微生物学第三章 微生物细胞结构与功能.pptx

第三章 微生物细胞结构与功能;第一节 原核微生物细胞结构与功能; 1.细胞壁（cell wall） 细胞壁是位于细胞表面，具有坚韧、略有弹性的薄膜。约占菌体干重的10－25％。可通过染色、质壁分离或制成原生质体后在光学显微镜下观察，也可通过超薄切片在电镜下观察，证实其存在。 （1）功能：①固定细胞外形，保护细胞免受外力的损伤；②细胞生长、分裂、鞭毛运动所必须；③物质运输的屏障，可以免于溶菌酶、抗生素、消化酶等对细胞的损害；④与细菌的抗原性、致病性和对抗生素、噬菌体的敏感性密切相关。 （2）组成及结构 由于革兰氏阳性菌、阴性菌及古生菌的特性，细胞壁呈多样性。;① 细菌的革兰氏染色：G+紫色，G-粉红色 细胞壁结构学说、等电点学说、化学学说;; Manner in which the peptide and glycan units are connected in the formation of the peptidoglycan sheet; 磷壁酸,也称垣酸(teichoic acid),是G+细菌细胞壁特有的一种酸性多糖;甘油磷壁酸和核糖醇磷壁酸是五种磷壁酸的主要两种形式;壁磷壁酸通过磷酸基团与N-乙酰胞壁酸六碳羟基相连;膜磷壁酸(脂磷壁酸)跨壁层与细胞膜磷脂相连.;;磷壁酸的功能 ①因带负电荷，故可与环境中的Mg＋等阳离子结合，提高这些离子的浓度，以保证细胞膜上一些合成酶维持高活性的需要。②保证革兰氏阳性菌与其宿主间的粘连。③赋于革兰氏阳性细菌以特异的表面抗原。④提供某些噬菌体以特异的吸附受体。⑤贮藏磷原素。⑥调节细胞内自溶素（autolysin）的活力防止细胞死亡。; ③ G-细菌的细胞壁 大肠杆菌的细胞壁，肽聚糖层2—3nm，含量10%，四肽的第三个氨基酸为原核生物特有的DL-二氨基庚二酸（DPA），无肽桥，短肽的连接由第四个D-Ala与另一个肽的第三个DL-DPA。; G-细菌细胞壁的特殊组分—外膜（outer membrane，由脂多糖、磷质和脂蛋白等组成，也称外壁。;12;LPS;;脂多糖功能; 外膜蛋白（outer membrane protein） 指嵌合在LPS和磷脂层外膜上的蛋白。脂蛋白（lipoprotein）通过共价键使外膜层牢固地连接在肽聚糖内壁层上。孔蛋白常以三聚体的跨膜蛋白存在，通过孔的开关，控制物质的进出，有特异性和非特异性两种。也有的外膜蛋白与噬菌体的吸附或细菌素作用相关。 周质空间（periplasmic space，periplasm） 也称壁膜间隙； G-细菌常指外膜与细胞壁之间的狭窄空间，12—15nm，呈胶状，主要成分是周质蛋白，如水解酶类、合成酶类（肽聚糖）、结合蛋白（运输）及受体蛋白（与细胞的趋化性相关），可通过渗透休克法（osmotic shock）或称冷休克法释放，这是基因工程蛋白质表达方式的一种。 G+和G-细菌由于细胞壁构造和组成的不同，产生了一系列形态、构造、化学组分、染色反应、生理功能和致病性等差别。; ④ 古生菌的细胞壁 古生菌中，除热源体属（Thermoplasma）没有细胞壁外，其余都具有与细菌类似的细胞壁，但化学成分差异较大，无真正的肽聚糖。如甲烷杆菌属的多糖骨架是由N-乙酰葡萄糖胺和N-乙酰塔罗糖醛酸以β-1,3-糖苷键连接而成，在N-乙酰塔罗糖醛酸上连接的短肽是L-Glu、L-Ala和L-Lys，肽桥是L-Glu；甲烷八叠球菌细胞壁组分是杂多糖，不含磷酸和硫酸；盐球菌属组分是糖蛋白，蛋白质中氨基酸主要是酸性Aa，可平衡环境中Na+。少数产甲烷菌的组分是蛋白质，有的是不同蛋白质，有的是同种蛋白的多聚体。 ⑤ 细胞壁缺陷细菌 形成条件：细胞壁中肽聚糖结构受理化或生物因素的直接破坏或合成抑制而形成； 生物学特性：形态多形性；染色革兰阴性；培养高滲培养基；菌落油煎蛋样。;缺壁 细菌 ;肽聚糖（Peptidoglycan)结构中短肽的连接形式; 2.细胞壁以内的构造—原生质体 包括细胞质膜（cell membrane）；细胞质和内含物(cytoplasm and inclusion body) ；核区(nuclear region or area)和特殊的休眠构造—芽孢(endospore,spore）。 ①细胞质膜（plasma membrane，inner membrane） 是紧贴在细胞壁内侧，包围着细胞质的一层柔软、脆弱、富有弹性的半透性薄膜；厚7—8nm，通过质壁分离、鉴别染色或原生质体破裂等方法，在光学显微镜下观察到，也可在电镜下超薄切片看到。 功能：①选