微生物细胞的结构与功能 (2)

第三章微生物细胞的结构与功能第一节原核微生物一大类细胞微小、细胞核无核膜包裹的原始单细胞生物。

与真核微生物的区别：基因组由无核膜包裹的双链环状DNA组成；缺乏由单位膜分割包围的细胞器；核糖体为70S。

原核微生物分为：细菌域：细菌、放线菌、蓝细菌、支原体、立克次氏体、衣原体。

共同点：细胞壁含肽聚糖；细胞膜含有由酯键连接的脂质，DNA一般无内含子。

古生菌域。

一、细胞壁位于细胞最外的一层厚实、坚韧的外被，主要由肽聚糖构成。

主要功能：固定细胞外形和提高机械强度，免受外力损伤；为细胞的生长、分裂、鞭毛运动所需；阻拦酶蛋白和某些抗生素等大分子物质进入细胞，保护细胞免受溶菌酶、消化酶和青霉素等有害物质的损伤；赋予细胞特定抗原性、致病性、对抗生素和噬菌体的敏感性。

1、革兰氏阳性菌的细胞壁厚度大、化学组分简单。

90%肽聚糖、10%磷壁酸。

（1）肽聚糖（粘肽、胞壁质、粘质复合物）由肽和聚糖两部分组成，肽有四肽尾和肽桥，聚糖由N-乙酰葡糖胺和N-乙酰胞壁酸相互间隔连接而成，呈长链骨架状。

1)双糖单位由N-乙酰葡糖胺通过β-1,4-糖苷键与N-乙酰胞壁酸相连。

β-1,4-糖苷键容易被溶菌酶水解。

2)四肽尾或四肽侧链由4个氨基酸分子按L型与D型交替方式连接而成。

L-Ala D-Glu L-Lys D-Ala3)肽桥或肽间桥肽聚糖的多样性主要变化发生在肽桥上。

（2）磷壁酸酸性多糖，主要成分甘油磷酸或核糖醇磷酸。

分类：壁磷壁酸，与肽聚糖分子间进行共价结合。

膜磷壁酸，由甘油磷酸链分子与细胞膜上的磷脂进行共价结合。

主要生理功能：其磷酸分子较多负电荷可提高周围Mg2+浓度，可保证一些需要Mg2+的合成酶提高活性；储藏磷元素；增强某些致病菌对宿主细胞的粘连、避免被白细胞吞噬和补抗体作用；特定抗原；作为噬菌体特异性吸附受体；调节自溶素的活力，借以防止细胞因自溶而死亡。

2、革兰氏阴性菌细胞壁（1）肽聚糖与革兰氏阳性菌的差别：四肽尾的第三个氨基酸不是L-Lys，而是m-DAP；没有特殊的肽桥，两个单体间只通过甲四肽尾的第四个氨基酸D-Ala的羧基与乙四肽尾的第三个氨基酸m-DAP的氨基直接相连。

《微生物发酵生理学》复习思考题第一章绪论1. 微生物生理学的研究和应用对当今人类社会可持续发展有何重要意义？解决人类生存和发展面临的主要问题，实现可持续发展，在很大程度上要依靠生物科学与技术，包括微生物发酵生理学来解决。

（1）粮食与农业问题：微生物的活动使得土壤具有生物活性性能，推动着自然界中最重要的物质循环，并改善着土壤的持水、透气、供肥、保肥和冷热调节的能力，有助于农业生产。

在农业生产过程中，农作物的防病、防虫害也与微生物的生理活动密切相关。

另外，农产品的加工、贮藏，实际上很多是利用有益的微生物作用或是抑制有害微生物危害的技术。

随着科技学技术的发展，微生物发酵生理学与农业科学之间的关系必将越来越密切。

（2）资源与能源问题：由于微生物发酵具有代谢产物种类多、原料来源广、能源消耗低、经济效益高和环境污染少等特点，故必将逐步取代目前需高温、高压、能耗大和“三废”严重的化学工业。

（3）环境保护问题：微生物是有机废水污染物和有毒化合物和强有力的分解者和转化者，起着环境清道夫的作用。

（4）医药与健康问题：防治各种传染病的主要手段是各种微生物产生的药物，尤其是抗生素；此外，一大批与人类健康、长寿有关的生物制品，例如疫苗、菌苗和类毒素等均是微生物的产品；基因工程菌将形成一批强大的工业生产菌，特别是药物的生产将出现前所未有的新局面。

在新世纪人类将进一步去征服癌症、艾滋病以及其他特殊的疾病，为人类的生存、健康和可持续发展作出更大的贡献。

第二章微生物细胞的结构与功能1. 试比较原核生物与真核生物的异同。

微生物细胞结构上有两种基本的形式，即原核细胞和真核细胞。

原核生物包括细菌、放线菌、蓝细菌、古生菌、支原体、立克次体和衣原体等。

真核生物包括酵母菌、霉菌、藻类和原生动物等。

原核细胞与真核细胞的最重要区别在于核的结构，原核细胞缺乏核膜或核被膜，而仅由一环状DNA分子形成核区或拟核裸露游离在细胞质中；真核细胞有一个真正的核，这是包围在核膜内的一个结构，其中有含有遗传物质的染色体。

