三微生物细胞的结构与功能

磷壁酸功能：
①使细胞壁形成负电荷环境，加强质膜对二价离子 尤其是镁离子的吸收。
②贮藏磷元素 ③增强某些致病菌对宿主细胞的粘连、避免被白细
胞吞噬及抗补体作用 ④赋予细胞以表面抗原 ⑤作为噬菌体吸附受体 ⑥能调节细胞内自溶素的活力，防止细胞自溶
G-比G+的组成和结构更复杂
外壁层是G-细菌细胞壁特有的结构，位于壁的最外层， 化学成分分为脂多糖、磷脂和若干蛋白
第三章 微生物细胞的结构与功能
Microbial Structure & Function
第一节 原核微生物
• 包括有细菌、放线菌、蓝细菌以及形态结构比 较特殊的立克次氏体、支原体、衣原体、螺旋 体等
• 细菌虽小，但结构复杂，可分为基本结构和特 殊结构。
• 基本结构包括细胞壁、细胞膜、细胞质、细胞 核。
Gˉ菌细胞壁
（1）肽聚糖 仅由1-2层肽聚糖网状分子组成的薄 层，短肽之间直接相连，没有肽桥，因而疏松、机 械强度较差。
（2）外膜 位于最外层，有脂多糖、磷脂和脂蛋白 组成。 脂多糖：最外层，由类脂A、核心多糖和O-特异侧链 三部分组成。
（3）外膜蛋白 镶嵌在脂多糖和磷脂层上，其中有 孔蛋白、脂蛋白（使外膜层牢固地与肽聚糖连接）。
革兰氏阳性细菌与阴性细菌的细胞壁成分(占细胞壁干重的%)
细胞壁的化学组成
细胞壁的基本骨架——肽聚糖
肽聚糖：是由 N—乙酰胞壁酸（NAM）和N—乙酰 葡糖胺（NAG）以及少数氨基酸短肽链组成的亚 单位聚合而成的大分子复合体。
肽聚糖单体：是由NAG 、 NAM 、肽尾、肽桥构成。
肽聚糖网格状结构 革兰氏阳性菌肽聚糖单体
都有可能使肽聚糖对 细菌的保护作用丧失
短肽（五肽、肽桥）相连的。
青霉素的作用
作用于肽聚糖肽 桥的联结，即抑 制肽聚糖的合成， 故仅对生长着的 菌有效，主要是 G+菌。
G＋与Gˉ细胞壁
★共有组分— 肽聚糖 ★特有组分— G＋ 磷壁酸
Gˉ脂多糖
G＋与Gˉ细菌cw的模式结构
革兰氏阳性菌细胞壁： 由肽聚糖和磷壁酸组成
作用部位为肽聚糖五肽交联 桥 作用部位为肽聚糖聚糖骨架
二、细胞壁以内的构造----原生质体
1、细胞质膜(Cell membrane) ①化学组成与结构 组成：主蛋白质 60—70%
磷脂 30—40% 少量多糖 结构：由具有高度定向性的磷脂双分子层镶嵌 着可移动的膜蛋白构成。
细胞质膜化学组成与结构
• 特殊结构包括糖被、鞭毛和芽孢等。
细菌细胞结构
一、细胞壁（cell wall）
位于菌体的外层，内侧紧贴细胞膜的一层无色透明， 坚韧而有弹性的结构。细胞壁约占细胞干重的10%— 25%。
功能 ①保护细胞，免受外界因素的损伤 ②维持细胞形态 ③起分子筛的作用 ④是鞭毛运动的支点 ⑤与细菌的抗原性、致病性及对噬菌体的敏感性有关
细胞质功能：
细胞质中含有丰富的酶系，是营 养物质合成、转化、代谢的场所。
磷壁酸：占40%。G+菌 所特有,其主链由数十 个磷酸甘油或磷酸核 糖醇组成,有的还有由 D—Ala和还原糖组成 的侧链。
肽聚糖: 占30~70% ,不同菌种 中肽聚糖(肽链)组分 不同。
