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1 内容
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2 练习
内容
细菌细胞的结构与功能

细胞壁
功能:
◆ 固定细胞外形和提高机械强度,
◆ 屏障保护功能。
◆ 为细胞的生长、分裂和鞭毛运动所必需。
◆ 赋于细胞的特定抗原性、致病性和对抗生素及噬菌体的敏感性。

1884年由丹麦医生C. Gram创建了一种极为方便的细菌染色方法,可把几乎所有的细菌分成两大类。其主要过程为:草酸铵结晶紫初染,碘液媒染,95%乙醇脱色,再以沙黄等红色染料复染。被染成蓝紫色的细菌称革兰氏阳性菌G+,被染成红色的称革兰氏阴性菌G-。

细菌细胞壁的区别:革兰氏阳性菌的细胞壁较厚(20-80nm),但化学组分比较单一,只含有90%的肽聚糖和10%的磷壁酸;革兰氏阴性菌虽然较薄(10-15nm),却有多层构造(肽聚糖和脂多糖层等),其化学组分中除含有肽聚糖外,还含有一定量的类脂质和蛋白质等成分。此外,两者在表面结构上也有显著不同。

革兰氏染色机制:通过结晶紫初染和碘液媒染后,在细胞膜内形成了不溶于水的结晶紫与碘的复合物(CVI dye complex)。革兰氏阳性细菌由于其细胞壁较厚、肽聚糖网层次多和交联致密,故遇乙醇或丙酮作脱色处理时,因失水反而使网孔缩小,再加上它不含类脂,故乙醇处理不会溶出缝隙,因此能把结晶紫与碘复合物牢牢留在壁内,使其仍呈紫色。反之,革兰氏阴性细菌因其细胞壁薄、外膜层的类脂含量高、肽聚糖层薄和交联度差,在遇脱色剂后,以类脂为主的外膜迅速溶解,薄而松散的肽聚糖网不能阻挡结晶紫与碘复合物的溶出,因此,通过乙醇脱色后细胞退成无色。这时,再经沙黄等红色染料进行复染,就使革兰氏阴性菌呈现红色,而革兰氏阳性菌则仍保留紫色(实为紫加红色)。

缺壁细菌:L型细菌、原生质体、球状体、支原体


细胞膜
功能:
◆ 选择性地控制细胞内、外的营养物质和代谢产物的运送;
◆ 是维持细胞内正常渗透压的屏障;
◆ 合成细胞壁和糖被的各种组分(肽聚糖、磷壁酸、LPS、荚膜多糖等)的重要基地;
◆ 膜上含有氧化磷酸化或光合磷酸化等能量代谢的酶系,是细胞的产能场所;
◆ 是鞭毛基体的着生部位和鞭毛旋转的供能部位。
原核微生物的细胞质膜上一般不含胆固醇等甾醇,这一点与真核生物明显不同。但缺乏细胞壁的原核生物——枝原体(Mycoplasma)则属例外。在其细胞膜上因含有hopanoid类甾醇而增强了坚韧性,故在一定程度上弥补了因缺壁而带来的不足。多烯类抗生素因可破坏含甾醇的细胞质膜,故可抑制枝原体和真核生物,但对其他的原核生物则无抑制作用。
间体(mesosome,或中体)是一种由细胞质膜内褶而形成的囊状构造,其中充满着层状或管状的泡囊。多见于革兰氏阳性细菌。每个细胞含一至少数几个。着生部位可在表层或深层,前者与某些酶如青霉素酶的分泌有关,后者与DNA的复制、分配以及与细胞分裂有关。近年来也有学者提出不同的看法,认为“间体”仅是电镜制片时因脱水操作而引起的一种赝像。
细胞质
原核微生物的细胞质是不流动的,这一点与真核生物明显不同。细胞质的主要成分为核糖体(由50S大亚基和30S小亚基组成)、贮藏物(聚-β-羟丁酸、多糖类贮藏物、异染粒、藻青素)、多种酶类和中间代谢物、质粒、各种营养物和大分子的单体等,少数细菌还有类囊体、羧酶体、气泡或伴孢晶体等。细胞质内形状较大的颗粒状构造称为内含物(inclusion body),包括各种贮藏物和羧酶体、气泡等。

核区
细菌的细胞核无核膜包被,是一个大型环状双链DNA分子,只有少量蛋白质与之结合。细菌的核区除在染色体复制的短时间内呈双倍体外,一般均为单倍体。核区是细菌负载遗传信息的主要物质基础。

