第3节 细菌结构

第三节细菌结构特殊构造：部分细菌具有的或一般细菌在特殊环境下才有的构造一般构造：一般细菌都有的构造1、细胞壁1）革兰氏染色与细胞壁：简单染色法

正染色

革兰氏染色法鉴别染色法抗酸性染色法

芽孢染色法

死菌

姬姆萨染色法实验书p.10负染色：荚膜染色法等细菌染色法

活菌：用美蓝或TTC（氧化三苯基四氮唑）等作活菌染色（1）革兰氏染色1）革兰氏染色与细胞壁：

（1）革兰氏染色丹麦医生C.Gram（革兰）于1884年发明的一种鉴别不同类型细菌的染色方法。1）革兰氏染色与细胞壁：

（1）革兰氏染色1、涂片，固定、结晶紫初染2、碘溶液媒染，其作用是提高染料和细胞间的相互作用从而使二者结合得更牢固。3、用乙醇或丙酮冲洗进行脱色。4、沙黄或番红复染结果：菌体呈紫色者为G+

菌体呈红色者为G-1）革兰氏染色与细胞壁：

（1）革兰氏染色细胞壁（cellwall）是细胞膜外面具有一定硬度和韧性的壁套。1）细胞壁：p.224）革兰氏染色与细胞壁：

（2）革兰氏阳性细菌的细胞壁肽聚糖(peptidoglycan)磷壁酸（teichoicacid）4）革兰氏阳性细菌的细胞壁特点：厚度大（30~40nm）,层数多，

化学组分简单，一般只含90%肽聚糖和10%磷壁酸。A、肽聚糖

（2）革兰氏阳性细菌的细胞壁厚约30~40nm，由20-30层左右的网格状分子交织成的网套覆盖在整个细胞上。B、磷壁酸革兰氏阳性细菌细胞壁上特有的化学成分，多元醇和磷酸的聚合物。壁磷壁酸：它与肽聚糖分子间进行共价结合。膜磷壁酸：跨越肽聚糖层并与细胞膜相交联的（又称脂磷壁酸）磷壁酸主要生理功能：使细胞壁形成负电荷环境，增强细胞膜对二价阳离子的吸收；贮藏磷元素；增强某些致病菌对宿主细胞的粘连；能调节细胞内自溶素(autolysin)的活力，防止细胞因自溶而死亡。

（3）革兰氏阴性细菌的细胞壁肽聚糖外膜周质空间A、肽聚糖埋藏在外膜层之内，是仅由1~2层肽聚糖网状分子组成的薄层(2~3nm)。内消旋二氨基庚二酸(m-DAP)（只在原核微生物细胞壁上发现）没有特殊的肽桥，只形成较为疏稀、机械强度较差的肽聚糖网套B、外膜(outermembrane)位于革兰氏阴性细菌细胞壁外层，由脂多糖、类脂和脂蛋白等若干种蛋白质组成的膜。脂多糖（lipopolysaccharide,LPS）位于革兰氏阴性细菌细胞壁最外层，由类脂A、核心多糖(corepolysaccharide)和O-特异侧链（O-specificsidechain，或称O-多糖或O-抗原）三部分组成。酮脱氧辛酸根据LPS抗原性的测定，沙门氏菌属(Salmonella)的抗原型多达2107种，一般都源自O-特异侧链种类的变化。这种多变性是革兰氏阴性细菌躲避宿主免疫系统攻击，保持感染成功的重要手段。也可依此用灵敏的血清学方法对病原菌进行鉴定，在传染病的诊断中有其重要意义。类脂A是革兰氏阴性细菌致病物质——内毒素的物质基础；脂多糖的主要功能LPS负电荷较强，与磷壁酸相似，也有吸附Mg2+、Ca2+等阳离子以提高其在细胞表面浓度的作用，对细胞膜结构起稳定作用。保护作用—阻止某些物质的进入，如某些抗生素。致病物质—内毒素。许多噬菌体在细胞表面的吸附受体。C、外膜蛋白(outermembraneprotein)嵌合在LPS和磷脂层外膜上的蛋白。有20余种，但多数功能尚不清楚。C、外膜蛋白(outermembraneprotein)脂蛋白(lipoprotein)是一种通过共价键使外膜层牢固地连接在肽聚糖内壁层上的蛋白，分子量约为7200Da。C、外膜蛋白(outermembraneprotein)孔蛋白（porins）是由三个相同分子量（36000Da）蛋白亚基组成的一种三聚体跨膜蛋白，中间有一直径约1nm的孔道。非特异性孔蛋白特异性孔蛋白可通过分子量小于800~900Da的任何亲水性分子只容许一种或少数几种相关物质通过，如维生素B12和核苷酸等。D、周质空间(periplasmicspace,periplasm)又称壁膜间隙。在革兰氏阴性细菌中，一般指其外膜与细胞膜之间的狭窄空间（宽约12~15nm），呈胶状。周质空间是进出细胞的物质的重要中转站和反应场所在周质空间中，存在着多种周质蛋白（periplasmicproteins）水解酶类；合成酶类；结合蛋白；受体蛋白；（4）革兰氏阳性和阴性细菌的比较革兰氏阳性和阴性细菌的细胞壁比较

