微生物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與功能課件

微生物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與功能(2)幻燈片本課件PPT僅供大家學(xué)習(xí)使用學(xué)習(xí)完請自行刪除，謝謝！本課件PPT僅供大家學(xué)習(xí)使用學(xué)習(xí)完請自行刪除，謝謝！微生物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與功能(2)幻燈片本課件PPT僅供大1第一節(jié)原核微生物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能第二節(jié)真核微生物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能第三節(jié)真核生物和原核生物的比較第一節(jié)原核微生物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能2第一節(jié)原核微生物細(xì)胞的構(gòu)造和功能一一般構(gòu)造

（一）細(xì)胞壁（二）細(xì)胞質(zhì)膜（三）細(xì)胞質(zhì)（四）核質(zhì)（五）內(nèi)含體二特殊結(jié)構(gòu)

（一）芽孢（二）糖被（三）鞭毛（四）菌毛（五）性毛第一節(jié)原核微生物細(xì)胞的構(gòu)造和功能一一般構(gòu)造二特3一一般構(gòu)造（一）細(xì)胞壁（cellwall）1細(xì)胞壁的主要功能2原核微生物細(xì)胞壁的多樣性★質(zhì)壁分離電子顯微鏡超薄切片細(xì)胞最外層一一般構(gòu)造（一）細(xì)胞壁1細(xì)胞壁的主要功能質(zhì)壁分離細(xì)胞41細(xì)胞壁的主要功能固定細(xì)胞外形，提高機(jī)械強(qiáng)度細(xì)胞生長、分裂、鞭毛運(yùn)動必需保護(hù)細(xì)胞免受溶菌酶、消化酶、青霉素的損害使細(xì)胞具有特定的抗原性、致病性以及對抗生素和噬菌體的敏感性。1細(xì)胞壁的主要功能固定細(xì)胞外形，提高機(jī)械強(qiáng)度52原核微生物細(xì)胞壁的多樣性★（1）革蘭氏陽性細(xì)菌的細(xì)胞壁（2）革蘭氏陰性細(xì)菌的細(xì)胞壁（3）古生菌的細(xì)胞壁（4）缺壁細(xì)菌（5）革蘭氏染色的機(jī)制2原核微生物細(xì)胞壁的多樣性★（1）革蘭氏陽性細(xì)菌的細(xì)胞壁6〔1〕革蘭氏陽性細(xì)菌的細(xì)胞壁特點：■厚度大（20~80nm）■只有一層——90%肽聚糖，10%磷壁酸

肽聚糖（peptidoglycan）又叫粘肽（mucopeptide）

胞壁質(zhì)（murein）

粘質(zhì)復(fù)合物（mucocomplex）〔1〕革蘭氏陽性細(xì)菌的細(xì)胞壁特點：肽聚糖（peptidog7肽聚糖磷壁酸肽聚糖磷壁酸8革蘭氏陽性菌肽聚糖的組成成分聚糖（雙糖單位）肽N-乙酰葡萄糖胺（NAG）N-AcetylglucosamineN-乙酰胞壁酸（NAM）N-Acetylmuramicacidβ-1、4糖苷鍵連接四肽尾tetrapeptidesidechain：四個氨基酸，L-D交替連接肽橋peptideinterbridge：甘氨酸五肽革蘭氏陽性菌肽聚糖的組成成分聚糖（雙糖單位）肽N-乙酰葡萄糖9以金黃色葡萄球菌

〔Staphylococcusaureus〕為例革蘭氏陽性菌肽聚糖的立體結(jié)構(gòu)NAMNAGβ-1、4糖苷鍵四肽尾肽橋40層的網(wǎng)格狀分子網(wǎng)套結(jié)構(gòu)以金黃色葡萄球菌

〔Staphylococcusaureu10β-1、4糖苷鍵容易被溶菌酶（Lysozyme）（淚液、鼻涕、細(xì)菌、噬菌體）水解——引起細(xì)菌肽聚糖細(xì)胞壁“散架”死亡β-1、4糖苷鍵容易被溶菌酶（Lysozyme）（淚液、鼻涕11金黃色葡萄球菌的細(xì)胞壁分子結(jié)構(gòu)金黃色葡萄球菌的細(xì)胞壁分子結(jié)構(gòu)12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磷壁酸〔teichoicacid〕酸性多糖▲磷壁酸主13▲磷壁酸的分類壁磷壁酸（teichoicacid）膜磷壁酸（Lipoteichoicacid）▲磷壁酸的分類壁磷壁酸（teichoicacid）14壁磷壁酸（teichoicacid）與肽聚糖分子共價結(jié)合，含量隨培養(yǎng)基成分而改變。用稀酸或稀堿可以提取。壁磷壁酸（teichoicacid）與肽聚糖分子共價結(jié)合15膜磷壁酸（Lipoteichoicacid）跨越肽聚糖層，與細(xì)胞膜交聯(lián)。含量與培養(yǎng)條件關(guān)系不大。用45%熱酚水提取，或用熱水從脫脂的凍干細(xì)菌中提取。膜磷壁酸（Lipoteichoicacid）跨越肽聚糖層16

▲磷壁酸的主要生理功能保證細(xì)胞膜上一些需Mg2+的合成酶提高活性。儲藏磷元素增強(qiáng)某些致病菌對宿主細(xì)胞的粘連、避免白細(xì)胞吞噬。賦予特異的表面抗原噬菌體特異性吸附受體調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)自溶素（autolysin）的活力▲磷壁酸的主要生理功能保證細(xì)胞膜上一些需Mg2+的合成17微生物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與功能課件18〔2〕革蘭氏陰性細(xì)菌的細(xì)胞壁革蘭氏陰性細(xì)菌細(xì)胞壁兩層：外膜outermembrane2－8nm的肽聚糖層（peptidoglycan）

