微生物细胞的结构与功能课件

微生物细胞的结构与功能(2)幻灯片本课件本课件PPT仅供大家学习使用仅供大家学习使用学习完请自行删除，谢谢！学习完请自行删除，谢谢！本课件本课件PPT仅供大家学习使用仅供大家学习使用学习完请自行删除，谢谢！学习完请自行删除，谢谢！微生物细胞的结构与功能(2)幻灯片 本课件PPT仅供大1第一节原核微生物细胞的结构和功能第二节真核微生物细胞的结构和功能第三节真核生物和原核生物的比较第一节 原核微生物细胞的结构和功能2第一节原核微生物细胞的构造和功能一一般构造（一）细胞壁（二）细胞质膜（三）细胞质（四）核质（五）内含体二特殊结构（一）芽孢（二）糖被（三）鞭毛（四）菌毛（五）性毛第一节 原核微生物细胞的构造和功能一 一般构造二 特3一一般构造（一）细胞壁（cellwall）1细胞壁的主要功能2原核微生物细胞壁的多样性质壁分离壁分离电子子显微微镜超薄切片超薄切片细胞最外层一 一般构造（一）细胞壁1 细胞壁的主要功能质壁分离细胞41细胞壁的主要功能v固定细胞外形，提高机械强度v细胞生长、分裂、鞭毛运动必需v保护细胞免受溶菌酶、消化酶、青霉素的损害v使细胞具有特定的抗原性、致病性以及对抗生素和噬菌体的敏感性。1 细胞壁的主要功能固定细胞外形，提高机械强度52原核微生物细胞壁的多样性（1）革兰氏阳性细菌的细胞壁（2）革兰氏阴性细菌的细胞壁（3）古生菌的细胞壁（4）缺壁细菌（5）革兰氏染色的机制2 原核微生物细胞壁的多样性（1）革兰氏阳性细菌的细胞壁61革兰氏阳性细菌的细胞壁特点：厚度大（2080nm）只有一层90%肽聚糖，10%磷壁酸v肽聚糖（peptidoglycan）又叫粘肽（mucopeptide）胞壁质（murein）粘质复合物（mucocomplex）1革兰氏阳性细菌的细胞壁特点：肽聚糖（peptidog7肽聚糖聚糖磷壁酸磷壁酸肽聚糖磷壁酸8革兰氏阳性菌肽聚糖的组成成分聚糖（双糖单位）肽N-乙酰葡萄糖胺（NAG）N-AcetylglucosamineN-乙酰胞壁酸（NAM）N-Acetylmuramicacid-1、4糖苷键连接四肽尾tetrapeptidesidechain：四个氨基酸，L-D交替连接肽桥peptideinterbridge：甘氨酸五肽革兰氏阳性菌肽聚糖的组成成分聚糖（双糖单位）肽N-乙酰葡萄糖9以金黄色葡萄球菌Staphylococcusaureus为例革兰氏阳性菌肽聚糖的立体结构NAMNAG-1、4糖苷糖苷键四四肽尾尾肽桥40层的网格状分子网套结构以金黄色葡萄球菌Staphylococcus aureu10-1、4糖苷键容易被溶菌酶（Lysozyme）（泪液、鼻涕、细菌、噬菌体）水解引起细菌肽聚糖细胞壁“散架”死亡-1、4糖苷键容易被溶菌酶（Lysozyme）（泪液、鼻涕11金黄色葡萄球菌的细胞壁分子结构金黄色葡萄球菌的细胞壁分子结构12v磷壁酸teichoicacid酸性多糖磷壁酸主要成分：甘油磷酸核糖醇磷酸甘油磷酸甘油磷酸 磷壁酸teichoic acid酸性多糖 磷壁酸主13磷壁酸的分类壁磷壁酸（teichoicacid）膜磷壁酸（Lipoteichoicacid）磷壁酸的分类壁磷壁酸（teichoic acid）14壁磷壁酸（teichoicacid）u与肽聚糖分子共价结合，含量随培养基成分而改变。u用稀酸或稀碱可以提取。壁磷壁酸（teichoic acid）与肽聚糖分子共价结合15膜磷壁酸（Lipoteichoicacid）u跨越肽聚糖层，与细胞膜交联。u含量与培养条件关系不大。u用45%热酚水提取，或用热水从脱脂的冻干细菌中提取。膜磷壁酸（Lipoteichoic acid）跨越肽聚糖层16磷壁酸的主要生理功能保证细胞膜上一些需Mg2+的合成酶提高活性。储藏磷元素增强某些致病菌对宿主细胞的粘连、避免白细胞吞噬。赋予特异的表面抗原噬菌体特异性吸附受体调节细胞内自溶素（autolysin）的活力 磷壁酸的主要生理功能保证细胞膜上一些需Mg2+的合成17微生物细胞的结构与功能课件182革兰氏阴性细菌的细胞壁革兰氏阴性细菌细胞壁两层：外膜outermembrane28nm的肽聚糖层（peptidoglycan）（不含磷壁酸）脂多糖Lipopolysacharide，LPS磷脂Phospholipid外膜蛋白outermembraneprotein2革兰氏阴性细菌的细胞壁革兰氏阴性细菌细胞壁两层：外膜o19微生物细胞的结构与功能课件20v肽聚糖以大肠杆菌E.coli为例)埋在外膜层内，厚23nm。