微生物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)

微生物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)第1頁/共82頁

微生物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與功能第2頁/共82頁第一部分

原核微生物的形態(tài)和構(gòu)造第3頁/共82頁原核細(xì)胞真核細(xì)胞第4頁/共82頁第一節(jié)細(xì)菌

本節(jié)提要：細(xì)菌的形態(tài)和染色細(xì)菌細(xì)胞的一般結(jié)構(gòu)細(xì)菌細(xì)胞的特殊結(jié)構(gòu)第5頁/共82頁一、細(xì)菌的形態(tài)第6頁/共82頁(一)細(xì)菌的正常形態(tài):細(xì)菌的形態(tài)和染色球菌桿菌螺旋菌第7頁/共82頁1.球菌(coccus)單球菌雙球菌八疊球菌四聯(lián)球菌鏈球菌葡萄球菌第8頁/共82頁2.桿菌(bacillus)細(xì)菌的形態(tài)和染色梭狀芽孢桿菌短桿菌長(zhǎng)桿菌第9頁/共82頁3.螺旋菌（spirilla):螺旋狀的細(xì)菌。螺旋不滿一圈稱為弧菌(vibrio)，滿2~6環(huán)稱為螺旋菌(spirllum)，旋轉(zhuǎn)周數(shù)在6環(huán)以上的稱為螺旋體(spirochaeta)。螺旋菌弧菌螺旋體第10頁/共82頁二、細(xì)菌細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)第11頁/共82頁細(xì)菌細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)1.概念：細(xì)胞壁是位于胞外緊貼胞膜的一層無色透明，堅(jiān)韌而有彈性的結(jié)構(gòu)。(一)細(xì)胞壁（cellwall)：第12頁/共82頁細(xì)菌細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)重點(diǎn)提示：細(xì)胞壁的基本骨架——肽聚糖革蘭氏陽性菌的細(xì)胞壁革蘭氏陰性菌的細(xì)胞壁革蘭氏染色的機(jī)理2.細(xì)胞壁的化學(xué)組成與結(jié)構(gòu)第13頁/共82頁細(xì)菌細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)革蘭氏陽性菌肽聚糖單體概念：肽聚糖是由

N—乙酰胞壁酸（NAM）和N—乙酰葡糖胺（NAG）以及少數(shù)氨基酸短肽鏈組成的亞單位聚合而成的大分子復(fù)合體（1）細(xì)胞壁的基本骨架——肽聚糖第14頁/共82頁肽聚糖單體細(xì)菌細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)革蘭氏陽性菌肽聚糖單體革蘭氏陰性菌肽聚糖單體由NAG、

NAM、肽尾、肽橋構(gòu)成第15頁/共82頁肽聚糖網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu):細(xì)菌細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)第16頁/共82頁細(xì)菌細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)（2）革蘭氏陽性菌的細(xì)胞壁:

占30~70%,不同菌種中肽聚糖(肽鏈)組分不同,具重要分類意義。肽聚糖:由肽聚糖和磷壁酸組成第17頁/共82頁磷壁酸

(teichoicacid):細(xì)菌細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)

占40%。G+菌所特有,其主鏈由數(shù)十個(gè)磷酸甘油或磷酸核糖醇組成,有的還有由D—Ala和還原糖組成的側(cè)鏈。第18頁/共82頁磷壁酸的功能：1)使細(xì)胞壁形成負(fù)電荷環(huán)境,以利于

吸附鎂離子,維持酶活。2）貯藏磷元素3)構(gòu)成噬菌體的吸附位點(diǎn),同時(shí)是某

種菌的抗原決定簇的主要成分。4）賦予G+特異的表面抗原5)可以和宿主粘連。細(xì)菌細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)第19頁/共82頁（3）革蘭氏陰性菌的細(xì)胞壁細(xì)菌細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)

革蘭氏陰性菌的細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,分內(nèi)壁層和外壁層。第20頁/共82頁內(nèi)壁層:細(xì)菌細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)

緊貼胞膜,僅由1~2層肽聚糖分子構(gòu)成,占細(xì)胞壁干重5~10%,無磷壁酸。第21頁/共82頁細(xì)菌細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)

脂多糖;

蛋白質(zhì)層:脂蛋白、

基質(zhì)蛋白、

外壁蛋白;

磷脂.外壁層:位于肽聚糖層的外部。包括:第22頁/共82頁細(xì)菌細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)埋嵌在外壁層中,如孔蛋白,三聚體構(gòu)成的疏水孔道貫穿外壁層,使小于800-900D的分子可通過,起分子篩作用。基質(zhì)蛋白：第23頁/共82頁細(xì)菌細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)

