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细菌的细胞有一个非常重要的一个结构，那就是细胞壁。细胞壁赋予细胞结构强度，以防止其因渗透压而破裂。作为直接接触外界的细胞结构，细菌的细胞壁承担了很多生理功能，对于细菌的生长和生存，有着非常重要的意义。这也是原核微生物形态与结构这一章的学习重点。 原核细胞的细胞质保持着比较高的溶质物，能够产生约为两个标准大气压的渗透压，这与汽车轮胎中的压力大致相同。为了承受这些压力，并防止裂解，细菌和果菌？的大多数细胞在细胞膜外面都包裹有一层细胞壁。除了防止渗透性裂解外，细胞壁还可以赋予细胞形状和刚性。了解细胞壁的结构和功能对于理解微生物细胞的生物学特性非常重要。举一个例子，我们知道青霉素和头孢菌素等抗生素常常用于治疗细菌感染，为什么它们可以专一性抑制细菌细胞而不影响我们自身的细胞呢？这是因为，这类抗生素的靶点是破坏细菌细胞壁的合成，使细菌细胞易于渗透裂解，而我们人类细胞，缺乏细胞壁，因此，不是此类抗生素的靶标。所以呢，这些药物就可以用于治疗细菌感染了。  下面，我们重点看看细菌细胞壁的结构和成分。细胞壁(cell wall )，细胞壁的厚度因菌种而异，一般在10-80 nm之间，质量约占细胞干物质的10-25%。根据细胞壁结构和成分的差异，细菌可以分为两大类∶革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌。二者可以通过革兰氏染色加以区分。下面图片展示的是电子显微镜下观察到的革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌的细胞表面。二者存在着显著的差异。革兰氏阴性菌的细胞壁，至少由两层组成，像信封一样，而革兰氏阳性菌的细胞壁，则通常较厚，化学组成较为单一。右边两张图是细菌细胞壁的示意较，从图中我们可以看到，革兰氏阳性菌细胞壁较厚，主要在成分是肽聚糖，大约占90%，此外，还有10%的磷壁酸而革兰氏阴性菌，仅含有很少量的肽聚糖，其细胞壁最外层，还有一层脂质膜结构，称为外膜主要有磷脂双分子层，脂多糖和脂蛋白组成，间或有一些孔蛋白。   下面我们来看看肽聚糖，肽聚糖(peptidoglycan)，这是细菌细胞壁特有的一种刚性多糖，可赋予细胞结构强度，在所有有细胞壁的细菌中，都发现了肽聚糖，而果菌？和真核生物的细胞壁中则不存在肽聚糖，从结构示意图中我们可以看出，肽聚糖有两个修饰的葡萄糖氨基，即N-乙酰葡萄胺和N-乙酰胞壁酸组成，交替重复。二者构成的这个结构，我们称之为双糖单位。在在N-乙酰胞壁酸分子上，还连接有一段短肽，称为肽尾，通常含有四个氨基酸。双糖单位由序列连接起来形成糖链，相邻的糖链之间通过肽尾之间交连进行连接，这样就可以使肽聚糖在纵横两个方向上都很稳定。不同细菌的肽尾交链的结构不同。  我们再来看看磷壁酸，磷壁酸(teichoic acids)，又叫垣酸，是G+细菌细胞壁所特有的成分,主要成分为甘油磷酸或核糖醇磷酸。它在细胞壁中的含量是10%，多的接近50%，这种磷壁酸被称为壁磷壁酸，还有一些磷壁酸形成长链后共价结合细胞质膜，而不是肽聚糖，被称为膜磷壁酸。除了稳定膜结构外，  未完。 |
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