微生物学第三章微生物细胞的结构与功能山东大学期末考试知识点复习Word文档下载推荐.docx

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革兰氏阴性细菌的细胞壁虽然薄，但层次较多、成分复杂，除由肽聚糖组成的一薄层内壁外，还有一层称为外膜的外壁层。

外膜的成分为脂多糖、磷脂、脂蛋白和其他蛋白质。

细胞壁的主要功能是固定细胞外形和保护细胞不受损伤。

肽聚糖是由许多相同结构单体交联而成的多层网状构造。

其每一单体由肽（四肽尾和肽桥）和聚糖（N—乙酰葡糖胺和N—乙酰胞壁酸交替排列）两种成分构成。

不同种类的微生物，因其肽聚糖的成分、结构、性质和含量的不同，而引起革兰氏染色反应的不同。

在此基础上划分的革兰氏阳性与革兰氏阴性两大类细菌不仅反映在染色反应上的差别，也反映出它们间在系统进化史上以及在细胞结构和功能，生理代谢，遗传、生态和致病性等多方面的差异。

这就是为何革兰氏染色在微生物学工作中受到如此关注的原因。

2．真核微生物。

真核微生物细胞的共有构造是细胞膜、细胞质和各种细胞器，细胞壁仅为真菌和显微藻类所有，此外，在许多种类的细胞（包括性细胞）外还长有与原核生物鞭毛截然不同的细胞器——“9+2”型结构的鞭毛或纤毛。

真菌细胞壁的主要成分是纤维素、葡聚糖或几丁质类多糖，藻类则主要是纤维素类多糖。

一切真核微生物都具有外形完整、有核膜包裹、结构复杂的细胞核，它由核被膜、染色质、核仁和核基质构成。

由细胞骨架等物质组成的细胞间质支撑着真核微生物的细胞质，其内包含着各种有一定结构、执行重要生理功能的细胞器，包括内质网、高尔基体、溶酶体、微体、线粒体和叶绿体（仅存在于光合生物中）等。

其中的线粒体和叶绿体在结构和功能上有许多相似之处，加上在它们的基质内都含有自身特有的环状DNA和都分蛋白质合成机构，故属于半自主性细胞器，这些特点均为关于真核生物起源于原核生物的内共生假说提供了有力的佐证。

二、重点、难点剖析

1．G+和G-细菌肽聚糖单体的比较（表3-1）。

肽聚糖单体是构成细菌细胞壁中特有成分——肽聚糖网套的基础，G+和G-菌肽聚糖单体的构造基本相同，仅在四肽尾的第三个氨基酸残基和肽桥的有无上有明显差别。

2．G-细菌细胞壁的脂多糖构造。

脂多糖（LPS）是位手革兰氏阳性细菌细胞壁最外层的一种较厚的类脂多糖类物质，由类脂A、核心多糖和O-特异侧链3部分组成。

其中的类脂A是革兰氏阴性细菌致病物质内毒素的物质基础。

脂多糖的分子构造可见图3-1和表解。

3．缺壁细菌。

细胞壁是保持细菌正常形态和保护它们免遭不利环境条件损伤的基本构造。

但在自然和人为培养条件下，也可因自然进化、自发突变或人为去除等方法而形成缺壁细菌。

现将4类缺壁细菌的主要特点列在表3-2中。

4．细菌的内含物。

位于细菌细胞质内，呈颗粒状或泡囊状的构造称内含物。

4种主要内含物的特点可见表3-3。

5．细菌芽孢的构造和功能。

芽孢是某些细菌在其生活史后期的细胞内形成的一个抗逆性极强的休眠体。

圆形或椭圆形，厚壁，含水量低，对热、辐射和化学药物有很强的抗性。

因每一营养细胞仅形成一个芽孢，故芽孢无繁殖功能。

芽孢的构造和各部分功能见表3-4。

6．原核生物鞭毛的构造。

生长在各种原核生物细胞表面的长丝状、波曲形的蛋白质附属物称为鞭毛，其数目为一至数十条，能通过快速旋转而推动细胞运动。

鞭毛由固定于细胞表面的基体以及游离的钩形鞘和鞭毛丝3部分组成，G-细菌的鞭毛构造可表解如下：

7．真核生物的“9+2型”鞭毛。

长在某些真核生物细胞表面的毛发状、有运动功能的细胞器称为鞭毛。

真核生物的鞭毛属于“9+2型”，构造较复杂，整个鞭毛由鞭杆、过渡区和基体3部分构成。

它与原核生物的鞭毛不仅结构不同，而且在运动方式和机制上都有显著的差别（表3-5）。

8．真核生物细胞核的构造。

在真核生物细胞中都有一个形态完整、有核膜包裹的细胞核，它是该细胞遗传信息（DNA）的贮存、复制和转录场所，对细胞的生长、繁殖、遗传和变异等生命活动起着关键的作用。

