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第3章微生物细胞的结构与功能重点、难点剖析1．G+和G-细菌肽聚糖单体的比较(表3—1)。肽聚糖单体是构成细菌细胞壁中特有成分——肽聚糖网套的基础，G+和G-菌肽聚糖单体的构造基本相同，仅在四肽尾的第三个氨基酸残基和肽桥的有无上有明显差别。表3—1G+和G—细菌肽聚糖单体的比较项目G+G-聚糖链—（G+M）n——（G+M）n—肽链四肽尾L-AlaD-GluL-lysD-AlaL-AlaD-Glum-DAPD-Ala肽桥—（Gly）5—无注：G：N—乙酰葡糖胺，M：N-乙酰胞壁酸，m-DAP：内消旋二氨基庚二酸2．G-细菌细胞壁的脂多糖构造。脂多糖(LPS)是位于革兰氏阳性细菌细胞壁最外层的一种较厚的类脂多糖类物质，由类脂A、核心多糖和O—特异侧链3部分组成。其中的类脂A是革兰氏阴性细菌致病物质内毒素的物质基础。脂多糖的分子构造可见图3—1和表解。类脂A：2个N-乙酰葡糖胺和5个不同的长链饱和脂肪酸内核心区：3个2—酮—3—脱氧辛糖酸(KDO)LPS核心多糖3个L-甘油-D—甘露庚糖(Hep)外核心区：5个己糖(Hex)，包括葡糖胺、半乳糖、葡萄糖O-特异侧链；多个4Hex单位，内含葡萄糖、半乳糖、鼠李糖、甘露糖，以及阿比19第3章微生物细胞的结构与功能可糖(Abq)、大肠杆菌糖(colitose)、副伤寒菌糖(paratose)或泰威糖(Lyvelose)等。3．缺壁细菌。细胞壁是保持细菌正常形态和保护它们免遭不利环境条件损伤的基本构造但在自然和人为培养条件下，也可因自然进化、自发突变或人为去除等方法而形成缺壁细菌。现将4类缺壁细菌的主要特点列在表3—2中。表3-24类缺壁细胞的比较表项目支原体L型细菌原生质体球状体形成原因自然进化实验室中自发突变人工除壁人工除壁制备方法--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无壁无壁基本无壁部分缺壁繁殖能力有有无无·实例各种支原体念珠状链杆菌等多数G+细菌多数G-细菌·待细胞壁再生后恢复其繁殖能力4．细菌的内含物。位于细菌细胞质内，呈颗粒状或泡囊状的构造称内含物。4种主要内含物的特点可见表3—30表3-3细菌内含物的种类和分布名称实例贮藏物碳源或能源类聚β—羟丁酸(PHB)或聚羟链烷酸(PHA)(固氮菌和产碱菌等)糖原(大肠杆菌和芽孢杆菌等)；硫粒(紫硫细菌和丝硫细菌等)氮源类藻青素或藻青蛋白(蓝细菌等)磷源类异染粒(迂回螺菌、棒杆菌和分枝杆菌等)磁小体在水生螺菌和嗜胆螺菌中存在羧酶体在硫杆菌和蓝细菌等自养细菌中存在气泡在蓝细菌、红单胞菌和盐杆菌等水生细菌中存在5．细菌芽孢的构造和功能。芽孢是某些细菌在其生活史后期的细胞内形成的一个抗逆性极强的休眠体。圆形或椭圆形，厚壁，含水量低，对热、辐射和化学药物有很强的抗性。因每一营养细胞仅形成一个芽孢，故芽孢无繁殖功能。芽孢的构造和各部分功能见表3—4。表3-4芽抱的构造和各部分功能名称主要成分生理功能孢外壁脂蛋白阻止内外物质渗透芽孢衣疏水性角蛋白抗酶解，抗药物，阻止多价阳离于渗透皮层芽孢肽聚糖，DPA—Ca渗透压高，可使芽孢核心保持干燥核心芽孢壁芽孢质膜芽孢质核区肽聚糖磷脂，蛋白质DPA—Ca，核糖体，RNA，酶类DNA可发展成新细胞的细胞壁可发展成新细胞的细胞质膜可发展成新细胞的细胞质遗传信息的载体6，原核生物鞭毛的构造。生长在各种原核生物细胞表面的长丝状、波曲形的蛋白质附属物称为鞭毛，其数目为一至数十条，能通过快速旋转而推动细胞运动。鞭毛由固定于细胞表面的基体以及游离的钩形鞘和鞭毛丝3部分组成，G-细菌的鞭毛构造可表解如下：鞭毛丝：着生于钩形鞘上，一端游离。由大量鞭毛蛋白亚基经螺旋状围成，中空20第3章微生物细胞的结构与功能钩形鞘：位于基体和鞭毛丝之间，使三者连成一体鞭毛{鞭毛杆：是基体的轴心，可把以下4个环穿在同一轴上L环：与细胞壁外膜的LPS层相连P环：与细胞内壁的肽聚糖层相连基体：S-M环：两环合在一起，似马达的转子Mot蛋白：一对马达定子状的蛋白，围在S-M环外Fli量白：位于S-M环基部，可操纵鞭毛正旋或逆旋7．真核生物的“9+2型”鞭毛。长在某些真核生物细胞表面的毛发状、有运动功能的细胞器称为鞭毛。