（不含磷壁酸）脂多糖Lipopolysacharide，LPS磷脂Phospholipid外膜蛋白o(hù)utermembraneprotein〔2〕革蘭氏陰性細(xì)菌的細(xì)胞壁革蘭氏陰性細(xì)菌細(xì)胞壁兩層：外膜o19微生物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與功能課件20肽聚糖〔以大腸桿菌E.coli為例)埋在外膜層內(nèi)，厚2~3nm。1~2層網(wǎng)格分子。結(jié)構(gòu)單體同革蘭氏陽性菌不同處：▲四肽尾的第三個氨基酸不是L-Lys，而被內(nèi)消旋二氨基庚二酸（m-DAP）代替。

▲沒有特殊的肽橋前后兩個單體間連接——甲四肽尾的第4個氨基酸D-Ala的羧基與乙四肽尾的第3個氨基酸的m-DAP的氨基連接肽聚糖〔以大腸桿菌E.coli為例)埋在外膜層內(nèi)，厚2~21（m-DAP）meso-Diaminopimelic稀疏、機(jī)械強(qiáng)度差（m-DAP）meso-Diaminopimelic稀疏、機(jī)22外膜outermembrane脂多糖Lipopolysacharide，LPS磷脂Phospholipid外膜蛋白o(hù)utermembraneprotein外膜outermembrane革蘭氏陰性細(xì)菌細(xì)胞壁外層外膜outermembrane脂多糖Lipopolysa23◎脂多糖（Lipopolysacharide，LPS）類脂ALipidA核心多糖corepolysaccharideO-特異側(cè)鏈（O-多糖、O-抗原）O-specificsidechain◎脂多糖（Lipopolysacharide，LPS）類脂24類脂AO-特異側(cè)鏈核心多糖LPS中的類脂A即是內(nèi)毒素類脂AO-特異側(cè)鏈核心多糖LPS中的類脂A即是內(nèi)毒素25微生物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與功能課件26LPS的主要功能：◆類脂A是革蘭氏陰性細(xì)菌致病物質(zhì)——

內(nèi)毒素的物質(zhì)基礎(chǔ)◆吸附Mg2+、Ca2+陽離子提高在細(xì)胞表面的濃度◆革蘭氏陰性菌表面抗原決定簇具多樣性——

O-特異側(cè)鏈種類多

◆噬菌體在細(xì)胞表面的吸附受體◆具選擇性屏障功能——

核酸、雙糖、肽、氨基酸可進(jìn)入溶菌酶、抗生素、去污劑被阻擋LPS的主要功能：◆類脂A是革蘭氏陰性細(xì)菌致病物質(zhì)——27◎外膜蛋白o(hù)utermembraneprotein脂蛋白Lipoprotein——

使外膜層連接在肽聚糖內(nèi)壁層上的蛋白孔蛋白Porin——

通過孔的開閉，阻止某些抗生素進(jìn)入外膜層。嵌合在LPS和磷脂層外膜上的蛋白脂蛋白孔蛋白◎外膜蛋白o(hù)utermembraneprotein脂蛋28脂蛋白：以共價鍵把外膜層連接在肽聚糖內(nèi)壁層上?？椎鞍祝喝垠w跨膜蛋白，中間有孔道。通過孔的開和閉，能夠阻擋抗生素進(jìn)入外膜層。脂蛋白：以共價鍵把外膜層連接在肽聚糖內(nèi)壁29◎周質(zhì)空間〔periplasmicspace，periplasm〕又叫壁膜間隙外膜與細(xì)胞膜之間的狹窄空間，呈膠狀存在多種周質(zhì)蛋白（periplasmicprotein）：△水解酶類——蛋白酶、核酸酶△合成酶類——肽聚糖合成酶△結(jié)合蛋白——運(yùn)送營養(yǎng)物質(zhì)△受體蛋白——與細(xì)胞的趨化性相關(guān)周質(zhì)空間◎周質(zhì)空間〔periplasmicspace，peripl30孔蛋白周質(zhì)空間孔蛋白周質(zhì)空間31周質(zhì)空間是革蘭氏陰性細(xì)菌特殊的“細(xì)胞器”。內(nèi)有周質(zhì)蛋白，包括：合成酶水解酶結(jié)合蛋白受體蛋白周質(zhì)蛋白可用“冷休克”方法釋放。周質(zhì)空間是革蘭氏陰性細(xì)菌特殊的“細(xì)胞器”。32〔3〕古生菌的細(xì)胞壁除熱原體屬（Thermoplasma）無細(xì)胞壁外。假肽聚糖細(xì)胞壁（pseudopeptidoglycan）N-乙酰葡萄糖氨（NAG）N-乙酰塔羅糖胺糖醛酸（N-acetyltalosaminuronicacid）β-1、3糖苷鍵連接不被溶菌酶水解甲烷桿菌屬（Methanobacterium）古生菌〔3〕古生菌的細(xì)胞壁除熱原體屬（Thermoplasma）33微生物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與功能課件34獨特多糖細(xì)胞壁半乳糖胺、葡糖醛酸、葡萄糖、乙酸甲烷八疊球菌（Methanosarcina）染成革蘭氏陽性。硫酸化多糖細(xì)胞壁葡萄糖、甘露糖、半乳糖、糖醛酸、乙酸極端嗜鹽菌——鹽球菌屬（Halococcus）獨特多糖細(xì)胞壁半乳糖胺、葡糖醛酸、葡萄糖、乙酸硫酸化多糖細(xì)胞35糖蛋白細(xì)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）組成極端嗜鹽菌——鹽桿菌屬（Halobacterium）強(qiáng)負(fù)電荷的細(xì)胞壁，平衡環(huán)境中高濃度的Na+使其能很好地生活在20%、25%的高鹽溶液中蛋白質(zhì)細(xì)胞壁少數(shù)產(chǎn)甲烷菌糖蛋白細(xì)胞壁（Glycoprotein）糖：葡萄糖、甘露糖、36〔4〕缺壁細(xì)菌缺壁細(xì)菌實驗室或宿主體內(nèi)形成進(jìn)化形成——支原體缺壁突變——L型細(xì)菌人工去壁基本去盡——原生質(zhì)體部分去盡——球狀體〔4〕缺壁細(xì)菌缺壁細(xì)菌實驗室或宿進(jìn)化形成——支原體缺壁突變—37L-型細(xì)菌〔L-formofbacteria〕1935，英國，李斯特（Lister）預(yù)防研究所念珠狀鏈桿菌（Streptobacillusmoniliformis），固體培養(yǎng)基。原因：細(xì)胞膨大，對滲透敏感。G+、G-

