微生物细胞的显微和亚显微结构

4.功能
5.利用
不动杆菌
三叶草根瘤菌
1.概 念
•夹膜：细菌在一定营养条件下在细胞外形成的 一层无色透明的边缘明显的胶状物质。
•粘液：细菌在一定营养条件下在细胞外形成的
一层无色透明的边缘不明显、向基质扩
散的胶状物质。
•菌胶团：多个细胞被包裹在一个共同的夹膜中。
Байду номын сангаас
2.特 性
• 不易染色，需用负染色将其衬托出来。
2.类囊体
类囊体是蓝细菌细胞膜折叠内陷形 成，其上有光和作用酶系，是光和作用 的场所。
3.载色体
载色体是光和细菌的内膜系统， 上有进行光和作用的色素和酶系。
4.羧酶体
羧酶体是自养细菌中一种由蛋白 质为主的单层膜包围的小体，内含固 定CO2的酶类。
5.气泡
气泡是水生细菌中由蛋白质形成 的膜状体，内贮气体，调节细菌在水 层中的位置。
质粒的特性
• 是细菌中控制次 要性状的非必要 的遗传物质 • 大质粒较少而小 质粒较多 • 具互不相容性 •可转移 •可整合 •可重组 •可消除 •耐碱性
本章复习思考题
1.试叙原核细胞和真核细胞的区别。
2.试叙鞭毛的结构与功能。 3.试叙菌毛的结构与功能。 4.试叙细胞壁的结构与功能。 5.试叙细胞膜的结构与功能。 6.试叙间体的作用。 7.试叙核糖体的作用及组成。 8.线粒体从细菌进化而来的理由及例证。
鼠疫杆菌
白喉棒状杆菌
磁细菌
质 粒
质粒是细菌染色体以外的能独立复 制的小分子，为共价闭合环状双链DNA。 分子量一般在1-100 × 106，约含几个到 几百个基因，是遗传工程中重要的工具。
)
质粒的种类
• • • • • • 接合质粒 抗性质粒 降解质粒 致瘤质粒 共生固氮质粒 细菌素质粒
着生方式
休眠体
一个芽孢只能萌发一个细菌，反之依 然。芽孢不是繁殖体，休眠体是相对于营 养体而言。
构 造
抗性原因
• • • • • 低含水量（40%）； 耐热的酶类（小分子酶类，带有二键）； 皮层中含有大量的吡啶二羧酸钙（DPACa）； 多层次厚而致密的芽胞壁； 渗透调节皮层膨胀学说。
2.伴胞晶体
2.菌毛
组成
着生方式
功能
组 成
• 菌毛是由菌毛 蛋白组成。
着生方式
• 菌毛至少十根以上一般周生。
功 能
• 粘附，与致病性有关。
3.性菌毛
组成
着生方式 功能
组 成
• 性菌毛是由菌毛 蛋白组成。
着生方式
• 性菌毛仅一至少数几根。
功 能
• 传递遗传物质。
二、荚膜和粘液层
1.概念 2.特性 3.组成
三、点阵颗粒
• 许多细菌和一些蓝细菌都有覆盖整个或部分细 胞壁表面的规则排列的大分子颗粒晶体层，大 多数仅有一层晶体层，也可有两层重叠但排列 不同的晶体层，此称为点阵颗粒。 • 细胞表面点阵颗粒的产生很可能是细胞与环境 相互作用的结果。点阵颗粒的形成可能有利于 细胞在不良环境中的生存，也可能与细胞粘附、 细胞排斥或离子吸收等现象有关。
二、芽孢、伴孢晶体
1.芽孢
2.伴孢晶体
1.芽孢
• • • • • • • 概念 特性 着生方式 休眠体 构造 形成过程 抗性原因
概 念
某些细菌在生长后期于细胞内形成一 个圆形、椭圆形、或圆柱形的具高度折光 性的休眠体。
特
性
芽孢难染色、抗逆行强、抗辐射、耐 化学药剂、耐高温、耐干燥、含水量低、 代谢水平低、可长期保存。
6.线粒体
大多数真核微生物都有线粒体，但一些 能厌氧生长的微生物处在厌氧条件下或者 有过量的葡萄糖存在时线粒体被阻遏。 有一种理论认为线粒体和叶绿体都是从 细菌进化而来的。在有核细胞早期历史中 细菌也许是作为寄生菌或共生菌而进入细 胞直到后来才成为被扑获的细胞器。
• 线粒体从细菌进化而来的理由： 基因物质 蛋白质 脂肪酸 呼吸链 • 线粒体从细菌进化而来的例证： 巨大变形虫 草履虫
G+
G-
G+
G-
G+
G-
G+和G-细菌细胞壁结构的比较
2.组 成
G+ 菌 肽聚糖 磷壁酸 脂多糖 脂蛋白 50%-80% 10%-20% G-菌 1%-10% + +
肽
聚
糖
肽聚糖由N-乙酰葡萄糖胺(NAG,G)和N-乙 酰胞壁酸(NAM,M)形成骨架，每个NAM上连 接一个四肽(G+：L-丙氨酸、D-谷氨酸、 L-赖 氨酸、 D-丙氨酸， G-： L-丙氨酸、 D-谷丙氨 酸、内消旋二氨基庚二酸、 D-丙氨酸)与NAM 的乳酰基结合，再由甘氨酸五肽从横向把两个 相邻的四肽中的L-赖氨酸和D-丙氨酸连在一起， 从而形成一坚硬有弹性的三维空间结构。
• 某些细菌在特定环境条件下因基因突变产 生的无壁细菌称为L-细菌。
5.革兰氏染色
• 机理 • 过程 • 关键步骤
二、细胞膜
1.结构
2.组成