12层网格分子。结构单体同革兰氏阳性菌不同处：四肽尾的第三个氨基酸不是L-Lys，而被内消旋二氨基庚二酸（m-DAP）代替。没有特殊的肽桥前后两个单体间连接甲四肽尾的第4个氨基酸D-Ala的羧基与乙四肽尾的第3个氨基酸的m-DAP的氨基连接 肽聚糖以大肠杆菌E.coli为例)埋在外膜层内，厚221（m-DAP）meso-Diaminopimelic稀疏、机械强度差（m-DAP）meso-Diaminopimelic稀疏、机22外膜outermembrane脂多糖Lipopolysacharide，LPS磷脂Phospholipid外膜蛋白outermembraneproteinv外膜outermembrane革兰氏阴性细菌细胞壁外层外膜outer membrane脂多糖 Lipopolysa23脂多糖（Lipopolysacharide，LPS）类脂脂ALipid A核心多糖核心多糖core polysaccharideO-特异特异侧链（O-多糖、多糖、O-抗原）抗原）O-specific side chain脂多糖（Lipopolysacharide，LPS）类脂24类脂AO-特异侧链核心多糖LPS中的类脂A即是内毒素类脂AO-特异侧链核心多糖LPS中的类脂A即是内毒素25微生物细胞的结构与功能课件26LPS的主要功能：类脂A是革兰氏阴性细菌致病物质内毒素的物质基础吸附Mg2+、Ca2+阳离子提高在细胞表面的浓度革兰氏阴性菌表面抗原决定簇具多样性O-特异侧链种类多噬菌体在细胞表面的吸附受体具选择性屏障功能核酸、双糖、肽、氨基酸可进入溶菌酶、抗生素、去污剂被阻挡LPS的主要功能：类脂A是革兰氏阴性细菌致病物质27外膜蛋白outermembraneprotein脂蛋白Lipoprotein使外膜层连接在肽聚糖内壁层上的蛋白孔蛋白Porin通过孔的开闭，阻止某些抗生素进入外膜层。嵌合在LPS和磷脂层外膜上的蛋白脂蛋白脂蛋白孔蛋白孔蛋白外膜蛋白 outer membrane protein脂蛋28脂蛋白：以共价键把外膜层连接在肽聚糖内壁层上。孔蛋白：三聚体跨膜蛋白，中间有孔道。通过孔的开和闭，能够阻挡抗生素进入外膜层。脂蛋白：以共价键把外膜层连接在肽聚糖内壁29周质空间periplasmicspace，periplasm又叫壁膜间隙外膜与细胞膜之间的狭窄空间，呈胶状存在多种周质蛋白（periplasmicprotein）：水解酶类蛋白酶、核酸酶合成酶类肽聚糖合成酶结合蛋白运送营养物质受体蛋白与细胞的趋化性相关周周质空空间周质空间periplasmic space，peripl30孔蛋白孔蛋白周质空间孔蛋白周质空间31u周质空间是革兰氏阴性细菌特殊的“细胞器”。u内有周质蛋白，包括：合成酶水解酶结合蛋白受体蛋白u周质蛋白可用“冷休克”方法释放。周质空间是革兰氏阴性细菌特殊的“细胞器”。323古生菌的细胞壁除热原体属（Thermoplasma）无细胞壁外。假肽聚糖细胞壁（pseudopeptidoglycan）N-乙酰葡萄糖氨（NAG）N-乙酰塔罗糖胺糖醛酸（N-acetyltalosaminuronicacid）-1、3糖苷键连接不被溶菌酶水解甲烷杆菌属（Methanobacterium）古生菌3古生菌的细胞壁除热原体属（Thermoplasma）33微生物细胞的结构与功能课件34独特多糖细胞壁半乳糖胺、葡糖醛酸、葡萄糖、乙酸甲烷八叠球菌（Methanosarcina）染成革兰氏阳性。硫酸化多糖细胞壁葡萄糖、甘露糖、半乳糖、糖醛酸、乙酸极端嗜盐菌盐球菌属（Halococcus）独特多糖细胞壁半乳糖胺、葡糖醛酸、葡萄糖、乙酸硫酸化多糖细胞35糖蛋白细胞壁（Glycoprotein）糖：葡萄糖、甘露糖、核糖、阿拉伯糖蛋白：大量酸性氨基酸（如天冬氨酸）组成极端嗜盐菌盐杆菌属（Halobacterium）强负电荷的细胞壁，平衡环境中高浓度的Na+使其能很好地生活在20%、25%的高盐溶液中蛋白质细胞壁少数产甲烷菌糖蛋白细胞壁（Glycoprotein）糖：葡萄糖、甘露糖、364缺壁细菌缺壁细菌实验室或宿主体内形成进化形成支原体缺壁突变L型细菌人工去壁基本去尽原生质体部分去尽球状体4缺壁细菌缺壁细菌实验室或宿进化形成支原体缺壁突变37vL-型细菌L-formofbacteria1935，英国，李斯特（Lister）预防研究所念珠状链杆菌（Streptobacillusmoniliformis），固体培养基。原因：细胞膨大，对渗透敏感。