自發(fā)突變形成的細(xì)胞壁缺陷(部分或全部),具多形性，無論其原為革蘭陽性或陰性菌，形成L型大多染成革蘭陰性。可以生長繁殖,在培養(yǎng)基上形成油煎蛋菌落。有些可重新合成細(xì)胞壁。L-型細(xì)菌〔L-formofbacteria〕19338蠟樣芽胞桿菌L型的鏡下形態(tài)（多形性）蠟樣芽胞桿菌L型的鏡下形態(tài)（多形性）39細(xì)菌L型生長緩慢，營養(yǎng)要求高，對滲透壓敏感，普通培養(yǎng)基上不能生長，培養(yǎng)時必須用高滲的含血清的培養(yǎng)基。細(xì)菌L型在高滲的含血清的培養(yǎng)基上生長后形成三種類型的菌落。

絲狀菌落

顆粒型菌落

油煎蛋樣菌落（典型L型菌落）細(xì)菌L型生長緩慢，營養(yǎng)要求高，對滲透壓敏感，普通培養(yǎng)基上不能40原生質(zhì)體〔Protoplast〕溶菌酶去壁青霉素抑制新壁合成多G+形成，一層細(xì)胞膜包裹原生質(zhì)體〔Protoplast〕溶菌酶去壁多G+形成，一41無細(xì)胞壁，為圓球形。對環(huán)境敏感：滲透壓、震蕩、離心等易溶菌。有鞭毛，而不能運(yùn)動。不被噬菌體感染（因為沒有吸附位點，G+

磷壁酸

G-

脂多糖）。生物學(xué)特性依舊。原生質(zhì)體的特點原生質(zhì)體的特點42球狀體〔Sphaeroplast〕叫原生質(zhì)球。殘余部分細(xì)胞壁。G-細(xì)菌形成，有外膜的原生質(zhì)體。球狀體的特點：◆細(xì)胞球狀，無完整的細(xì)胞壁

◆對滲透壓敏感

◆革蘭氏染色陰性

◆細(xì)胞不能分裂

◆容易導(dǎo)入遺傳物質(zhì)——遺傳規(guī)律、育種的好材料球狀體〔Sphaeroplast〕叫原生質(zhì)球。殘余部分細(xì)43支原體〔Mycoplasma〕細(xì)胞膜中含有甾醇，有強(qiáng)的機(jī)械強(qiáng)度。支原體〔Mycoplasma〕細(xì)胞膜中含有甾醇，有強(qiáng)的機(jī)44〔5〕革蘭氏染色機(jī)制革蘭（C.Gram），1884年發(fā)明革蘭氏染色——

鑒別染色法真細(xì)菌古生菌革蘭氏染色◎20世紀(jì)60年代，薩頓（Salton）◎1983年，彼弗里奇（TBeveridge）〔5〕革蘭氏染色機(jī)制革蘭（C.Gram），1884年發(fā)明革蘭451234？1234？46革蘭氏染色機(jī)制：第一步：結(jié)晶紫使菌體著上紫色第二步：碘和結(jié)晶紫形成大分子復(fù)合物，分子大，能被細(xì)胞壁阻留在細(xì)胞內(nèi)。（CVIdyecomplex）第三步：酒精脫色，細(xì)胞壁成分和構(gòu)造不同，出現(xiàn)不同的反應(yīng)。G+菌：細(xì)胞壁厚，肽聚糖含量高，交聯(lián)度大，當(dāng)乙醇脫色時，肽聚糖因脫水而孔徑縮小，故結(jié)晶紫-碘復(fù)合物被阻留在細(xì)胞內(nèi)，細(xì)胞不能被酒精脫色，仍呈紫色。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，因其含脂量高,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，酒精將細(xì)胞脫色，細(xì)胞無色，沙黃復(fù)染后呈紅色。革蘭氏染色機(jī)制：47陽性菌陰性菌1234陽性菌陰性菌1234481983年，彼弗里奇用鉑代替碘，電鏡下觀察，結(jié)晶紫與鉑復(fù)合物被細(xì)胞壁阻留。證明細(xì)胞壁化學(xué)成分的差異引起脫色能力的不同，決定了染色反應(yīng)的不同。1983年，彼弗里奇用鉑代替碘，電鏡下觀察，結(jié)晶紫與鉑復(fù)合物49〔二〕細(xì)胞質(zhì)膜〔cytoplasmicmembran〕質(zhì)膜（Plasmamembrane）細(xì)胞膜（Cellmembrane）內(nèi)膜（Innermembrane）細(xì)胞膜〔二〕細(xì)胞質(zhì)膜〔cytoplasmicmembran〕質(zhì)膜501概念2觀察分離方法結(jié)構(gòu)3化學(xué)組成結(jié)構(gòu)4生理功能5內(nèi)膜系統(tǒng)6古生菌的細(xì)胞質(zhì)膜1概念51

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。有選擇性。

(1)質(zhì)壁分離(2)選擇性染色（鑒別染色）(3)電鏡技術(shù)(4)溶菌酶處理

2.觀察分離方法1.概念細(xì)胞膜是緊貼細(xì)胞壁內(nèi)側(cè)包圍細(xì)胞(1)質(zhì)壁分離2.觀察523化學(xué)組成構(gòu)造磷脂20-30%、蛋白質(zhì)60-70%。兩層磷脂分子（磷脂雙分子層）蛋白質(zhì)分子層

