第3章 微生物細胞的結(jié)構(gòu)與功能

1、第3章 微生物細胞的結(jié)構(gòu)與功能重點、難點剖析1G+和G-細菌肽聚糖單體的比較(表31)。肽聚糖單體是構(gòu)成細菌細胞壁中特有成分肽聚糖網(wǎng)套的基礎(chǔ)，G+和G-菌肽聚糖單體的構(gòu)造基本相同，僅在四肽尾的第三個氨基酸殘基和肽橋的有無上有明顯差別。 表31 G+和G細菌肽聚糖單體的比較項目 G+G-聚糖鏈（G+M）n（G+M）n肽鏈四肽尾L-AlaD-GluL-lysD-AlaL-AlaD-Glum-DAPD-Ala肽橋（Gly）5無注：G：N乙酰葡糖胺，M：N-乙酰胞壁酸，m-DAP：內(nèi)消旋二氨基庚二酸2G-細菌細胞壁的脂多糖構(gòu)造。脂多糖(LPS)是位于革蘭氏陽性細菌細胞壁最外層的一種較厚的類脂多糖類物質(zhì)

2、，由類脂A、核心多糖和O特異側(cè)鏈3部分組成。其中的類脂A是革蘭氏陰性細菌致病物質(zhì)內(nèi)毒素的物質(zhì)基礎(chǔ)。脂多糖的分子構(gòu)造可見圖31和表解。 類脂A：2個N-乙酰葡糖胺和5個不同的長鏈飽和脂肪酸 內(nèi)核心區(qū)：3個2酮3脫氧辛糖酸(KDO)LPS 核心多糖 3個L-甘油-D甘露庚糖(Hep) 外核心區(qū)：5個己糖(Hex)，包括葡糖胺、半乳糖、葡萄糖 O -特異側(cè)鏈；多個4Hex單位，內(nèi)含葡萄糖、半乳糖、鼠李糖、甘露糖，以及阿比可糖(Abq)、大腸桿菌糖(colitose)、副傷寒菌糖(paratose)或泰威糖(Lyvelose)等。 3缺壁細菌。細胞壁是保持細菌正常形態(tài)和保護它們免遭不利環(huán)境條件損傷的基

3、本構(gòu)造但在自然和人為培養(yǎng)條件下，也可因自然進化、自發(fā)突變或人為去除等方法而形成缺壁細菌?，F(xiàn)將4類缺壁細菌的主要特點列在表32中。表3-2 4類缺壁細胞的比較表項目支原體L型細菌原生質(zhì)體球狀體形成原因自然進化實驗室中自發(fā)突變?nèi)斯こ谌斯こ谥苽浞椒?溶菌酶去壁或青霉素抑制肽聚糖合成溶菌酶去壁或青霉素抑制肽聚糖合成缺壁程度完全無壁 無壁基本無壁部分缺壁繁殖能力有有無無·實例各種支原體念珠狀鏈桿菌等多數(shù)G+細菌多數(shù)G-細菌·待細胞壁再生后恢復其繁殖能力 4細菌的內(nèi)含物。位于細菌細胞質(zhì)內(nèi)，呈顆粒狀或泡囊狀的構(gòu)造稱內(nèi)含物。4種主要內(nèi)含物的特點可見表330表3-3 細菌內(nèi)含物的種類和分

4、布名 稱實 例貯藏物碳源或能源類聚羥丁酸(PHB)或聚羥鏈烷酸(PHA)(固氮菌和產(chǎn)堿菌等) 糖原(大腸桿菌和芽孢桿菌等)；硫粒(紫硫細菌和絲硫細菌等)氮源類藻青素或藻青蛋白(藍細菌等)磷源類異染粒(迂回螺菌、棒桿菌和分枝桿菌等)磁小體在水生螺菌和嗜膽螺菌中存在羧酶體在硫桿菌和藍細菌等自養(yǎng)細菌中存在氣泡在藍細菌、紅單胞菌和鹽桿菌等水生細菌中存在 5細菌芽孢的構(gòu)造和功能。芽孢是某些細菌在其生活史后期的細胞內(nèi)形成的一個抗逆性極強的休眠體。圓形或橢圓形，厚壁，含水量低，對熱、輻射和化學藥物有很強的抗性。因每一營養(yǎng)細胞僅形成一個芽孢，故芽孢無繁殖功能。芽孢的構(gòu)造和各部分功能見表34。 表3-4 芽抱的

5、構(gòu)造和各部分功能 名稱主要成分生理功能孢外壁脂蛋白阻止內(nèi)外物質(zhì)滲透芽孢衣疏水性角蛋白抗酶解，抗藥物，阻止多價陽離于滲透皮層芽孢肽聚糖，DPACa滲透壓高，可使芽孢核心保持干燥核心芽孢壁芽孢質(zhì)膜芽孢質(zhì)核區(qū)肽聚糖磷脂，蛋白質(zhì)DPACa，核糖體，RNA，酶類DNA可發(fā)展成新細胞的細胞壁可發(fā)展成新細胞的細胞質(zhì)膜可發(fā)展成新細胞的細胞質(zhì)遺傳信息的載體6，原核生物鞭毛的構(gòu)造。生長在各種原核生物細胞表面的長絲狀、波曲形的蛋白質(zhì)附屬物稱為鞭毛，其數(shù)目為一至數(shù)十條，能通過快速旋轉(zhuǎn)而推動細胞運動。鞭毛由固定于細胞表面的基體以及游離的鉤形鞘和鞭毛絲3部分組成，G-細菌的鞭毛構(gòu)造可表解如下： 鞭毛絲：著生于鉤形鞘上，一

