱基、五碳糖和磷酸构成核苷酸，核苷酸之间磷酸二脂键相 连形成RNA和DNA，遗传信息载体。
➢ 氨基酸和蛋白质
氨基酸构成蛋白质 • 结构蛋白：组成细胞结构 • 催化蛋白（酶）：催化有机体各种生化反应
第二节 原核微生物细胞的结构和功能
微生物除病毒外，都具有细胞结构，是细胞 型生物。 细胞分为原核和真核两类。 细菌和古菌为原核细胞。
本章集中介绍细菌细胞。
单细胞原核生物， 一个细胞即为独 立的生活个体
原核细胞的结构
基本构造：细胞壁、细胞膜、原核、核糖体、颗粒状内含物。所 有细胞都具有的基本结构。 特殊构造：质粒、间体、芽孢、荚膜、鞭毛与菌毛等。一些细胞 在特殊的环境下或生长的特定时期具有的结构。
通道蛋白（ porin）
肽间桥不同，G+菌为甘氨酸五肽，G-菌无肽间桥，为 肽键相连。
肽聚糖单体之间相互关联， 构成了致密的网状结构
G+细菌的肽聚糖交联度高，肽聚 糖厚，如枯草杆菌达40层； 而G-细菌的交联度低，肽聚糖薄， 如大肠杆菌只有1-2层
脂多糖(LPS)
G- 细菌细胞壁的特殊成份。
位于细胞壁最外面 一层， 由类脂 A(Lipid A)和 多糖 (polysacBiblioteka Baiduhride)组 成。多糖又由0-特 异多糖(O-specific polysacchride)和 核心多糖(core polysacchride)组 成.
水份：细菌的含水量是细胞鲜重的75％－85％；酵母 菌为70％－85％；丝状真菌为85％－90％
• 各 种 离 子 ： K+、NH4+、Mg2+、Ca2+、Cl -、SO42、 PO43-
二、有机物 有机单体 → 大分子有机物
➢ 碳水化合物和多糖
五碳糖：构成核苷酸的主链
六碳糖：a-1,4糖苷键形成糖原或淀粉 β-1,4糖苷键形成纤维素
•担供某些噬菌体以特异的吸附受体
•赋于G+以特异的表面抗原
back
•带给某些细菌致病性
革兰氏阴性菌细胞壁结构
脂蛋白
O-侧链
外壁层 内壁层
脂多糖 磷脂
肽聚糖
质膜
壁膜间隙
G - 细胞壁由两层构成：内壁层和外壁层，其化学 组成较为复杂。
结构复杂，由三部分组成：
1） 外膜（The outer membrane）：厚810nm。
类似于质膜的脂类双分子层，外面含有 脂多糖 (Lipopolysacchrides ，LPS) 脂蛋白如通道蛋白 (Porin)等。 2） 肽聚糖（peptidoglycan）： 由一至几层的肽聚糖 构成内壁层，厚2-3nm 3） 壁膜间隙（periplasm）
G+与G-菌肽聚糖亚单位的异同
四肽上的第三个氨基酸不同，G+菌为L-赖氨酸，G菌为二氨基庚二酸。
革兰氏染色（Gram stain）
• 1884年，丹麦医生Christian Gram 通过革兰氏染色法 将细菌细胞壁分为革兰氏阳性(G＋)和革兰氏阴性(G-)。
• 染色过程：结晶紫初染→碘液媒染→乙醇脱色 →蕃红复染
Procedures of Gram Staining
Gram positive or Gram negative?
肽聚糖单体之间相互关联， 构成了致密的网状结构
磷壁酸（Teichoic acid）
磷壁酸是酸性的多糖类（ polysaccharides）物质，有 两种：多聚磷酸甘油和多聚磷酸核醇。
通常带负电荷。
有的与质膜上的磷脂相连，形成脂磷壁酸 (lipoteichoic acid)
磷壁酸的功能：
•与环境中的阳离子结合，保证细胞膜上一些合成酶的活性
▪ 革兰氏阴性细胞壁是复杂的多层结构。
Gram+
Gram-
革兰氏阳性细菌和 阴性细菌细胞壁的化学组成
肽聚糖：是原核生物特有的成份 G + 磷壁酸：G+细菌细胞壁特有成份
肽聚糖——内壁层
脂多糖
G- 脂蛋白
外壁层(外膜)
类脂 蛋白质
孔蛋白 外壁蛋白
革兰氏阳性菌细胞壁结构
磷壁酸
肽聚糖层
质膜
壁膜间隙
G+的细胞壁由一层组成，厚20—80nm，其化学组成为 肽聚糖和磷壁酸。
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肽聚糖( peptidoglycan)的基本结构
肽聚糖是由组成肽聚糖的单体聚合而成的大分子网状化合物。
肽聚糖的单体结构由三部分组成： 1. N-乙酰葡萄糖胺(G)和N-乙酰胞壁酸(M)通过ß-1,4糖苷键组成的双糖 2. 胞壁酸上的四肽(L-Ala — D-Glu—L-Lys —D-Ala) 3. 两四肽间的肽间桥
第一章 微生物细胞
目录
1 微生物细胞的化学性质 2 原核微生物细胞的结构和功能 3 原核微生物与真核微生物的比较
• 教学目标：掌握原核细胞的结构与功 能，并能运用这些知识做细菌显微观 察实验。
• 重点：原核细胞的结构与功能及其与 真核细胞的区别。
第一节 微生物细胞的化学性质
➢ 细胞的化学成分：无机物、有机物 一、无机物 • 小分子无机物： O2，CO2，水
苏云金芽孢杆菌B.t.
大肠杆菌 E.coli.
混合涂片
根据革兰氏染色结果，将细菌分为两大类：
染色结果为紫色的细菌称为革兰氏阳性细菌， 简写为G+ 染色结果为红色的细菌称为革兰氏阴性细菌， 简写为G-
？
为什么有革兰氏阳性和 革兰氏阴性细菌的区别？
革兰氏阳性和阴性细胞壁的主要结构
▪ 革兰氏阳性细胞壁主要由厚而致密的肽 聚糖层组成，成分更单一。
一、 细胞壁
• 细胞膜外具有一定硬度和韧性的结构。 • 基本功能：支持和保护细胞，维持细胞形状，帮
助细胞维持一定的渗透压，防止细胞裂解。 • 原核细胞除支原体和某些古菌，一般均具有细胞
壁。 • 原核细胞壁具有特殊的组成、结构和功能。
1.原核细胞壁的组成和结构
革兰氏阳性（Gram-positive） 和革兰氏 阴性（ Gram-negative） 细菌