G+、G-自发突变形成的细胞壁缺陷(部分或全部),具多形性，无论其原为革兰阳性或阴性菌，形成L型大多染成革兰阴性。可以生长繁殖,在培养基上形成油煎蛋菌落。有些可重新合成细胞壁。L-型细菌L-form of bacteria19338蜡样芽胞杆菌蜡样芽胞杆菌L型的镜下形态（多形性）型的镜下形态（多形性）蜡样芽胞杆菌L型的镜下形态（多形性）39n细菌L型生长缓慢，营养要求高，对渗透压敏感，普通培养基上不能生长，培养时必须用高渗的含血清的培养基。n细菌L型在高渗的含血清的培养基上生长后形成三种类型的菌落。丝状菌落丝状菌落 颗粒型菌落颗粒型菌落 油煎蛋样菌落油煎蛋样菌落（典型（典型L型菌落）型菌落）细菌L型生长缓慢，营养要求高，对渗透压敏感，普通培养基上不能40v原生质体Protoplast溶菌酶去壁青霉素抑制新壁合成多G+形成，一层细胞膜包裹 原生质体Protoplast溶菌酶去壁多G+形成，一41无细胞壁，为圆球形。对环境敏感：渗透压、震荡、离心等易溶菌。有鞭毛，而不能运动。不被噬菌体感染（因为没有吸附位点，G+磷壁酸G-脂多糖）。生物学特性依旧。原生质体的特点原生质体的特点42v球状体Sphaeroplast叫原生质球。残余部分细胞壁。G-细菌形成，有外膜的原生质体。球状体的特点：细胞球状，无完整的细胞壁对渗透压敏感革兰氏染色阴性细胞不能分裂容易导入遗传物质遗传规律、育种的好材料 球状体Sphaeroplast叫原生质球。残余部分细43v支原体Mycoplasma细胞膜中含有甾醇，有强的机械强度。支原体Mycoplasma细胞膜中含有甾醇，有强的机445革兰氏染色机制革兰（C.Gram），1884年发明革兰氏染色鉴别染色法真细菌古生菌革兰氏染色20世纪60年代，萨顿（Salton）1983年，彼弗里奇（TBeveridge）5革兰氏染色机制革兰（C.Gram），1884年发明革兰451234？1234？46v革兰氏染色机制：第一步：结晶紫使菌体着上紫色第二步：碘和结晶紫形成大分子复合物，分子大，能被细胞壁阻留在细胞内。（CVIdyecomplex）第三步：酒精脱色，细胞壁成分和构造不同，出现不同的反应。G+菌：细胞壁厚，肽聚糖含量高，交联度大，当乙醇脱色时，肽聚糖因脱水而孔径缩小，故结晶紫-碘复合物被阻留在细胞内，细胞不能被酒精脱色，仍呈紫色。G菌：肽聚糖层薄，交联松散，乙醇脱色不能使其结构收缩，因其含脂量高,乙醇将脂溶解，缝隙加大，结晶紫-碘复合物溶出细胞壁，酒精将细胞脱色，细胞无色，沙黄复染后呈红色。革兰氏染色机制：47阳性菌阳性菌阴性菌阴性菌1234阳性菌阴性菌1234481983年，彼弗里奇用铂代替碘，电镜下观察，结晶紫与铂复合物被细胞壁阻留。证明细胞壁化学成分的差异引起脱色能力的不同，决定了染色反应的不同。1983年，彼弗里奇用铂代替碘，电镜下观察，结晶紫与铂复合物49二细胞质膜cytoplasmicmembran质膜（Plasmamembrane）细胞膜（Cellmembrane）内膜（Innermembrane）细胞膜胞膜二细胞质膜cytoplasmic membran质膜501概念2观察分离方法结构3化学组成结构4生理功能5内膜系统6古生菌的细胞质膜1 概念51细胞膜是紧贴细胞壁内侧包围细胞质的一层柔软，富有弹性的半透明薄膜。有选择性。(1)质壁分离(2)选择性染色（鉴别染色）(3)电镜技术(4)溶菌酶处理2.观察分离方法1.概念 细胞膜是紧贴细胞壁内侧包围细胞(1)质壁分离2.观察523化学组成构造磷脂20-30%、蛋白质60-70%。v两层磷脂分子（磷脂双分子层）v蛋白质分子层整合蛋白（intergralprotein）运输物质周边蛋白（peripheralprotein）酶促作用v液态镶嵌模型（Fluidmosaicmodel）1972年。JSSinger和GLNicolson提出 3 化学组成构造磷脂20-30%、蛋白质60-70%53细胞膜液态镶嵌模型细胞膜液态镶嵌模型54微生物细胞的结构与功能课件55v液态镶嵌模型Fluidmosaicmodel膜的主体是脂质双分子层脂质双分子层具有流动性整合蛋白“溶”于脂质双分子层的饿疏水内层。周边蛋白通过静电引力与磷脂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周边蛋白“漂浮”运动，整合蛋白作横向运动。