（4）革兰氏阳性和阴性细菌的比较革兰氏染色的原理5）细胞壁的功能：（1）固定细胞外形和提高机械强度；（4）为细胞的生长、分裂和鞭毛运动所必需。（2）渗透屏障，阻拦酶蛋白和某些抗生素等大分子物质（分子量大于800Da）进入细胞，保护细胞免受溶菌酶、消化酶等有害物质的损伤；（3）细菌特定的抗原性、致病性的物质基础,6）细胞壁缺陷细菌：

缺壁突变——L型细菌

实验室或宿主体内形成基本去尽——原生质体（G+）缺壁细菌

人工去壁

部分去除——原生质球（G-）

在自然界长期进化中形成——支原体（1）L型细菌（L-formofbacteria）因英国李斯德（Lister）预防研究所首先发现而得名（1935年，念珠状链杆菌Streptobacillusmoniliformis）大肠杆菌、变形杆菌、葡萄球菌、链球菌、分枝杆菌和霍乱弧菌等20多种细菌中均有发现，被认为可能与针对细胞壁的抗菌治疗有关。特点：1.没有完整而坚韧的细胞壁，细胞呈多形态；2.有些能通过细菌滤器，故又称“滤过型细菌”；3.对渗透敏感，在固体培养基上形成“油煎蛋”似的小菌落（直径在0.1mm左右）；4.遗传性稳定（2）原生质体（protoplast）在人为条件下，用溶菌酶处理或在含青霉素的培养基中培养而抑制新生细胞壁合成而形成的仅由一层细胞膜包裹的，圆球形、对渗透压变化敏感的细胞，一般由革兰氏阳性细菌形成。特点：对环境条件变化敏感，低渗透压、振荡、离心甚至通气等都易引起其破裂；有的原生质体具有鞭毛，但不能运动，也不被相应噬菌体所感染；在适宜条件（如高渗培养基）可生长繁殖、形成菌落，形成芽孢，及恢复成有细胞壁的正常结构。比正常有细胞壁的细菌更易导入外源遗传物质，是研究遗传规律和进行原生质体育种的良好实验材料。（3）球状体(sphaeroplast)，又称原生质球采用上述同样方法，针对革兰氏阴性细菌处理后而获得的残留部分细胞壁（外壁层）的球形体。与原生质体相比，它对外界环境具有一定的抗性。古菌的细胞壁由假肽聚糖（其中双糖单位的连接键是β-1，3糖苷键）或酸性杂多糖组成的由蛋白质或糖蛋白亚单位组成2、细胞膜1）概念：细胞质膜（cytoplasmicmembrane），又称质膜（plasmamembrane）、细胞膜（cellmembrane）或内膜（innermembrane），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，厚约7～8nm，由磷脂（占20%～30%）和蛋白质（占50%～70%）组成。2、细胞膜2）细胞膜的化学组成与结构模型：（1）磷脂亲水的极性端疏水的非极性端3）细胞膜的化学组成与结构模型：（1）磷脂3）细胞膜的化学组成与结构模型：（1）磷脂膜的流动性很大程度上取决于不饱和脂肪酸的结构和相对含量。细胞膜上长链脂肪酸的链长和饱和度因细菌种类和生长温度而异。通常生长温度要求越高的种，其饱和度也越高，反之则低古细菌的细胞膜，耐高温、高盐真细菌的细胞膜3）