微生物细胞的结构培训课件

第一部分原核微生物的形态和构造6/20/20241微生物细胞的结构原核细胞真核细胞6/20/20242微生物细胞的结构第一节 细菌 本节提要：|细菌的形态和染色|细菌细胞的一般结构|细菌细胞的特殊结构6/20/20243微生物细胞的结构一、细菌的形态6/20/20244微生物细胞的结构(一一)细菌的正常形态:细菌的形态和染色球菌杆菌螺旋菌6/20/20245微生物细胞的结构1.球菌(coccus)单球菌双球菌八叠球菌四联球菌链球菌葡萄球菌6/20/20246微生物细胞的结构2.2.杆菌(bacillus)(bacillus)细菌的形态和染色梭状芽孢杆菌短杆菌长杆菌6/20/20247微生物细胞的结构3.3.螺旋菌（spirilla):spirilla):螺旋状的细菌。螺旋不满一圈称为弧菌(vibrio)(vibrio)，满26环称为螺旋菌(spirllum)(spirllum)，旋转周数在6环以上的称为螺旋体(spirochaeta)(spirochaeta)。螺旋菌弧菌螺旋体6/20/20248微生物细胞的结构二、细菌细胞的基本结构6/20/20249微生物细胞的结构细菌细胞的基本结构1.概念：细胞壁是位于胞外紧贴胞膜的一层无色透明，坚韧而有弹性的结构。(一)细胞壁（cell wall)：6/20/202410微生物细胞的结构细菌细胞的基本结构重点提示：重点提示：细胞壁的基本骨架细胞壁的基本骨架肽聚糖肽聚糖革兰氏阳性菌的细胞壁革兰氏阳性菌的细胞壁 革兰氏阴性菌的细胞壁革兰氏阴性菌的细胞壁革兰氏染色的机理革兰氏染色的机理 2.细胞壁的化学组成与结构6/20/202411微生物细胞的结构细菌细胞的基本结构概念：肽聚糖是由 N乙酰胞壁酸（NAM）和N乙酰葡糖胺（NAG）以及少数氨基酸短肽链组成的亚单位聚合而成的大分子复合体（1 1）细胞壁的基本骨架）细胞壁的基本骨架肽聚糖肽聚糖6/20/202412微生物细胞的结构肽聚糖单体细菌细胞的基本结构由NAG、NAM、肽尾、肽桥构成6/20/202413微生物细胞的结构肽聚糖网格状结构:细菌细胞的基本结构6/20/202414微生物细胞的结构细菌细胞的基本结构（2）革兰氏阳性菌的细胞壁）革兰氏阳性菌的细胞壁:占3070%,不同菌种中肽聚糖(肽链)组分不同,具重要分类意义。肽聚糖:由肽聚糖和磷壁酸组成6/20/202415微生物细胞的结构磷壁酸(teichoic acid):细菌细胞的基本结构 占40%。G+菌所特有,其主链由数十个磷酸甘油或磷酸核糖醇组成,有的还有由DAla和还原糖组成的侧链。6/20/202416微生物细胞的结构磷壁酸的功能：1)使细胞壁形成负电荷环境,以利于 吸附镁离子,维持酶活。2）贮藏磷元素3)构成噬菌体的吸附位点,同时是某 种菌的抗原决定簇的主要成分。4）赋予G+特异的表面抗原5)可以和宿主粘连。细菌细胞的基本结构6/20/202417微生物细胞的结构（3）革兰氏阴性菌的细胞壁）革兰氏阴性菌的细胞壁细菌细胞的基本结构 革兰氏阴性菌的细胞壁结构较复杂,分内壁层和外壁层。6/20/202418微生物细胞的结构内壁层:细菌细胞的基本结构 紧贴胞膜,仅由12层肽聚糖分子构成,占细胞壁干重5 10%,无磷壁酸。6/20/202419微生物细胞的结构细菌细胞的基本结构脂多糖;蛋白质层:脂蛋白、基质蛋白、外壁蛋白;磷脂.外壁层:位于肽聚糖层的外部。包括:6/20/202420微生物细胞的结构细菌细胞的基本结构埋嵌在外壁层中,如孔蛋白,三聚体构成的疏水孔道贯穿外壁层,使小于800-900D的分子可通过,起分子筛作用。基质蛋白：6/20/202421微生物细胞的结构细菌细胞的基本结构 为特异性载体,可将较大分子送入细胞内。外壁蛋白：6/20/202422微生物细胞的结构细菌细胞的基本结构与肽聚糖层共价结合,并埋置在外壁层,使外壁层牢固的与内壁层连接。