2014年臨床助理醫(yī)師醫(yī)學微生物學復習資料：細菌的結(jié)構(gòu)

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　　一、細菌的基本結(jié)構(gòu)

　　包括：細胞壁、細胞膜、細胞質(zhì)、核質(zhì)

　　細胞壁 是位于細菌細胞最外層，包繞在細胞膜周圍，無色透明、堅韌而富有彈性的膜狀結(jié)構(gòu)。平均厚度為12――30nm，組成較復雜，并隨不同菌種而異。主要成分是肽聚糖。

　　不同細菌細胞壁的組成不同，根據(jù)革蘭染色法將細菌分為兩大類：革蘭陽性菌和革蘭陰性菌。

　　革蘭陽性菌：肽聚糖(peptidoglycan)―聚糖骨架、四肽側(cè)鏈、五肽交聯(lián)橋(三維立體結(jié)構(gòu))。聚糖骨架是由N-乙酰葡萄糖胺和N-乙酰胞壁酸經(jīng)β-1，4糖苷鍵連接，在N-乙酰胞壁酸分子上連接四肽側(cè)鏈，四肽側(cè)鏈再由五肽交聯(lián)橋組成。革蘭陽性菌細胞壁肽聚糖經(jīng)這樣的三級鏈接，構(gòu)成了交叉的、機械強度相當大的空間框架結(jié)構(gòu)，交聯(lián)率為75%，堅固而致密。這種三維立體結(jié)構(gòu)的肽聚糖在革蘭陽性菌中高達50層，為其細胞壁主要成分。

　　溶菌酶能切斷β-1，4糖苷鍵，引起細菌裂解。青霉素能干擾四肽側(cè)鏈和五肽交聯(lián)橋的連接，使細菌不能合成完成的細胞壁，可導致細菌死亡。

　　革蘭陰性菌：肽聚糖(peptidoglycan)―聚糖骨架、四肽側(cè)鏈(二維平面結(jié)構(gòu))。聚糖骨架組成與陽性菌相同，也是由N-乙酰葡萄糖胺和N-乙酰胞壁酸經(jīng)β-1，4糖苷鍵連接，但是缺乏交聯(lián)橋，只能形成二維平面結(jié)構(gòu)，而且交聯(lián)率低，只有25%，故多數(shù)側(cè)鏈呈游離狀。這種二維平面的肽聚糖在革蘭陰性菌中只有1――2層，只作為其細胞壁的組成成分之一。

　　革蘭陽性菌細胞壁特殊組分――磷壁酸(teichoic acid) 磷壁酸為革蘭陽性菌特有成分，按結(jié)合部位不同分為壁磷壁酸和膜磷壁酸兩種。壁磷壁酸結(jié)合在細胞壁的肽聚糖的胞壁酸上，另一端游離于細胞外;膜磷壁酸結(jié)合在細胞膜上。另一端游離。

　　革蘭陰性菌細胞壁特殊組分――外膜(outer membrane) 外膜位于肽聚糖外側(cè)，由內(nèi)向外由脂蛋白、脂質(zhì)雙層和脂多糖三部分組成。

　　革蘭陰性菌與革蘭陽性菌細胞壁結(jié)構(gòu)比較

　　細胞壁的功能

　　維持菌體固有的形態(tài)：細菌一旦失去細胞壁，就變得多形。

　　保護細菌抵抗低滲環(huán)境：菌體內(nèi)的大氣壓是外界的5~25倍，沒有細胞壁，必將漲破。

　　參與菌體內(nèi)外的物質(zhì)交換：與細胞膜一起參與物質(zhì)交換，細胞壁上有很多小孔，容許小分子物質(zhì)通過

　　菌體表面帶有多種抗原分子，可誘發(fā)機體的免疫應答。

　　細菌細胞壁缺陷型或L型(bacterial L form)：細胞壁的肽聚糖結(jié)構(gòu)受到理化或生物因素的直接破壞或合成被抑制，受損后的細菌在高滲環(huán)境下仍可存活的細菌。

　　某些L型仍有一定的致病力，通常引起慢性感染。

　　細菌L型呈高度多形性，大小不一。著色不勻，無論其原為革蘭陽性或陰性菌，形成L型大多染成革蘭陰性。細菌L型生長緩慢，營養(yǎng)要求高，對滲透壓敏感，普通營養(yǎng)基上不能生長，培養(yǎng)時必須用高滲的含血清的培養(yǎng)基。