真核细胞的细胞核由核被膜、染色质、核仁和核基质4部分组成，可表解如下：

9．真核生物各种细胞器的比较。

细胞质内具有一定形态构造和专一功能的小器官，称细胞器，种类较多。

现把真核微生物中常见的主要细胞器列表比较如表3-6。

三、术语或名词

1．原核生物（prokaryotes）一大类细胞微小、只有称作核区（无细胞膜包裹的裸露DNA）的原核单细胞生物。

所有原核生物都是微生物，包括真细菌和古生菌两大类群。

原核生物与真核生物的主要区别是：

①基因组由无核膜包裹的双链DNA环组成。

②缺少单位膜分隔而成的细胞器。

③核糖体为70S型。

2．细菌细胞壁（cellwallofbacteria）位于细菌细胞最外面的一层厚实、坚韧的外被，主要由肽聚糖组成，有固定细胞外形和保护细胞免受损伤等多种功能。

革兰氏阳性细菌细胞壁的特点是厚度大（20～80nm）和化学组分简单，一般只含90％肽聚糖和10％磷壁酸。

革兰氏阴性细菌的细胞壁由外膜（含脂多糖、磷脂和外膜蛋白）和一薄层肽聚糖（2～3nm）组成。

3．肽聚糖（peptidoglycan）真细菌细胞壁的特有成分，由无数肽聚糖单体以网状形式交联而成。

肽聚糖单体由肽与聚糖两部分构成，其中的肽由四肽尾和肽桥构成，聚糖则由N-乙酰葡糖胺和N-乙酰胞壁酸以β-1，4糖苷键相互间隔交联而成，呈长链骨架状。

G+细菌的四肽尾一般由L-Ala、D-Glu、L-Lys和D-Ala4个氨基酸构成，肽桥则由5个Gly残基构成；

G-细菌的四肽尾一般由L-Ala、D-Glu、m-DAP和D-Ala构成，且无肽桥。

4．磷壁酸（teichoicacid）G+细菌细胞壁上的一种酸性多糖，主要成分为甘油磷酸或核糖醇磷酸。

可分壁磷壁酸和膜磷壁酸两种，前者是与肽聚糖分子间进行共价结合的磷壁酸，后者则是跨越肽聚糖层并与细胞膜相交联的磷壁酸。

5．外膜（outermembrane）位于G-细菌细胞壁最外层的一层由脂多糖（LPS）、磷脂、脂蛋白和其他蛋白组成的厚膜。

6．脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）位于G-细菌细胞壁最外层的一层较厚（8～10nm）的类脂多糖类物质，由类脂A、核心多糖和O-特异侧链3部分构成，是G-细菌致病物质内毒素的成分。

7．外膜蛋白（outermembraneprotein）嵌合在G-细菌细胞壁外膜上的多种蛋白质成分，如脂蛋白和孔蛋白等。

8．周质空间（periplasmicspace）一般指位于G-细菌细胞壁外膜与细胞膜之间的狭窄空间，呈胶状，内含各种周质蛋白，包括各种酶类和受体蛋白等。

9．假肽聚糖（pseudopeptidoglycan）甲烷杆菌属（Methanobacterium）等部分古生菌细胞壁的主要成分。

其多糖骨架由N-乙酰葡糖胺和N-乙酰塔罗糖胺糖醛酸以β-1，3糖苷键交替连接而成，连在后一氨基糖上的肽尾由L-Glu、L-Ala和L-Lys3个L型氨基酸组成，肽桥则由L-Glu一个氨基酸组成。

10．缺壁细菌（cellwalldeficientbacteria）细胞壁缺乏或缺损的各种细菌的统称，包括支原体、L型细菌、原生质体和球状体等。

11．L型细菌（Lformofbacteria）指在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。

因最初发现的念珠状链杆菌（Streptobacillusmoniliformis）是在英国Lister研究所发现，故称L型细菌。

12．原生质体（protoplast）在人为条件下，用溶菌酶除尽细菌等微生物原有细胞壁或用青霉素抑制新生细胞壁合成后，所得到的仅有一层细胞膜包裹着的圆球状细胞，一般由G+细菌形成。

