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1、 第三章 微生物的微生物的结构与功能结构与功能第一节第一节 真细菌（真细菌（Eubacteria）一、一般形态及细胞结构一、一般形态及细胞结构（一）个体形态和排列（一）个体形态和排列球状球状杆状杆状螺旋状螺旋状基基本本形形态态（二）大小（二）大小1、范围、范围（nanobacteria）（50 nm）最大和最小细菌的个体大小悬殊：最大和最小细菌的个体大小悬殊：（Thiomargarita namibiensis）（0.75mm）1 亿亿 10 亿倍亿倍（二）大小（二）大小1、范围、范围一般细菌的大小范围：一般细菌的大小范围：0.5 1 m mm（直径）直径）0.2 1 m mm（直径）直径）1
2、 80 m mm（长度）长度）0.3 1 m mm（直径）直径）1 50 m mm（长度）长度）(长度是菌体两端点之间的距离，而非实际长度长度是菌体两端点之间的距离，而非实际长度)参见参见P31（二）大小（二）大小2、测量方法、测量方法显微镜测微尺显微镜测微尺显微照相后根据放大倍数进行测算显微照相后根据放大倍数进行测算参见P31（二）大小（二）大小3、细菌大小测量结果的影响因素、细菌大小测量结果的影响因素个体差异；个体差异；干燥、固定后的菌体一般会由于脱水而比活菌体缩干燥、固定后的菌体一般会由于脱水而比活菌体缩短短1/3-1/4；染色方法的影响，一般用负染色法观察的菌体较大；染色方法的影响，一
3、般用负染色法观察的菌体较大；幼龄细菌一般比成熟的或老龄的细菌大；幼龄细菌一般比成熟的或老龄的细菌大；环境条件，如培养基中渗透压的改变也会导致细胞环境条件，如培养基中渗透压的改变也会导致细胞大小的变化。大小的变化。参见参见P31倒数第倒数第1段段（三）细胞的结构（三）细胞的结构特殊构造：特殊构造：部分细菌具有的或一般细菌在特殊环境下才有的构造部分细菌具有的或一般细菌在特殊环境下才有的构造一般构造：一般构造：一般细菌都有的构造一般细菌都有的构造（三）细胞的结构（三）细胞的结构1 1、细胞壁细胞壁1）概念：）概念：细胞壁（细胞壁（cell wall）是位于细胞表面，内侧紧是位于细胞表面，内侧紧贴细胞
4、膜的一层较为坚韧，略具弹性的细胞结构。贴细胞膜的一层较为坚韧，略具弹性的细胞结构。1 1、细胞壁细胞壁2）证实细胞壁存在的方法：）证实细胞壁存在的方法：（1）细菌超薄切片的电镜直接观察；）细菌超薄切片的电镜直接观察；（2）适当的质、壁染色，可以在光学显微镜下看到细胞壁；）适当的质、壁染色，可以在光学显微镜下看到细胞壁；（3）机械法破裂细胞后，分离得到纯的细胞壁；）机械法破裂细胞后，分离得到纯的细胞壁；（4）制备原生质体，观察细胞形态的变化；）制备原生质体，观察细胞形态的变化；（三）细胞的结构（三）细胞的结构1 1、细胞壁细胞壁3）细胞壁的功能：）细胞壁的功能：（1）固定细胞外形和提高机械强度；