整合蛋白（intergralprotein）——運(yùn)輸物質(zhì)

周邊蛋白（peripheralprotein）——酶促作用液態(tài)鑲嵌模型（Fluidmosaicmodel）1972年。JSSinger和GLNicolson提出3化學(xué)組成構(gòu)造磷脂20-30%、蛋白質(zhì)60-70%53細(xì)胞膜液態(tài)鑲嵌模型細(xì)胞膜液態(tài)鑲嵌模型54微生物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與功能課件55液態(tài)鑲嵌模型〔Fluidmosaicmodel〕▲膜的主體是脂質(zhì)雙分子層▲脂質(zhì)雙分子層具有流動性▲整合蛋白“溶”于脂質(zhì)雙分子層的餓疏水內(nèi)層。▲周邊蛋白通過靜電引力與磷脂的極性頭相連▲脂質(zhì)分子間或脂質(zhì)與蛋白質(zhì)分子間無共價結(jié)合▲周邊蛋白“漂浮”運(yùn)動，整合蛋白作橫向運(yùn)動。液態(tài)鑲嵌模型〔Fluidmosaicmodel〕▲膜564生理功能◆選擇性吸收、運(yùn)送營養(yǎng)物質(zhì)◆維持細(xì)胞內(nèi)正常滲透壓◆合成細(xì)胞壁和糖被的各種組分（LPS，莢膜多糖）◆是細(xì)胞產(chǎn)能的場所◆鞭毛著生部位，旋轉(zhuǎn)部位4生理功能◆選擇性吸收、運(yùn)送營養(yǎng)物質(zhì)575內(nèi)膜系統(tǒng)

膜內(nèi)陷并延伸到細(xì)胞質(zhì)內(nèi)，在繁殖和代謝多種過程中起作用。多見于G+菌。

（1）載色體（2）間體mesosome，或中體5內(nèi)膜系統(tǒng)膜內(nèi)陷并延伸到細(xì)胞質(zhì)內(nèi)，在繁殖和代謝多種過58〔1〕載色體

光合細(xì)菌光合作用部位，單層與細(xì)胞膜相連的內(nèi)膜環(huán)繞，含色素、光合磷酸化所需酶系和電子遞體。細(xì)胞內(nèi)的捕光色素存在其內(nèi)。有的簡單地陷入細(xì)胞質(zhì)中；有的具備復(fù)雜的層狀排列結(jié)構(gòu)，如藍(lán)細(xì)菌的光合作用膜。〔1〕載色體光合細(xì)菌光合作用部位，單層與細(xì)胞59〔2〕間體〔mesosome，或中體〕概念：一種由細(xì)胞質(zhì)膜內(nèi)褶形成的囊狀構(gòu)造。充滿層狀、管狀的泡囊。G+多見。間體〔2〕間體〔mesosome，或中體〕概念：一種由細(xì)胞質(zhì)60示間體示間體61

間體的功能與青霉素酶的分泌有關(guān)與DNA的復(fù)制、分配及與細(xì)胞分裂有關(guān)間體的功能與青霉素酶的分泌有關(guān)626古生菌的細(xì)胞質(zhì)膜存在獨特的單分子層或單、雙分子層混合層。真細(xì)菌古細(xì)菌6古生菌的細(xì)胞質(zhì)膜存在獨特的單分子層或單、雙分子層混合層。63〔三〕細(xì)胞質(zhì)〔Cytoplasm〕除核區(qū)外的半透明、膠狀、顆粒狀物質(zhì)的總稱。主要存在物質(zhì)：▲1核糖體Ribosome▲2質(zhì)粒Plasmids★▲3內(nèi)含物Inclusionbody

★〔三〕細(xì)胞質(zhì)〔Cytoplasm〕除核區(qū)外的半透明、膠狀641核糖體Ribosome

組成30S亞單位50S亞單位16SrRNA21種不同蛋白5SrRNA23SrRNA32種不同蛋白1核糖體Ribosome組成30S亞單位50S65核糖體是細(xì)胞合成蛋白質(zhì)的機(jī)構(gòu)核糖體是66微生物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與功能課件672質(zhì)粒

(Plasmids〕質(zhì)粒質(zhì)粒

(Plasmids）染色體(Chromosomes)2質(zhì)粒

(Plasmids〕質(zhì)粒質(zhì)粒(Plasmid68質(zhì)粒的概念：細(xì)胞中除染色體以外的環(huán)狀雙螺旋DNA分子，穩(wěn)定遺傳。質(zhì)?？梢元毩⑦M(jìn)行復(fù)制，有的質(zhì)粒也能整合到染色體上。對細(xì)胞的生存無決定性影響。一個菌細(xì)胞可有一至數(shù)個質(zhì)粒。質(zhì)粒的概念：69質(zhì)粒的特性和作用▲攜帶抗性基因（R因子），與抗藥性有——

