最新细菌细胞壁
第三章微生物的细胞
生 物
细菌细胞的结构
一般构造
细胞壁 细胞膜 间体 核区 内含物 核糖体
特殊构造
③ 鞭毛 ④ 菌毛 ⑤ 性菌毛
① •②
③ ⑤ ④ ⑥
① 芽孢
微荚膜
•②
荚膜 粘液层
糖被
一、细胞壁
细菌细胞壁（cell wall）是位于 细胞最外的一层（一般结构）厚实、 坚韧的外被，主要成分为肽聚糖。 细菌细胞壁可用电子显微镜直接 观察细菌的超薄切片。 细菌细胞壁绝大多数以肽聚糖为 基本成分，但不同细菌，细胞壁在结 构和成分上各有自己的特点。
细胞质膜
肽聚糖
1、G+细胞壁成分
肽聚糖单体
双糖单位 • N-乙酰葡萄糖胺(G) • N-乙酰胞壁酸(M) 肽尾 • 短肽(4~5个氨基酸) 肽桥 • 1~5个氨基酸
磷壁酸(两种）
是一类
G+细胞壁成分
G+特有的 同肽聚糖混在一起的 分子比较短(6~9个) 的阴离子多聚物 以 甘油磷壁酸 为主链 核糖醇磷壁酸
细菌细胞壁主要成分为 肽聚糖
真菌细胞壁主要成分为 几丁质
真 原 核 生 物 的 核 糖 体
50S 60S
30S 40S
80S 70S
原核生物的核糖体是怎样的？
内含物
包括气泡、羧基化体、绿色体、 磁石体、和各种储存物质。
请说出下面细菌菌体从内到外的结构
菌毛 鞭毛
拟核
细胞质
cytoplasm
细胞质膜 细胞壁
真核细胞结构示意图
内含物
气泡 类囊体 羧酶体
• （1）储藏物
1）聚β -羟丁酸
由β -丁酸单位形成 的直链聚合物，集合 成高度折射性的小球 状物，随细胞老化更 加突出。
组成细菌细胞壁的成分
组成细菌细胞壁的成分细菌细胞壁是细菌细胞的外层结构，起到保护细胞内部结构的作用。
它由多种成分组成，包括多糖、蛋白质和脂类等。
本文将从这些成分的角度来介绍细菌细胞壁的组成。
一、多糖多糖是细菌细胞壁的主要成分之一，它们包括肽聚糖和聚糖。
肽聚糖是由多种氨基酸残基组成的聚合物，其中最常见的是N-乙酰葡聚糖（N-acetylglucosamine）和N-乙酰穀聚糖（N-acetylmuramic acid）。
这些氨基酸残基通过β-1,4-糖苷键连接在一起，形成肽聚糖链。
聚糖是由多糖分子组成的聚合物，常见的有聚半乳糖和聚肌醇糖。
二、蛋白质蛋白质是细菌细胞壁的另一个重要成分，它们可以分为两类：结构蛋白和酶类蛋白。
结构蛋白主要负责细胞壁的稳定性和形状维持，常见的有MreB蛋白和FtsZ蛋白。
MreB蛋白形成细胞壁内的纤维骨架，维持细胞的形状。
FtsZ蛋白则参与细胞分裂过程中的细胞膜收缩。
酶类蛋白主要参与细胞壁的合成和修复，如转酰胺酶和肽聚糖合成酶等。
三、脂类脂类是细菌细胞壁的第三个重要成分。
细菌细胞壁中的脂类主要是脂多糖和磷脂。
脂多糖是由多糖和脂质组成的复合物，其中脂质的作用是增强脂多糖的稳定性和抗酶解性。
磷脂则是一种主要存在于细胞膜内层的脂质，它参与了细胞膜的合成和维护。
四、其他成分除了上述三类成分外，细菌细胞壁还含有其他一些成分。
例如，一些细菌细胞壁中含有酸性多糖，如乳酸和醋酸等。
这些酸性多糖能够增强细胞壁的酸耐受性和抗菌作用。
此外，细菌细胞壁中还含有一些离子和小分子物质，如钙离子和镁离子等。
这些离子能够与多糖和蛋白质形成稳定的结合，增强细菌细胞壁的稳定性和韧性。
细菌细胞壁是由多糖、蛋白质和脂类等多种成分组成的复合物。
