作业帮革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌细胞壁的构造
来源：学生作业帮助网 编辑：作业帮 时间：2024/04/28 03:21:20
革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌细胞壁的构造
革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌细胞壁的构造
革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌细胞壁的构造
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.
表2-3 革兰氏染色程序和结果
步 骤 方 法 结 果
阳性（G+） 阴性（G—）
初 染 结晶紫30s 紫 色 紫 色
媒染剂 碘液30s 仍为紫色 仍为紫色
脱 色 95%乙醇10～20s 保持紫色 脱去紫色
复 染 蕃红（或复红）30～60s 仍显紫色 红 色
细菌的不同显色反应是由于细胞壁对乙醇的通透性和抗脱色能力的差异,主要是肽聚糖层厚度和结构决定的.经结晶紫染色的细胞用碘液处理后形成不溶性复合物,乙醇能使它溶解,所以染色的前二步结果是一样的,但在G＋细胞中,乙醇还能使厚的肽聚糖层脱水,导致孔隙变小,由于结晶紫和碘的复合物分子太大,不能通
过细胞壁,保持着紫色.在G—细胞中,乙醇处理不但破坏了胞壁外膜,还可能损伤肽聚糖层和细胞质膜,于是被乙醇溶解的结晶紫和碘的复合物从细胞中渗漏出来,当再用衬托的染色液复染时,显现红色.红色染料虽然也能进入已染成紫色的G+细胞,但被紫色盖没,红色显示不出来.
革兰氏阳性和阴性细菌细胞壁的结构比较如图2-8所示.
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,多达20层,占细胞壁成分的60%～90%,它同细胞膜的外层紧密相连（图2-9）.有的G＋细菌细胞壁中含有磷壁酸（teichoic-acid）,也称胞壁质（murein）,它是甘油和核糖醇的聚合物,磷壁酸通常以糖或氨基酸的酯而存在.由于磷壁酸带负电荷,它在细胞表面能调节阳离子浓度.磷壁酸与细胞生长有关,细胞生长中有自溶素（autolysins）酶类起作用,磷壁酸对自溶素有调节功能,阻止胞壁过度降解和壁溶.
如果细胞壁的肽聚糖层被消溶,G＋细胞成为原生质体（protoplasts）,细胞壁不复存在,而只存留细胞膜.除链球菌外,大多数G＋细菌细胞壁中含极少蛋白质.
②革兰氏阴性细菌的细胞壁 G—细菌细胞壁比G＋细菌细胞壁薄（15～20nm）而结构较复杂,分外膜（outer membrane）和肽聚糖层（2～3nm）（图2-10）.在细胞壁和细胞质膜之间有一个明显的空间,称为壁膜间隙（periplasmic space）.
外膜 G—细菌细胞壁外膜的基本成分是脂多糖（lipopolysaccharide,LPS）,它同细胞质膜相同之处也是双层类脂,但除磷脂外还含有多糖和蛋白质.
LPS的多糖部分包括核心多糖和O-特异多糖.O-特异多糖由重复分支的碳水化合物分子组成,含有已糖（葡萄糖、半乳糖和鼠李糖）和二脱氧已糖.由于糖的种类不同,使各种G—细胞具有不同特性的LPS.核心多糖（core polysaccharide）的主要组分是酮脱氧辛酸（ketodeoxyoctonate,KDO）.
外膜中还含有几种蛋白,如脂蛋白、通透蛋白.有些蛋白具有通孔作用（porin）,调控外界分子进入细胞；有的蛋白分子可以作为噬菌体的受体；许多G—细菌对高等生物有致病性是由LPS的成分决定的,它的毒性组分常称为内毒素（endotoxins）.
肽聚糖层 G—细菌细胞壁的肽聚糖层很薄,在大肠杆菌和其它细菌中仅有单
层.肽聚糖层和外膜的内层之间通过脂蛋白连接起来.
壁膜间隙 G—细菌细胞壁的外膜与细胞质膜之间存在明显的壁膜间隙,一层薄的肽聚糖处于其间,肽聚糖层和细胞质膜之间的间隙较宽,肽聚糖层至外膜之间的间隙较窄.大肠杆菌的壁膜间隙宽度为12～15nm,呈胶胨态.其间含有三类蛋白质：水解酶,催化食物的初步降解；结合蛋白,启动物质转运过程；化学受体（chemoreceptors）,在趋化性中起作用的蛋白.