微生物细胞的结构和功能
第一章微生物细胞的结构与功能
真核细胞细胞核的核小体
真核细胞有复杂的内膜系统
内质网：内质网有光滑内质网和粗糙内质网
真核细胞由单位膜组成的细胞器
线粒体
叶绿体
高尔基体
溶酶体
真核细胞的细胞骨架
真核细胞的运动靠鞭毛或纤毛
鞭毛构造是9+2型
真核细胞的细胞周期
G1期（复制前期）：细胞分裂完成DNA开始复制以前。 S期（复制期）：DNA复制开始到复制完成。 G2期（复制后期）：DNA复制完成到细胞分裂的一段间隙
管状蛋白质丝
细胞膜
细胞中的线粒体上
谢谢各位的聆听
质粒的功能： 1、质粒控制细菌的某一遗传状 2、可作为基因转移的载体
• 核糖体
由RNA和蛋白质组成,存在于细菌细胞质中的颗粒状亚显 微结构。它的沉降系数为70S。核糖体的结构如下图：
RNA（占65%） 1、化学组成
蛋白质（占35%）
2、70S由50S和30S两个亚基组成 3、50S亚基由5SrRNA、23SrRNA和34种蛋白质组成 4、30S亚基由16SrRNA和21种蛋白质组成。
荚膜的化学组成：多糖；多肽；多糖＋多肽。
荚膜的功能： 1、可作碳源储藏物质； 2、可以抗干燥； 3、抗吞噬细胞的吞噬。
巨大芽孢杆菌的荚膜如右 图所示：
（八）鞭毛（flagellum）和菌毛（pilus） 有的细菌在细胞表面长有鞭毛和菌毛。
•鞭 毛
鞭毛是细菌的运动器官，它是一根中空的管状蛋白质丝。 由三条线状的蛋白质亚基围绕着一个中空的核心组装成螺旋 链。
（九）芽 胞
某些细菌生长发育到一定时候,在细胞内形成的一种内生胞 子,它对不良环境条件有抗性。芽胞的超薄切片：
芽孢的亚显微结构由内膜，皮层，孢子衣，外孢子衣四层组成。
微生物细胞的结构与功能
内消旋二氨基庚二酸(m-DAP) 内消旋二氨基庚二酸 (只在原核微生物细胞壁上发现 只在原核微生物细胞壁上发现) 只在原核微生物细胞壁上发现
（2）外膜位于革兰氏阴性细菌细胞壁外层,由 外膜位于革兰氏阴性细菌细胞壁外层, 脂多糖、 脂多糖、磷脂和脂蛋白等若干种蛋白质组成的 有时也称为外壁。 膜，有时也称为外壁。
根据LPS抗原性的测定，沙门氏菌的抗原型多达2107种 根据LPS抗原性的测定，沙门氏菌的抗原型多达2107种，一般 LPS抗原性的测定 2107 都源自O 特异侧链种类的变化。这种多变性是G 都源自O-特异侧链种类的变化。这种多变性是 -细菌躲避宿 主免疫系统攻击,保持感染成功的重要手段。 主免疫系统攻击,保持感染成功的重要手段。可依此用灵敏的 血清学方法对病原菌进行鉴定，在传染病诊断中有重要意义。 血清学方法对病原菌进行鉴定，在传染病诊断中有重要意义。
4 .古生菌的细胞壁 .古生菌的细胞壁
具有与真细菌类似功能的细胞壁； 具有与真细菌类似功能的细胞壁； 细胞壁的结构和化学成分均差别甚大； 细胞壁的结构和化学成分均差别甚大； 已研究过的一些古生菌,它们细胞壁中没有 已研究过的一些古生菌, 真正的肽聚糖，而是由多糖(假肽聚糖) 真正的肽聚糖，而是由多糖(假肽聚糖)、 糖蛋白或蛋白质构成的。 糖蛋白或蛋白质构成的。 热原体属(Thermoplasma)没有细胞壁。 热原体属(Thermoplasma)没有细胞壁。 (Thermoplasma)没有细胞壁
2.革兰氏阴性细菌的细胞壁 2.革兰氏阴性细菌的细胞壁 肽聚糖 外膜 外膜蛋白
周质空间
1~2层肽 （1）肽聚糖：埋藏在外膜层之内，是仅由1~2层肽 ）肽聚糖：埋藏在外膜层之内，是仅由1~2 聚糖网状分子组成的薄层(2~3nm)， 聚糖网状分子组成的薄层(2~3nm)，约占细胞壁总重的 (2~3nm) 10%，故对机械强度的抵抗力较革兰氏阳性菌弱。 10%，故对机械强度的抵抗力较革兰氏阳性菌弱。 没有特殊的肽桥,只形成较为稀 没有特殊的肽桥 只形成较为稀 疏、机械强度较差的肽聚糖网套