这些成分相互作用，形成了一个坚韧而稳定的细胞壁结构，保护细菌细胞内部结构，同时起到了抗菌和酸耐受等功能。
对细菌细胞壁的研究有助于我们更好地理解细菌的生物学特性，为防治细菌感染提供理论基础。
细菌细胞壁结构
细菌细胞壁结构细菌细胞壁结构引言：细菌是一种单细胞生物，其细胞壁是一个重要的结构，不仅可以保护细胞免受外界环境的侵害，还可以提供机械支撑和形态稳定性。
本文将详细介绍细菌细胞壁的结构、组成和功能。
一、细菌细胞壁的概述1.1 细菌细胞壁的定义1.2 细菌细胞壁的分类1.3 细菌细胞壁与其他生物体的区别二、细菌细胞壁的主要成分2.1 多糖类物质2.2 蛋白质2.3 脂类三、细菌不同类型的细胞壁结构3.1 典型革兰氏阳性菌的结构3.2 典型革兰氏阴性菌的结构3.3 不完全革兰氏阳性菌和不完全革兰氏阴性菌的结构四、细菌细胞壁对于生命活动的影响4.1 保护作用4.2 形态稳定性和机械支撑4.3 抗生素作用机制五、细菌细胞壁在医学和工业上的应用5.1 抗生素研究和开发5.2 工业上的应用六、细菌细胞壁的破坏与修复6.1 细菌细胞壁的破坏方式6.2 细菌细胞壁的修复方式七、结论引言：细菌是一种单细胞生物，其细胞壁是一个重要的结构，不仅可以保护细胞免受外界环境的侵害，还可以提供机械支撑和形态稳定性。
本文将详细介绍细菌细胞壁的结构、组成和功能。
一、细菌细胞壁的概述1.1 细菌细胞壁的定义在所有原核生物中，包括真核生物中有一些原核类群（如放线菌），都存在一个共同点：它们都拥有一个由多种化合物组成的外层结构，称之为“外膜”或“外被薄膜”。
而这个结构在大多数情况下就是指“细胞壁”（cell wall）。
1.2 细菌细胞壁的分类根据革兰染色法的结果，可以将细菌分为革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌。
这两类细菌的细胞壁结构有所不同。
1.3 细菌细胞壁与其他生物体的区别与真核生物不同，细菌的核糖体没有被膜包围，而是直接悬浮在质粒中。
此外，细菌还缺乏线粒体、叶绿体和内质网等器官。
二、细菌细胞壁的主要成分2.1 多糖类物质多糖类物质是构成大多数细菌细胞壁的主要成分。
其中最常见的是聚糖肽（peptidoglycan），也称为穿透素（murein），它是一种由N-乙酰葡萄氨酸和N-乙酰半乳糖胺交替排列而成的高分子化合物。
细菌细胞壁的结构组成
细菌细胞壁的结构组成细菌是一类微小的单细胞生物，广泛存在于自然界中。
细菌细胞壁是细菌细胞的外部保护层，它不仅能提供细胞形状和结构的支持，还能保护细胞免受外界环境的侵害。
细菌细胞壁的结构组成与其功能密切相关，下面将详细介绍细菌细胞壁的组成和特点。
1. 基本结构细菌细胞壁主要由两个主要成分组成：胞壁多糖和胞壁蛋白。
胞壁多糖是细菌细胞壁的主要组分，包括肽聚糖和多聚糖。
肽聚糖是由N-乙酰葡萄糖胺和N-乙酰葡萄糖组成的聚糖链，通过肽链相互连接起来。
多聚糖是由N-乙酰葡萄糖和N-乙酰甘露糖组成的聚糖链，通过β-1,4-糖苷键连接起来。
胞壁蛋白则是通过共价键与胞壁多糖结合在一起，形成细菌细胞壁的网状结构。
2. 不同细菌的细胞壁结构细菌细胞壁的结构在不同的细菌中存在差异。
根据细菌细胞壁的特点，可以将细菌分为两类：革兰氏阳性细菌和革兰氏阴性细菌。