液态镶嵌模型Fluid mosaic model膜564生理功能选择性吸收、运送营养物质维持细胞内正常渗透压合成细胞壁和糖被的各种组分（LPS，荚膜多糖）是细胞产能的场所鞭毛着生部位，旋转部位 4 生理功能选择性吸收、运送营养物质575内膜系统膜内陷并延伸到细胞质内，在繁殖和代谢多种过程中起作用。多见于G+菌。（1）载色体（2）间体mesosome，或中体5 内膜系统 膜内陷并延伸到细胞质内，在繁殖和代谢多种过581载色体光合细菌光合作用部位，单层与细胞膜相连的内膜环绕，含色素、光合磷酸化所需酶系和电子递体。细胞内的捕光色素存在其内。有的简单地陷入细胞质中；有的具备复杂的层状排列结构，如蓝细菌的光合作用膜。1载色体 光合细菌光合作用部位，单层与细胞592间体mesosome，或中体概念：一种由细胞质膜内褶形成的囊状构造。充满层状、管状的泡囊。G+多见。间体 2 间体mesosome，或中体概念：一种由细胞质60示间体示间体61间体的功能与青霉素酶的分泌有关与DNA的复制、分配及与细胞分裂有关 间体的功能 与青霉素酶的分泌有关626古生菌的细胞质膜存在独特的单分子层或单、双分子层混合层。真细菌古细菌6 古生菌的细胞质膜存在独特的单分子层或单、双分子层混合层。63三细胞质Cytoplasm除核区外的半透明、胶状、颗粒状物质的总称。主要存在物质：1核糖体Ribosome2质粒Plasmids3内含物Inclusionbody三细胞质 Cytoplasm除核区外的半透明、胶状64v1核糖体Ribosome组成3030S S亚单位位5050S S亚单位位1616S rRNAS rRNA2121种不同蛋白种不同蛋白5 5SrRNASrRNA2323SrRNASrRNA3232种不同蛋白种不同蛋白 1 核糖体 Ribosome 组成30S亚单位50S65核糖体是细胞合成蛋白质的机构核糖体是66微生物细胞的结构与功能课件67v2质粒(Plasmids质粒粒质粒质粒(Plasmids）染色体染色体(Chromosomes)2 质粒(Plasmids质粒质粒(Plasmid68质粒的概念：细胞中除染色体以外的环状双螺旋DNA分子，稳定遗传。质粒可以独立进行复制，有的质粒也能整合到染色体上。对细胞的生存无决定性影响。一个菌细胞可有一至数个质粒。质粒的概念：69质粒的特性和作用携带抗性基因（R因子），与抗药性有如抗青霉素、链霉素、四环素的基因，可进行抗性筛选。目的基因载体将携带的目的基因DNA片断转移到宿主体内。与有性结合有关F因子与抗生素、色素合成有关。无质粒细菌可通过接合、转化、转导等方式获得，不能自发产生。可自我复制，稳定遗传。对生存不是必要的。复制与染色体分开，但同步进行。质粒的特性和作用携带抗性基因（R因子），与抗药性有70v3内含物Inclusionbody细胞内形状较大的颗粒状构造。贮藏物（Reservematerials）磁小体（(megnetosome)羧酶体（carboxysome）气泡（gasvocuoles）3 内含物Inclusion body细胞内形状较大的颗711贮藏物Reservematerials贮藏物糖原：大肠杆菌、克雷伯氏菌、蓝细菌芽孢杆菌等聚羟丁酸：固氮菌、产碱菌、肠杆菌氮源类藻青素：蓝细菌含有藻青蛋白：蓝细菌含有磷源（异染粒）：迂回螺菌、白喉棒杆菌和分枝杆菌含有硫源：迂回螺菌菌、白喉棒杆菌、结核分枝杆菌碳源及能源类贮藏营养物1贮藏物Reserve materials贮糖原：大72聚羟丁酸poly-hydroxybutyratePHB1929年发现H-O-CH-CH2-C-O-HCH3Onn106无毒可塑易降解医用塑料生物降解塑料尼罗蓝或苏丹黑染色观察 聚羟丁酸poly-hydroxybutyr73微生物细胞的结构与功能课件74异染粒metachromaticgranuleOHPOHnHOOn=2106用美兰或甲苯胺蓝染成红紫色。如白喉杆菌，鼠疫杆菌。多聚偏磷酸盐异染粒metachromatic granuleOHPO 75藻青素cyanophycinCO2AspCOH3N+nAspAspCOCONHNHNHArgArgArg概念：存在于蓝细菌中的藻青蛋白功能：贮氮，贮能。厌氧时可进行鸟氨酸循环。