6、端游離。由大量鞭毛蛋白亞基經(jīng)螺旋狀圍成，中空 鉤形鞘：位于基體和鞭毛絲之間，使三者連成一體鞭毛 鞭毛桿：是基體的軸心，可把以下4個環(huán)穿在同一軸上 L環(huán)：與細胞壁外膜的LPS層相連 P環(huán)：與細胞內(nèi)壁的肽聚糖層相連基體：S-M環(huán)：兩環(huán)合在一起，似馬達的轉(zhuǎn)子Mot蛋白：一對馬達定子狀的蛋白，圍在S-M環(huán)外 Fli量白：位于S-M環(huán)基部，可操縱鞭毛正旋或逆旋 7真核生物的“9+2型”鞭毛。長在某些真核生物細胞表面的毛發(fā)狀、有運動功能的細胞器稱為鞭毛。真核生物的鞭毛屬于“9+2型”，構(gòu)造較復雜，整個鞭毛由鞭桿、過渡區(qū)和基體3部分構(gòu)成。它與原核生物的鞭毛不僅結(jié)構(gòu)不同，而且在運動方式和機制上都有顯著的差別(

7、表35)。 表3-5 原核生構(gòu)與真核生物鞭毛的比較項 目原核生物真核生物大小細長(0.01，0.02m x520m)粗長(0.120.17mxl50-200m)游離端的名稱與構(gòu)造鞭毛絲：由大量鞭毛蛋白亞基以螺旋狀排列而圍成；中空；伸長部位在頂端鞭桿：“9+2型”結(jié)構(gòu)，：即中央有中央鞘包裹的2條平行的微臂蛋白，外圍有9條微管二聯(lián)體圍繞。每條微管二聯(lián)體上各長出多個動力蛋白臂、微臂連絲蛋白和放射輻條中部鉤形鞘過渡區(qū)基部基體：由L、P、S、M 4個圓環(huán)(G-菌) 或S、M 2個圓環(huán)(G+菌)構(gòu)成，環(huán)的中央有鞭毛桿串著基體：為“9+0型”結(jié)構(gòu)，即外圍有一圈共9條微臂三聯(lián)體圍繞，而中央無微管蛋白運動方式借

8、基體中的圓環(huán)旋轉(zhuǎn)帶動鞭毛作旋轉(zhuǎn)運動借鞭桿中微管二聯(lián)體等的收縮帶動鞭毛毛作揮鞭運動8真核生物細胞核的構(gòu)造。在真核生物細胞中都有一個形態(tài)完整、有核膜包裹的細胞核，它是該細胞遺傳信息(DNA)的貯存、復制和轉(zhuǎn)錄場所，對細胞的生長、繁殖、遺傳和變異等生命活動起著關(guān)鍵的作用。真核細胞的細胞核由核被膜、染色質(zhì)、核仁和核基質(zhì)4部分組成，可表解如下：核膜：位于核被膜外側(cè)，由內(nèi)外兩層膜構(gòu)成，中間還夾有一核周間隙層核纖層：位于核被膜內(nèi)側(cè)，由核纖層蛋白構(gòu)成 染色質(zhì)：自低至高常以5種不同的聚合水平存在：DNA+組蛋白。核小體。中空螺線管。超螺旋環(huán)。染色體 核仁：存在于核內(nèi)，由蛋白質(zhì)和RNA組成的小體，無膜狀物包裹，具

9、合成rRNA和裝配核糖體功能核基質(zhì)：充滿在細胞核中間的蛋白纖維網(wǎng)，具支持細胞核外型和提供核糖體附著位點等功能9真核生物各種細胞器的比較。細胞質(zhì)內(nèi)具有一定形態(tài)構(gòu)造和專一功能的小器官，稱細胞器，種類較多。現(xiàn)把真核微生物中常見的主要細胞器列表比較如表36。項 目形 態(tài)構(gòu) 造數(shù) 量功 能 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)囊腔，細管形有膜。分兩種：粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的膜上有核糖體粒，光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的膜上無核糖體粒數(shù)量少糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成、運送蛋白質(zhì)，光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成磷脂核糖體小顆粒狀無膜。表層為蛋白質(zhì)，內(nèi)芯為RNA數(shù)量極多，變化大合成蛋白質(zhì)高爾基體扁平膜囊和小囊泡有膜。由數(shù)個扁平膜囊和大小不等的囊泡組成數(shù)量少濃縮蛋白質(zhì)，合成糖蛋白和脂蛋白，協(xié)調(diào)細胞內(nèi)環(huán)境溶酶體球形小囊泡有膜。小囊泡內(nèi)含數(shù)十種酸性水解酶數(shù)量較多，但變化大執(zhí)行細胞內(nèi)的消化功能微體球形小囊泡有膜。小囊泡內(nèi)含氧化酶和過氧化氫酶等數(shù)量較多，但變化大對脂肪酸進行氧化線粒體桿菌狀或囊狀有內(nèi)外兩層膜。內(nèi)膜可形成嵴，其上有大量的基粒(ATP酶復合體) 。基質(zhì)內(nèi)含TCA