第三章微生物的细胞
生 物
细菌细胞的结构
一般构造
细胞壁 细胞膜 间体 核区 内含物 核糖体
特殊构造
③ 鞭毛 ④ 菌毛 ⑤ 性菌毛
① •②
③ ⑤ ④ ⑥
① 芽孢
微荚膜
•②
荚膜 粘液层
糖被
一、细胞壁
细菌细胞壁（cell wall）是位于 细胞最外的一层（一般结构）厚实、 坚韧的外被，主要成分为肽聚糖。 细菌细胞壁可用电子显微镜直接 观察细菌的超薄切片。 细菌细胞壁绝大多数以肽聚糖为 基本成分，但不同细菌，细胞壁在结 构和成分上各有自己的特点。
细胞质膜
肽聚糖
1、G+细胞壁成分
肽聚糖单体
双糖单位 • N-乙酰葡萄糖胺(G) • N-乙酰胞壁酸(M) 肽尾 • 短肽(4~5个氨基酸) 肽桥 • 1~5个氨基酸
磷壁酸(两种）
是一类
G+细胞壁成分
G+特有的 同肽聚糖混在一起的 分子比较短(6~9个) 的阴离子多聚物 以 甘油磷壁酸 为主链 核糖醇磷壁酸
细菌细胞壁主要成分为 肽聚糖
真菌细胞壁主要成分为 几丁质
真 原 核 生 物 的 核 糖 体
50S 60S
30S 40S
80S 70S
原核生物的核糖体是怎样的？
内含物
包括气泡、羧基化体、绿色体、 磁石体、和各种储存物质。
请说出下面细菌菌体从内到外的结构
菌毛 鞭毛
拟核
细胞质
cytoplasm
细胞质膜 细胞壁
真核细胞结构示意图
内含物
气泡 类囊体 羧酶体
• （1）储藏物
1）聚β -羟丁酸
由β -丁酸单位形成 的直链聚合物，集合 成高度折射性的小球 状物，随细胞老化更 加突出。
微生物细胞的结构与功能真核微生物
（二）分布及与人类的关系 1、多分布在含糖的偏酸性环境，也称为“糖菌”。
如水果、蔬菜、叶子、树皮等处，及葡萄园和果园土壤中等。 2、重要的微生物资源；
酵母菌是人类的第一种“家养微生物”
3、重要的科研模式微生物； 啤酒酵母（Saccharomyces cerevisae）第一个完成全基因组 序列测定的真核生物（1997） 4、有些酵母菌具有危害性； 有些酵母菌能引起皮肤、呼吸道、消化道、泌尿生殖道疾病
b）核配：两个核融合，成为二倍体接合子核，此时核 的染色体数是二倍（2n）。
c）减数分裂：具有双倍体的细胞核经过减数分裂，核 中的染色体数目又恢复到单倍体状态。
2、生活史
无性繁殖阶段；菌丝体（营养体）在适宜的条件下产生无性孢子，
无性孢子萌发形成新的菌丝体，多次重复。
有性繁殖阶段；在发育后期，在一定条件下，在菌丝体上分化出 特殊性器官（细胞），质配、核配、减数分裂后形成单倍
（一）细胞壁
（二）鞭毛与纤毛：运动器官 （三）细胞膜 （四）细胞核 （五）细胞质和细胞器
1.细胞质基质和骨架 2.内质网和核糖体 3.高尔基体 4.溶酶体 5.微体 6.线粒体 7.叶绿体 8.其它:液泡、膜边体、几丁质酶
细 胞 生 物 学 内 容
2、本节主要内容----------真菌
2.1
⑴ ⑵ ⑶ ⑷ ⑸ ⑹ ⑺
• •
2、有利于茯苓支柱产业的可持续发展 茯苓是靖州县的特色产业，该项目的实施， 将通过品种改良和制定推广技术标准，开发中药 新药，提高茯苓的附加值；通过“结构创新”， 把培育“龙头”加工企业和直接外贸型企业作为 茯苓产业 发展的重点 ，把“粗放 型”经营改为 “集约型”经营，预计提高单位产品的创汇率达 37%以上，换取外汇年均增长1000万美元以上，使 茯苓产业 快速成长为 我县区域性 支柱产业 ，到 2008年底，全县茯苓产业产值将达到5亿元以上。
简述细菌的主要特殊结构及功能
简述细菌的主要特殊结构及功能细菌是一类微生物，它们具有许多特殊的结构和功能，使它们能够适应各种环境并进行生存和繁殖。
本文将简要介绍细菌的主要特殊结构及其功能。
1. 细胞壁：细菌的细胞壁是由多糖和蛋白质组成的，它是细菌细胞的外层保护结构。