5、）固定细胞外形和提高机械强度；（2）为细胞的生长、分裂和鞭毛运动所必需；）为细胞的生长、分裂和鞭毛运动所必需；（3）渗透屏障，阻拦酶蛋白和某些抗生素等大分子物质（分）渗透屏障，阻拦酶蛋白和某些抗生素等大分子物质（分 子量大于子量大于800）进入细胞，保护细胞免受溶菌酶、消化）进入细胞，保护细胞免受溶菌酶、消化 酶和青霉素等有害物质的损伤；酶和青霉素等有害物质的损伤；（4）细菌特定的抗原性、致病性以及对抗生素和噬菌体的）细菌特定的抗原性、致病性以及对抗生素和噬菌体的 敏感性的物质基础；敏感性的物质基础；（三）细胞的结构（三）细胞的结构4）革兰氏染色与细胞壁：）革兰氏染色与细胞壁：（1）革兰氏染色
6、）革兰氏染色1、用碱性染料结晶紫对菌液涂片进行初染、用碱性染料结晶紫对菌液涂片进行初染2、用碘溶液进行媒染，其作用是提高染料和细、用碘溶液进行媒染，其作用是提高染料和细 胞间的相互作用从而使二者结合得更牢固。胞间的相互作用从而使二者结合得更牢固。3、用乙醇或丙酮冲洗进行脱色。在经历脱色后、用乙醇或丙酮冲洗进行脱色。在经历脱色后 仍将结晶紫保留在细胞内的为革兰氏阳性细仍将结晶紫保留在细胞内的为革兰氏阳性细 菌，而革兰氏阴性细菌的结晶紫被洗掉，细菌，而革兰氏阴性细菌的结晶紫被洗掉，细 胞呈无色。胞呈无色。4、用一种与结晶紫具有不同颜色的碱性染料对、用一种与结晶紫具有不同颜色的碱性染料对 涂片进行复
7、染。例如沙黄，它使原来无色的涂片进行复染。例如沙黄，它使原来无色的 革兰氏阴性细菌最后呈现桃红到红色，而革革兰氏阴性细菌最后呈现桃红到红色，而革 兰氏阳性细菌继续保持深紫色兰氏阳性细菌继续保持深紫色（1）革兰氏染色）革兰氏染色（1）革兰氏染色）革兰氏染色表表3-1 革兰氏阳性和阴性细菌细胞壁成分的比较革兰氏阳性和阴性细菌细胞壁成分的比较（2）革兰氏阳性细菌的细胞壁）革兰氏阳性细菌的细胞壁特点：特点：厚度大（厚度大（2080nm），化学组分简单，一化学组分简单，一般只含般只含90%肽聚糖和肽聚糖和10%磷壁酸。磷壁酸。结合在革兰氏阳性细菌细胞壁上的一结合在革兰氏阳性细菌细胞壁上的一种酸性多糖种酸
8、性多糖（P 41第三段）第三段）肽聚糖肽聚糖(peptidoglycan)磷壁酸（磷壁酸（teichoic acid）又称粘肽又称粘肽(mucopeptide)、胞壁质胞壁质(murein)或粘质复合物或粘质复合物(mucocomplex)，是真细菌细胞壁中的特有成分。是真细菌细胞壁中的特有成分。（P 40第一段）第一段）1 1、细胞壁细胞壁A、肽聚糖肽聚糖四四肽肽尾尾由由四四个个氨氨基基酸酸分分子子按按 L型型与与D型型交交替替方方式式连连接接而而成成双糖单位中的双糖单位中的-1,4-糖苷键糖苷键很容易被溶很容易被溶菌酶菌酶(lysozyme)所水解，从而引起细所水解，从而引起细菌因肽聚糖细
9、胞壁的菌因肽聚糖细胞壁的“散架散架”而死亡。而死亡。肽桥肽桥起着连接前后两个四肽起着连接前后两个四肽尾分子的尾分子的“桥梁桥梁”作用。作用。青霉素青霉素跨越肽聚糖层跨越肽聚糖层并与细胞膜相并与细胞膜相交联的交联的膜磷壁膜磷壁酸酸（又称（又称脂磷脂磷壁酸壁酸），由甘由甘油磷酸链分子油磷酸链分子与细胞膜上的与细胞膜上的磷脂进行共价磷脂进行共价结合后形成。其含量与培养条件关结合后形成。其含量与培养条件关系不大。可用系不大。可用45%热酚水提取，热酚水提取，也可用热水从脱脂的冻干细菌中提取。也可用热水从脱脂的冻干细菌中提取。B、磷壁酸磷壁酸革兰氏阳性细菌细胞壁上革兰氏阳性细菌细胞壁上特有的特有的化学成