如抗青霉素、鏈霉素、四環(huán)素的基因，可進(jìn)行抗性篩選。▲目的基因載體——

將攜帶的目的基因DNA片斷轉(zhuǎn)移到宿主體內(nèi)?！c有性結(jié)合有關(guān)——F因子▲與抗生素、色素合成有關(guān)?！鵁o質(zhì)粒細(xì)菌可通過接合、轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)導(dǎo)等方式獲得，不能自發(fā)產(chǎn)生?！勺晕覐?fù)制，穩(wěn)定遺傳。對生存不是必要的。復(fù)制與染色體分開，但同步進(jìn)行。質(zhì)粒的特性和作用▲攜帶抗性基因（R因子），與抗藥性有——703內(nèi)含物Inclusionbody細(xì)胞內(nèi)形狀較大的顆粒狀構(gòu)造。貯藏物（Reservematerials）磁小體（(megnetosome)羧酶體（carboxysome）氣泡（gasvocuoles）3內(nèi)含物Inclusionbody細(xì)胞內(nèi)形狀較大的顆71〔1〕貯藏物〔Reservematerials〕貯藏物糖原：大腸桿菌、克雷伯氏菌、藍(lán)細(xì)菌芽孢桿菌等聚－?－羥丁酸：固氮菌、產(chǎn)堿菌、腸桿菌氮源類藻青素：藍(lán)細(xì)菌含有藻青蛋白：藍(lán)細(xì)菌含有磷源（異染粒）：迂回螺菌、白喉棒桿菌和分枝桿菌含有硫源：迂回螺菌菌、白喉棒桿菌、結(jié)核分枝桿菌碳源及能源類貯藏營養(yǎng)物〔1〕貯藏物〔Reservematerials〕貯糖原：大72聚－?－羥丁酸

poly-β-hydroxybutyrate〔PHB〕1929年發(fā)現(xiàn)H-O-CH-CH2-C-O-HCH3Onn＞106無毒可塑易降解醫(yī)用塑料生物降解塑料尼羅藍(lán)或蘇丹黑染色觀察聚－?－羥丁酸

poly-β-hydroxybutyr73微生物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與功能課件74異染粒

metachromaticgranuleOHPOHnHOOn=2~106用美蘭或甲苯胺藍(lán)染成紅紫色。如白喉桿菌，鼠疫桿菌。多聚偏磷酸鹽異染粒

metachromaticgranuleOHPO75藻青素

cyanophycinCO2AspCOH3N+nAspAspCOCONHNHNHArgArgArg概念：存在于藍(lán)細(xì)菌中的藻青蛋白功能：貯氮，貯能。厭氧時可進(jìn)行鳥氨酸循環(huán)。藻青素

cyanophycinCO2AspCOH3N+nAs76〔2〕磁小體(magnetosome)1975年由RPBlakemore在趨磁細(xì)菌中發(fā)現(xiàn)主要成分是Fe3O4

外被一層磷脂蛋白或糖蛋白膜,是單磁疇晶體,無毒,大小20—100nm,每個細(xì)胞有2—20顆形狀為平截八面體、平行六面體或六棱柱體等功能導(dǎo)向作用，即借助鞭毛游向泥、水界面微氧環(huán)境處生活實用前景：

生產(chǎn)磁性定向藥物或抗體，以及制造生物傳感器〔2〕磁小體(magnetosome)1975年由RP77〔3〕羧酶體carboxysome存在于一些自養(yǎng)細(xì)菌內(nèi)的多角形或六角形內(nèi)含物大小約10nm（與噬菌體相仿）內(nèi)含1，5—二磷酸核酮糖羧化酶在自養(yǎng)細(xì)菌的CO2固定中起關(guān)鍵作用〔3〕羧酶體carboxysome存在于一些自養(yǎng)細(xì)菌內(nèi)的78〔4〕氣泡gasvacuoles是許多光合型、無鞭毛水生菌中充滿氣體的泡囊狀內(nèi)含物大小為0.2—1.0um×75nm內(nèi)由數(shù)排柱形小空泡組成，外有2nm厚的蛋白膜包裹每個細(xì)胞中含幾個或數(shù)百個氣泡功能：調(diào)節(jié)細(xì)胞比重以使細(xì)菌漂浮在最適水層中獲取光能、O2和營養(yǎng)物質(zhì)〔4〕氣泡gasvacuoles是許多光合型、無鞭毛水79微生物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與功能課件80〔四〕核區(qū)〔nuclearregionorarea〕又叫

核質(zhì)體（nuclearbody）原核（prokaryon）擬核（nucleoid）核基因組（genome）核區(qū)富爾根（Feulgen）染色法染色——呈紫色形態(tài)不定的區(qū)域?！菜摹澈藚^(qū)〔nuclearregionorarea〕又81E.coli的兩個擬核模型示擬核（透射電子顯微鏡）E.coli的兩個擬核模型示擬核（透射電子顯微鏡）82鹽酸-吉姆薩染色示細(xì)菌細(xì)胞的擬核bar=5μm鹽酸-吉姆薩染色示細(xì)菌細(xì)胞的擬核83細(xì)菌DNA：

長度：一般為：1—3mm

例：大腸桿菌的DNA長約1mm。

生長迅速的細(xì)菌在核分裂之后細(xì)胞往往來不及分裂,所以細(xì)胞中常有2—4個核，而生長緩慢的細(xì)菌細(xì)胞中一般只有1—2個核，不在染色體復(fù)制時期一般是單倍體。

功能：負(fù)載遺傳信息。

決定主要性狀原核生物特有的無核膜結(jié)構(gòu)，無固定形態(tài)的原始細(xì)胞核。一個大型環(huán)狀DNA分子，無組蛋白。細(xì)菌DNA：

