微生物学：第三章 微生物细胞的结构与功能
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物质基础； B、吸附阳离子以提高其在细胞表面浓度的作用； C、结构多变，决定了革兰氏阴性菌细胞表面抗
原决定族的多样性； D、是许多噬菌体在细胞表面的吸附受体； E、具有控制某些物质进出细胞的部分选择性屏
障功能；
(3)G+ 细菌与G -细菌细胞壁的比较
项目 1、革兰氏染色反应 2、肽聚糖层 3、磷壁酸 4、外膜 5、脂多糖（LPS） 6、类脂和脂蛋白含量 7、鞭毛结构 8、产毒素 9、对机械力的抗性 10、细胞壁抗溶菌酶 11、对青霉素和磺胺
自然界长期进化中形成：支原体
细菌L型 菌落类型
临床分离葡萄球菌L型
葡萄球菌L型回复后
6.革兰氏染色的机制
简单染色法
细菌染色法
正染色
死菌
革兰氏染色法
鉴别染色法
抗酸性染色法
芽孢染色法 姬姆萨染色法等
负染色 ：荚膜染色法等
活菌 ：用美蓝或TTC（氯化三苯基四氮唑）
等作活菌染色
▪革 兰 氏 染 色 法 (Gramstaining) 由丹麦 医 生 GhristianGram 于 1884年创立。
主要成分 脂多糖 (LPS，lipopolysaccharide ) 、 磷脂 、脂蛋白、肽聚糖
❖革兰氏阴性细菌细胞壁的组成和结构比革 兰氏阳性细菌更复杂。
❖肽聚糖层很薄，是一单分子层或双分子层 ，肽聚糖层和外膜的内层之间通过脂蛋白 连接起来。
❖外膜覆盖于肽聚糖层的外部，表面不规则 ，切面呈波浪形。外壁层可再分为内、中 、外三层。最外层为脂多糖层，中间为磷 脂层，内层为脂蛋白层。
• 革兰阴性菌肽聚糖层受损后尚有外膜保护—— 原生质球(spheroplast)。
在稀溶液中细胞壁破坏，释放原生质体，但 由于细胞质膜非常脆弱，所以细胞立即溶解
在含有较高溶质如蔗糖浓度的溶液中，水不 能进入原生质体，因此原生质体稳定。
自发缺壁突变：L型细菌
实验室中形成
彻底除尽：原生质体
缺壁细菌
人工方法去壁 部分去除：原生质球
细胞壁怎么被发现的?
1）细菌超薄切片的电镜直接观察； 2）质、壁分离与适当的染色，可以在光学显微镜下看到细胞壁； 3）机械法破裂细胞后，分离得到纯的细胞壁； 4）制备原生质体，观察细胞形态的变化；
细菌细胞的基本结构
一、细胞壁(cell wall)
细胞壁(cellwall)是位于细胞表面，内侧紧贴细胞 膜的一层较为坚韧、略具弹性的结构。占细胞干 重的10-25%。
L-谷
5. 缺壁细菌
• 细胞壁受损后仍能生长和分裂的细菌。在一般 环境中不能耐受菌体内的高渗透压而将会涨破 死亡。
• L型(bacterial L form)：通过自发突变而形成的 遗传性稳定的细胞壁缺损菌株
• 加溶菌酶或在含青霉素等的培养基中培养革兰 阳性菌使细胞壁缺失后，原生质仅被一层细胞 膜包住——原生质体(protoplast)。
膜磷壁酸 壁磷壁酸
磷壁酸的功能：
A、可保证细胞膜上一些需要Mg2+的合成酶提 高活性； B、贮藏磷元素 C、增强某些致病菌对宿主细胞的粘连、避免被 白细胞吞噬以及抗补体的作用； D、赋予革兰氏阳性细菌以特异的表面抗原； E、可作为噬菌体的特异性吸附受体； F、能调节细胞内自溶素的活力。
2.革兰氏阴性菌的细胞壁结构
革兰氏阳性菌 能阻留结晶紫而染成紫色 厚，层次多 多数含有 无 无 低（仅抗酸性细菌含类脂） 基体上着生两个环 以外毒素为主 强 弱 敏感
革兰氏阴性菌 可经脱色而复染成红色 薄，一般单层 无 有 有 高 基体上着生四个环 以内毒素为主 弱 强 不敏感
பைடு நூலகம்
G+ 细菌与G -细菌细胞壁的比较
细胞壁 强度 厚度
第三章 微生物细胞的结构与功能
本章内容: 3.1 原核微生物的结构（Prokaryote)
◆细胞壁（cell wall） ◆ 细胞质膜（cetoplasmic membrane） ◆细胞基质–核糖体和内含物 ◆核区（nuclear region) ◆ 细菌的芽孢(endospores) ◆细胞壁以外构造