脂磷壁 酸:与菌 细胞原 生质膜 的脂类 结合
壁磷壁酸:含量 多，通过共价 键与肽聚糖分 子结合,并延伸 到肽聚糖分子 表面, 带有负 电荷。
步骤：
涂片固定 结晶紫初染
结果: 阳性菌——紫色 阴性菌——红色
碘液媒染
乙醇脱色
番红复染
革兰氏染色的原理
➢等电点学说
➢化学学说
➢渗透学说 主要是由于二者细胞壁化学成分的差异造成的
革兰氏染色法的临床意义：
医学上对病原微生物进行革兰氏染色，使用 相应的药物对症下药。
β内酰胺类的药物 氨基糖苷类的药物
革兰氏阳性细菌肽聚糖单体 革兰氏阴性细菌肽聚糖单体
细胞壁的结构
① 短 叉相由肽联G结与形在M成重M 上多复，层交网相联状邻构结短成构肽骨架交，N1，—4乙-糖酰苷葡键糖与胺N通—过乙β-
②短肽连结方式及组成成分 酰胞壁酸相连。肽聚
依不同种类的细菌而异
糖中任何键的断裂，
在金黄色葡萄球菌中，短肽 间通过一条由甘氨酸组成的
间体：
由细胞膜内褶形成的一种管状、层状或串状物， 一般位于细胞分裂的部位或附近。
间体 间体的功能:
▪参与隔膜形成 ▪与核分裂有关 ▪类线粒体功能
2、细胞质(cytoplast)及其内含物(inclusin)
细胞膜内除核质体外的一切半透明、胶状、颗粒 状物质可总称为细胞质。其主要成分有：核糖体、贮 藏物、各种酶类、中间代谢物及质粒等,少数细菌还存 在有伴胞晶体或气泡等。细胞质内形状较大的颗粒状 构造为内含物，包括各种贮藏物和气泡、羧酶体等。
➢原生质体：指在人为条件下，用溶菌霉除尽 原有壁或用青霉素抑制新生细胞合成后，仅 有一层细胞膜包裹着的圆球形渗透敏感细胞。
➢球状体：指还残留着部分细胞壁。
➢ 原体：是长期进化过程中形成，适应自然生 活条件的无细胞壁的原核生物。含甾醇
革兰氏染色法
• C.Gram于1884年 发明的一种鉴别不 同类型细菌的染色 方法
脂多糖及外膜蛋白主要功能： ①类脂A是革兰氏阴性细菌内毒素的物质基础； ②有吸附阳离子的作用； ③决定抗原的多样性； ④作噬菌体的吸附受体； ⑤具选择性屏障功能。
周质空间（壁膜间隙） 含有许多周质蛋白（水解酶、合成酶、结合蛋白等）
缺壁细菌
➢L型细菌：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陷菌 株。
生理功能
➢ 具有高度的选择性 ➢ 是氧化代谢和能量产生的部位 ➢ 与呼吸有关的酶及电子传递体系均位于细胞膜上，
故氧化代谢在膜上进行，产生的电子通过膜上的电 子传递体系传递，偶联ATP的产生。 ➢ 是细胞壁和荚膜生物合成机构 ➢ 与细胞的运动有关，细胞鞭毛的基体位于细胞膜上， 提供运动所需要的能量。
G+ 菌与G- 菌的差别及与细胞壁的关系
G+ 项目 菌
革兰阳性菌 革兰阴性 菌
与 染色性
紫色
红色
G-
菌
的 抗原性 差 别
主要为磷壁酸 主要为外 膜
及 毒性
无内毒素
有内毒素
与
百度文库
细
胞 对青霉素的作 有效
无效
壁用
的
关 对溶菌酶的作 有效
无效
系用
细胞壁的关系
细胞壁对酒精的通透性
细胞壁的化学组成不同
内毒素为阴性菌细胞壁成分