10、分化学成分，主要成分为甘油磷酸或核糖醇磷酸。主要成分为甘油磷酸或核糖醇磷酸。(P 41 第第3段段)壁磷壁酸壁磷壁酸，它与肽，它与肽聚糖分子间进行共聚糖分子间进行共价结合，含量会随价结合，含量会随培养基成分而改变，培养基成分而改变，一般占细胞壁重量一般占细胞壁重量的的10%，有时可接，有时可接近近50%。用稀酸或。用稀酸或稀碱可以取稀碱可以取。主要生理功能：主要生理功能：细胞壁形成负电荷环境，增强细胞膜对二价细胞壁形成负电荷环境，增强细胞膜对二价阳离子的吸收；阳离子的吸收；贮藏磷元素；贮藏磷元素；增强某些致病菌对宿主细胞的粘连、避免被白细胞增强某些致病菌对宿主细胞的粘连、避免被白细胞吞噬以及抗
11、补体的作用；吞噬以及抗补体的作用；革兰氏阳性细菌特异表面抗原的物质基础；革兰氏阳性细菌特异表面抗原的物质基础；噬菌体的特异性吸附受体；噬菌体的特异性吸附受体；能调节细胞内自溶素能调节细胞内自溶素(autolysin)的活力，的活力，防止细胞因自溶而死亡。防止细胞因自溶而死亡。（3）革兰氏阴性细菌的细胞壁）革兰氏阴性细菌的细胞壁肽聚糖肽聚糖外膜外膜外膜蛋白外膜蛋白周质空间周质空间A、肽聚糖肽聚糖埋藏在外膜层之内，是仅由埋藏在外膜层之内，是仅由12层层肽聚糖肽聚糖网状分子组成的薄层网状分子组成的薄层(23nm)，含量约占含量约占细胞壁总重的细胞壁总重的10%，故对机械强度的抵抗，故对机械强度的抵抗
12、力较革兰氏阳性菌弱。力较革兰氏阳性菌弱。（P 41 倒数第三倒数第三大段）大段）内消旋二氨基庚二酸内消旋二氨基庚二酸(m-DAP)（只在原核微生物细胞壁上发现）（只在原核微生物细胞壁上发现）没有特殊的肽桥，只形成较为疏稀没有特殊的肽桥，只形成较为疏稀、机械强度较差的肽聚糖网套、机械强度较差的肽聚糖网套B、外膜外膜(outer membrane)位于革兰氏阴性细菌细胞壁外层，由脂位于革兰氏阴性细菌细胞壁外层，由脂多糖、磷脂和脂蛋白等若干种蛋白质组多糖、磷脂和脂蛋白等若干种蛋白质组成的膜，有时也称为外壁。成的膜，有时也称为外壁。脂多糖（脂多糖（lipopolysaccharide,LPS）位于革兰
13、氏阴性细位于革兰氏阴性细菌细胞壁最外层的菌细胞壁最外层的一层较厚一层较厚（810nm）的类的类脂多糖类物质，由脂多糖类物质，由类脂类脂A、核心多糖核心多糖(corepolysaccharide)和和O-特异侧链特异侧链（O-specific side chain，或称，或称O-多多糖或糖或O-抗原）三部抗原）三部分组成。分组成。（参见（参见P41-42）LPS类脂A2个N-已酰葡糖胺和5个长链饱和脂肪酸核心多糖内核心区外核心区3个2-铜-3-脱氧辛糖酸(KDO)3个L-甘油-D-甘露庚糖(Hep)O-特异侧链多个4 Hep单位,内含葡萄糖、半乳糖、鼠李糖，以及阿比可糖、大肠杆菌糖、副伤寒菌糖或
14、泰威糖脂多糖的主要功能脂多糖的主要功能LPS结构的多变，决定了革兰氏阴性细菌细结构的多变，决定了革兰氏阴性细菌细胞表面抗原决定簇的多样性；胞表面抗原决定簇的多样性；（P 41 倒数第一大段）倒数第一大段）1）躲避宿主免疫）躲避宿主免疫系统攻击，保持系统攻击，保持感染成功。感染成功。2）用灵敏的血清）用灵敏的血清学方法对病原菌学方法对病原菌进行鉴定，在传进行鉴定，在传染病的诊断中有染病的诊断中有 其重要意义。其重要意义。O-特异侧链特异侧链种类的变化种类的变化脂多糖的主要功能脂多糖的主要功能LPS负电荷较强，与磷壁酸相似，也有吸附负电荷较强，与磷壁酸相似，也有吸附Mg2+、Ca2+等阳离子以提高