脂蛋白：6/20/202423微生物细胞的结构细菌细胞的基本结构脂质A:两个葡糖胺连接多 个脂肪酸,为内毒素 的中心。核心多糖:与脂质A相连,由 糖及其衍生物组成。O-侧链:短多糖链,其顺序有 菌种特异性,具有诊断 细菌学意义。脂多糖(LPS,lipopolysaccharide(LPS,lipopolysaccharide)：6/20/202424微生物细胞的结构细菌细胞的基本结构2.与磷壁酸相似，吸附二价阳离子以提 高这些离子在细胞表面的浓度。3.由于LPS的多样性，决定G菌表面抗 原决定簇的多样性。4.噬菌体吸附位点。脂多糖（LPS）的功能：1.G菌致病物质内毒素的物质基础。6/20/202425微生物细胞的结构细菌的鉴别染色法革兰氏染色法C.Gram 丹麦医生步骤：涂片固定；结晶紫初染1min；碘液媒染1min；95%乙醇脱色0.5min；番红复染1min。结果:阳性菌紫色；阴性菌红色。细菌的形态和染色6/20/202426微生物细胞的结构 G菌：细胞壁厚，肽聚糖网状分子形成一种透性障，当乙醇脱色时，肽聚糖脱水而孔障缩小，故保留结晶紫-碘复合物在细胞膜上。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，其脂含量高,乙醇将脂溶解，缝隙加大，结晶紫-碘复合物溶出细胞壁，沙黄复染后呈红色。细菌细胞的基本结构6/20/202427微生物细胞的结构4 缺壁细胞l原生质体lL型细菌l球状体l支原体6/20/202428微生物细胞的结构 细菌除去细胞壁剩下由细胞膜包裹的部分。多为G+菌。细菌细胞的基本结构a 原生质体（protoplast）：6/20/202429微生物细胞的结构原生质体的特点：细菌细胞的基本结构1)无细胞壁，为圆球形2)对环境敏感：渗透压，震荡，离心，易溶菌3)有鞭毛，而不能运动4)不被噬菌体感染（因为没有吸附位点）5)生物学特性依旧6/20/202430微生物细胞的结构b.球状体（spheroplast)：还保留有部分细胞壁的菌体细胞,多见于G菌。细菌细胞的基本结构特点：除具原生质体特点外a)可有一定抗性，可培养b)可重新合成细胞壁6/20/202431微生物细胞的结构c.型细菌(L-forms)：自发突变形成的细胞壁缺陷(部分或全部),具多形性。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。细菌细胞的基本结构6/20/202432微生物细胞的结构d 支原体l适应自然生活条件的无细胞壁的原核生物，细胞膜中含有甾醇。6/20/202433微生物细胞的结构5.细胞壁的功能:1)保护细胞,维持菌形2)具有抗原性致病性对噬菌体的敏感性3)与胞膜一起完成细胞内外物质交换4)为正常细胞分裂所必需 5)鞭毛运动的支点细菌细胞的基本结构6/20/202434微生物细胞的结构6.周质空间(periplasmic space;periplasm)(periplasmic space;periplasm)1)概念:位于细胞壁与细胞膜之间的狭窄空隙细菌细胞的基本结构6/20/202435微生物细胞的结构(2)周质空间的特点:a.充满松散的网状肽聚糖b.含水解酶类、合成酶类c.含与营养吸收有关的蛋白质细菌细胞的基本结构6/20/202436微生物细胞的结构（二）细胞膜(cell membrane)(cell membrane)细菌细胞的基本结构1.概念: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。6/20/202437微生物细胞的结构2.细胞膜的结构细菌细胞的基本结构1972年Singer和Nicolson提出的细胞膜液态镶嵌模型。6/20/202438微生物细胞的结构3.