细菌的基本结构

l 细菌细胞均具有细胞壁、细胞膜、细胞质、核体等基本结构。 第二节 细菌的基本结构细菌的结构基本结构： 细胞壁、细胞膜、细胞质、核质特殊结构： 荚膜、鞭毛、菌毛、芽胞 形态与结构形态与结构一、细胞壁 (cell wall)细胞壁在细菌细胞的外围，是一层坚韧而具有一定弹性的膜。将细菌经高渗溶液处理后染色，或用特殊方法染色，在光学显微镜下观察，可见细胞壁。或将细菌制作超薄切片，用电镜观察。用革兰 (Gram)染色法染色，可以把细菌分为革兰阳性菌（ G+）和革兰阴性菌（ G-）两大类。1、 G+细菌的细胞壁G+细菌细胞壁厚，约 15-35nm，无结构分化，主要由肽聚糖和磷壁酸等组成。l肽聚糖 (peptidoglycan) 又称黏肽 、糖肽或胞壁质，是细菌细胞壁所特有的物质。革兰氏阳性菌细胞壁的肽聚糖是由聚糖链支架、四肽侧链和五肽交联桥三部分组成的复杂聚合物， 占 G+菌的 40%60% 。 五肽交联桥 五个甘氨酸聚糖骨架 G： N-乙酰葡萄糖胺 M： N-乙酰胞壁酸四肽侧链 L-丙、 D-谷、 L-赖、 D-丙主要成分 ： 肽聚糖 G+ 菌肽聚糖结构G+细 胞 壁磷壁酸 (teichoic acid) 又名垣酸，是一种由核糖醇 (ribitol)或甘油 (glycerol)残基经磷酸二酯键相互联接而成的多聚物，并带有一些氨基酸或糖。 磷壁酸是革兰氏阳性菌特有的成分 ，是特异的表面抗原。 特殊组分：G+菌特有成分壁磷壁酸膜磷壁酸磷壁酸膜磷壁酸壁磷壁酸2、 G-菌的细胞壁较薄，约 10 15nm，其结构和成分较复杂，由外膜和周质间隙组成。外膜有三层结构，内外两层为电子稠密层，中间为电子致密层，由脂多糖、磷脂、蛋白质和脂蛋白等复合构成，内层是一层薄的肽聚糖，约仅占细胞壁的 10% 20%。最外面是脂多糖，即内毒素，其中的脂类 A是内毒素的主要毒性成分，多糖具有抗原性，即 O特异侧链 。脂多糖G-细 胞 壁特殊组分外膜G+菌细胞壁肽聚糖结构 G-菌细胞壁肽聚糖结构G-菌细胞壁肽聚糖结构外膜蛋白 (OMP)是外膜层中镶嵌的多种蛋白质的统称。按含量及功能的重要性可将 OMP分为主要及次要两类。主要外膜蛋白包括微孔蛋白及脂蛋白等。微孔蛋白由三个相同分子量的亚单位组成，形成跨越外膜的微小孔道，起分子筛的作用，仅允许小分子量的营养物质如双糖、氨基酸、二肽、三肽、无机盐等通过，大分子物质不能通过，因此溶菌酶之类的物质不易作用到革兰氏阴性菌的肽聚糖。某些特异的微孔蛋白与细菌对宿主细胞的黏附或与某些特定物质的摄取有关，发挥受体的作用。将OMP作电泳，呈现一定的图谱，据此可对某些革兰氏阴性菌及菌株进行鉴定、分型以及提供分子流行病学的信息。3、细胞壁的功能 l1.主要是维持细菌外形 ，保护细菌耐受低渗环境。细菌细胞质内含有大分子营养物质和高浓度的无机盐，渗透压约为 50万 250万 Pa，因有细胞壁菌体不会破裂。l2.阻挡对细菌有害的物质进入菌体，维持菌体内外离子平衡。l3.参与细菌的正常分裂。l4.与细菌的致病性、抗原性、对噬菌体的敏感性及革兰氏染色特性等密切相关。l5.与细菌对某些药物的敏感性也有关。革兰氏阳性菌与革兰氏阴性菌细胞壁结构的比较 特 征 革 兰 氏阳性菌 革 兰 氏阴性菌强 度 较坚韧 较 疏松厚度 厚， 20 80nm 薄， 5 10nm肽 聚糖层 数 多，可达 50层 少， 1 3层肽 聚糖含量多，可占胞壁干重 50 80%少，占胞壁干重 1020%磷壁酸 + -外膜 - +结 构 三 维 空 间 （立体 结 构） 二 维 空 间 （平面 结构）细胞壁缺陷细菌形成条件生物学特性与医学关系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。形态多形性 革兰染色阴性培养高滲培养基 菌落油煎蛋样仍有一定致病性，常发生在使用作用细胞壁的抗菌素治疗过程中，临床上遇有症状明显而常规细菌培养阴性者应考虑此菌感染。l 原生质球 (spheroplast)用溶菌酶等作用革兰氏阴性菌，仅能去除细胞内的肽聚糖，形成仍有外膜层包裹的菌体，称为原生质球 。l 细菌 L型 1935年李斯特预防医学研究所最先从念珠链杆菌的陈旧培养基中发现细胞壁缺陷的念珠链杆菌，于是以该研究所的第一个字母 “L“命名此种细菌。细菌 L型的形态呈多形性，有球形、杆形和丝状等。其大小不一，革兰氏染色多呈阴性。 l 原生质体 (protoplast)在一定条件下，可除去或缺损细菌的细胞壁并不损害细菌的生命。革兰氏阳性菌经溶菌酶或青霉素处理后，可完全除去细胞壁，形成仅由细胞膜包住细胞质的菌体，称为 原生质体 。 临床分离葡萄球菌 L型 葡萄球菌 L型回复后细菌 L型菌落类型电镜照片二、细胞膜为于细胞壁内紧包细胞质，结构与真核细胞基本相同。功能形态与结构形态与结构细胞膜电镜照片分泌呼吸载体蛋白 脂质双层细胞膜模式结构图物质转运生物合成l 间体 (mesosome) 是细胞膜凹入细胞质内形成的一种囊状、管状或层状的结构。革兰氏阳性菌较为常见。其功能与真核细胞的线粒体相似，与呼吸有关，并有促进细胞分裂的作用。 白喉杆菌细胞膜与间体三、核区（ nuclear region or area）又称核质体、原核、拟核、核基因组 (genome）是一个大型环状 DNA分子；长度为 0.25-3.00mm每个细胞所含的核区数一般 14 个细菌除在染色体复制时间内呈双倍体外，一般均为单倍体四、细胞质 Cytoplasm形态与结构形态与结构细胞膜包裹的溶胶状物质由水、蛋白质、脂类、核酸及少量糖和无机盐组成细胞质内含有许多重要结构，常见有核糖体质粒胞质颗粒与真核细胞不同，抗菌素作用部位染色体