15、其在细胞表面浓等阳离子以提高其在细胞表面浓度的作用，对细胞膜结构起稳定作用。度的作用，对细胞膜结构起稳定作用。类脂类脂A是革兰氏阴性细菌致病物质是革兰氏阴性细菌致病物质内毒素的物质基础；内毒素的物质基础；具有控制某些物质进出细胞的部分选择性具有控制某些物质进出细胞的部分选择性屏障功能；屏障功能；许多噬菌体在细胞表面的吸附受体；许多噬菌体在细胞表面的吸附受体；C、外膜蛋白外膜蛋白(outer membrane protein)嵌合在嵌合在LPS和磷脂层外膜上的蛋白。有和磷脂层外膜上的蛋白。有20 余种，但多数功能尚不清楚。余种，但多数功能尚不清楚。（参见（参见P43-44）孔蛋白孔蛋白（pori
16、ns）是由三个相同分子量是由三个相同分子量（36000）蛋白亚基组成的一种三聚体跨膜蛋白，）蛋白亚基组成的一种三聚体跨膜蛋白，中间有一直径约中间有一直径约1nm的孔道，通过孔的开、闭，的孔道，通过孔的开、闭，可对进入外膜层的物质进行选择可对进入外膜层的物质进行选择非特异性孔蛋白非特异性孔蛋白特异性孔蛋白特异性孔蛋白可通过分子量小于可通过分子量小于800900的任何亲水性分子的任何亲水性分子只容许一种或少数几种相关物质通过，如维生素只容许一种或少数几种相关物质通过，如维生素B12和核苷酸等。和核苷酸等。脂蛋白脂蛋白(lipoprotein)是一种通过共价键使外是一种通过共价键使外膜层牢固地连接在
17、肽聚糖内壁层上的蛋白，膜层牢固地连接在肽聚糖内壁层上的蛋白，分子量约为分子量约为7200。D、周质空间周质空间(periplasmic space,periplasm)又称壁膜间隙。在革兰氏阴性细菌中，一般又称壁膜间隙。在革兰氏阴性细菌中，一般指其外膜与细胞膜之间的狭窄空间（宽约指其外膜与细胞膜之间的狭窄空间（宽约1215nm），），呈胶状。呈胶状。周质空间是进出细胞的物质的重要中转站和反应场所周质空间是进出细胞的物质的重要中转站和反应场所在周质空间中，存在着多种周质在周质空间中，存在着多种周质蛋白（蛋白（periplasmic proteins）水解酶类；水解酶类；合成酶类；合成酶类；结合蛋
18、白；结合蛋白；受体蛋白；受体蛋白；渗透休克法（osmotic shock）n n又称又称又称又称冷休克冷休克冷休克冷休克，其原理是根据突然改变渗透压并使，其原理是根据突然改变渗透压并使，其原理是根据突然改变渗透压并使，其原理是根据突然改变渗透压并使细胞发生物理性裂解。细胞发生物理性裂解。细胞发生物理性裂解。细胞发生物理性裂解。n n主要步骤：将细胞放在用主要步骤：将细胞放在用主要步骤：将细胞放在用主要步骤：将细胞放在用TrisTris缓冲液配制、含缓冲液配制、含缓冲液配制、含缓冲液配制、含EDTAEDTA（已二氨四乙酸）的（已二氨四乙酸）的（已二氨四乙酸）的（已二氨四乙酸）的20%20%蔗糖溶
