微生物学第三章.docVIP

第三章: 微生物细胞的结构和功能 1.概述 原核微生物分为: 细菌和古生菌. 真核微生物分为:真菌,原生动物,微藻类 三域系统:细菌,古生菌,真核生物. 原核微生物和真核微生物的主要区别: 基因组由无核膜包裹的双链环状DNA组成。 缺乏由单位膜分割，包围的细胞器。 核糖体为70S型。 2．原核微生物 原核微生物的构造可分为一般构造（一般都具有的）和特殊构造（部分种类或特定环境下才形成的）。 原核微生物的细胞壁 细胞壁是位于细胞最外层厚实，坚韧的外被，主要由肽聚糖构成，有固定细胞外型和保护细胞等多种生理功能。通过染色，质壁分离，电子显微镜观察超薄切片，光学显微镜观察原生质体等方法可证实细胞壁的存在。 细胞壁的主要功能有： 1。固定细胞外型和提高机械强度，使其免受渗透压等外力的损伤。 2。为细胞的生长，分裂和鞭毛运动所必需。 3。阻拦酶蛋白和抗生素等大分子进入细胞，保护免受溶菌酶，消化酶和青霉素等有害物质的损伤。 4。赋予细胞具有特定的抗原性，致病性以及对抗生素和噬菌体的敏感性。 革兰氏染色的基本原理： 革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌主要由于其细胞壁化学成分不同而引起的脱色能力不同。革兰氏阳性菌细胞壁较厚，肽聚糖网层次多交联致密，染色后进行脱色处理，因失水反而使网孔缩小，再加上其不含脂类，故乙醇处理不会溶出缝隙，能把结晶紫和碘复合物留在壁能成紫色。 革兰氏阴性菌细胞壁薄，脂含量高，肽聚糖层薄交联差，遇脱色剂后外膜溶解，结晶紫碘复合物溶出， 退成无色，再用红色染料复染，阴性菌成红色。 阳 阴 格兰氏阳性菌的细胞壁: (金黄色葡萄球菌) 特点: 厚度大,化学组成简单,90%肽聚糖和10%磷壁酸 成分与作用: 肽聚糖: 是真细菌特有成分，典型的肽聚糖层厚约20~80nm，由25~40层左右的网格状分子交织成的网套覆盖在整个细胞上。肽聚糖分子是由肽和聚糖2部分组成，其中的肽有四肽尾和肽桥2种，聚糖则由N-乙酰葡糖胺和N-乙酰胞壁酸相互间隔连接而成（β-1，4-糖苷键）。 作用：构成骨架，起支持和保护作用。 每个肽聚糖由三部分组成：双糖单位（溶菌酶水解N-乙酰葡糖胺的4碳和N-乙酰胞壁酸的1碳位点）；四肽尾或四肽侧链；肽桥在金黄色葡萄球菌中肽桥为甘氨酸五肽，它起着连接前后2个四肽尾的桥梁作用。 2．磷壁酸：是结合在格兰氏阳性菌细胞壁上的一种酸性多糖（甘油型和核糖醇型）。分为壁磷壁酸（与肽聚糖共价结合）和膜磷壁酸（由甘油磷酸链分子与膜上的磷脂共价结合后形成）。 生理功能：1。提高细胞周围镁离子的浓度，保证细胞膜上需镁离子的合成酶提高活性。2。贮藏磷元素。3。增强某些致病菌对宿主细胞的黏连，避免被白细胞吞噬以及抗补体作用。4。赋予格兰氏阳性菌以特异的表面抗原5。作为噬菌体的特异性吸附受体。6。调节细胞内自溶素的活力。 格兰氏阴性菌细胞壁：（大肠杆菌） 特点：层次多，厚度低，成分复杂 成分与作用： 肽聚糖：单体与阳性菌基本相同，区别：1。四肽为的第三个氨基酸不是L-Lys而是m-DAP.2。没有特殊的肽桥。因而只形成较为稀疏的，机械强度较差的肽聚糖网套。 外膜：位于革兰氏阴性菌细胞壁外层，由脂多糖，磷脂和脂蛋白等蛋白质组成的膜。 作用：外膜是革兰氏阴性菌的保护性屏障，可阻止或减缓胆汁酸，抗体，及其它有害物质进入，也可以防止周质酶和细胞成分的外流。 脂多糖：细胞壁最外层较厚的一层的类脂多糖物质，由类脂A，核心多糖和O-特异侧链组成。 作用：1。类脂A是内毒素的物质基础。2。负电荷较强，吸附钙镁等阳离子，提高表面浓度。3。脂多糖结构变，决定了阴性菌表面抗原决定簇的多样性。4。是许多噬菌体的细胞表面吸附受体5。控制物质进出的选择性屏障。6。能抵抗更多的毒物和抗生素。 外膜蛋白：指嵌合在LPS和磷脂层外膜上的蛋白。其中的脂蛋白是一种通过共价键使外膜层牢固的连接在肽聚糖内壁层上的蛋白，相对分子质量约为7200。另外两种为孔蛋白（非特异性和特异性）阻止抗生物进入外膜层。 周质空间 外膜内膜黏合位点 抗酸菌细胞壁：细胞壁中含有大量分枝菌酸等蜡质的特殊格兰仕阳性菌，酸性复红染上色后，就不能再被盐酸乙醇脱色，故称抗酸菌。 古生菌细胞壁：没有真正的肽聚糖而是以假肽聚糖，糖蛋白或蛋白质构成。 假肽聚糖细胞壁（甲烷杆菌N-乙酰葡萄糖胺和N-乙酰塔罗糖胺糖醛酸以β-1,3-糖苷键相连） 独特多糖细胞壁（甲烷八叠球菌，阳性） 硫酸化多糖细胞壁（盐球菌） 糖蛋白细胞壁（盐杆菌） 蛋白质细胞壁（阴性） 缺壁细菌： L型：没有完整坚韧的细胞壁，细胞呈多型态；有些能通过细菌滤器；细胞膨大，对渗透敏感。 原生质体：对环境敏感，低渗透压，振荡，离心通气等易破裂；具有鞭毛但不能运动也不被噬菌体感染；在适宜条件下可生长成菌落；更易导入外源遗传物质，研究遗传规律和进行原生质体育种的材料