　　細菌L型在高滲的含血清的培養(yǎng)基上生長后形成三種類型的菌落

　　細胞膜

　　細菌細胞膜的結(jié)構(gòu)與真核細胞者基本相同，由磷脂和多種蛋白質(zhì)組成，但不含膽固醇。

　　細菌細胞膜的功能與真核細胞者類似，主要有物質(zhì)轉(zhuǎn)運、生物合成、分泌和呼吸等作用。

　　細菌細胞膜可形成一種特有的結(jié)構(gòu)，稱為中介體。中介體：是部分細胞膜內(nèi)陷、折疊、卷曲形成的囊狀物，多見于革蘭陽性菌。其功能類似于真核細胞的線粒體，故亦稱為擬線粒體。

　　細胞質(zhì)

　　核糖體(ribosome)：細菌合成蛋白質(zhì)的場所，游離存在于蛋白質(zhì)中。

　　質(zhì)粒(plasmid)：染色體外的遺傳物質(zhì)，存在于細胞質(zhì)中。為閉合環(huán)狀的雙鏈DNA，控制細菌某些特定的遺傳特性。

　　細菌細胞質(zhì)中含有多種顆粒，大多為貯藏的營養(yǎng)物質(zhì)。其中有一種主要成分是RNA和多偏磷酸鹽的顆粒，其嗜堿性強，用亞甲藍染色時著色較深呈紫色，稱為異染顆粒(metachromatic granule)。常見于白喉棒狀桿菌，位于菌體兩端，故又稱極體(polar body)，有助于鑒定。

　　核質(zhì)

　　核質(zhì)由單一密閉環(huán)狀DNA分子反復回旋卷曲盤繞組成松散網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。細菌是原核細胞，不具有成形的核。細菌的遺傳物質(zhì)稱為核質(zhì)或擬核，無核膜、核仁和有絲分裂器。功能與真核細胞的染色體相似――決定細菌各種遺傳性狀。

　　二、特殊結(jié)構(gòu)

　　莢膜：某些細菌在其細胞壁外包繞一層粘液性物質(zhì)，當其厚度>=0.2µm，邊界明顯，光鏡下可見時，稱為莢膜。厚度< 0.2µm者稱為微莢膜。其成分為疏水性多糖或蛋白質(zhì)的多聚體，用理化方法去除后并不影響細胞的生命活動。

　　莢膜的功能―與細菌的致病性有關(guān)，抗吞噬作用;;粘附作用;抗有害物質(zhì)的損傷作用。

　　鞭毛：許多細菌在菌體上附有細長并呈波狀彎曲的絲狀物，稱為鞭毛，是細菌的運動器官。 鞭毛需用電子顯微鏡觀察，或經(jīng)特殊染色法使鞭毛增粗后才能在光鏡下看到。

　　菌毛：許多革蘭陰性菌和少數(shù)革蘭陽性菌菌體表面存在著一種比鞭毛更細、更短而直硬的絲狀物，與細菌的運動無關(guān)。根據(jù)功能不同，菌毛可分為普通菌毛和性菌毛兩類。普通菌毛是細菌的黏附結(jié)構(gòu)，性菌毛參與F質(zhì)粒的接合傳遞。菌毛在普通光學顯微鏡下看不到，必須用電子顯微鏡觀察。

　　芽胞：某些細菌在一定的環(huán)境條件下，能在菌體內(nèi)部形成一個圓形或卵圓形小體，是細菌的休眠形式。芽胞形成后細菌即失去繁殖能力，不能再進行二分裂繁殖。產(chǎn)生芽胞的都是革蘭陽性菌。芽孢折光性強、壁厚、不易著色，經(jīng)特殊染色光鏡下可見。芽胞的大小、形狀、位置等隨菌種而異，有重要的鑒別意義。芽胞的抵抗力強，可在自然界中存在多年，是重要的傳染源。但芽胞并不直接引起疾病，只有發(fā)芽成為繁殖體后，才能迅速大量繁殖而致病。芽胞抵抗力強，故應以殺滅芽胞作為可靠的滅菌指標。高壓蒸汽滅菌法是殺滅芽孢最有效的方法。