革兰氏阳性细菌的细胞壁结构相对简单。
其细胞壁主要由肽聚糖和多聚糖组成，肽聚糖链与多聚糖链交错排列形成网状结构。
此外，革兰氏阳性细菌的细胞壁中还含有大量的胞壁蛋白。
这种细胞壁结构使得革兰氏阳性细菌在革兰染色中会呈现紫色。
相比之下，革兰氏阴性细菌的细胞壁结构更加复杂。
革兰氏阴性细菌的细胞壁由内膜、外膜和中间的边缘层组成。
内膜是细菌细胞内部的脂质双层，外膜则是细菌细胞壁的外层保护层。
中间的边缘层主要由肽聚糖和多聚糖组成。
由于外膜的存在，革兰氏阴性细菌在革兰染色中会呈现红色。
3. 细菌细胞壁的功能细菌细胞壁具有多种重要功能。
细菌细胞壁能够提供细胞形状和结构的支持。
细菌细胞壁的网状结构能够保持细胞的形态稳定，使细菌能够适应不同的环境。
细菌细胞壁能够保护细胞内部免受外界环境的侵害。
细菌细胞壁的多聚糖和肽聚糖能够形成一个密实的屏障，阻止有害物质进入细胞。
细菌细胞壁还能够参与细菌的营养吸收和代谢过程。
细菌细胞壁上的一些蛋白质可以与外界环境中的营养物质结合，促进细菌的吸收和利用。
4. 细菌细胞壁与抗生素的关系细菌细胞壁的结构和功能对抗生素的作用具有重要影响。
最新大肠杆菌
大肠杆菌大肠杆菌（Escherichia coil）是我们了解得最清楚的原核生物，它为分子生物学的发展做出了巨大的贡献。
本文简要介绍大肠杆菌的细胞壁、细胞膜、细胞核、质粒、核糖体、鞭毛等结构与功能以及大肠杆菌的产能方式和生化反应。
大肠杆菌（Escherichia coli）在自然界分布很广，是人和动物肠道中的正常菌群。
正常情况下一般不致病，但它是条件致病菌。
大肠杆菌是单细胞原核生物，具有原核生物的主要特征：细胞核为拟核，无核膜，细胞质中缺乏象高等动植物细胞中的线粒体、叶绿体等具膜结构的细胞器，核糖体为70S，以二分分裂繁殖。
大肠杆菌为革兰氏阴性、两端钝圆的短杆菌。
其大小为：0.5～0.8μm×1.0～3.0μm。
周身鞭毛，能运动，具致育因子的菌株还具性菌毛。
1．形态结构1.1 细胞壁位于大肠杆菌的最外层，厚约11um，分为两层，即外膜和肽聚糖层。
外膜是大肠杆菌细胞壁的主要成分，占细胞壁于重的80％，厚约8nm，位于肽聚糖层的外侧，主要由磷脂、蛋白质和脂多糖组成。
脂多糖是革兰氏阴性细菌的内毒素，也是革兰氏阴性细菌细胞壁的特有成分，主要和其抗原性、致病性及对噬菌体的敏感性有关。
肽聚糖层由1～2层网状的肽聚糖组成，占细胞壁干重的10％，厚约2～3nm，是细菌等原核生物所特有的成分。
大肠杆菌的肽聚糖由聚糖链、短肽和肽桥三部分组成。
聚糖链由N-乙酸葡糖胺和N-乙酚胞壁酸分子通过β-1，4糖苷键连接而成，短肽由L-丙氨酸→D-谷氨酸→内消旋二氨基庚二酸→D-丙氨酸组成，并由L-丙氨酸与胞壁酸相连。
一条聚糖链短肽的D-丙氨酸与另一条聚糖链短肽的内消旋二氨基庚二酸直接形成肽键（肽桥），从而使肽聚糖形成网状的整体结构。
由脂蛋白将外膜和肽聚糖层连接起来，从而使大肠杆菌的细胞壁形成一个整体结构。
1.2 细胞膜大肠杆菌细胞膜的结构和其它生物细胞膜的结构相似。
但其细胞膜中蛋白质的含量高且种类多。
其细胞膜具选择透性，从而可控制营养物质进出细胞。
革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌细胞壁的构造