细胞膜的功能：(1)细胞内外物质交换和运送。(2)在原核微生物中,参与生物氧化和 能量产生。(3)与细胞壁及荚膜的合成有关。(4)是鞭毛着生的位点。细菌细胞的基本结构6/20/202439微生物细胞的结构（三）核区概念：由大型环状双DNA纤丝构成的无核膜核仁的区域，故又称类核或拟核。细菌细胞的基本结构6/20/202440微生物细胞的结构细菌DNA：细菌细胞的基本结构 放射自显影下，24m长的E.coli 其DNA长11.4m。无组蛋白，与精胺、亚精胺结合，故有稳定性和柔软性。6/20/202441微生物细胞的结构(四)细胞质及其内含物细菌细胞的基本结构1.成分：细菌的细胞质是由水，蛋白质，核酸，脂类和少量糖，无机盐组成的无色透明粘稠状透明物质。6/20/202442微生物细胞的结构2.气泡细菌细胞的基本结构 由蛋白质膜构成的泡状物，加大菌体的浮力，便于菌体吸收水中的氧气。常见于光合细菌和水生细菌，借气泡漂浮能力，使无鞭毛菌在适合环境中生长。6/20/202443微生物细胞的结构3.颗粒状内含物细菌细胞的基本结构 颗粒状内含物为细胞储藏物质，因种而异，随菌龄及培养条件不同而改变。主要有糖元、异染粒、聚羟丁酸、藻青素、藻青蛋白、多聚磷酸盐和硫粒等。6/20/202444微生物细胞的结构(1)(1)异染粒：细菌细胞的基本结构概 念：为多聚偏磷酸盐。功 能：贮存磷元素和能，降低 渗透压。鉴定意义：遇甲基胺蓝变紫红色，如白喉杆菌，鼠疫杆菌。6/20/202445微生物细胞的结构(2)聚羟丁酸颗粒（PHB）概念:为碳源贮存物功能：贮存能量，碳 源，可降低渗 透压。细菌细胞的基本结构6/20/202446微生物细胞的结构(3)藻青素：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。细菌细胞的基本结构6/20/202447微生物细胞的结构三、细菌细胞的特殊结构6/20/202448微生物细胞的结构（一）荚膜(capsule)细菌细胞的特殊结构1.概念：某些细菌细胞壁外的一层粘液性物质。6/20/202449微生物细胞的结构2.种类：荚膜 ：0.2m 与菌表面结合松弛,震 荡离心可得。粘液层：与菌表面结合松散,可向菌的周 围扩散,增大黏性。菌胶团：多个细菌共有一个荚膜。细菌细胞的特殊结构微荚膜：0.2m 与细胞表面牢固结合。6/20/202450微生物细胞的结构3.荚膜的组成：因种而异，除水外，主要是多糖（包括同型多糖和异型多糖），此外还有多肽，蛋白质，糖蛋白等。细菌细胞的特殊结构6/20/202451微生物细胞的结构4.荚膜的生理功能：（1）保护作用：抗干燥，抗吞噬 （吞噬细胞、噬菌体、蛭弧菌等）（2）贮藏养料（3）具有致病性，抗原性细菌细胞的特殊结构6/20/202452微生物细胞的结构（二）鞭毛1.概念：某些微生物表面由细胞内生出的细长、波曲的结构。细菌细胞的特殊结构6/20/202453微生物细胞的结构2.鞭毛的着生方式细菌细胞的特殊结构6/20/202454微生物细胞的结构3.鞭毛的化学组成 鞭毛蛋白，3万6万Dolton，不同种由不同球蛋白分子亚基构成，有些含多糖、类脂等，为极好抗原。细菌细胞的特殊结构6/20/202455微生物细胞的结构4.鞭毛的结构细菌细胞的特殊结构鞭毛丝 中空螺旋状、丝状结构，球蛋白亚基螺旋排列。由鞭毛丝鞭毛钩基体组成。6/20/202456微生物细胞的结构鞭毛钩细菌细胞的特殊结构又称钩形鞘，是连接鞭毛丝和基体的一个弯曲筒状部分，蛋白质亚基组成。6/20/202457微生物细胞的结构基体细菌细胞的特殊结构由几个环状结构构成，环中央有一杆状结构（鞭毛杆），将鞭毛固定于细胞膜与细胞壁上。G菌：L环、P环、S环、M环G+菌：S环，M环6/20/202458微生物细胞的结构7.菌毛细菌细胞的特殊结构 某些菌体表面存在的短而多的附属物。