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細胞壁（cellwall）位于菌細胞的最外層，包繞在細胞膜的周圍。是一種膜狀結構，組成較復雜，并隨不同細菌而異。用革蘭染色法可將細菌分為兩大類，即革蘭陽性菌和革蘭陰性菌。兩類細菌細胞壁的共有組分為肽聚糖，但各自有其特殊組分。

1.肽聚糖（peptidoglycan）

肽聚糖是一類復雜的多聚體，是細菌細胞壁中的主要組分，為原核細胞所特有，又稱為粘肽（mucopeptide）、糖肽（glycopeptide）或胞壁質（murein）。革蘭陽性菌的肽聚糖由聚糖骨架、四肽側鏈和五肽交聯(lián)橋三部分組成，革蘭陰性菌的肽聚糖僅由聚糖骨架和四肽側鏈兩部分組成。

2.革蘭陽性菌細胞壁特殊組分

革蘭陽性菌的細胞壁較厚（20～80nm），除含有15～50層肽聚糖結構外，大多數尚含有大量的磷壁酸（teichoicacid），少數是磷壁醛酸（teichuroicacid），約占細胞壁干重的50%.

此外，某些革蘭陽性菌細胞壁表面尚有一些特殊的表面蛋白質，如金黃色葡萄球菌的A蛋白，A群鏈球菌的M蛋白等。

3.革蘭陰性菌細胞壁特殊組分

革蘭陰性菌細胞壁較薄（10～15nm），但結構較復雜。除含有1～2層的肽聚糖結構外，尚有其特殊組分外膜（outermembrane），約占細胞壁干重的80%.

外膜由脂蛋白、脂質雙層和脂多糖三部分組成。

革蘭陽性和陰性菌細胞壁結構顯著不同，導致這兩類細菌在染色性、抗原性、致病性及對藥物的敏感性等方面的很大差異。

4.細胞壁的功能

細菌細胞壁堅韌而富彈性，其主要功能維持菌體固有的形態(tài)，并保護細菌抵抗低滲環(huán)境。細菌細胞質內有高濃度的無機鹽和大分子營養(yǎng)物質，其滲透壓高達5～25個大氣壓。由于細胞壁的保護作用，使細菌能承受內部巨大的滲透壓而不會破裂，并能在相對低滲的環(huán)境下生存。細胞壁上有許多小孔，參與菌體內外的物質交換。菌體表面帶有多種抗原表位，可以誘發(fā)機體的免疫應答。

5.細菌細胞壁缺陷型（細菌L型）

細菌細胞壁的肽聚糖結構受到理化或生物因素的直接破壞或合成被抑制，這種細胞壁受損的細菌一般在普通環(huán)境中不能耐受菌體內的高滲透壓而將會脹裂死亡。但在高滲環(huán)境下，它們仍可存活。革蘭陽性菌細胞壁缺失后，原生質僅被一層細胞膜包住，稱為原生質體（protoplast）；革蘭陰性菌肽聚糖層受損后尚有外膜保護，稱為原生質球（spheroplast）。這種細胞壁受損的細菌能夠生長和分裂者稱為細菌細胞壁缺陷型或L型（bacterialLform），因1935年klieneberger首先在Lister研究院發(fā)現而得名。