藻青素cyanophycinCO2AspCOH3N+nAs762磁小体(magnetosome)1975年由RPBlakemore在趋磁细菌中发现主要成分是Fe3O4外被一层磷脂蛋白或糖蛋白膜,是单磁畴晶体,无毒,大小20100nm,每个细胞有220颗形状为平截八面体、平行六面体或六棱柱体等功能导向作用，即借助鞭毛游向泥、水界面微氧环境处生活实用前景：生产磁性定向药物或抗体，以及制造生物传感器2 磁小体(magnetosome)1975年由R P 773羧酶体carboxysome存在于一些自养细菌内的多角形或六角形内含物大小约10nm（与噬菌体相仿）内含1，5二磷酸核酮糖羧化酶在自养细菌的CO2固定中起关键作用3羧酶体 carboxysome存在于一些自养细菌内的784气泡gasvacuoles是许多光合型、无鞭毛水生菌中充满气体的泡囊状内含物大小为0.21.0um75nm内由数排柱形小空泡组成，外有2nm厚的蛋白膜包裹每个细胞中含几个或数百个气泡功能：调节细胞比重以使细菌漂浮在最适水层中获取光能、O2和营养物质4气泡 gas vacuoles是许多光合型、无鞭毛水79微生物细胞的结构与功能课件80四核区nuclearregionorarea又叫核质体（nuclearbody）原核（prokaryon）拟核（nucleoid）核基因组（genome）核区富尔根（Feulgen）染色法染色呈紫色形态不定的区域。四核区nuclear region or area又81E.coli的两个拟核模型示拟核（透射电子显微镜）E.coli的两个拟核模型示拟核（透射电子显微镜）82盐酸-吉姆萨染色示细菌细胞的拟核bar=5m盐酸-吉姆萨染色示细菌细胞的拟核83细菌DNA：长度：一般为：13mm例：大肠杆菌的DNA长约1mm。生长迅速的细菌在核分裂之后细胞往往来不及分裂,所以细胞中常有24个核，而生长缓慢的细菌细胞中一般只有12个核，不在染色体复制时期一般是单倍体。功能：负载遗传信息。决定主要性状原核生物特有的无核膜结构，无固定形态的原始细胞核。一个大型环状DNA分子，无组蛋白。细菌DNA：长度：一般为：13mm例：大肠杆菌的DNA84二特殊构造（一）芽孢（endosporeorspore）（二）糖被（glycocalyx）（三）鞭毛（flagellum、flagella）（四）菌毛（fimbria复fimbriae）（五）性毛（pili复pilus）（六）S层（Slayer）二 特殊构造（一）芽孢（endospore or spor85一芽孢endosporeorspore一芽孢endospore or spore86某些细菌在其生长发育后期，在细胞内形成一个圆形或椭圆形、厚壁、含水量极低、抗逆性极强的休眠体芽孢无繁殖功能。一个营养细胞内仅生成一个芽孢芽孢是生物界中抗性最强的生命体。一般的芽孢在普通条件下可保持几年至几十年的生活力。某些细菌在其生长发育后期，在细胞内形成一个圆形或椭圆形、87芽孢endosporeorspore1产芽孢细菌的种类2芽孢的构造3芽孢形成4芽孢萌发5芽孢的耐热机制6研究芽孢的意义7伴孢晶体芽孢endospore or spore1 产芽孢细菌881产芽孢细菌的种类枯草芽孢杆菌枯草芽孢杆菌好氧性的芽孢杆菌属（Bacillus）厌氧性的梭菌属（Clostridium）芽孢八叠球菌属（Sporosarcina）孢螺菌属（Sporospirillum）芽孢芽孢 菌体菌体1 产芽孢细菌的种类枯草芽孢杆菌好氧性的芽孢杆菌属（Bac89微生物细胞的结构与功能课件902芽孢的构造细菌芽孢构造的模式图核心核心孢外壁孢外壁 皮皮 层层 芽孢质芽孢质芽孢核区芽孢核区芽孢衣芽孢衣芽孢膜芽孢膜芽孢壁芽孢壁2芽孢的构造 2 芽孢的构造细菌芽孢构造的 模式图 核心孢外壁 皮 91吡啶2、6-二羧酸3芽孢的形成质膜内陷质膜内陷前芽孢双前芽孢双层膜形成层膜形成皮层皮层合成合成芽孢芽孢裂解裂解DNA浓缩浓缩形成束状形成束状孢衣孢衣合成合成合成合成DPA2、6-吡吡啶二二羧酸酸3 芽孢的形成质膜内陷前芽孢双皮层芽孢DNA浓缩孢衣合成DP92轴丝形成隔膜形成前芽孢内陷皮层形成芽孢衣合成外壁轴丝形成隔膜形成前芽孢内陷皮层形成芽孢衣合成外壁934芽孢的萌发germination由休眠状态的芽孢变成营养状态的细菌的过程活化（activation）出芽（germination）生长（outgrowth）4 芽孢的萌发germination由休眠状态的芽孢变94活化：人为的热处理；萌发剂。活化是可逆的。所以活化后必须及时接种到合适的培养基上。抑制剂可抑制细菌芽孢的发芽。活化：人为的热处理；955芽孢的耐热机制是由芽孢化学组成的特点决定的u渗透调节皮层膨胀学说。uDPA-Ca2+学说。u小酸溶性芽孢蛋白SASP。多因素综合性问题，是一个需深入研究的重要基础理论问题。