2-1 原核微生物 细胞壁

原核微生物 细胞壁的思维导图，原核生物指一大类细胞不具核膜，也无核仁，只有核区的裸露 DNA 的原始单细胞生物，包括细菌和古菌两大类群。

微生物

• 细胞型微生物
  • 原核生物
    • 定义
      • 指一大类细胞不具核膜，也无核仁，只有核区的裸露 DNA 的原始单细胞生物，包括细菌和古菌两大类群
    • 结构
      • 一般构造
        • 一般细菌都具有的构造 ,包括细胞壁、细胞膜、细胞质和核区等
      • 特殊构造
        • 仅在部分细菌中才有的或在特殊环境条件下才形成的构造,主要是鞭毛、菌毛、性菌毛、糖被(包括荚膜和粘液层) 和芽孢等
    • 细胞壁
      • 定义
        • 是包围在细胞表面，内侧紧贴细胞膜的一层较为坚韧、略具弹性的结构
      • 主要功能
        • ①固定细胞外形和提高机械强度，使其免受渗透压等外力损伤； ②是细胞的生长、分裂和鞭毛运动所必需； ③阻拦大分子有害物质(如某些抗生素和水解酶)进入细胞； ④赋予细菌特定的抗原性、致病性以及对抗生素和噬菌体的敏感性
      • 革兰氏阳性菌的细胞壁
        • 厚度约为 20-80nm
        • 90%肽聚糖/胞壁质
          • 是由若干肽聚糖单体聚合而成的多层网状结构大分子化合物
          • 肽
            • 四肽尾（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，通过酰胺键与M相连
            • 肽桥(肽间桥)
          • 聚糖
            • 双糖单位
              • 由 N-乙酰葡萄糖胺（简写 G）和 N-乙酰胞壁酸（简写 M）两种单糖通过β-1,4-糖苷键连成聚糖链骨架长链
              • β-1,4-糖苷键容易被溶菌酶水解
        • 10%磷壁酸
          • 以磷酸二酯键同肽聚糖的 M 相连，是一种 G+特有的酸性多糖，主 要成分为甘油磷酸或核糖醇磷酸
          • 分类
            • 壁磷壁酸
              • 与肽聚糖共价结合
            • 膜磷壁酸（脂磷壁酸）
              • 跨越肽聚糖层与细胞膜交联
          • 功能
            • 1、带有大量负电，可浓缩细胞周围 Mg2 +，以提高细胞膜上一些合成酶的活力 2、是革兰氏阳性菌表面抗原（C 抗原）的主要成分，可用于菌种鉴定 3、是噬菌体吸附的位点 4、能调节自溶素的活力，防止细胞自溶死亡 5、贮藏磷元素 6、增强某些致病菌对宿主细胞的粘连，避免被白细胞吞噬及抗补体的作用
      • 革兰氏阴性菌的细胞壁
        • 薄，分为内壁层和外壁层，内壁 2-3nm，由肽聚糖组成，外壁 8-10nm 主要由脂多 糖（LPS）和外膜蛋白组成。
        • 内膜（肽聚糖层）
          • 与 G+大致相同，但是四肽尾三号位是特殊氨基酸—m-DAP，且没有特殊肽桥而是形成肽键，肽聚糖较稀疏、机械强度较差
        • 外膜
          • 是 G- 细菌细胞壁所特有的结构 ,位于细胞壁的最外层，化学成分为脂多糖、磷 脂和若干种脂蛋白/外膜蛋白
          • 脂多糖（LPS）
            • 是位于 G -细菌细胞壁最外层的一层较厚的类脂多糖类物质,由类脂 A、核心多糖和 O-特异侧链(O-多糖、O-抗原)3 部分组成。
            • O-侧链具有抗原性。非致病性的 G-不含 O-侧链
            • 类脂 A是内毒素的物质基础
          • 外膜蛋白
            • 指嵌合在 LPS 和磷脂层外膜上的 20 余种蛋白，多数功能未知
            • 脂蛋白:是从肽聚糖层到外壁层之间的桥梁
            • 微孔蛋白：特异性孔蛋白、非特异性孔蛋白
        • 周质空间
          • 指位于外膜与细胞质膜之间的狭窄空间，呈胶状，内含多种周质蛋白（水解酶类、合成酶类、结合蛋白、受体蛋白等），是物质进出细胞的重要中转站和反应场所
      • 古生菌的细胞壁
        • 除热原体类群无细胞壁外，都有细胞壁
        • 假肽聚糖细胞壁、独特多糖细胞壁、硫酸化多糖细胞壁、糖蛋白细胞壁、蛋白质细胞壁
      • 缺壁细胞
        • 实验室中形成
          • 自发缺璧突变
            • L型细菌
              • 专指实验室或宿主体内通过自发突变而形成的遗传性稳定的细胞壁缺陷菌株。 “滤过型菌”
          • 人工方法去璧
            • 彻底除尽
              • 原生质体
                • 指在人为条件下，用溶菌酶除尽原有细胞壁或用青霉素抑制新生细胞壁后合成，所得到的仅有一层细胞膜包裹的圆球状渗透敏感细胞，一般由G+细菌形成
            • 部分去除
              • 球状体（原生质球）
                • 针对G-细菌处理后而获得的残留部分细胞壁（外壁层）的球形体
        • 自然界长期进化中形成
          • 支原体
            • 是长期进化过程中形成的、适应自然生活条件的无细胞壁的原核生物，但其细胞膜含甾醇，机械强度较高
      • 革兰氏染色
        • 初染和媒染后细胞会形成不溶于水的结晶紫-碘复合物，革兰氏阳性菌因细胞壁较厚，肽聚糖层次多、交联致密、脂质低甚至没有，用脂溶性乙醇（丙酮）脱色时引起脱水，网孔缩小、通透性降低、复合物留在壁内，仍呈紫色；而阴性菌细胞壁薄，类脂含量高，肽聚糖交联度差，脱色后脂质溶解，复合物迅速溶出，脱为无色，经番红复染呈红色
        • 结晶紫初染——碘液媒染——乙醇（丙酮）脱色——沙黄（番红）复染
        • 关键步骤是脱色，关键成分是肽聚糖和类脂
• 非细胞型微生物
  • 病毒
  • 亚病毒
• 细胞型微生物
  • 原核生物
    • 细菌
      • 形态
        • 球状
          • 球菌
            • 可细分为单球菌、双球菌、链球菌、四联球菌、八叠 球菌和葡萄球菌
        • 杆状
          • 杆菌
        • 螺旋状
          • 螺旋菌
            • 可分为弧菌（螺旋不足一环）、螺菌（2-6 环）、 螺旋菌（6 环以上）
      • 大小
        • 表示细菌大小的单位常用μm，球菌直径多为 0.5～1 μm
    • 古菌
  • 真核生物
    • 真菌
    • 原生动物
    • 纤维藻类
• 革兰氏阳性菌G+