对革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌的认识
①革兰氏阳性细菌的细胞壁 G+细菌细胞壁具有较厚(20-80nm)而致密的肽聚糖层，有15～50层，每层厚度1nm,，约占细胞干重的50～80%,占细胞壁成分的60%~90%，它同细胞膜的外层紧密相连。
此外，尚有大量特殊组份磷壁酸(teichoic acid)，也称胞壁质(murein)，是由核糖醇(ribitol)或甘油(glycerol)残基经由磷酸二键互相连接而成的多聚物。
磷壁酸分壁磷壁酸(wall teichoic acid)和膜磷壁酸(membrane teichoic acid)两种，前者和细
胞壁中肽聚糖的n-乙酰胞壁酸连结，膜磷壁酸又称脂磷壁酸(lipteichoic acid)和细胞膜
连结，另一端均游离于细胞壁外。
磷壁酸抗原性很强，是革兰氏阳性菌的重要表面抗原；
1.阳性的肽聚糖厚，阴性的肽聚糖薄，如下图：
采用革兰氏染色技术可以将细菌细胞壁区分为两种类型，革兰氏阳性(G+)和革兰氏阴性(G-)。
革兰氏染色(Gram stain)是丹麦医生革兰(Hans Christian Gram)于1884年采用表2-3所列
程序对细菌染色，结果因显色不同可将细菌区分为两类，分别称为革兰氏阳性和阴性。
细菌的细胞结构——细胞壁
细胞壁是位于细胞最外层的一层坚韧而略具弹性的结构。
它约占细胞干重的10%—25%。
通过特殊染色方法或质壁分离法可在光学显微镜下看到细胞壁的存在。
它具有固定菌体外形和保护菌体的作用。
对有鞭毛的细菌来说，它又是鞭毛运动的必需条件。
细菌细胞壁的主要化学成分是肽聚糖。
肽聚糖是由N—乙酰葡糖胺、N—乙酰胞壁酸以及短肽聚合而成的多层网状结构大分子化合物，其中的短肽一般由4个氨基酸组成，而且常有D一氨基酸和二氨基庚二酸存在。
不同种类细菌细胞壁中肽聚糖的结构与组成不完全相同，一般是由N—乙酰葡糖胺与N —乙酰胞壁酸重复交替连接构成骨架。
短肽接在胞壁酸上，相邻的短肽又交叉相连，形成网状结构。
相邻的短肽连接方式随细菌种类不同而有差别，如在大肠杆菌中是由相邻的短肽直接相连；在金黄色葡萄球菌中则是通过甘氨酸组成的五肽与相邻的短肽相连。
各种细菌的细胞壁厚度不等，化学成分不完全相同。
革兰氏阳性细菌的细胞壁较厚，约20—80nm，肽聚糖含量高，约占壁重的40%—90%；另外还含有磷壁酸质。
革兰氏阴性细菌的细胞壁较薄，约10nm。
壁虽薄，但结构与化学组成却比革兰氏阳性细菌复杂得多。
在电子显微镜下可见紧靠细胞质膜外有2—3nm厚的肽聚糖层，最外面还有一较厚（7—9nm）的外壁层。
肽聚糖含量低，占5%—10%，所以肽聚糖层薄。
外壁层主要由脂蛋白、脂多糖组成。
类脂的含量大大高于革兰氏阳性细菌，但不含磷壁酸质。
革兰氏染色法可以将细菌分成两大类：革兰氏阳性细菌和革兰氏阴性细菌。
革兰氏染色方法是丹麦的医生革兰氏（C.Gram）在1884年首创。
现在它是细菌学中一种重要的常用的染色方法。
它的程序如下：先用草酸铵结晶紫液染色，再加碘液，使细菌着色，继而用乙醇脱色，最后用蕃红（沙黄）复染。
如果用乙醇脱色后，仍保持其初染的紫色，称为革兰氏染色反应阳性；如果用乙醇处理后迅速脱去原来的颜色，而染上蕃红的颜色，称为革兰氏染色反应阴性。