5 芽孢的耐热机制是由芽孢化学组成的特点决定的渗透调节皮层膨96含有2，6吡啶二羧酸（DPA）含有芽孢特有的芽孢肽聚糖平均含水芽孢40、皮层70，多为结合水芽孢中酶的分子量较营养细胞小Dipicolinicacid（DPA）DPA-Ca2+形成稳定性强的凝胶含有2，6 吡啶二羧酸（DPA）含有芽孢特有的芽孢肽聚糖平976芽孢的特性及研究芽孢的意义a细胞壁厚，难染色b水分少，40%c对热、干燥、毒物紫外线有很强的抗性d不具繁殖力一个菌体一个菌体一个芽一个芽孢芽孢的特性比较芽孢和营养细胞的特点。6 芽孢的特性及研究芽孢的意义a 细胞壁厚，难染色一98研究芽孢的意义细菌分类、鉴定中重要的形态学指标指导菌种保藏高温提高芽孢产生菌筛选效率衡量消毒灭菌手段的重要指标；作为无菌标准外科器材：破伤风梭菌（C.tetani）产气荚膜梭菌（C.perfringens）肉类罐头：肉毒梭菌（Clostridiumbotulinum）研究芽孢的意义细菌分类、鉴定中重要的形态学指标指导菌种保藏高997伴孢晶体parasporalcrystal少数芽孢杆菌在形成芽孢的同时，会在芽孢旁形成一颗菱形或双锥形的碱溶性蛋白晶体内毒素，称为伴孢晶体。作用：对200多种昆虫有毒杀作用。作成细菌杀虫剂环保生物农药苏云金芽孢杆菌7 伴孢晶体parasporal crystal少数芽100二糖被glycocalyx包被于某些细菌细胞壁外的一层厚度不定的胶状物质，称为糖被。糖被的有无、厚薄与菌种遗传性有关，还与环境条件（特别是营养）密切相关。糖被按其有无固定层次、层次薄厚又可分为荚膜、微荚膜,粘液层,和菌胶团。细菌负染后相差显微镜图片（示荚膜）二糖被 glycocalyx包被于某些细菌细胞壁外糖101糖被包在单个细胞上包裹在细胞壁群上：菌胶团。在壁上有固定层松散，未固定在壁上：粘液层层次厚：荚膜层次薄：微荚膜糖被包在单个细胞上在壁上有固定层层次厚：荚膜102荚膜是最常见的糖被。负染色（背景染色）：用碳素墨水负染色。原因排斥微细碳粒粘液层结构疏松，不能排斥碳粒。不能负染色。菌胶团是多个细菌的荚膜融合为一个团状物。荚膜是最常见的糖被。粘液层结构疏松，不能排斥碳粒。不能负染色103糖被成分多糖纯多糖杂多糖多肽和多糖蛋白质葡聚糖纤维素果聚糖多肽海藻酸透明质酸聚-D-谷氨酸糖被成分多糖纯多糖杂多糖多肽和多糖蛋白质葡聚糖纤维素果聚糖104荚膜功能保护作用贮藏养料堆积代谢废物附着作用：引起龋齿的细菌作为透性屏障或离子交换系介质细菌间的信息识别作用：根瘤菌保护细菌免受干旱损坏防止噬菌体的吸附和裂解使致病菌免受宿主白细胞吞噬荚膜功能保护作用贮藏养料堆积代谢废物附着作用：引起龋齿的细菌105鉴定菌种提取葡聚糖“代血浆”胞外多糖：黄原胶用于石油开采菌胶团用于处理污水细菌糖被科研和实践意义链球菌引起龋齿鉴定菌种提取葡聚糖“代血浆”胞外多糖：黄原胶用于石油开采菌106三鞭毛flagellum，flagella1鞭毛的定义2鞭毛的观察3鞭毛的构造4鞭毛的功能5各类细菌的鞭毛6小结三鞭毛flagellum，flagella1 鞭毛1071鞭毛的定义生长在某些细菌体表的长丝状、波曲的蛋白质附属物。从细胞膜伸出。1 鞭毛的定义生长在某些细菌体表的长丝状、波曲的蛋白质附属物1082鞭毛的观察电子显微镜直接观察光学显微镜鞭毛染色法染色后观察暗视野显微镜制水浸片或悬滴法。运动方式肉眼观察半固体（0.30.4%）直立柱穿刺接种细菌在平板培养基上的菌落外形。2 鞭毛的观察电子显微镜直接观察光学显微镜鞭毛染109水浸片水浸片悬滴法滴法穿刺生穿刺生长水浸片悬滴法穿刺生长1103鞭毛的构造三部分组成基体（basalbody）钩形鞘（hook）鞭毛丝（filament）革兰氏阳性细菌的鞭毛构造革兰氏阴性细菌的鞭毛构造3 鞭毛的构造三部分组成基体（basal body）革兰氏111L-ringP-ringS-ringM-ringG-basal bodyG+basal bodyS-ringM-ring革兰氏阴性细菌革兰氏阳性细菌filamenthookL-ringP-ringS-ringM-ringS-ringM-ringL-ringG-G+S-ring革兰氏革兰氏filament112三种蛋白质：Mot蛋白：马达的定子（包裹S-M环）Fli蛋白鞭毛蛋白（flagellin）：组成鞭毛丝FliGFliMFliNC环：鞭毛马达键钮（S-M环基部）三种蛋白质：Fli GC环：鞭毛马达键钮113Mot蛋白：驱动S-M环旋转Fli蛋白：使鞭毛正转或逆转Mot蛋白：驱动S-M环旋转114Flagellin组成鞭毛丝在细胞质内靠近鞭毛基体的核糖体上合成。