第3節(jié) 細菌結(jié)構(gòu)

第三節(jié)細菌結(jié)構(gòu)特殊構(gòu)造：部分細菌具有的或一般細菌在特殊環(huán)境下才有的構(gòu)造一般構(gòu)造：一般細菌都有的構(gòu)造1、細胞壁1）革蘭氏染色與細胞壁：簡單染色法

正染色

革蘭氏染色法鑒別染色法抗酸性染色法

芽孢染色法

死菌

姬姆薩染色法實驗書p.10負染色：莢膜染色法等細菌染色法

活菌：用美藍或TTC（氧化三苯基四氮唑）等作活菌染色（1）革蘭氏染色1）革蘭氏染色與細胞壁：

（1）革蘭氏染色丹麥醫(yī)生C.Gram（革蘭）于1884年發(fā)明的一種鑒別不同類型細菌的染色方法。1）革蘭氏染色與細胞壁：

（1）革蘭氏染色1、涂片，固定、結(jié)晶紫初染2、碘溶液媒染，其作用是提高染料和細胞間的相互作用從而使二者結(jié)合得更牢固。3、用乙醇或丙酮沖洗進行脫色。4、沙黃或番紅復(fù)染結(jié)果：菌體呈紫色者為G+

菌體呈紅色者為G-1）革蘭氏染色與細胞壁：

（1）革蘭氏染色細胞壁（cellwall）是細胞膜外面具有一定硬度和韌性的壁套。1）細胞壁：p.224）革蘭氏染色與細胞壁：

（2）革蘭氏陽性細菌的細胞壁肽聚糖(peptidoglycan)磷壁酸（teichoicacid）4）革蘭氏陽性細菌的細胞壁特點：厚度大（30~40nm）,層數(shù)多，

化學(xué)組分簡單，一般只含90%肽聚糖和10%磷壁酸。A、肽聚糖

（2）革蘭氏陽性細菌的細胞壁厚約30~40nm，由20-30層左右的網(wǎng)格狀分子交織成的網(wǎng)套覆蓋在整個細胞上。B、磷壁酸革蘭氏陽性細菌細胞壁上特有的化學(xué)成分，多元醇和磷酸的聚合物。壁磷壁酸：它與肽聚糖分子間進行共價結(jié)合。膜磷壁酸：跨越肽聚糖層并與細胞膜相交聯(lián)的（又稱脂磷壁酸）磷壁酸主要生理功能：使細胞壁形成負電荷環(huán)境，增強細胞膜對二價陽離子的吸收；貯藏磷元素；增強某些致病菌對宿主細胞的粘連；能調(diào)節(jié)細胞內(nèi)自溶素(autolysin)的活力，防止細胞因自溶而死亡。

（3）革蘭氏陰性細菌的細胞壁肽聚糖外膜周質(zhì)空間A、肽聚糖埋藏在外膜層之內(nèi)，是僅由1~2層肽聚糖網(wǎng)狀分子組成的薄層(2~3nm)。內(nèi)消旋二氨基庚二酸(m-DAP)（只在原核微生物細胞壁上發(fā)現(xiàn)）沒有特殊的肽橋，只形成較為疏稀、機械強度較差的肽聚糖網(wǎng)套B、外膜(outermembrane)位于革蘭氏陰性細菌細胞壁外層，由脂多糖、類脂和脂蛋白等若干種蛋白質(zhì)組成的膜。脂多糖（lipopolysaccharide,LPS）位于革蘭氏陰性細菌細胞壁最外層，由類脂A、核心多糖(corepolysaccharide)和O-特異側(cè)鏈（O-specificsidechain，或稱O-多糖或O-抗原）三部分組成。酮脫氧辛酸根據(jù)LPS抗原性的測定，沙門氏菌屬(Salmonella)的抗原型多達2107種，一般都源自O(shè)-特異側(cè)鏈種類的變化。這種多變性是革蘭氏陰性細菌躲避宿主免疫系統(tǒng)攻擊，保持感染成功的重要手段。也可依此用靈敏的血清學(xué)方法對病原菌進行鑒定，在傳染病的診斷中有其重要意義。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)；脂多糖的主要功能LPS負電荷較強，與磷壁酸相似，也有吸附Mg2+、Ca2+等陽離子以提高其在細胞表面濃度的作用，對細胞膜結(jié)構(gòu)起穩(wěn)定作用。保護作用—阻止某些物質(zhì)的進入，如某些抗生素。致病物質(zhì)—內(nèi)毒素。許多噬菌體在細胞表面的吸附受體。C、外膜蛋白(outermembraneprotein)嵌合在LPS和磷脂層外膜上的蛋白。有20余種，但多數(shù)功能尚不清楚。C、外膜蛋白(outermembraneprotein)脂蛋白(lipoprotein)是一種通過共價鍵使外膜層牢固地連接在肽聚糖內(nèi)壁層上的蛋白，分子量約為7200Da。C、外膜蛋白(outermembraneprotein)孔蛋白（porins）是由三個相同分子量（36000Da）蛋白亞基組成的一種三聚體跨膜蛋白，中間有一直徑約1nm的孔道。非特異性孔蛋白特異性孔蛋白可通過分子量小于800~900Da的任何親水性分子只容許一種或少數(shù)幾種相關(guān)物質(zhì)通過，如維生素B12和核苷酸等。D、周質(zhì)空間(periplasmicspace,periplasm)又稱壁膜間隙。在革蘭氏陰性細菌中，一般指其外膜與細胞膜之間的狹窄空間（寬約12~15nm），呈膠狀。周質(zhì)空間是進出細胞的物質(zhì)的重要中轉(zhuǎn)站和反應(yīng)場所在周質(zhì)空間中，存在著多種周質(zhì)蛋白（periplasmicproteins）水解酶類；合成酶類；結(jié)合蛋白；受體蛋白；（4）革蘭氏陽性和陰性細菌的比較革蘭氏陽性和陰性細菌的細胞壁比較