長度：一般為：1—3mm

例：大腸桿菌的DNA84二特殊構(gòu)造（一）芽孢（endosporeorspore）★（二）糖被（glycocalyx）★（三）鞭毛（flagellum、flagella）★（四）菌毛（fimbria復(fù)fimbriae）（五）性毛（pili復(fù)pilus）（六）S層（Slayer）二特殊構(gòu)造（一）芽孢（endosporeorspor85〔一〕芽孢〔endosporeorspore〕〔一〕芽孢〔endosporeorspore〕86某些細(xì)菌在其生長發(fā)育后期，在細(xì)胞內(nèi)形成一個圓形或橢圓形、厚壁、含水量極低、抗逆性極強(qiáng)的休眠體芽孢無繁殖功能。一個營養(yǎng)細(xì)胞內(nèi)僅生成一個芽孢芽孢是生物界中抗性最強(qiáng)的生命體。一般的芽孢在普通條件下可保持幾年至幾十年的生活力?！簟簟簟裟承┘?xì)菌在其生長發(fā)育后期，在細(xì)胞內(nèi)形成一個圓形或橢圓形、87芽孢〔endosporeorspore〕1產(chǎn)芽孢細(xì)菌的種類2芽孢的構(gòu)造3芽孢形成4芽孢萌發(fā)5芽孢的耐熱機(jī)制6研究芽孢的意義7伴孢晶體芽孢〔endosporeorspore〕1產(chǎn)芽孢細(xì)菌881產(chǎn)芽孢細(xì)菌的種類枯草芽孢桿菌好氧性的芽孢桿菌屬（Bacillus）厭氧性的梭菌屬（Clostridium）芽孢八疊球菌屬（Sporosarcina）孢螺菌屬（Sporospirillum）芽孢菌體1產(chǎn)芽孢細(xì)菌的種類枯草芽孢桿菌好氧性的芽孢桿菌屬（Bac89微生物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與功能課件902芽孢的構(gòu)造細(xì)菌芽孢構(gòu)造的模式圖

核心孢外壁

皮層

芽孢質(zhì)芽孢核區(qū)芽孢衣芽孢膜芽孢壁2芽孢的構(gòu)造2芽孢的構(gòu)造細(xì)菌芽孢構(gòu)造的模式圖核心孢外壁皮91吡啶2、6-二羧酸3芽孢的形成質(zhì)膜內(nèi)陷前芽孢雙層膜形成皮層合成芽孢裂解DNA濃縮形成束狀孢衣合成合成DPA2、6-吡啶二羧酸3芽孢的形成質(zhì)膜內(nèi)陷前芽孢雙皮層芽孢DNA濃縮孢衣合成DP92軸絲形成隔膜形成前芽孢內(nèi)陷皮層形成芽孢衣合成外壁軸絲形成隔膜形成前芽孢內(nèi)陷皮層形成芽孢衣合成外壁934芽孢的萌發(fā)〔germination〕由休眠狀態(tài)的芽孢變成營養(yǎng)狀態(tài)的細(xì)菌的過程◎活化（activation）◎出芽（germination）◎生長（outgrowth）4芽孢的萌發(fā)〔germination〕由休眠狀態(tài)的芽孢變94活化：人為的熱處理；萌發(fā)劑?；罨强赡娴?。所以活化后必須及時接種到合適的培養(yǎng)基上。抑制劑可抑制細(xì)菌芽孢的發(fā)芽?；罨喝藶榈臒崽幚?；955芽孢的耐熱機(jī)制是由芽孢化學(xué)組成的特點決定的滲透調(diào)節(jié)皮層膨脹學(xué)說。DPA-Ca2+學(xué)說。小酸溶性芽孢蛋白SASP。多因素綜合性問題，是一個需深入研究的重要基礎(chǔ)理論問題。5芽孢的耐熱機(jī)制是由芽孢化學(xué)組成的特點決定的滲透調(diào)節(jié)皮層膨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％、皮層70％，多為結(jié)合水芽孢中酶的分子量較營養(yǎng)細(xì)胞小Dipicolinicacid（DPA）DPA-Ca2+形成穩(wěn)定性強(qiáng)的凝膠含有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義a

細(xì)胞壁厚，難染色b

水分少，40%c

對熱、干燥、毒物紫外線有很強(qiáng)的抗性d

不具繁殖力←→一個菌體一個芽孢芽孢的特性比較芽孢和營養(yǎng)細(xì)胞的特點。6芽孢的特性及研究芽孢的意義a細(xì)胞壁厚，難染色←→一98研究芽孢的意義細(xì)菌分類、鑒定中重要的形態(tài)學(xué)指標(biāo)指導(dǎo)菌種保藏高溫提高芽孢產(chǎn)生菌篩選效率衡量消毒滅菌手段的重要指標(biāo)；作為無菌標(biāo)準(zhǔn)▲▲▲▲外科器材：破傷風(fēng)梭菌（C.tetani）