由鞭毛基部通过中央孔道输送到鞭毛的游离端自装配。生长方式为顶部延伸。Flagellin组成鞭毛丝在细胞质内靠近鞭毛基体的核糖体上1154鞭毛的功能运动实现运动的趋向性。运动理论旋转论。运动速度极快：最高100um/s（3000倍体长/min）4 鞭毛的功能运动实现运动的趋向性。1165各类细菌的鞭毛弧菌、螺菌，都有鞭毛杆菌，有的有球菌，个别有单端鞭毛菌（monotricha）端生丛毛菌（lophotricha）两端鞭毛菌（amphitricha）周生菌（peritricha）鞭毛的有无是分类鉴定的重要指标。鞭毛脱落后不再长出。5 各类细菌的鞭毛弧菌、螺菌，都有鞭毛单端鞭毛菌（mo117幼龄菌易生鞭毛，菌体衰老后易失去鞭毛。多次活化菌体制作好的鞭毛片。鞭毛脱落后不能再生。在液体中定向运动；在固体培养基中表面水膜运动6小结幼龄菌易生鞭毛，菌体衰老后易失去鞭毛。多次活化菌体制作好的鞭118四菌毛fimbria，复fimbriae又叫伞毛、纤毛、线毛、须毛、定义：一种长在细菌体表的纤细、中空、短直、量多的蛋白质附属物。数百根。成分：菌毛蛋白作用：使菌体附着在物体表面。如：淋病奈氏球菌（Neisseriagonorhoeae）菌毛菌毛四菌毛fimbria，复 fimbriae又叫伞毛119五性毛pili单pilus又称性菌毛sex-pili或F-pili接合性毛conjugativepili构造、成分与菌毛相同。1几根见于革兰氏阴性细菌的雄性菌株（供体菌）。功能：向雌性菌株传递遗传物质RNA噬菌体的特异性吸附受体五性毛pili 单pilus又称性菌毛sex-p120不使菌体运动。失去后能很快长出，更新。注意：不使菌体运动。注意：121（六）S层（Slayer）附在细胞壁外。是糖被的一种。大量蛋白质排列的连续层。革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌、古生菌均具有。（六）S层（S layer）附在细胞壁外。122第二节真核微生物细胞的构造和功能真核生物（Eukaryotes）细胞核具有核膜，能进行有丝分裂，细胞质中存在细胞器的生物。特点：有核膜包裹的完整细胞核。有细胞器（organelles）内质网、高尔基体、线粒体、叶绿体等。DNA与组蛋白及其他蛋白结合染色体。第二节 真核微生物细胞的 构造和功能真核生物123一细胞壁二鞭毛与纤毛三细胞质膜四细胞核五细胞质和细胞器一 细胞壁124一细胞壁主要成分多糖，少量蛋白质和脂类真菌的细胞壁（1）酵母菌的细胞壁（2）丝状真菌的细胞壁一 细胞壁主要成分多糖，少量蛋白质和脂类真菌的细胞壁1251酵母菌的细胞壁厚度2570nm。占细胞干重25%。自外至内的分布次序：甘露聚糖（mannan）蛋白质（protein）葡聚糖（glucan）几丁质（chitin）磷酸化磷酸化甘露聚糖甘露聚糖甘露聚糖甘露聚糖蛋白蛋白质葡聚糖葡聚糖质膜膜1酵母菌的细胞壁厚度2570nm。自外至内的分布次序：126外层：甘露聚糖。约占30%，以-糖苷键联结（并非所有酵母菌都有）。网状。去除，细胞可维持正常。中层：蛋白质含6-8%，为酶类起催化作用。内层：葡聚糖约占30-40%，由D-葡萄糖以-糖苷键联结。赋予机械强度。外层：甘露聚糖。约占30%，以-糖苷键联结（并非中层：蛋白127几丁质（chitin)：为聚乙酰氨基葡萄糖。几丁质并不是所有的酵母菌中都有，其含量也因种而异。裂殖酵母一般不含几丁质，酿酒酵母含12%，有的假菌丝酵母含量超过了2%。形成芽体时合成。分布在芽痕周围。细胞壁的少量组分几丁质和脂类几丁质（chitin)：细胞壁的少量组分几丁质和脂类128细胞壁的功能半透性。保护性。与细胞合成有关。细胞壁的功能半透性。1292丝状真菌的细胞壁以粗糙脉孢菌（Neurosporacrassa）为例由外到内的分布次序：无定形的葡聚糖：（1-3）、（1-6）组成粗糙网：糖蛋白组成蛋白质层几丁质微纤维丝：最内层，放射排列。用蜗牛酶制原生质体。2丝状真菌的细胞壁以粗糙脉孢菌（Neurospora c130二鞭毛与纤毛1功能：运动（挥鞭方式运动）。长的为鞭毛，短的为纤毛2构造：鞭毛与纤毛构造基本相同u鞭杆（shaft）：伸出细胞外基体（basalbody）：嵌埋在细胞质膜上。过渡区：连接前两者在一起二 鞭毛与纤毛1 功能：运动（挥鞭方式运动）。长的为鞭毛，131“9+2”型鞭杆“9+0”型基体动力蛋白臂：阳离子激活的ATP酶。