细胞壁可以保持细菌的形状，并提供对外界环境的保护。
此外，细胞壁还能帮助细菌在悬浮液中保持浮力，使其能够在水中生存。
2. 纤毛和鞭毛：纤毛和鞭毛是细菌细胞表面的一种细长的纤维状结构。
它们可以帮助细菌进行运动和定位。
纤毛比较短且较多，鞭毛较长且较少。
细菌通过运动纤毛或鞭毛的方式，能够在液体中游动或沿固体表面爬行。
3. 胞质膜：细菌的胞质膜是细菌细胞内部和外部环境之间的分隔层。
它具有选择性通透性，可以控制物质的进出。
胞质膜还包含了许多酶和蛋白质，用于细菌的能量代谢和细胞内物质的合成。
4. 核糖体：细菌的核糖体是位于细胞质内的一种细胞器，它是细菌细胞进行蛋白质合成的场所。
核糖体由核糖核酸和蛋白质组成，它能够将mRNA上的遗传信息转化为具体的蛋白质序列，从而实现蛋白质的合成。
5. 质粒：细菌的质粒是一种环状DNA分子，它存在于细菌细胞质内。
质粒可以携带一些额外的基因信息，如抗生素抗性基因等。
这些基因信息可以通过质粒在细菌群体中传递，使细菌能够适应不利的环境和抗击抗生素。
6. 荚膜：一些细菌具有荚膜，它是一层由多糖组成的外层包裹物。
荚膜能够帮助细菌抵抗宿主的免疫反应，并提供对外界环境的保护。
一些细菌的荚膜还具有粘附性，能够附着在宿主细胞表面，从而引发感染。
7. 胞外鞭毛：除了细胞表面的纤毛和鞭毛，一些细菌还具有胞外鞭毛。
胞外鞭毛比纤毛和鞭毛更长，它们可以通过穿透宿主细胞或分泌毒素来引起疾病。
细菌的这些特殊结构赋予了它们多种功能。
细胞壁可以保护细菌免受外界环境的伤害，纤毛和鞭毛可以帮助细菌进行运动和定位，胞质膜可以控制物质的进出，核糖体是蛋白质合成的场所，质粒可以传递额外的基因信息，荚膜可以保护细菌免受宿主的免疫攻击，胞外鞭毛可以引发感染。
微生物学第三章
第三章: 微生物细胞的结构和功能1.概述原核微生物分为: 细菌和古生菌. 真核微生物分为:真菌,原生动物,微藻类三域系统:细菌,古生菌,真核生物.原核微生物和真核微生物的主要区别:1.基因组由无核膜包裹的双链环状DNA组成。
2.缺乏由单位膜分割，包围的细胞器。
3.核糖体为70S型。
2．原核微生物原核微生物的构造可分为一般构造（一般都具有的）和特殊构造（部分种类或特定环境下才形成的）。
A.原核微生物的细胞壁细胞壁是位于细胞最外层厚实，坚韧的外被，主要由肽聚糖构成，有固定细胞外型和保护细胞等多种生理功能。
通过染色，质壁分离，电子显微镜观察超薄切片，光学显微镜观察原生质体等方法可证实细胞壁的存在。
细胞壁的主要功能有：1。
固定细胞外型和提高机械强度，使其免受渗透压等外力的损伤。
2。
为细胞的生长，分裂和鞭毛运动所必需。
3。
阻拦酶蛋白和抗生素等大分子进入细胞，保护免受溶菌酶，消化酶和青霉素等有害物质的损伤。
4。
赋予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。
革兰氏染色的基本原理：革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌主要由于其细胞壁化学成分不同而引起的脱色能力不同。
革兰氏阳性菌细胞壁较厚，肽聚糖网层次多交联致密，染色后进行脱色处理，因失水反而使网孔缩小，再加上其不含脂类，故乙醇处理不会溶出缝隙，能把结晶紫和碘复合物留在壁能成紫色。
革兰氏阴性菌细胞壁薄，脂含量高，肽聚糖层薄交联差，遇脱色剂后外膜溶解，结晶紫碘复合物溶出，格兰氏阳性菌的细胞壁: (金黄色葡萄球菌)特点: 厚度大,化学组成简单,90%肽聚糖和10%磷壁酸成分与作用:1.肽聚糖: 是真细菌特有成分，典型的肽聚糖层厚约20~80nm，由25~40层左右的网格状分子交织成的网套覆盖在整个细胞上。
肽聚糖分子是由肽和聚糖2部分组成，其中的肽有四肽尾和肽桥2种，聚糖则由N-乙酰葡糖胺和N-乙酰胞壁酸相互间隔连接而成（β-1，4-糖苷键）。