3.功能
4.特性
1.结 构
2. Cell membrane (细胞膜)
2.组 成
膜占细胞干重的10%， 其 中： 脂 类 20% - 50% 50% -75% 蛋白质
M
N--乙酰胞壁酸
N-乙酰葡萄糖胺
G+
L-Ala D-Gla L-Lys D-Ala
G
氨基酸
GL-Ala D-Gla m-DAP D-Ala
3.功 能
•机械保护作用，抗渗透压，保持菌体形态； •内外物质交换的屏障；
•与抗原性、致病性、对噬菌体的敏感性有关。
4.原生质体
• 细菌除去细胞壁剩下的部分称为原生质体， 它包括细胞膜、细胞核、细胞质。G+除 去完整的细胞体称为原生质体，G-去壁不 完全形成的球形体又称原生质球。
第三节
微生物细胞的内部结构
一、细胞内膜系统 二、芽孢、伴孢晶体 三、特殊内含体及贮存物质颗粒
一、细胞内膜系统
1.间体 2.类囊体 3.载色体 4.羧酶体 5.气泡 6.线粒体
1.间体
• 间体是由细胞膜内陷折叠性成的袋状 结构。
• 其功能 与横隔壁和壁的形成、DNA的 复制、细胞分裂、氧化磷酸化、细胞 内物质和能量的传递、芽胞的形成等 有关。
• 厚度一般为0.2um至数um小于0.2um的称
微夹膜。
3.组 成
• 多糖和少量蛋白质。
4.功 能
• 保护细胞免受干燥环境影响，附着在 基质上； • 保护细胞免受寄主吞噬细胞的吞噬， 增强毒力； • 细胞外的贮存物质； • 具有抗原性，其血清型可作为分类鉴 定依据。
5.利 用
• 代血浆：肠膜状明串珠菌生产葡聚糖， 生产代血浆—右旋糖苷。 • 石油开采：黄单胞菌产生的黄原胶可用 于石油开采。
原核细胞构造
鞭毛 细胞壁 细胞膜 内含物 间 核 体 区 荚膜 粘液 菌毛 性丝
芽胞
第一节 微生物细胞的基本结构
一、细胞壁 二、细胞膜 三、细胞质 四、核糖体 五、类核
一、细胞壁
1.结构 2.组成 3.功能
4.原生质体
5.革兰氏染色
1.结 构
1884年丹麦医生革 兰用差别染色法将细菌 细胞壁分G+ 和G-两种结 构， G+ 比G-结构简单， G+ 细胞壁只有厚厚的一 层肽聚糖物质，而G-除 有一层薄薄的肽聚糖物 质外，在外层还有一层 脂质物质合并一起构成 细胞壁。
4.特 性
• 磷脂双分子层排列的有序性， 运动性和不对称性； • 膜蛋白分布的镶嵌性、运动性 和不均匀性； • 负电荷性。
三、细胞质
• 细胞膜内除细胞核外都称为细胞质物质，所有包裹在细胞膜 内的细胞质和各种物体一起被称为细胞质体。 • 细胞质无色透明，呈溶胶状态，形成结构复杂的三维网状系 统，由细胞膜伸展至核区。细胞质的主要成分为水、蛋白质、 核酸、脂类，还有少量糖和无机盐。 • 细胞质的主要功能是：为各种细胞器维持其正常结构及其存 在、各种酶系统及其催化生化反应提供所需要的空间、理化 环境和一切底物，并容纳各生化反应的产物。一旦由于细胞 膜破裂，细胞质即泄漏或流失，细胞必将死亡。
三、特殊内含体及贮存物质颗粒
• 贮藏物 • 质粒
贮藏物
• 糖原和淀粉:碳源和能源贮存物质。 • 聚β -羟基丁酸（PHB):细菌特有，碳源和能源 贮存物质，可用脂溶性染料(苏丹黑)着色, 可 制作可降解塑料。 • 异染粒:细菌特有，可用美蓝染成紫红色。 • 硫滴,硫粒: 化能自养菌的能源贮存物质。 • 磁粒:少数磁细菌中特有的串状Fe3O4磁性颗粒, 能感应地球磁场,使细胞按地球磁场排列。
)
第二节 微生物细胞的外部结构
一、鞭毛、菌毛和性菌毛 二、荚膜和粘液层 三、点阵颗粒 四、外膜泡 五、螺管结构
一、鞭毛、菌毛和性菌毛
1.鞭毛 2.菌毛 3.性菌毛
1.鞭毛
结构
组成 着生方式 功能
结
构
鞭毛发源于细胞膜内侧的基粒上 细胞壁为鞭毛的运 动提供了支撑点。G+和G-菌中，鞭毛结构有区别。
第一章 微生物细胞的显微 和亚显微结构
第一节 微生物细胞的基本结构 第二节 微生物细胞的外部结构 第三节 微生物细胞的内部结构
原核细胞和真核细胞的区别
原核生物 核 拟核 核膜 核仁 染色体数 1 染色体组成 DNA 细胞分裂 二分分裂 细胞器 间体 细胞壁组成 肽聚糖 核糖体 70s 基因重组 接合、转化、转导 真核生物 真核 + + >1 DNA+组蛋白 有丝分裂、减数分裂 线粒体、叶绿体 纤维素、几丁质 80s 有性、准性过程
四、核糖体
核糖体由65%RNA和蛋白质组成，每 个细胞可有104个，是蛋白质合成的场所。 原核细胞与真核细胞比较 原核细胞 真核细胞 70S 80S 50S 30S 60S 40S 30-35 20 30-50 45-75 23S 5S 16S 28S 5.8S 5S 18S