19、液中保温，蔗糖溶液中保温，蔗糖溶液中保温，蔗糖溶液中保温，使其发生质壁分离，接着快速的用使其发生质壁分离，接着快速的用使其发生质壁分离，接着快速的用使其发生质壁分离，接着快速的用4 4摄氏度的摄氏度的摄氏度的摄氏度的0.005mol/L0.005mol/L氯化镁溶液稀释并降温，使细胞外膜氯化镁溶液稀释并降温，使细胞外膜氯化镁溶液稀释并降温，使细胞外膜氯化镁溶液稀释并降温，使细胞外膜突然破裂并释放周质蛋白。经离心即可从上清夜突然破裂并释放周质蛋白。经离心即可从上清夜突然破裂并释放周质蛋白。经离心即可从上清夜突然破裂并释放周质蛋白。经离心即可从上清夜中提取周质蛋白中提取周质蛋白中提取周质蛋白中提取
20、周质蛋白周质蛋白的提取：周质蛋白的提取：（4）革兰氏阳性和阴性细菌的比较）革兰氏阳性和阴性细菌的比较5）特殊细胞壁的细菌：）特殊细胞壁的细菌：某些某些G的的分枝杆菌分枝杆菌和和诺卡氏菌：诺卡氏菌：细胞壁含有大量细胞壁含有大量霉菌酸霉菌酸（Mycolic acid一种一种支链羟基脂质支链羟基脂质）与感染能力有关；与感染能力有关；简单染色很难使简单染色很难使 其着色其着色 6）细胞壁缺陷细菌：）细胞壁缺陷细菌：缺壁突变缺壁突变L型细菌型细菌人工去壁人工去壁基本去尽基本去尽 原生质体（原生质体（G+）部分去除部分去除 球状体（球状体（G-）实验室或宿主实验室或宿主体内形成体内形成在自然界长期进化中形
21、成在自然界长期进化中形成支原体支原体缺缺壁壁细细菌菌（1）L型细菌（型细菌（L-form of bacteria）细菌在某些环境条件下（实验室或宿主体内）通细菌在某些环境条件下（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过自发突变而形成的遗传性稳定的细胞壁缺陷菌株。株。因英国李斯德（因英国李斯德（Lister）预防研究所首先发现而得名预防研究所首先发现而得名（1935年，念珠状链杆菌年，念珠状链杆菌 Streptobacillus moniliformis）大肠杆菌、变形杆菌、葡萄球菌、链球菌、分枝杆菌和大肠杆菌、变形杆菌、葡萄球菌、链球菌、分枝杆菌和霍乱弧菌等霍乱弧菌等2
22、0多种细菌中均有发现，被认为可能与针对多种细菌中均有发现，被认为可能与针对细胞壁的抗菌治疗有关。细胞壁的抗菌治疗有关。特点：特点：没有完整而坚韧的细胞壁，细胞呈多形态没有完整而坚韧的细胞壁，细胞呈多形态有些能通过细菌滤器，故又称有些能通过细菌滤器，故又称“滤过型细菌滤过型细菌”对渗透敏感，在固体培养基上形成对渗透敏感，在固体培养基上形成“油煎蛋油煎蛋”似似的小菌落（直径在的小菌落（直径在0.1mm左右）左右）1 1、细胞壁细胞壁（2）原生质体（）原生质体（protoplast）在人为条件下，用溶菌酶处理或在含青霉素的培养基在人为条件下，用溶菌酶处理或在含青霉素的培养基中培养而抑制新生细胞壁合成
23、从而形成的仅由一层细中培养而抑制新生细胞壁合成从而形成的仅由一层细胞膜包裹的，圆球形、对渗透压变化敏感的细胞，一胞膜包裹的，圆球形、对渗透压变化敏感的细胞，一般由般由革兰氏阳性细菌革兰氏阳性细菌形成。形成。特点：特点：对环境条件变化敏感，低渗透压、振荡、离心甚对环境条件变化敏感，低渗透压、振荡、离心甚至通气等都易引起其破裂；至通气等都易引起其破裂；有的原生质体具有鞭毛，但不能运动，也不被相有的原生质体具有鞭毛，但不能运动，也不被相应噬菌体所感染；应噬菌体所感染；在适宜条件（如高渗培养基）可生长繁殖、形成菌落、在适宜条件（如高渗培养基）可生长繁殖、形成菌落、芽孢及恢复成有细胞壁的正常结构。芽孢及