微生物的结构和功能微生物是一类极其微小的单细胞或多细胞生物，常见于各种环境中，包括水体、土壤、食品以及动植物体内等。

微生物的种类繁多，包括细菌、病毒、真菌、藻类等，阅读此文，我们将对微生物的结构和功能有一个全面的了解。

微生物的结构微生物的结构即将微生物各组成部分进行分解和描述。

微生物可以分为细菌、病毒、真菌、藻类等不同的类别，每种微生物的结构也各不相同。

1. 细菌的结构细菌是单细胞的微生物，一般由细胞壁、细胞膜、胞质、核糖体等组成。

其中细菌细胞壁是细菌独有的组成部分，分为革兰氏阳性和革兰氏阴性两种类型，其主要成分是多糖和肽类物质。

细菌细胞膜负责细胞内外环境的物质交换，是细胞内积累物质的主要区域，其内部含有许多蛋白质和脂质。

细菌胞质则是细菌的细胞内部主要功能区，也是细菌内部的主要代谢处所，其中含有许多基因和酶类物质。

2. 病毒的结构病毒不是真正的细胞，没有细胞结构和基因组，它是由蛋白质和核酸组成的粒子。

病毒的结构分为四部分，分别是外壳、内壳、膜和核酸。

外壳是由蛋白质构成，负责保护病毒内核酸免受物理和化学攻击，同时也是病毒对宿主细胞的侵染方式的重要组成部分。

内壳是维持病毒核酸完整的重要结构，一般由蛋白质组成，同时内壳的构成也很复杂，其公认的大约由五至八种不同蛋白质构成。

病毒膜负责将病毒存储在病原体之间并启动病毒的侵染过程。

核酸则是病毒传输的基本遗传物质，通常由单链或双链核酸组成。

3. 真菌的结构真菌由细胞膜、细胞壁、核酸和原生质体组成。

真菌的细胞膜的含脂质量高于其他微生物，其中含有能够与胞外环境相互作用的物质。

在真菌细胞壁中，其主要构成物质为葡聚糖，其含量达到菌体干重的一半以上。

真菌的核酸是其生存的基本机器，可以负责各种基因转录和翻译。

真菌中的原生质体则主要承担代谢活动，其中含有不同的细胞器和酶，包括线粒体、内质网、核糖体、溶酶体等等。

4. 藻类的结构藻类是一类植物，分为单细胞和多细胞生物。

藻类的结构主要由细胞壁、细胞膜和细胞核组成。

微生物学教案第三章微生物细胞的结构与功能微生物细胞的结构与功能在有细胞构造的微生物中，按其细胞，尤其是细胞核的构造和进化水平上的差别，可把它们分为原核微生物和真核微生物两个大类。

近年来正在越来越深入研究的古细菌（archaebacteria）或古生菌（archaea），尽管其在进化谱系上与真细菌（eubacteria）和真核生物相互并列，但其在细胞构造上却与真细菌较为接近，同属于原核生物。

因此，有关古生菌细胞构造和功能的内容，拟放在原核微生物一节中加以讨论。

第一节原核微生物原核微生物是指一大类细胞核无核膜包裹，只有称作核区(nuclear region)的裸露DNA的原始单细胞生物，包括真细菌和古生菌两大群。

真细菌的细胞膜含由酯键连接的脂类，细胞壁中含特有的肽聚糖（无壁的枝原体除外），DNA中一般没有内含子（但近年来也有例外的发现）。

细菌、放线菌、蓝细菌、枝原体、立克次氏体和衣原体等都属于真细菌。

以下就以最常见的细菌作主要代表详细阐述原核生物细胞的各部分构造和功能。

细菌细胞的模式构造见图3-1。

其中把一般细菌都有的构造称一般构造，而把部分细菌具有的或一般细菌在特殊环境下才有的构造称为特殊构造。

图3-1 细菌细胞构造模式图一、细胞壁细胞壁（cell wall）是位于细胞最外的一层厚实、坚韧的外被，主要由肽聚糖构成，有固定细胞外形和保护细胞等多种生理功能。

通过染色、质壁分离（plasmolysis）或制成原生质体后再在光学显微镜下观察，可证实细胞壁的存在；用电子显微镜观察细菌超薄切片等方法，更可确证细胞壁的存在。

细胞壁的主要功能有：①固定细胞外形和提高机械强度，从而使其免受渗透压等外力的损伤。

例如，有报道说大肠杆菌（Escherichia coli）的膨压(turgor)可达2微生物细胞的结构与功能个大气压（相当于汽车内胎的压力）；②为细胞的生长、分裂和鞭毛运动所必需。

失去了细胞壁的原生质体，也就丧失了这些重要功能；③阻拦酶蛋白和某些抗生素等大分子物质（分子量大于800）进入细胞，保护细胞免受溶菌酶、消化酶和青霉素等有害物质的损伤；④赋予细菌具有特定的抗原性、致病性以及对抗生素和噬菌体的敏感性。