❖ 原核微生物：细胞内有明显核区，但没有核膜 包围；核区内含有一条双链DNA构成的细菌 染色体；能量代谢和很多合成代谢均在质膜上 进行；蛋白质合成“车间”--核糖体分布在细 胞质中。
❖ 真核微生物：细胞核具有核膜，能进行有丝分 裂，细胞质中存在线粒体或同时存在叶绿体等 多种细胞器
3.1原核微生物的结构（Prokaryote)
*细胞壁的功能
➢ 维持菌体固有的形态
➢保护细菌抵抗低渗环境,防止酶解
➢参与菌体内外的物质交换
➢菌体表面带有多种抗原分子，可诱 发机体的免疫应答。
革兰氏阳性细菌和革兰氏阴性细菌 细胞壁的化学组成和结构不同
1.革兰氏阳性菌的细胞壁结构
主要成分： 肽聚糖peptidoglycan 磷壁酸teichoic acids
革兰氏阳性菌肽聚糖的结构
溶菌酶作用点
N-乙酰葡糖胺
N-乙酰胞壁酸
青霉素作用点
五肽交联桥 五个甘氨酸 四肽侧链 L-丙、D-谷、L-赖、D-丙 聚糖骨架 G：N-乙酰葡萄胺 M：N-乙酰胞壁酸
G+菌细胞壁特殊组分
－磷壁酸Teichoic acids
磷壁酸 又名垣酸，是大多数G+菌所特有的成分，约占细 胞壁成分的10%。
❖壁膜间隙：外膜与细胞质膜之间存在明显 的壁膜间隙。
革兰氏阴性菌肽聚糖的结构
聚糖骨架： 同G+ 菌
四肽侧链： L-丙、D-谷 m-DAP、D-丙
无肽桥
外壁层是G-菌细胞壁所特有的结构它位于壁的最外 层，化学成分为脂多糖、磷脂和若干种外膜蛋白。
脂多糖
功能： A、类脂A是革兰氏阴性菌致病物质—内毒素的
3.2真核微生物的结构（Eukaryotes）
◆细胞壁（cell wall） ◆鞭毛与纤毛（flagellum and cilum） ◆细胞膜（cell membrane） ◆细胞核（nucleus） ◆细胞质和细胞器（cytoplasm and organelles）
原核微生物与真核微生物 的概念及其主要区别
革兰阳性菌
较坚韧
20-80nm
革兰阴性菌
较疏松
10-15nm
肽聚糖层数 可多达560层 1-2层
肽聚糖含量 占细胞壁干重 占细胞壁干重5%-
50%-80% 20%
磷壁酸 有
无
外膜无
有
3.抗酸细菌的细胞壁
4.古生菌的细胞壁
• 假肽聚糖 • 糖蛋白 • 蛋白质
肽尾： L-谷、 L –丙、 L –赖
肽桥
原决定族的多样性； D、是许多噬菌体在细胞表面的吸附受体； E、具有控制某些物质进出细胞的部分选择性屏
障功能；
(3)G+ 细菌与G -细菌细胞壁的比较
项目 1、革兰氏染色反应 2、肽聚糖层 3、磷壁酸 4、外膜 5、脂多糖（LPS） 6、类脂和脂蛋白含量 7、鞭毛结构 8、产毒素 9、对机械力的抗性 10、细胞壁抗溶菌酶 11、对青霉素和磺胺
自然界长期进化中形成：支原体
细菌L型 菌落类型
临床分离葡萄球菌L型
葡萄球菌L型回复后
6.革兰氏染色的机制
简单染色法
细菌染色法
正染色
死菌
革兰氏染色法
鉴别染色法
抗酸性染色法
芽孢染色法 姬姆萨染色法等
负染色 ：荚膜染色法等
活菌 ：用美蓝或TTC（氯化三苯基四氮唑）
等作活菌染色
▪革 兰 氏 染 色 法 (Gramstaining) 由丹麦 医 生 GhristianGram 于 1884年创立。
主要成分 脂多糖 (LPS，lipopolysaccharide ) 、 磷脂 、脂蛋白、肽聚糖
❖革兰氏阴性细菌细胞壁的组成和结构比革 兰氏阳性细菌更复杂。
❖肽聚糖层很薄，是一单分子层或双分子层 ，肽聚糖层和外膜的内层之间通过脂蛋白 连接起来。
❖外膜覆盖于肽聚糖层的外部，表面不规则 ，切面呈波浪形。外壁层可再分为内、中 、外三层。最外层为脂多糖层，中间为磷 脂层，内层为脂蛋白层。
• 革兰阴性菌肽聚糖层受损后尚有外膜保护—— 原生质球(spheroplast)。
在稀溶液中细胞壁破坏，释放原生质体，但 由于细胞质膜非常脆弱，所以细胞立即溶解
在含有较高溶质如蔗糖浓度的溶液中，水不 能进入原生质体，因此原生质体稳定。
自发缺壁突变：L型细菌
实验室中形成
彻底除尽：原生质体
缺壁细菌
人工方法去壁 部分去除：原生质球
细胞壁怎么被发现的?