24、恢复成有细胞壁的正常结构。比正常有细胞壁的细菌更易导入外源遗传物质，是研比正常有细胞壁的细菌更易导入外源遗传物质，是研究遗传规律和进行原生质体育种的良好实验材料。究遗传规律和进行原生质体育种的良好实验材料。（3）球状体）球状体(sphaeroplast)，又称原生质又称原生质球球采用上述同样方法，针对革兰氏阴性细菌处理后而采用上述同样方法，针对革兰氏阴性细菌处理后而获得的残留部分细胞壁（外壁层）的球形体。与原获得的残留部分细胞壁（外壁层）的球形体。与原生质体相比，它对外界环境具有一定的抗性，可在生质体相比，它对外界环境具有一定的抗性，可在普通培养基上生长。普通培养基上生长。（4）支原体）支原体
25、(Mycoplasma)在长期进化过程中形成的、适应自然生活条件的无细在长期进化过程中形成的、适应自然生活条件的无细胞壁的原核生物。胞壁的原核生物。因它的细胞膜中含有一般原核生物因它的细胞膜中含有一般原核生物所没有的甾醇，所没有的甾醇，所以即使缺乏细胞壁，其细胞膜仍有所以即使缺乏细胞壁，其细胞膜仍有较高的机械强度。较高的机械强度。2 2、细胞膜细胞膜1）概念：）概念：细胞质膜（细胞质膜（cytoplasmic membrane），），又称又称质膜（质膜（plasma membrane）、）、细胞膜（细胞膜（cell membrane）或内膜（或内膜（inner membrane），），是紧贴是
26、紧贴在细胞壁内侧、包围着细胞质的一层柔软、脆弱、在细胞壁内侧、包围着细胞质的一层柔软、脆弱、富有弹性的富有弹性的半透性薄膜半透性薄膜，厚约，厚约78nm，由由磷脂磷脂（占（占20%30%）和）和蛋白质蛋白质（占（占50%70%）组成。）组成。2）观察方法：）观察方法：质壁分离后结合鉴别性染色在光学显微镜下观察；质壁分离后结合鉴别性染色在光学显微镜下观察；原生质体破裂；原生质体破裂；超薄切片电镜观察；超薄切片电镜观察；电镜观察到的细胞质膜，是在上下两亮色层之间夹着电镜观察到的细胞质膜，是在上下两亮色层之间夹着一暗色中间层的一暗色中间层的双层膜结构双层膜结构，这与细胞膜的化学组成，这与细胞膜的化学
27、组成有关。有关。3）细胞膜的化学组成与结构模型：）细胞膜的化学组成与结构模型：（1）磷脂）磷脂（参见（参见p47）亲水的极性端亲水的极性端疏水的非极性端疏水的非极性端在生理温度下，脂肪酸末端排列在生理温度下，脂肪酸末端排列成固定的晶格。成固定的晶格。不饱和脂肪酸的双键可导致膜结构的不饱和脂肪酸的双键可导致膜结构的变形。变形。当磷脂分子中二者同时存在时，在一当磷脂分子中二者同时存在时，在一定条件下就阻碍了形成晶格结构所需定条件下就阻碍了形成晶格结构所需要的有秩序排列。要的有秩序排列。膜的流动性很大程度上取决于不饱和膜的流动性很大程度上取决于不饱和脂肪酸的结构和相对含量。脂肪酸的结构和相对含量。细
28、胞膜上长链脂肪酸的链长和饱和度因细菌种类和生长细胞膜上长链脂肪酸的链长和饱和度因细菌种类和生长温度而异，通常生长温度要求越高的种，其饱和度也越温度而异，通常生长温度要求越高的种，其饱和度也越高，反之则低。高，反之则低。（2）膜蛋白）膜蛋白具运输功能的整合蛋白（具运输功能的整合蛋白（integral protein）或内嵌蛋白（或内嵌蛋白（intrinsic protein）具有酶促作用的周边蛋白（具有酶促作用的周边蛋白（peripheral protein）或膜外蛋白或膜外蛋白(extrinsic protein)膜蛋白约占细菌细胞膜的膜蛋白约占细菌细胞膜的50%70%，比任何一种生物膜都高，