原生质体对渗透压敏感，无繁殖能力，在合适条件下，细胞壁可再生，并恢复其繁殖能力。

13．球状体（sphaeroplast）又称原生质球，指还残留有部分细胞壁的原生质体。

G-细菌一般只形成球状体。

14．细菌细胞质膜（cytoplasmicmembraneofbacteria）又称细菌细胞膜。

是紧贴在细菌细胞壁内侧、包围着细胞质的一层柔软、脆弱、富有弹性的半透性薄膜，厚约7～8nm，由磷脂（占20％～30％）和蛋白质（占50％～70％）组成。

细胞质膜的主要功能是选择性的控制细胞内外的物质交流。

15．闻体（mesosome）细菌细胞中的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G+细菌。

每个细胞含一至几个。

其功能与DNA的复制、分配，细胞分裂和酶的分泌有关。

16．细菌的细胞质（cytoplasmofbacteria）细菌细胞质膜包围的除核区以外的一切半透明、胶状、颗粒状物质的总称。

主要成分为颗粒状内含物，核糖体、酶类、中间代谢物、质粒、各种营养物和大分子的单体等。

17．细菌的内含物（inclusionbodyofbacteria）细胞质内形状较大的颗粒和泡囊状构造，包括各种贮藏物、羧酶体、气泡或磁小体等。

18．聚-β-羟丁酸（poly-β-hydroxybutyrate，PHB）存在于某些细菌细胞质内的颗粒状内含物，由许多羟基丁酸分子聚合而成，具贮藏能量、碳源和降低细胞内渗透压的作用。

19．异染粒（metachromaticgranules）又称迂回体或捩转菌素，是无机偏磷酸盐的聚合物，具有贮藏磷元素和能量的功能。

在白喉棒杆菌和结核分枝杆菌中易见到异染粒。

20．羧酶体（carboxysome）存在于一些自养细菌细胞内的多角形或六角形内含物，内含1，5-二磷酸核酮糖羧化酶，在自养细菌的CO2固定中起着关键作用。

21．核区（nuclearregion）又称核质体，指原核生物所特有的无核膜结构、无固定形态的原始细胞核。

其成分是一个大型环状双链DNA分子，它是细菌负载遗传信息的主要物质基础。

22．芽孢（endospore）某些细菌在其生长发育后期，在细胞内形成的一个圆形或椭圆形、厚壁、含水量极低、抗逆性（抗热、化学药物、辐射等）极强的休眠体。

产芽孢的细菌主要有芽孢杆菌属（Bacillus）和梭菌属（Clostridium）两属。

23．渗透调节皮层膨胀学说（osmoregulatoryexpandedcortextheory）解释芽孢耐热机制的一个较新的学说。

它认为芽孢的耐热性在于芽孢衣对多价阳离子和水分的透性很差，以及皮层的离子强度很高，从而使皮层产生极高的渗透压去夺取芽孢核心中的水分，其结果导致皮层的充分膨胀，而作为芽孢的生命部分——芽孢核心的细胞质却发生高度失水，并由此变得高度耐热了。

24．伴孢晶体（parasporalcrystal）苏云金芽孢杆菌等少数芽孢杆菌在其形成芽孢的同时，会在芽孢旁形成一颗菱形或双锥形的碱溶性蛋白晶体（δ内毒素），称为伴孢晶体。

它对约200种昆虫尤其是鳞翅目的幼虫有毒杀作用，故可制成细菌杀虫剂。

25．糖被（glycocalyx）指包被于某些细菌细胞壁外的一层厚度不定的胶状物质。

糖被有数种：

①形态固定、层次厚的为荚膜。

②形态固定、层次薄的为微荚膜。

③形态不固定、结构松散的为黏液层。

④包裹在细胞群体上有一定形态的糖被称菌胶团。

糖被的主要功能是保护菌体免受干旱损伤或被宿主免疫活性细胞吞噬。

26．细菌鞭毛（flagellaofbacteria）生长在某些细菌体表的长丝状、波曲、可旋转的蛋白质附属物，其数目一至数十条，具有运动功能。

鞭毛由基体、钩形鞘和鞭毛丝3部分组成。

鞭毛在细菌表面的着生方式有一端生、两端生、周生和侧生等数种，它是细菌鉴定中的重要指标。

27．菌毛（timbriae）一种长在细菌体表的纤细、中空、短直、数量较多的蛋白质附属物，具有使菌体附着于物体表面的功能。

有菌毛者多属G-致病细菌。

菌毛的功能是使细菌可牢固地黏附于寄主的呼吸道、消化道或泌尿生殖道等的黏膜细胞上，以利定植和致病。

28．性毛（pili，sexpihi）又称性菌毛。

构造和成分与菌毛相同；

但比菌毛长、粗。

每个细菌一般仅着生一至少数几条性毛。

多见于G-细菌的雄性菌株上，其主要功能是向雌性菌株传递遗传物质。

29．真核微生物（eukaryoticmicrooganisms）凡是细胞核具有核膜、细胞能进行有丝分裂、细胞质中存在线粒体或同时存在叶绿体等细胞器的生物，称真核生物。