為特異性載體,可將較大分子送入細(xì)胞內(nèi)。外壁蛋白：第24頁/共82頁細(xì)菌細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)與肽聚糖層共價(jià)結(jié)合,并埋置在外壁層,使外壁層牢固的與內(nèi)壁層連接。脂蛋白：第25頁/共82頁細(xì)菌細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)脂質(zhì)A:兩個(gè)葡糖胺連接多

個(gè)脂肪酸,為內(nèi)毒素

的中心。核心多糖:與脂質(zhì)A相連,由

糖及其衍生物組成。O-側(cè)鏈:短多糖鏈,其順序有

菌種特異性,具有診斷

細(xì)菌學(xué)意義。脂多糖(LPS,lipopolysaccharide)：第26頁/共82頁細(xì)菌細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)2.與磷壁酸相似，吸附二價(jià)陽離子以提

高這些離子在細(xì)胞表面的濃度。3.由于LPS的多樣性，決定Gˉ菌表面抗

原決定簇的多樣性。4.噬菌體吸附位點(diǎn)。脂多糖（LPS）的功能：1.Gˉ菌致病物質(zhì)——內(nèi)毒素的物質(zhì)基礎(chǔ)。第27頁/共82頁細(xì)菌的鑒別染色法

——革蘭氏染色法C.Gram

丹麥醫(yī)生步驟：涂片固定；結(jié)晶紫初染1min；碘液媒染1min；

95%乙醇脫色0.5min；番紅復(fù)染1min。

結(jié)果:

陽性菌——紫色；

陰性菌——紅色。細(xì)菌的形態(tài)和染色第28頁/共82頁

G﹢菌：細(xì)胞壁厚，肽聚糖網(wǎng)狀分子形成一種透性障，當(dāng)乙醇脫色時(shí)，肽聚糖脫水而孔障縮小，故保留結(jié)晶紫-碘復(fù)合物在細(xì)胞膜上。呈紫色。Gˉ菌：肽聚糖層薄，交聯(lián)松散，乙醇脫色不能使其結(jié)構(gòu)收縮，其脂含量高,乙醇將脂溶解，縫隙加大，結(jié)晶紫-碘復(fù)合物溶出細(xì)胞壁，沙黃復(fù)染后呈紅色。細(xì)菌細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)第29頁/共82頁4缺壁細(xì)胞原生質(zhì)體L型細(xì)菌球狀體支原體第30頁/共82頁

細(xì)菌除去細(xì)胞壁剩下由細(xì)胞膜包裹的部分。多為G+菌。細(xì)菌細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)a原生質(zhì)體（protoplast）：第31頁/共82頁原生質(zhì)體的特點(diǎn)：細(xì)菌細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)1)無細(xì)胞壁，為圓球形2)對(duì)環(huán)境敏感：滲透壓，震蕩，離心，易溶菌3)有鞭毛，而不能運(yùn)動(dòng)4)不被噬菌體感染（因?yàn)闆]有吸附位點(diǎn)）5)生物學(xué)特性依舊第32頁/共82頁b.球狀體（spheroplast)：

還保留有部分細(xì)胞壁的菌體細(xì)胞,多見于Gˉ菌。細(xì)菌細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：除具原生質(zhì)體特點(diǎn)外a)可有一定抗性，可培養(yǎng)b)可重新合成細(xì)胞壁

第33頁/共82頁c.Ｌ型細(xì)菌(L-forms)：

自發(fā)突變形成的細(xì)胞壁缺陷(部分或全部),具多形性。可以生長(zhǎng)繁殖,在培養(yǎng)基上形成油煎蛋菌落。有些可重新合成細(xì)胞壁。細(xì)菌細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)第34頁/共82頁d支原體適應(yīng)自然生活條件的無細(xì)胞壁的原核生物，細(xì)胞膜中含有甾醇。第35頁/共82頁5.細(xì)胞壁的功能:1)保護(hù)細(xì)胞,維持菌形2)具有抗原性．致病性．對(duì)噬菌體的敏感性3)與胞膜一起完成細(xì)胞內(nèi)外物質(zhì)交換4)為正常細(xì)胞分裂所必需5)鞭毛運(yùn)動(dòng)的支點(diǎn)細(xì)菌細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)第36頁/共82頁6.周質(zhì)空間(periplasmicspace;periplasm)1)概念:位于細(xì)胞壁與細(xì)胞膜之間的狹窄空隙細(xì)菌細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)第37頁/共82頁(2)周質(zhì)空間的特點(diǎn):a.充滿松散的網(wǎng)狀肽聚糖b.含水解酶類、合成酶類c.含與營養(yǎng)吸收有關(guān)的蛋白質(zhì)細(xì)菌細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)第38頁/共82頁（二）細(xì)胞膜(cellmembrane)細(xì)菌細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)1.概念:

