微生物细胞的结构与功能
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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。
第三章:微生物细胞的结构与功能-原核生物一.是非判断:1.真细菌包括普通细菌、放线菌、蓝细菌、支原体、立克次氏体和衣原体等。
2.杆状细菌的细胞直径比较稳定,与排列方式和长度一起可作为分类鉴定的依据。
3.受到菌龄的影响,幼龄细菌一般比成熟的或老龄的细菌小。
4.在原核细胞的周质空间中,存在着多种周质蛋白,被誉为“酶口袋”。
5.溶菌酶可用于细菌、酵母和霉菌的原生质体的制备。
6.微生物细胞内的储存物中,异染粒是β-羟基丁酸聚合物。
7.原核生物与真核生物细胞膜组分的主要差别是前者无甾醇。
8.根瘤菌的类菌体不仅具有固氮能力,还具有繁殖功能。
9.古生菌的细胞壁均为假肽聚糖构成。
10.细菌细胞膜不含甾醇类物质,而真菌细胞膜含有甾醇类物质。
11.只有分枝杆菌才具有抗酸染色的特性。
12.肽聚糖的基本组成单位包括双糖单位、四肽尾和五肽桥。
13.间体为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。
14.原核生物的细胞质含水约80%,处于一种流动状态。
15.原核生物细胞中气泡的膜也是磷脂双份子层结构,可耐受一定的压力。
16.产芽孢的细菌多为杆菌,也有一些球菌。
芽孢的有无、形态、大小和着生位置是细菌分类和鉴定中的重要指标。
17.革兰氏阴性细菌细胞壁中的脂多糖是细菌外毒素的物质基础。
18.细菌的内毒素就是指革兰氏阴性细菌细胞壁中的脂多糖中的类脂A。
19.磷壁酸是革兰氏阳性细菌细胞壁中特有的酸性多糖。
20.抗酸细菌是一类细胞壁中含有大量分枝菌酸等蜡质的特殊革兰氏阳性菌。
21.古生菌的细胞膜中存在着独特的单分子层膜和单双分子层混合的膜结构。
22.由于革兰氏阴性菌细胞外有外膜层的保护,因此对青霉素和溶菌酶不敏感。
23.芽孢在普通条件下可保存几年或几十年的生命力,因此是抗逆性最强的休眠体。
24.羧酶体是自养微生物细胞质内常见的内含物。
25.抗酸性细胞本身不易被革兰氏染色,碱性酒精脱去细胞壁中的“蜡质”组分后,细胞会变成非抗酸性,革兰氏染色阴性。
微生物细胞壁结构及其生物学功能分析微生物,是指尺寸较小、单细胞或多细胞,能够在自然环境中独立生存和繁殖的微生物体,主要包括细菌、真菌、病毒、原生动物、藻类等。
众所周知,微生物是自然界中不可或缺的生物类群之一,其功能广泛,包括维持自然界的生态平衡、参与土壤、水体和大气的营养转化,以及对人类的医疗、生物技术等方面的贡献都不可忽视。
而微生物体内的细胞壁结构,则是掌握微生物特点的重要内容之一。
一、微生物细胞壁的作用细胞壁是细胞的主要保护屏障,细菌、真菌、藻类等微生物所具有的细胞壁结构,对于其功能起到举足轻重的影响。
1. 保护细胞:微生物外部环境易受到干扰和变化的影响,细胞壁对微生物保护作用非常重要。
例如在细胞壁结构不完好或缺少时,微生物对抗环境因素就会受到大大的限制,包括大量死亡和繁殖受阻,因此细胞壁对于微生物的保护非常重要;2. 维持细胞型态:细胞壁具有机械稳定性,能够保持和固定微生物的细胞形态和细胞大小,从而对细胞的生物学特性产生影响,如细胞传递信号、合成代谢物等,使细胞有很好的功能表现;3. 参与代谢:微生物细胞壁是很重要的能量贮备处所,含有的可溶性糖、氨基酸等物质,是细胞代谢中的重要物质来源,也能够在细胞外分泌,环境有调节作用;4. 呈现抗原:细菌表面具有一系列的抗原决定簇,其有利于细菌从宿主中逃脱,减小免疫攻击等,保障其合法存在。
二、不同微生物体细胞壁形态及结构差异1. 细菌细胞壁细菌是微生物体中细胞壁最为简单的一类,其细胞壁结构主要由多糖、蛋白质(特别是附着的或可变异的表面抗原)以及一些小分子物质构成。
细菌细胞壁可分为革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌,两者的结构和组成成分均有差异。
革兰氏阳性菌:细胞壁外表面有较厚的多糖层,其内层则由厚的一层肽聚糖组成,聚糖的交错成分是乙酰葡萄糖醛酸多聚糖,呈现搅拌性质。
革兰氏阴性菌:细胞壁为较厚的两层结构,主要由外层的唾液酸、多糖和脂多糖组成,内层的肽聚糖和交错层主要是残基(L-乳糖、L-脯氨酸)。