微生物中的真菌、显微藻类、原生动物和地衣均属于真核生物，故可称为真核微生物。

30．“9+2”型鞭毛（“9+2”typeflagella）在某些真核细胞表面长有毛发状、具有运动功能的细胞器，称为鞭毛。

它由基体、过渡区和鞭杆3部分组成，因其鞭杆的横切面的中央可见到两个中央微管，其周围则有9个微管二联体围绕一圈，故真核生物的鞭毛又称“9+2”型鞭毛。

31．细胞核（nucleus）存在于一切真核细胞中的形态完整、有核膜包裹的细胞核，它是细胞内遗传信息（DNA）的储存、复制和转录的主要部位，并对细胞的生长、发育、繁殖以及遗传和变异等生命活动起着决定性的作用。

细胞核由核被膜、染色质、核仁和核基质等构成。

32．染色质（chromatin）真核细胞处于分裂的间期时，其细胞核内的DNA和组蛋白等组成一种线性、可被苏木精等碱性染料染色的复合物，称为染色质。

染色质的基本单位是核小体。

33．染色体（chromasome）真核细胞进行有丝分裂或减数分裂时，其染色质丝通过盘绕、折叠，由核小体经中空螺线管至超螺旋环，最后浓缩成在光学显微镜下可见的棒状结构，即称染色体。

34．核小体（nucleosome）构成真核细胞染色质的基本单位。

其核心结构为组蛋白八聚体，由H2A、H2B、H3和H4分子各一对组成，在八聚体外有以左手方向盘绕两周的DNA链，另有一个组蛋白分子H1与连接DNA相结合，锁住了核小体的进出口，从而保持其结构稳定。

35．核仁（nucleolus）细胞核中一个没有膜包裹的圆形或椭圆形小体。

每个核中有一至数个，富含蛋白质和RNA，是真核细胞中合成rRNA和装配核糖体的部位。

36．核基质（nuclearmatrix）旧称核液。

一种充满于细胞核空间由蛋白纤维组成的网状结构，具有支撑细胞核和为染色质提供附着点的功能。

37．细胞器（organelle）细胞质内具有一定形态、构造和功能的微型器官，一般有膜包裹，如内质网、高尔基体、溶酶体、线粒体租叶绿体等。

38．细胞骨架（cytoskeleton）一种由微管、肌动蛋白和中间丝3种蛋白质纤维所构成的细胞支架，具有支持、运输和运动功能。

39．内质网（endoplasmicreticulum）细胞质中一个与细胞基质相隔离、但彼此相通的囊腔和细管系统，由脂质双分子层围成。

有两类，其一因膜上附有核糖体颗粒，称糙面内质网，具有合成和运送胞外分泌蛋白至高尔基体中去的功能；

其二为膜上无核糖体的光面内质网，是脂代谢、钙代谢和合成磷脂的部位。

40．核糖体（ribosome）是一种无膜包裹的颗粒状细胞器，具有合成蛋白质的功能。

外层为蛋白质，内层为RNA。

每个细胞中有大量的核糖体。

原核生物具有70S核糖体，而真核生物则有80S核糖体。

41．高尔基体（Golgiapparatus）是一种由数个平行堆叠的扁平膜囊和大小不等的囊泡所组成的膜聚合体，具有合成、分泌糖蛋白和脂蛋白，对某些蛋白质原进行酶切加工，以及对新细胞壁和细胞膜提供合成原料等多种功能。

42．溶酶体（lysosome）一种由单层膜包裹、内含多种酸性水解酶的囊泡状细胞器，具有进行细胞内消化的功能。

43．微体（microbody）一种由单层膜包裹、与溶酶体相似的球状细胞器。

真核微生物的微体主要含一至几种氧化酶类，这类微体又称过氧化物酶体。

44．线粒体（mitochondria）一种由双层膜包裹的、执行氧化磷酸化产能反应的重要细胞器，一般呈杆菌状，数量很多。

由内外两层膜包裹，内膜向内伸展，形成许多嵴，其上着生许多基粒（即为ATP合成酶复合体）以及4种脂蛋白复合物（呼吸链成分）。

在线粒体的基质内含有TCA酶系、一套半自主复制的双链环状DNA以及70S核糖体。

45．叶绿体（chloroplast）一种由双层膜包裹的、能捕获光能并把它转化为化学能的绿色颗粒状细胞器，只存在于藻类和绿色植物中。

一般由叶绿体膜、类囊体和基质3部分构成。

基质内含有能进行半自主复制的双链环状DNA以及70S核糖体。