細(xì)胞膜是緊貼細(xì)胞壁內(nèi)側(cè)包圍細(xì)胞質(zhì)的一層柔軟，富有彈性的半透明薄膜。第39頁/共82頁2.細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)細(xì)菌細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)

1972年Singer和Nicolson提出的細(xì)胞膜液態(tài)鑲嵌模型。第40頁/共82頁3.細(xì)胞膜的功能：(1)細(xì)胞內(nèi)外物質(zhì)交換和運(yùn)送。(2)在原核微生物中,參與生物氧化和

能量產(chǎn)生。(3)與細(xì)胞壁及莢膜的合成有關(guān)。(4)是鞭毛著生的位點(diǎn)。細(xì)菌細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)第41頁/共82頁（三）核區(qū)概念：由大型環(huán)狀雙DNA纖絲構(gòu)成的無核膜核仁的區(qū)域，故又稱類核或擬核。細(xì)菌細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)第42頁/共82頁細(xì)菌DNA：細(xì)菌細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)

放射自顯影下，2~4μm長(zhǎng)的E.coli

其DNA長(zhǎng)1~1.4μm。無組蛋白，與精胺、亞精胺結(jié)合，故有穩(wěn)定性和柔軟性。第43頁/共82頁(四)細(xì)胞質(zhì)及其內(nèi)含物細(xì)菌細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)1.成分：細(xì)菌的細(xì)胞質(zhì)是由水，蛋白質(zhì)，核酸，脂類和少量糖，無機(jī)鹽組成的無色透明粘稠狀透明物質(zhì)。第44頁/共82頁2.氣泡細(xì)菌細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)

由蛋白質(zhì)膜構(gòu)成的泡狀物，加大菌體的浮力，便于菌體吸收水中的氧氣。常見于光合細(xì)菌和水生細(xì)菌，借氣泡漂浮能力，使無鞭毛菌在適合環(huán)境中生長(zhǎng)。第45頁/共82頁3.顆粒狀內(nèi)含物細(xì)菌細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)顆粒狀內(nèi)含物為細(xì)胞儲(chǔ)藏物質(zhì)，因種而異，隨菌齡及培養(yǎng)條件不同而改變。主要有糖元、異染粒、聚β－羥丁酸、藻青素、藻青蛋白、多聚磷酸鹽和硫粒等。第46頁/共82頁(1)異染粒：細(xì)菌細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)概念：為多聚偏磷酸鹽。功能：貯存磷元素和能，降低滲透壓。鑒定意義：遇甲基胺藍(lán)變紫紅色，如白喉?xiàng)U菌，鼠疫桿菌。第47頁/共82頁(2)聚β－羥丁酸顆粒（PHB）

概念:為碳源貯存物功能：貯存能量，碳

源，可降低滲

透壓。細(xì)菌細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)第48頁/共82頁(3)藻青素：概念：存在于藍(lán)細(xì)菌中的藻青蛋白功能：貯氮，貯能。厭氧時(shí)可進(jìn)行

鳥氨酸循環(huán)。細(xì)菌細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)第49頁/共82頁三、細(xì)菌細(xì)胞的特殊結(jié)構(gòu)第50頁/共82頁（一）莢膜(capsule)細(xì)菌細(xì)胞的特殊結(jié)構(gòu)1.概念：

某些細(xì)菌細(xì)胞壁外的一層粘液性物質(zhì)。第51頁/共82頁2.種類：莢膜：＞0.2μm與菌表面結(jié)合松弛,震

蕩離心可得。粘液層：與菌表面結(jié)合松散,可向菌的周

圍擴(kuò)散,增大黏性。菌膠團(tuán)：多個(gè)細(xì)菌共有一個(gè)莢膜。細(xì)菌細(xì)胞的特殊結(jié)構(gòu)微莢膜：＜0.2μm與細(xì)胞表面牢固結(jié)合。第52頁/共82頁3.莢膜的組成：因種而異，除水外，主要是多糖（包括同型多糖和異型多糖），此外還有多肽，蛋白質(zhì)，糖蛋白等。細(xì)菌細(xì)胞的特殊結(jié)構(gòu)第53頁/共82頁4.莢膜的生理功能：（1）保護(hù)作用：抗干燥，抗吞噬

（吞噬細(xì)胞、噬菌體、蛭弧菌等）（2）貯藏養(yǎng)料（3）具有致病性，抗原性細(xì)菌細(xì)胞的特殊結(jié)構(gòu)第54頁/共82頁（二）鞭毛1.概念：某些微生物表面由細(xì)胞內(nèi)生出的細(xì)長(zhǎng)、波曲的結(jié)構(gòu)。細(xì)菌細(xì)胞的特殊結(jié)構(gòu)第55頁/共82頁2.鞭毛的著生方式細(xì)菌細(xì)胞的特殊結(jié)構(gòu)第56頁/共82頁3.鞭毛的化學(xué)組成