產(chǎn)氣莢膜梭菌（C.perfringens）肉類罐頭：肉毒梭菌（Clostridiumbotulinum）研究芽孢的意義細(xì)菌分類、鑒定中重要的形態(tài)學(xué)指標(biāo)指導(dǎo)菌種保藏高997伴孢晶體〔parasporalcrystal〕少數(shù)芽孢桿菌在形成芽孢的同時，會在芽孢旁形成一顆菱形或雙錐形的堿溶性蛋白晶體—δ內(nèi)毒素，稱為伴孢晶體。作用：對200多種昆蟲有毒殺作用。作成細(xì)菌殺蟲劑——環(huán)保生物農(nóng)藥蘇云金芽孢桿菌7伴孢晶體〔parasporalcrystal〕少數(shù)芽100〔二〕糖被〔glycocalyx〕包被于某些細(xì)菌細(xì)胞壁外的一層厚度不定的膠狀物質(zhì)，稱為糖被。糖被的有無、厚薄與菌種遺傳性有關(guān)，還與環(huán)境條件（特別是營養(yǎng)）密切相關(guān)。糖被按其有無固定層次、層次薄厚又可分為莢膜、微莢膜,粘液層,和菌膠團(tuán)。細(xì)菌負(fù)染后相差顯微鏡圖片（示莢膜）〔二〕糖被〔glycocalyx〕包被于某些細(xì)菌細(xì)胞壁外糖101糖被包在單個細(xì)胞上包裹在細(xì)胞壁群上：菌膠團(tuán)。在壁上有固定層松散，未固定在壁上：粘液層層次厚：莢膜層次?。何⑶v膜糖被包在單個細(xì)胞上在壁上有固定層層次厚：莢膜102莢膜是最常見的糖被?！?fù)染色（背景染色）：用碳素墨水負(fù)染色。原因排斥微細(xì)碳粒粘液層結(jié)構(gòu)疏松，不能排斥碳粒。不能負(fù)染色。菌膠團(tuán)是多個細(xì)菌的莢膜融合為一個團(tuán)狀物。莢膜是最常見的糖被。粘液層結(jié)構(gòu)疏松，不能排斥碳粒。不能負(fù)染色103糖被成分多糖純多糖雜多糖多肽和多糖蛋白質(zhì)葡聚糖纖維素果聚糖……多肽海藻酸透明質(zhì)酸……聚-D-谷氨酸……糖被成分多糖純多糖雜多糖多肽和多糖蛋白質(zhì)葡聚糖纖維素果聚糖…104莢膜功能保護(hù)作用貯藏養(yǎng)料堆積代謝廢物附著作用：引起齲齒的細(xì)菌作為透性屏障或離子交換系介質(zhì)細(xì)菌間的信息識別作用：根瘤菌保護(hù)細(xì)菌免受干旱損壞防止噬菌體的吸附和裂解使致病菌免受宿主白細(xì)胞吞噬莢膜功能保護(hù)作用貯藏養(yǎng)料堆積代謝廢物附著作用：引起齲齒的細(xì)菌105鑒定菌種提取葡聚糖—“代血漿”胞外多糖：黃原膠用于石油開采菌膠團(tuán)用于處理污水細(xì)菌糖被科研和實踐意義◆鏈球菌引起齲齒鑒定菌種提取葡聚糖—“代血漿”胞外多糖：黃原膠用于石油開采菌106〔三〕鞭毛〔flagellum，flagella〕1鞭毛的定義2鞭毛的觀察3鞭毛的構(gòu)造4鞭毛的功能各類細(xì)菌的鞭毛小結(jié)〔三〕鞭毛〔flagellum，flagella〕1鞭毛1071鞭毛的定義生長在某些細(xì)菌體表的長絲狀、波曲的蛋白質(zhì)附屬物。從細(xì)胞膜伸出。1鞭毛的定義生長在某些細(xì)菌體表的長絲狀、波曲的蛋白質(zhì)附屬物1082鞭毛的觀察電子顯微鏡——直接觀察光學(xué)顯微鏡——鞭毛染色法染色后觀察暗視野顯微鏡——制水浸片或懸滴法。運(yùn)動方式肉眼觀察——半固體（0.3~0.4%）直立柱穿刺接種細(xì)菌在平板培養(yǎng)基上的菌落外形?！簟簟簟?鞭毛的觀察電子顯微鏡——直接觀察光學(xué)顯微鏡——鞭毛染109水浸片懸滴法穿刺生長水浸片懸滴法穿刺生長1103鞭毛的構(gòu)造三部分組成基體（basalbody）鉤形鞘（hook）鞭毛絲（filament）※革蘭氏陽性細(xì)菌的鞭毛構(gòu)造※革蘭氏陰性細(xì)菌的鞭毛構(gòu)造3鞭毛的構(gòu)造三部分組成基體（basalbody）※革蘭氏111L-ringP-ringS-ringM-ringG-basalbodyG+basalbodyS-ringM-ring革蘭氏陰性細(xì)菌革蘭氏陽性細(xì)菌filamenthookL-ringP-ringS-ringM-ringS-ringM-ringL-ringG-G+S-ring革蘭氏革蘭氏filament112三種蛋白質(zhì)：Mot蛋白：馬達(dá)的定子（包裹S-M環(huán)）Fli蛋白鞭毛蛋白（flagellin）：組成鞭毛絲FliGFliMFliNC環(huán)：鞭毛馬達(dá)鍵鈕（S-M環(huán)基部）三種蛋白質(zhì)：FliGC環(huán)：鞭毛馬達(dá)鍵鈕113Mot蛋白：驅(qū)動S-M環(huán)旋轉(zhuǎn)Fli蛋白：使鞭毛正轉(zhuǎn)或逆轉(zhuǎn)Mot蛋白：驅(qū)動S-M環(huán)旋轉(zhuǎn)114Flagellin組成鞭毛絲在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)靠近鞭毛基體的核糖體上合成。由鞭毛基部通過中央孔道輸送到鞭毛的游離端自裝配。生長方式為頂部延伸。Flagellin組成鞭毛絲在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)靠近鞭毛基體的核糖體上1154鞭毛的功能運(yùn)動——實現(xiàn)運(yùn)動的趨向性。運(yùn)動理論——旋轉(zhuǎn)論。運(yùn)動速度極快：最高100um/s（3000倍體長/min）4鞭毛的功能運(yùn)動——實現(xiàn)運(yùn)動的趨向性。1165各類細(xì)菌的鞭毛弧菌、螺菌，都有鞭毛桿菌，有的有球菌，個別有單端鞭毛菌（monotricha）端生叢毛菌（lophotricha）兩端鞭毛菌（amphitricha）周生菌（peritricha）鞭毛的有無是分類鑒定的重要指標(biāo)。鞭毛脫落后不再長出。5各類細(xì)菌的鞭毛弧菌、螺菌，都有鞭毛單端鞭毛菌（mo117幼齡菌易生鞭毛，菌體衰老后易失去鞭毛。多次活化菌體制作好的鞭毛片。鞭毛脫落后不能再生。在液體中定向運(yùn)動；在固體培養(yǎng)基中表面水膜運(yùn)動6小結(jié)幼齡菌易生鞭毛，菌體衰老后易失去鞭毛。多次活化菌體制作好的鞭118〔四〕菌毛〔fimbria，復(fù)fimbriae〕又叫傘毛、纖毛、線毛、須毛、定義：一種長在細(xì)菌體表的纖細(xì)、中空、短直、量多的蛋白質(zhì)附屬物。數(shù)百根。成分：菌毛蛋白作用：使菌體附著在物體表面。如：淋病奈氏球菌（Neisseriagonorhoeae）菌毛〔四〕菌毛〔fimbria，復(fù)fimbriae〕又叫傘毛119〔五〕性毛〔pili單pilus〕又稱性菌毛sex-pili或F-pili