关于革兰氏染色的原理，目前一般认为与细菌细胞壁的化学组成、结构和渗透性等有关，主要是物理作用。
抗菌素治疗新进展2024年版
抗菌素治疗新进展2024年版1. 引言抗菌素治疗一直是全球公共卫生领域关注的焦点。
随着细菌耐药性的不断发展和新型抗生素的较少发现，如何更有效地利用现有抗菌素资源，以及研发新的抗菌素治疗方案，已成为当务之急。
本文将介绍2024年抗菌素治疗领域的最新进展，包括新型抗生素的研发、抗菌素耐药性的管理以及抗菌素治疗策略的优化。
2. 新型抗生素的研发2.1 拓扑异构酶抑制剂拓扑异构酶抑制剂通过抑制细菌的DNA复制和转录过程，从而发挥抗菌作用。
2024年，一种新型拓扑异构酶抑制剂（如ETA-013）成功进入临床实验，对多种耐药菌具有广谱抗菌活性，为治疗多重耐药感染提供了新的选择。
2.2 肽聚糖合成抑制剂肽聚糖合成抑制剂通过干扰细菌细胞壁的合成，导致细菌死亡。
2024年，一种新型肽聚糖合成抑制剂（如BBL-102）完成了临床试验，对革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌均有良好的抗菌效果，为治疗严重感染提供了新的策略。
2.3 核酸合成抑制剂核酸合成抑制剂通过抑制细菌的DNA和RNA合成，从而抑制细菌生长。
2024年，一种新型核酸合成抑制剂（如AC-75）成功进入临床实验，对多种耐药菌具有强大的抗菌活性，为治疗多重耐药感染提供了新的希望。
3. 抗菌素耐药性的管理3.1 细菌耐药性监测细菌耐药性监测是抗菌素管理的重要组成部分。
2024年，全球多个国家和地区建立了细菌耐药性监测网络，定期发布细菌耐药性监测报告，为抗菌素合理使用提供科学依据。
3.2 抗生素使用指南抗生素使用指南为医生提供了关于抗生素治疗的推荐方案。
2024年，多个专业组织发布了抗生素使用指南，强调针对感染病原体选用合适的抗生素，避免不必要的抗生素使用和滥用。
3.3 抗菌素耐药性干预策略抗菌素耐药性干预策略旨在延缓细菌耐药性的发展。
2024年，全球多个国家和地区实施了抗菌素耐药性干预项目，包括加强感染控制、优化抗生素治疗方案、推广快速诊断技术等。
4. 抗菌素治疗策略的优化4.1 个体化抗生素治疗个体化抗生素治疗根据患者的感染病原体、耐药性状态和病情严重程度制定治疗方案。
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②因其负电荷较强，故与磷壁酸相似，也有 吸附Mg2+、Ca2+等阳离子以提高其在细胞表 面浓度的作用；
③类脂A是革兰氏阴性细菌致病物质——内毒 素的物质基础；
④是许多噬菌体在细胞表面的吸附受体；
⑤具有控制某些物质进出细胞的部分选择性 ___________________________________ _______________
细胞壁 细胞膜
革兰氏阳性（G+）菌细胞壁结构
壁磷壁酸 肽聚糖
膜磷壁酸
肽聚糖（ peptidoglycan ）：又称粘肽，是细菌细 胞壁的主要成分
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革兰氏阴性（G-）菌细胞壁结构
细胞壁
胞质周围间隙 细胞膜
周浆间隙:多种酶及特殊结合蛋白,对细菌获取 营养,解除有害物质的毒性等方面有重要作用.