1）细菌超薄切片的电镜直接观察； 2）质、壁分离与适当的染色，可以在光学显微镜下看到细胞壁； 3）机械法破裂细胞后，分离得到纯的细胞壁； 4）制备原生质体，观察细胞形态的变化；
细菌细胞的基本结构
一、细胞壁(cell wall)
细胞壁(cellwall)是位于细胞表面，内侧紧贴细胞 膜的一层较为坚韧、略具弹性的结构。占细胞干 重的10-25%。
L-谷
5. 缺壁细菌
• 细胞壁受损后仍能生长和分裂的细菌。在一般 环境中不能耐受菌体内的高渗透压而将会涨破 死亡。
• L型(bacterial L form)：通过自发突变而形成的 遗传性稳定的细胞壁缺损菌株
• 加溶菌酶或在含青霉素等的培养基中培养革兰 阳性菌使细胞壁缺失后，原生质仅被一层细胞 膜包住——原生质体(protoplast)。
膜磷壁酸 壁磷壁酸
磷壁酸的功能：
A、可保证细胞膜上一些需要Mg2+的合成酶提 高活性； B、贮藏磷元素 C、增强某些致病菌对宿主细胞的粘连、避免被 白细胞吞噬以及抗补体的作用； D、赋予革兰氏阳性细菌以特异的表面抗原； E、可作为噬菌体的特异性吸附受体； F、能调节细胞内自溶素的活力。
2.革兰氏阴性菌的细胞壁结构
革兰氏阳性菌 能阻留结晶紫而染成紫色 厚，层次多 多数含有 无 无 低（仅抗酸性细菌含类脂） 基体上着生两个环 以外毒素为主 强 弱 敏感
革兰氏阴性菌 可经脱色而复染成红色 薄，一般单层 无 有 有 高 基体上着生四个环 以内毒素为主 弱 强 不敏感
பைடு நூலகம்
G+ 细菌与G -细菌细胞壁的比较
细胞壁 强度 厚度
第三章 微生物细胞的结构与功能
本章内容: 3.1 原核微生物的结构（Prokaryote)
◆细胞壁（cell wall） ◆ 细胞质膜（cetoplasmic membrane） ◆细胞基质–核糖体和内含物 ◆核区（nuclear region) ◆ 细菌的芽孢(endospores) ◆细胞壁以外构造
❖ 原核微生物：细胞内有明显核区，但没有核膜 包围；核区内含有一条双链DNA构成的细菌 染色体；能量代谢和很多合成代谢均在质膜上 进行；蛋白质合成“车间”--核糖体分布在细 胞质中。
❖ 真核微生物：细胞核具有核膜，能进行有丝分 裂，细胞质中存在线粒体或同时存在叶绿体等 多种细胞器
3.1原核微生物的结构（Prokaryote)
*细胞壁的功能
➢ 维持菌体固有的形态
➢保护细菌抵抗低渗环境,防止酶解
➢参与菌体内外的物质交换
➢菌体表面带有多种抗原分子，可诱 发机体的免疫应答。
革兰氏阳性细菌和革兰氏阴性细菌 细胞壁的化学组成和结构不同
1.革兰氏阳性菌的细胞壁结构
主要成分： 肽聚糖peptidoglycan 磷壁酸teichoic acids
革兰氏阳性菌肽聚糖的结构
溶菌酶作用点
N-乙酰葡糖胺
N-乙酰胞壁酸
青霉素作用点
五肽交联桥 五个甘氨酸 四肽侧链 L-丙、D-谷、L-赖、D-丙 聚糖骨架 G：N-乙酰葡萄胺 M：N-乙酰胞壁酸
G+菌细胞壁特殊组分
－磷壁酸Teichoic acids
磷壁酸 又名垣酸，是大多数G+菌所特有的成分，约占细 胞壁成分的10%。
❖壁膜间隙：外膜与细胞质膜之间存在明显 的壁膜间隙。
革兰氏阴性菌肽聚糖的结构
聚糖骨架： 同G+ 菌
四肽侧链： L-丙、D-谷 m-DAP、D-丙
无肽桥
外壁层是G-菌细胞壁所特有的结构它位于壁的最外 层，化学成分为脂多糖、磷脂和若干种外膜蛋白。
脂多糖
功能： A、类脂A是革兰氏阴性菌致病物质—内毒素的
3.2真核微生物的结构（Eukaryotes）
◆细胞壁（cell wall） ◆鞭毛与纤毛（flagellum and cilum） ◆细胞膜（cell membrane） ◆细胞核（nucleus） ◆细胞质和细胞器（cytoplasm and organelles）
原核微生物与真核微生物 的概念及其主要区别
革兰阳性菌
较坚韧
20-80nm
革兰阴性菌
较疏松
10-15nm
肽聚糖层数 可多达560层 1-2层
肽聚糖含量 占细胞壁干重 占细胞壁干重5%-
50%-80% 20%
磷壁酸 有
无
外膜无
有
3.抗酸细菌的细胞壁
4.古生菌的细胞壁
• 假肽聚糖 • 糖蛋白 • 蛋白质
肽尾： L-谷、 L –丙、 L –赖
肽桥