接合性毛conjugativepili構(gòu)造、成分與菌毛相同。1~幾根見于革蘭氏陰性細(xì)菌的雄性菌株（供體菌）。功能：向雌性菌株傳遞遺傳物質(zhì)

RNA噬菌體的特異性吸附受體◆◆◆〔五〕性毛〔pili單pilus〕又稱性菌毛sex-p120

不使菌體運(yùn)動。失去后能很快長出，更新。注意：不使菌體運(yùn)動。注意：121（六）S層（Slayer）附在細(xì)胞壁外。是糖被的一種。大量蛋白質(zhì)排列的連續(xù)層。革蘭氏陽性菌、革蘭氏陰性菌、古生菌均具有。（六）S層（Slayer）附在細(xì)胞壁外。122第二節(jié)真核微生物細(xì)胞的

構(gòu)造和功能真核生物（Eukaryotes）——

細(xì)胞核具有核膜，能進(jìn)行有絲分裂，細(xì)胞質(zhì)中存在細(xì)胞器的生物。特點：有核膜包裹的完整細(xì)胞核。

有細(xì)胞器（organelles）——內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、線粒體、葉綠體等。DNA與組蛋白及其他蛋白結(jié)合——染色體。◆◆◆第二節(jié)真核微生物細(xì)胞的

構(gòu)造和功能真核生物123一細(xì)胞壁二鞭毛與纖毛三細(xì)胞質(zhì)膜四細(xì)胞核五細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞器一細(xì)胞壁124一細(xì)胞壁主要成分多糖，少量蛋白質(zhì)和脂類真菌的細(xì)胞壁（1）酵母菌的細(xì)胞壁（2）絲狀真菌的細(xì)胞壁一細(xì)胞壁主要成分多糖，少量蛋白質(zhì)和脂類真菌的細(xì)胞壁125〔1〕酵母菌的細(xì)胞壁厚度25~70nm。占細(xì)胞干重25%。自外至內(nèi)的分布次序：◆甘露聚糖（mannan）◆蛋白質(zhì)（protein）◆葡聚糖（glucan）◆幾丁質(zhì)（chitin）磷酸化甘露聚糖甘露聚糖蛋白質(zhì)葡聚糖質(zhì)膜〔1〕酵母菌的細(xì)胞壁厚度25~70nm。自外至內(nèi)的分布次序：126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）。網(wǎng)狀。去除，細(xì)胞可維持正常。中層：蛋白質(zhì)含6-8%，為酶類起催化作用。內(nèi)層：葡聚糖約占30-40%，由D-葡萄糖以β-糖苷鍵聯(lián)結(jié)。賦予機(jī)械強(qiáng)度。

外層：甘露聚糖。約占30%，以α-糖苷鍵聯(lián)結(jié)（并非中層：蛋白127幾丁質(zhì)（chitin)：

為聚乙酰氨基葡萄糖。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%。形成芽體時合成。分布在芽痕周圍。細(xì)胞壁的少量組分—幾丁質(zhì)和脂類幾丁質(zhì)（chitin)：細(xì)胞壁的少量組分—幾丁質(zhì)和脂類128細(xì)胞壁的功能半透性。保護(hù)性。與細(xì)胞合成有關(guān)。細(xì)胞壁的功能半透性。129〔2〕絲狀真菌的細(xì)胞壁以粗糙脈孢菌（Neurosporacrassa）為例由外到內(nèi)的分布次序：◆無定形的葡聚糖：β（1-3）、β（1-6）組成◆粗糙網(wǎng)：糖蛋白組成◆蛋白質(zhì)層◆幾丁質(zhì)微纖維絲：最內(nèi)層，放射排列。用蝸牛酶制原生質(zhì)體?！?〕絲狀真菌的細(xì)胞壁以粗糙脈孢菌（Neurosporac130二鞭毛與纖毛1功能：運(yùn)動（揮鞭方式運(yùn)動）。長的為鞭毛，短的為纖毛2構(gòu)造：鞭毛與纖毛構(gòu)造基本相同鞭桿（shaft）：伸出細(xì)胞外◆基體（basalbody）：嵌埋在細(xì)胞質(zhì)膜上?！暨^渡區(qū)：連接前兩者在一起二鞭毛與纖毛1功能：運(yùn)動（揮鞭方式運(yùn)動）。長的為鞭毛，131“9+2”型鞭桿“9+0”型基體動力蛋白臂：陽離子激活的ATP酶?！?+2”型鞭桿132三細(xì)胞質(zhì)膜與原核細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)膜構(gòu)造、功能相似。酵母菌的細(xì)胞膜霉菌的細(xì)胞膜三細(xì)胞質(zhì)膜與原核細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)膜構(gòu)造、功能相似。酵母菌133含有——甾醇麥角固醇酵母菌的細(xì)胞膜酵母菌的細(xì)胞膜與原核生物的基本相同。但有的酵母菌如釀酒酵母中含有固醇類（甾醇）、VitD的前體----麥角固醇，這在原核生物是罕見的。含有——酵母菌的細(xì)胞膜酵母菌的細(xì)胞膜與原核生物的基本134

霉菌的細(xì)胞膜

7-10nm厚，結(jié)構(gòu)同其他真核細(xì)胞類似。真核生物與原核生物細(xì)胞質(zhì)膜的差別，見書。霉菌的細(xì)胞膜7-10nm厚，結(jié)構(gòu)同其他真真核生物135四細(xì)胞核nucleus核被膜（nuclearenvelope）染色質(zhì)（chromatin）核仁（nucleolus）核基質(zhì)（nuclearmatrix）四細(xì)胞核nucleus核被膜（nuclearenve136染色質(zhì)〔chromatin〕核小體（nucleosomes）D