鞭毛蛋白，3萬~6萬Dolton，不同種由不同球蛋白分子亞基構(gòu)成，有些含多糖、類脂等，為極好抗原。細(xì)菌細(xì)胞的特殊結(jié)構(gòu)第57頁/共82頁4.鞭毛的結(jié)構(gòu)細(xì)菌細(xì)胞的特殊結(jié)構(gòu)鞭毛絲

中空螺旋狀、絲狀結(jié)構(gòu)，球蛋白亞基螺旋排列。由鞭毛絲．鞭毛鉤．基體組成。

第58頁/共82頁鞭毛鉤細(xì)菌細(xì)胞的特殊結(jié)構(gòu)又稱鉤形鞘，是連接鞭毛絲和基體的一個(gè)彎曲筒狀部分，蛋白質(zhì)亞基組成。第59頁/共82頁基體細(xì)菌細(xì)胞的特殊結(jié)構(gòu)由幾個(gè)環(huán)狀結(jié)構(gòu)構(gòu)成，環(huán)中央有一桿狀結(jié)構(gòu)（鞭毛桿），將鞭毛固定于細(xì)胞膜與細(xì)胞壁上。G–菌：L環(huán)、P環(huán)、S環(huán)、M環(huán)G+菌：S環(huán)，M環(huán)第60頁/共82頁7.菌毛細(xì)菌細(xì)胞的特殊結(jié)構(gòu)

某些菌體表面存在的短而多的附屬物。

與菌的致病性．吸附有關(guān)。第61頁/共82頁（三）芽孢細(xì)菌細(xì)胞的特殊結(jié)構(gòu)1.概念：某些菌生長(zhǎng)到一定階段，細(xì)胞內(nèi)形成的圓或卵圓形的內(nèi)生孢子，是對(duì)不良環(huán)境有較強(qiáng)抵抗力的休眠體。第62頁/共82頁2.芽孢的結(jié)構(gòu)細(xì)菌細(xì)胞的特殊結(jié)構(gòu)第63頁/共82頁3.芽孢的特性：（1）多層膜結(jié)構(gòu)，通透性很差。（2）組分：水分少（5%），DPA（吡啶二

羧酸），富含疏水性角蛋白。（3）抗性強(qiáng)：熱、酶解、輻射、藥物。（4）休眠體，新陳代謝幾乎停止，一個(gè)芽

孢產(chǎn)生一個(gè)個(gè)體。細(xì)菌細(xì)胞的特殊結(jié)構(gòu)第64頁/共82頁4.芽孢的意義（1）鑒定價(jià)值：不同菌類芽孢的

大小、位置、形狀不同。（2）作為無菌標(biāo)準(zhǔn)。細(xì)菌細(xì)胞的特殊結(jié)構(gòu)第65頁/共82頁第二部分

真核微生物的形態(tài)和構(gòu)造第66頁/共82頁真菌(fungus,復(fù)fungi):真菌的細(xì)胞具有真正的細(xì)胞核，以孢子繁殖，無葉綠素，菌體通常是分枝茂盛的絲狀體，具幾丁質(zhì),或纖維素,或二者兼有的細(xì)胞壁，是一類異養(yǎng)型的真核微生物。第67頁/共82頁真菌的特點(diǎn)真核微生物，具有細(xì)胞核、細(xì)胞器…

細(xì)胞較大具有細(xì)胞壁細(xì)胞壁的成份：細(xì)菌－－肽聚糖、胞壁酸 真菌－－幾丁質(zhì)、多聚糖第68頁/共82頁酵母細(xì)胞壁(以釀酒酵母為例)酵母菌的形態(tài)結(jié)構(gòu)外層：甘露聚糖

約占30%，以α-糖苷鍵聯(lián)結(jié)（并非所有酵母菌都有）（1）化學(xué)組成：葡聚糖甘露聚糖蛋白質(zhì)、脂類、幾丁質(zhì)第69頁/共82頁內(nèi)層：葡聚糖酵母菌的形態(tài)結(jié)構(gòu)

約占30-40%，由D-葡萄糖以β-糖苷鍵聯(lián)結(jié)。第70頁/共82頁中層：蛋白質(zhì)酵母菌的形態(tài)結(jié)構(gòu)含6-8%，多為酶類。第71頁/共82頁細(xì)胞壁的少量組分——脂類和幾丁質(zhì)

幾丁質(zhì)（chitin)：為聚乙酰氨基葡萄糖

酵母菌的形態(tài)結(jié)構(gòu)

幾丁質(zhì)并不是所有的酵母菌中都有，其含量也因種而異。裂殖酵母一般不含幾丁質(zhì)，釀酒酵母含1～2%，有的假菌絲酵母含量超過了2%。第72頁/共82頁（2）壁外成分：