与菌的致病性吸附有关。6/20/202459微生物细胞的结构（三）芽孢细菌细胞的特殊结构1.概念：某些菌生长到一定阶段，细胞内形成的圆或卵圆形的内生孢子，是对不良环境有较强抵抗力的休眠体。6/20/202460微生物细胞的结构2.芽孢的结构细菌细胞的特殊结构6/20/202461微生物细胞的结构3.芽孢的特性：（1）多层膜结构，通透性很差。（2）组分：水分少（5%），DPA（吡啶二 羧酸），富含疏水性角蛋白。（3）抗性强：热、酶解、辐射、药物。（4）休眠体，新陈代谢几乎停止，一个芽 孢产生一个个体。细菌细胞的特殊结构6/20/202462微生物细胞的结构4.芽孢的意义（1）鉴定价值：不同菌类芽孢的 大小、位置、形状不同。（2）作为无菌标准。细菌细胞的特殊结构6/20/202463微生物细胞的结构第二部分真核微生物的形态和构造6/20/202464微生物细胞的结构真菌(fungus,复fungi):真菌的细胞具有真正的细胞核，以孢子繁殖，无叶绿素，菌体通常是分枝茂盛的丝状体，具几丁质,或纤维素,或二者兼有的细胞壁，是一类异养型的真核微生物。6/20/202465微生物细胞的结构真菌的特点真菌的特点l真核微生物，具有细胞核、细胞器细胞核、细胞器l 细胞较大细胞较大l具有细胞壁细胞壁的成份：细菌肽聚糖肽聚糖、胞壁酸真菌几丁质几丁质、多聚糖6/20/202466微生物细胞的结构酵母 细胞壁(以酿酒酵母为例)酵母菌的形态结构外层：甘露聚糖 约占30%，以-糖苷键联结（并非所有酵母菌都有）（1）化学组成：葡聚糖甘露聚糖蛋白质、脂类、几丁质6/20/202467微生物细胞的结构内层：葡聚糖 酵母菌的形态结构 约占30-40%，由D-葡萄糖以-糖苷键联结。6/20/202468微生物细胞的结构中层：蛋白质酵母菌的形态结构含6-8%，多为酶类。6/20/202469微生物细胞的结构细胞壁的少量组分脂类和几丁质几丁质（chitin)：为聚乙酰氨基葡萄糖酵母菌的形态结构 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%。6/20/202470微生物细胞的结构（2）壁外成分：有些菌壁外含有由多糖构成的类似荚膜的结构。包括异多糖、甘露聚糖和淀粉类物质。（3）细胞壁的功能：半透性；保护性；与细胞合成有关。酵母菌的形态结构6/20/202471微生物细胞的结构霉菌细胞壁：0.10.2m ,主要由多糖组成(占80-90%).除少数水生霉菌壁含纤维素外,大部分霉菌细胞由几丁质组成.l 不同种类霉菌细胞壁的组分不同.霉菌的形态结构6/20/202472微生物细胞的结构6/20/202473微生物细胞的结构6/20/202474微生物细胞的结构细胞膜的功能：调节渗透压；吸收与分泌。酵母菌的形态结构6/20/202475微生物细胞的结构6/20/202476微生物细胞的结构酵母菌的形态结构核膜：核孔4070nm，透性比任何生物膜都大。染色体:由DNA和组蛋白牢固结合而成，呈 线状。数目因种而异。核仁：核内有一或几个核仁，为合成核糖体的 场所。中心体:在核膜外，由蛋白质亚基组成的细丝 状结构，在细胞繁殖分裂中起作用。6/20/202477微生物细胞的结构6/20/202478微生物细胞的结构酵母菌的形态结构1)单层膜包裹的细胞 器；含有机酸、盐 类 水溶液和水解 酶类。2)调节渗透压；与细胞质进行物质 交换；储藏物质。3)为细胞成熟的标志。液泡：6/20/202479微生物细胞的结构线粒体:酵母菌的形态结构1.双层单位膜包围的 细胞器；其中含脂 类、蛋白质、少量 RNA和环状DNA。2.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。3.生物氧化中心。6/20/202480微生物细胞的结构