周浆 间隙
细胞膜
脂多糖
微孔蛋白
外膜 脂质双层 脂蛋白
营养结合蛋白 肽聚糖
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___________________________________ _______________
细菌的细胞壁
欢迎各位老师批评指正！
试 讲 人：xxx 指导教师：xx教授 学 院：基础医学院 教 研 室：病原生物学与免 ___________________________________
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•定义：包围在菌细胞 外面的一层无色透明、 坚韧而有弹性的膜状 物质。 •平均厚度：15~30nm •占菌体干重10%~25%
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细胞壁的功能
①维持细菌固有形态
保护细菌免受外界伤害
②保护作用 保护菌细胞膜不受菌内高渗透压的破坏
具有免疫原性可与免疫血清中的相应抗体结合
③与细菌分裂有关 ④与菌细胞膜共同完成菌细胞内外的物质交换 ⑤为细胞的生长、分裂和鞭毛运动所必需 ⑥毒性作用：G-细胞壁的脂多糖具有内毒素的作用
特点
பைடு நூலகம்•多形性 •多为革兰阴性菌 •去除诱导因素后，L型可回复为原菌 •对渗透压敏感，需高渗环境 •繁殖方式多样化 •滤过性 •生化反应能力减弱 •抗原性改变
被白细胞吞噬以及抗补体的作用； ④赋予G+细菌以特异的表面抗原； ⑤可作为噬菌体的特异性吸附受体； ___________________________________
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G- 菌的特殊组分:外膜
细胞膜
脂多糖 微孔蛋白
外膜
脂质双层 脂蛋白 营养结合蛋白 肽聚糖
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类型（革兰氏染色法）
革兰氏阳性（G+）
革兰氏阴性（G-）
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革 兰 氏 染 色 法
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原生质体与球状体
___________________________________ _______________
支原体与L型细菌
___________________________________ _______________
L型葡萄球菌
葡萄球菌
___________________________________ _______________
脂多糖 微孔蛋白
外膜
肽聚糖
___________________________________ _______________
G+ 菌的肽聚糖结构：
N-乙酰胞壁酸
M
a
M
N-乙酰葡糖胺
b
a
M
G
c
b
a
M
溶菌酶作用点
d ×××G×× c
M
d
a
M
b
a
G
c
b
d ×××G ×× c
×××G××
M a b
b
a
细菌细胞壁缺陷型:
细胞壁的肽聚糖结构受到理化或生物因素 直接破坏或合成被抑制后的细菌，在高渗环境 下仍可存活，这种细胞壁受损的细菌能够生长 和分裂者称为细胞壁缺陷型或L型。
___________________________________ _______________
四种缺壁细菌
___________________________________ _______________
c
b
d ×××G×× c
d
M a
M a
d ×××G××
c d
×××××
b c
b
M
G
d
G
c
a
M
d
b
××G××× c
d
×××××
G
a b c d
×××G××
M a b c
青霉素作用点
d
G+ 菌——由聚糖骨架、_四____肽____侧____链____和____五____肽____交____联__ 桥三部分组成
蛋白质 磷脂
细胞膜
___________________________________ _______________
磷壁酸的功能
①磷酸分子上较多的负电荷可提高细胞周围 Mg2+的浓度，进入细胞后就可保证细胞膜 上一些需Mg2+的合成酶提高活性；
②贮藏磷元素； ③增强某些致病菌对宿主细胞的粘连、避免
脂多糖(LPS):由脂质A,核心多糖和特异性多糖组成
特异多糖: G-菌的菌体抗原(O抗原), 有种属特异性
核心多糖:有种属特异性 脂质A:内毒素生物活性主要组分,无种属
特异性 脂质双层
___________________________________ _______________
外膜的功能
_______________
G-菌的肽聚糖结构
G
G
M
丙
M
谷
谷丙
DAP
G
丙
DAP
丙
G
G-菌——由聚糖骨架、四肽侧链两部分组成。
___________________________________
_______________
G+ 菌的特殊组分:磷壁酸及一些表面蛋白
膜磷壁酸 壁磷壁酸
肽聚糖
细胞壁