“9+2”型鞭杆132三细胞质膜与原核细胞的细胞质膜构造、功能相似。v酵母菌的细胞膜v霉菌的细胞膜三 细胞质膜与原核细胞的细胞质膜构造、功能相似。酵母菌 133含有甾醇麦角固醇v酵母菌的细胞膜酵母菌的细胞膜与原核生物的基本相同。但有的酵母菌如酿酒酵母中含有固醇类（甾醇）、VitD的前体-麦角固醇，这在原核生物是罕见的。含有 酵母菌的细胞膜 酵母菌的细胞膜与原核生物的基本134v霉菌的细胞膜7-10nm厚，结构同其他真核细胞类似。真核生物与原核生物细胞质膜的差别，见书。霉菌的细胞膜 7-10nm厚，结构同其他真真核生物135四细胞核nucleus核被膜（nuclearenvelope）染色质（chromatin）核仁（nucleolus）核基质（nuclearmatrix）四 细胞核nucleus核被膜（nuclear enve136染色质chromatin核小体（nucleosomes）DNA组蛋白其他蛋白质少量RNA染色质chromatin核小体DNA137v酵母菌细胞核构造1）核膜：核孔4070nm，透性比任何生物膜都大。2）染色体:由DNA和组蛋白牢固结合而成，呈线状。数目因种而异。3）核仁：核内有一或几个核仁，为合成核糖体的场所。4）核基质:“核液”。支撑细胞核和提供染色体附着点。酵母菌细胞核构造 1）核膜：核孔4070nm，透138v霉菌细胞核构造核直径0.73.0m，可通过隔膜上的小孔，在菌丝中流动。核膜上有40-70nm小孔，孔的数目随菌龄而增加。核仁直径3nm。其他结构同一般真核细胞。霉菌细胞核构造 核直径0.7 3.0m，可通139五细胞质和细胞器五 细胞质和细胞器140细胞质（cytoplasm）细胞质膜和细胞核间透明、粘稠、充满细胞器的溶胶。各种细胞器内质网（endoplasmicreticulum）溶酶体（lysosome）微体（microbody）线粒体（mitochondria）液泡（vacuole）细胞质（cytoplasm）各种细胞器141内质网endoplasmicreticulum相通的囊腔和细管系统。糙面内质网（roughER）合成运送胞外分泌蛋白光面内质网（smoothER）与脂类代谢、钙代谢有关 内质网endoplasmic reticulum相通的142溶酶体lysosome由单层膜包裹，内含多种酸性水解酶的囊泡状细胞器。主要功能是细胞内的消化作用。分初级、次级、和后溶酶体。细胞坏死时其中的酶导致细胞自溶（autolysis）溶酶体lysosome由单层膜包裹，内含多种酸性水解酶的143微生物细胞的结构与功能课件144微体microbody单层膜包裹、与溶酶体相似的球形细胞器。microbody过氧化物酶体peroxisome依赖于黄素（FAD）的氧化酶过氧化氢酶乙醛酸循环体glyoxisome免受H2O2毒害将脂类转化为糖类种子萌发时活跃微体microbody单层膜包裹、与溶酶体相似的球形细胞145线粒体mitochondria生物氧化中心（电子传递链和氧化磷酸化反应实现产能）。其DNA可自主复制，不受核DNA控制。决定线粒体的某些遗传性状。线粒体mitochondria生物氧化中心（电子传递链和146液泡vacuole单层膜包裹的细胞器；含有机酸、盐类水溶液和水解酶类。调节渗透压；与细胞质进行物质交换；储藏物质；防止细胞损伤。为细胞成熟的标志。真菌和藻类等中存在液泡vacuole单层膜包裹的细胞器；含有机酸、盐类 147第三节真核生物和原核生物的比较一总体比较二细胞质比较三细胞核比较四生理特性比较第三节 真核生物和原核生物的比较一 总体比较148一总体比较一 总体比较149二细胞质cytoplasm比较二 细胞质cytoplasm比较150三细胞核nucleus比较三 细胞核nucleus比较151四生理特性比较四 生理特性比较1521比较革兰氏阳性细菌和革兰氏阴性细菌细胞壁的异同点。2结合细胞壁的结构特点说明革兰氏染色的机制。3细菌的质粒和拟核有什么区别？4举出至少四种内含物，说明他们的主要作用。5在细胞壁和细胞膜结构上真细菌和古细菌有什么区别？6芽孢、糖被、鞭毛的概念7芽孢的特性及研究意义8结合糖被的特点，说说糖被和科研和实践意义。思考题1 比较革兰氏阳性细菌和革兰氏阴性细菌细胞壁的异同点。思考题1539G+细菌和G-细菌鞭毛结构的区别10真核微生物鞭毛的结构特点。11比较原核微生物和真核微生物的区别。9 G+细菌和G-细菌鞭毛结构的区别154