微生物的细胞结构

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1、第一章微生物的细胞结构微生物类群庞杂、种类繁多，包括细胞型生物和非细胞生物。凡有细胞形态的微生物称为细胞型微生物。按其细胞结构又可分为原核微生物和真核微生物。原核微生物是指细胞核为原核即核为原始形态的核，没有核膜、核仁，由DNA组成，不与组蛋白结合。原核微生物包括细菌、放线菌、兰细菌和古细菌。第一节原核微生物下面以细菌为代表说明原核微生物细胞的结构及各结构的功能。一、细胞壁（Cellwall）细胞壁是位于细胞表面，内侧紧贴细胞膜的一层较为坚韧，略具弹性的结构，占细菌细胞干重的10-25%。细胞壁具有如下功能：（1）维持细胞外形。保护细胞免受机械损伤或渗透压破坏。a.各种细菌失去

2、细胞壁都会变成球状体。b.细菌在高渗溶液中会出现质壁分离现象。c.在低渗溶液中细菌细胞会膨大。（2）细胞壁特殊的化学组成决定细菌的抗原性。致病性和对噬菌体的敏感性。（3）细胞壁为细菌鞭毛的运动提供可靠的支点，有鞭毛的细菌失去细胞壁后鞭毛仍在，但不运动。（4）有屏障作用，可阻挡大分子物质进入细胞，而水和小分子物质可进入细胞。细菌的细胞壁通过特殊方法染色后可在光学显微镜下观察到，自然界所有的细菌用革兰氏染色后可区分为G+和G-两种染色反应，这种染色性的不同，是由于细菌细胞壁结构和化学组成不同引起的。Gram染色过程如下：（略）27紫色：G+细菌经革兰氏染色后红色：G-1．G+细菌的

3、壁：在电镜下G+细菌的壁为一层肽聚糖细胞壁磷壁酸（垣酸）（20-80nm）多糖（1）肽聚糖的分子结构肽聚糖是由N-乙酰葡萄糖胺（G），N-乙酰胞壁酸（M）、胞壁酸上的四肽以及连接相邻四肽的肽间桥组成的双糖亚单位聚合而成的大分子网状结构。组成肽聚糖的双粒亚单位是：G—ML—丙D—谷DAP（肽间桥）D—丙肽聚糖双糖亚单位与亚单位之间通过aa间桥连接，或者是一个亚单位四肽末端aa的羧基与另一相邻亚单位短肽中的二氨基酸的氨基以肽键连接。双糖亚单位短肽中的二氨基酸依细菌种类有不同。下面列举金黄色葡萄球菌和大肠杆菌肽聚糖亚单位之间的连结和短肽中二氨基酸的差异。大肠杆菌肽聚糖亚单位的结构与连

4、结：……G—M…………G—M……L-alaL-alaD-gluD-gluDAP（二氨基庚二酸）DAP（CO—NH2）D-alaD-ala27金黄色葡萄球菌肽聚糖亚单位的结构与连结……G—M…………G—M……L-alaL-alaD-gluD-gluL-lys（赖氨酸）（甘）5L-LysD-alaD-ala肽聚糖聚合物的大分子是一种三维空间的网状结构。肽聚糖是G+菌细胞壁的主要成分，它占细胞壁干重的40-90%，而在G-菌的壁中只占5-10%。注意几点：①不同种的细菌肽聚糖亚单位中短肽中的二氨基酸不一样。②不同的细菌肽聚糖亚单位与亚单位之间的交联方式不一样，有的是肽链交联，有的是一

5、个亚单位短肽未端aa的羧基与另一亚单位短肽中的二氨基酸的氨基直接以肽键联结。③不同种的细菌，肽聚糖中的双糖亚单位的数量不一样，有的多，有的少，例如金黄色葡萄球菌只有9个双糖亚单位，而地衣芽孢杆菌多达79个二糖单位。④不同种类的细菌肽聚糖的含量多少不一，有的多，有的少。G+菌中多，G-菌中少，交链度也不一样，G+高，G-低。⑤肽聚糖能被溶菌酶水解，溶菌酶的水解部位在β-1.4糖苷键。⑥G+菌对青酶素敏感，这是因为青霉素可阻止肽聚糖亚单位与亚单位之间交联肽链的形成。⑦肽聚糖存在于除古细菌以外的所有有壁原核生物的细胞壁中。（2）磷壁酸（teichoicacid）（又叫垣酸）的分子结构

6、磷壁酸只存在于G+菌的细胞壁中，它的含量可达细胞壁干重的50%，磷壁酸有两种，一种是核糖醇磷壁酸，一种是甘油磷壁酸A）核糖醇磷壁酸的分子结构27羧基被还原HHH后生成糖醇CHOH-C-OHO-C-HO-C-HH-C-OHH-C-O-D-alaH-C-O-D-alaH-C-O-D-alaOHOOOH-C-OHH-C-OHPH-C-OHPH-C-OHPH-C-OHH-C-O-ROHH-C-O-ROHH-C-O-ROHCH2OHH-C-OH-C-OH-C-OD-核糖HHnH核糖醇磷壁酸是以磷酸二酯键把两个相邻的核糖醇第一位和第五位C原子连接起来，即是由核糖醇磷酸亚基组成的聚合物，大多

7、数核糖醇残基在第二位C原子上连接一个D丙氨酸，而在第3和4位C原子上可由不同的糖取代。核糖醇的链少则有10个残基，多的达40-50个残基。B）甘油磷壁酸的分子结构HHHH-C-OHOO-C-HOO-C-HOOHR-O-C-HPR-O-C-HPR-O-C-HPH-C-OOHH-C-OOHH-C-OOHHHnH甘油磷壁酸是通过磷酸二酯键连接相邻的两个磷酸甘油的第一个C原子和第三个C原子，第2位C原子糖基则和D-丙氨酸或糖连接。即是由磷酸甘油亚基组成的聚合物。除个别球菌外C+细菌的细胞壁都只含有一