29、比任何一种生物膜都高，而且种类也多。而且种类也多。-细胞膜是一个重要的代谢活动中心。细胞膜是一个重要的代谢活动中心。3）细胞膜的化学组成与结构模型：）细胞膜的化学组成与结构模型：（3）液态镶嵌模型）液态镶嵌模型(fluid mosaic model)膜的主体是脂质双分子层；膜的主体是脂质双分子层；脂质双分子层具有流动性；脂质双分子层具有流动性；整合蛋白因其表面呈疏水性，故可整合蛋白因其表面呈疏水性，故可“溶溶”于脂质双分子层于脂质双分子层 的疏水性内层中；的疏水性内层中；周边蛋白表面含有亲水基团，故可通过静电引力与脂质周边蛋白表面含有亲水基团，故可通过静电引力与脂质 双分子层表面的极性头相连；
30、双分子层表面的极性头相连；脂质分子间或脂质与蛋白质分子间无共价结合；脂质分子间或脂质与蛋白质分子间无共价结合；脂质双分子层犹如一脂质双分子层犹如一“海洋海洋”，周边蛋白可在其上作，周边蛋白可在其上作“漂浮漂浮”运动，而整合蛋白则似运动，而整合蛋白则似“冰山冰山”状沉浸在其中作横向移动。状沉浸在其中作横向移动。1972年，辛格（年，辛格（J.S.Singer）和尼科尔森（和尼科尔森（G.L.Nicolson）4）细胞膜的生理功能：）细胞膜的生理功能：选择性地控制细胞内、外的营养物质和代谢产物选择性地控制细胞内、外的营养物质和代谢产物 的运送；的运送；是维持细胞内正常渗透压的屏障；是维持细胞内正常
31、渗透压的屏障；合成细胞壁和糖被的各种组分（肽聚糖、磷壁合成细胞壁和糖被的各种组分（肽聚糖、磷壁 酸、酸、LPS、荚膜多糖等）的重要基地；荚膜多糖等）的重要基地；膜上含有氧化磷酸化或光合磷酸化等能量代谢的膜上含有氧化磷酸化或光合磷酸化等能量代谢的 酶系，酶系，是细胞的产能场所；是细胞的产能场所；是鞭毛基体的着生部位和鞭毛旋转的供能部位；是鞭毛基体的着生部位和鞭毛旋转的供能部位；不同种类细菌的膜在其结构和功能方面存在很大差异。不同种类细菌的膜在其结构和功能方面存在很大差异。这种差异非常巨大且具有特征性，因此膜化学可被用于这种差异非常巨大且具有特征性，因此膜化学可被用于 对细菌进行鉴定。对细菌进行鉴
32、定。细胞膜：细胞膜：对所有有生命的细胞来说是必需的，对细菌亦然！对所有有生命的细胞来说是必需的，对细菌亦然！维持细胞内部结构处于稳定且高度有序状态的物理屏障；维持细胞内部结构处于稳定且高度有序状态的物理屏障；细胞重要的代谢活动中心之一；细胞重要的代谢活动中心之一；磷脂磷脂膜蛋白膜蛋白甾醇类物质甾醇类物质结构特点符合经典的结构特点符合经典的“液态镶嵌模型液态镶嵌模型”理论理论不饱和脂肪酸的结构和相对含量变化大不饱和脂肪酸的结构和相对含量变化大（微生物生理及生态分布的多样性）（微生物生理及生态分布的多样性）。约占细菌细胞膜的约占细菌细胞膜的50%70%，比任何一种，比任何一种生物膜都高，而且种类也多。生物膜都高，而且种类也多。细菌：细菌：hopanoid（藿烷类化合物藿烷类化合物）真核生物：真核生物：胆固醇胆固醇提高膜的稳定性提高膜的稳定性