（4）革蘭氏陽性和陰性細菌的比較革蘭氏染色的原理5）細胞壁的功能：（1）固定細胞外形和提高機械強度；（4）為細胞的生長、分裂和鞭毛運動所必需。（2）滲透屏障，阻攔酶蛋白和某些抗生素等大分子物質(zhì)（分子量大于800Da）進入細胞，保護細胞免受溶菌酶、消化酶等有害物質(zhì)的損傷；（3）細菌特定的抗原性、致病性的物質(zhì)基礎(chǔ),6）細胞壁缺陷細菌：

缺壁突變——L型細菌

實驗室或宿主體內(nèi)形成基本去盡——原生質(zhì)體（G+）缺壁細菌

人工去壁

部分去除——原生質(zhì)球（G-）

在自然界長期進化中形成——支原體（1）L型細菌（L-formofbacteria）因英國李斯德（Lister）預(yù)防研究所首先發(fā)現(xiàn)而得名（1935年，念珠狀鏈桿菌Streptobacillusmoniliformis）大腸桿菌、變形桿菌、葡萄球菌、鏈球菌、分枝桿菌和霍亂弧菌等20多種細菌中均有發(fā)現(xiàn)，被認為可能與針對細胞壁的抗菌治療有關(guān)。特點：1.沒有完整而堅韌的細胞壁，細胞呈多形態(tài)；2.有些能通過細菌濾器，故又稱“濾過型細菌”；3.對滲透敏感，在固體培養(yǎng)基上形成“油煎蛋”似的小菌落（直徑在0.1mm左右）；4.遺傳性穩(wěn)定（2）原生質(zhì)體（protoplast）在人為條件下，用溶菌酶處理或在含青霉素的培養(yǎng)基中培養(yǎng)而抑制新生細胞壁合成而形成的僅由一層細胞膜包裹的，圓球形、對滲透壓變化敏感的細胞，一般由革蘭氏陽性細菌形成。特點：對環(huán)境條件變化敏感，低滲透壓、振蕩、離心甚至通氣等都易引起其破裂；有的原生質(zhì)體具有鞭毛，但不能運動，也不被相應(yīng)噬菌體所感染；在適宜條件（如高滲培養(yǎng)基）可生長繁殖、形成菌落，形成芽孢，及恢復(fù)成有細胞壁的正常結(jié)構(gòu)。比正常有細胞壁的細菌更易導(dǎo)入外源遺傳物質(zhì)，是研究遺傳規(guī)律和進行原生質(zhì)體育種的良好實驗材料。（3）球狀體(sphaeroplast)，又稱原生質(zhì)球采用上述同樣方法，針對革蘭氏陰性細菌處理后而獲得的殘留部分細胞壁（外壁層）的球形體。與原生質(zhì)體相比，它對外界環(huán)境具有一定的抗性。古菌的細胞壁由假肽聚糖（其中雙糖單位的連接鍵是β-1，3糖苷鍵）或酸性雜多糖組成的由蛋白質(zhì)或糖蛋白亞單位組成2、細胞膜1）概念：細胞質(zhì)膜（cytoplasmicmembrane），又稱質(zhì)膜（plasmamembrane）、細胞膜（cellmembrane）或內(nèi)膜（innermembrane），是緊貼在細胞壁內(nèi)側(cè)、包圍著細胞質(zhì)的一層柔軟、脆弱、富有彈性的半透性薄膜，厚約7～8nm，由磷脂（占20%～30%）和蛋白質(zhì)（占50%～70%）組成。2、細胞膜2）細胞膜的化學(xué)組成與結(jié)構(gòu)模型：（1）磷脂親水的極性端疏水的非極性端3）細胞膜的化學(xué)組成與結(jié)構(gòu)模型：（1）磷脂3）細胞膜的化學(xué)組成與結(jié)構(gòu)模型：（1）磷脂膜的流動性很大程度上取決于不飽和脂肪酸的結(jié)構(gòu)和相對含量。細胞膜上長鏈脂肪酸的鏈長和飽和度因細菌種類和生長溫度而異。通常生長溫度要求越高的種，其飽和度也越高，反之則低古細菌的細胞膜，耐高溫、高鹽真細菌的細胞膜3）