真核生物的鞭毛属于“9+2型”，构造较复杂，整个鞭毛由鞭杆、过渡区和基体3部分构成。它与原核生物的鞭毛不仅结构不同，而且在运动方式和机制上都有显著的差别(表3—5)。表3-5原核生构与真核生物鞭毛的比较项目原核生物真核生物大小细长(0.01，0.02μmx5—20μm)粗长(0.12—0.17μmxl50-200μm)游离端的名称与构造鞭毛丝：由大量鞭毛蛋白亚基以螺旋状排列而围成；中空；伸长部位在顶端鞭杆：“9+2型”结构，：即中央有中央鞘包裹的2条平行的微臂蛋白，外围有9条微管二联体围绕。每条微管二联体上各长出多个动力蛋白臂、微臂连丝蛋白和放射辐条中部钩形鞘过渡区基部基体：由L、P、S、M4个圆环(G-菌)或S、M2个圆环(G+菌)构成，环的中央有鞭毛杆串着基体：为“9+0型”结构，即外围有一圈共9条微臂三联体围绕，而中央无微管蛋白运动方式借基体中的圆环旋转带动鞭毛作旋转运动借鞭杆中微管二联体等的收缩带动鞭毛毛作挥鞭运动8．真核生物细胞核的构造。在真核生物细胞中都有一个形态完整、有核膜包裹的细胞核，它是该细胞遗传信息(DNA)的贮存、复制和转录场所，对细胞的生长、繁殖、遗传和变异等生命活动起着关键的作用。真核细胞的细胞核由核被膜、染色质、核仁和核基质4部分组成，可表解如下：核膜：位于核被膜外侧，由内外两层膜构成，中间还夹有一核周间隙层核纤层：位于核被膜内侧，由核纤层蛋白构成染色质：自低至高常以5种不同的聚合水平存在：①DNA+组蛋白。②核小体。①中空螺线管。④超螺旋环。⑤染色体核仁：存在于核内，由蛋白质和RNA组成的小体，无膜状物包裹，具合成rRNA和装配核糖体功能核基质：充满在细胞核中间的蛋白纤维网，具支持细胞核外型和提供核糖体附着位点等功能9．真核生物各种细胞器的比较。细胞质内具有一定形态构造和专一功能的小器官，称细胞器，种类较多。现把真核微生物中常见的主要细胞器列表比较如表3—6。项目形态构造数量功能内质网囊腔，细管形有膜。分两种：粗面内质网的膜上有核糖体粒，光面内质网的膜上无核糖数量少糙面内质网合成、运送蛋白质，光面内质网合成磷脂21第3章微生物细胞的结构与功能体粒核糖体小颗粒状无膜。表层为蛋白质，内芯为RNA数量极多，变化大合成蛋白质高尔基体扁平膜囊和小囊泡有膜。由数个扁平膜囊和大小不等的囊泡组成数量少浓缩蛋白质，合成糖蛋白和脂蛋白，协调细胞内环境溶酶体球形小囊泡有膜。小囊泡内含数十种酸性水解酶数量较多，但变化大执行细胞内的消化功能微体球形小囊泡有膜。小囊泡内含氧化酶和过氧化氢酶等数量较多，但变化大对脂肪酸进行氧化线粒体杆菌状或囊状有内外两层膜。内膜可形成嵴，其上有大量的基粒(ATP酶复合体)。基质内含TCA醇系、70s核糖体和双链环状DNA数量多，但变化对底物进行氧化磷酸化以产生ATP叶绿体扁球状或扁椭圆状由内、外两层膜以及类囊体和基质构成。基质内含70s核糖体和双链环状DNA等。类囊体数量多，常叠成基粒仅存在于光合生物中。不同细胞中数量变化很大利用CO2和H2O进行光合作用，以合成葡萄糖和释放氧主要参考书目1．沈萍．微生物学．北京：高等教育出版社，20002．翟中和．细胞生物学．北京：高等教育出版社，19953．周德庆．微生物学教程．第2版．北京：高等教育出版社，20024．KemhumPA．Microbiology：ConceptsandApplications．NewYork：JAnWiley，19985．Madiganl(T，ManinkoJnd，ParkerJ．BrockBiologyofMicroorganisms．8thed．EnglewoodCliffs：PretieeHall．19976．PelczarMJ，ChanECS，KiiegNR，EdwardsDD，PelczarMF．Miembiology：ConceptsandApplications．NewYork：MeGraw-Hillcompames，1993．7．TortoraGJ，FunkeBR，CaseCL．Mie~biology：AnIntmduetion．4thed．RedwoodCity：Benjamin／Cummings，19928．SingletonP，SainsburyD．DictionaryofMicrobiologyandMolecularBiology.2nded.NewYork:JohnWiley&Son,1987.