作用：构成骨架，起支持和保护作用。
第三章：微生物细胞的结构与功能-原核生物
第三章：微生物细胞的结构与功能-原核生物一．是非判断：1．真细菌包括普通细菌、放线菌、蓝细菌、支原体、立克次氏体和衣原体等。
2．杆状细菌的细胞直径比较稳定，与排列方式和长度一起可作为分类鉴定的依据。
3．受到菌龄的影响，幼龄细菌一般比成熟的或老龄的细菌小。
4．在原核细胞的周质空间中，存在着多种周质蛋白，被誉为“酶口袋”。
5．溶菌酶可用于细菌、酵母和霉菌的原生质体的制备。
6．微生物细胞内的储存物中，异染粒是β－羟基丁酸聚合物。
7．原核生物与真核生物细胞膜组分的主要差别是前者无甾醇。
8．根瘤菌的类菌体不仅具有固氮能力，还具有繁殖功能。
9．古生菌的细胞壁均为假肽聚糖构成。
10．细菌细胞膜不含甾醇类物质，而真菌细胞膜含有甾醇类物质。
11．只有分枝杆菌才具有抗酸染色的特性。
12．肽聚糖的基本组成单位包括双糖单位、四肽尾和五肽桥。
13．间体为细胞质膜内褶而形成的囊状构造，其中充满着层状或管状的泡囊，多见于革兰氏阳性细菌。
14．原核生物的细胞质含水约80%，处于一种流动状态。
15．原核生物细胞中气泡的膜也是磷脂双份子层结构，可耐受一定的压力。
16．产芽孢的细菌多为杆菌，也有一些球菌。
芽孢的有无、形态、大小和着生位置是细菌分类和鉴定中的重要指标。
17．革兰氏阴性细菌细胞壁中的脂多糖是细菌外毒素的物质基础。
18．细菌的内毒素就是指革兰氏阴性细菌细胞壁中的脂多糖中的类脂A。
19．磷壁酸是革兰氏阳性细菌细胞壁中特有的酸性多糖。
20．抗酸细菌是一类细胞壁中含有大量分枝菌酸等蜡质的特殊革兰氏阳性菌。
21．古生菌的细胞膜中存在着独特的单分子层膜和单双分子层混合的膜结构。
22．由于革兰氏阴性菌细胞外有外膜层的保护，因此对青霉素和溶菌酶不敏感。
23．芽孢在普通条件下可保存几年或几十年的生命力，因此是抗逆性最强的休眠体。
24．羧酶体是自养微生物细胞质内常见的内含物。
25．抗酸性细胞本身不易被革兰氏染色，碱性酒精脱去细胞壁中的“蜡质”组分后，细胞会变成非抗酸性，革兰氏染色阴性。
第三章--微生物细胞的结构与功能-幻灯片
聚－ß－羟丁酸（PHB）和聚羟链烷酸（PHA）
分布：
1925年巨大芽孢杆菌 （Bacillusmegaterium）中发现，
在产碱菌属（Alcaligenes）、 假单胞菌属（Pseudomonas）
和固氮菌属（Azotobacter） 等60属菌中存在。
染色性：
可用尼罗蓝或苏丹黑染色。
聚－ß－羟丁酸（PHB）和聚羟链烷酸（PHA）
较厚（8－10nm）由类脂A，核心多糖和o－特异性多糖组成； 磷脂：脂多糖和脂蛋白之间； 脂蛋白：磷脂层与肽聚糖之间。 外膜蛋白：嵌合在LPS和磷脂层外膜上的20多种蛋白，如孔蛋白
（porin）
孔蛋白（porin）：结构――三聚体跨膜蛋白孔道； 功能――控制某些物质进入胞内。
外膜的主要功能
类脂A是G－菌的致病物质――内毒素； 与磷壁酸相似，吸附阳离子的功能； 与抗原性有关； 噬菌体吸附受体； 物质交换、屏障功能。
B 磁小体
（magnetosome）
分布：水生螺菌属（Aquaspirillum）
和嗜胆球菌属（Bilophococcus）等趋磁细菌中
结构：内Fe3O4，外包磷脂、蛋白质或糖蛋白
的八面体、六面体等
功能：导向功能，趋泥或趋水界面微氧环境, destroys H2O2 意义：用作磁性定向药物和抗体，用以制造生物传感器
外膜蛋白：嵌合在LPS和磷脂层外膜上的20多种蛋白，
如孔蛋白（porin） 孔蛋白（porin）：结构――三聚体跨膜蛋白孔道；
功能――控制某些物质进入胞内。
周质空间 (periplasmic space, periplasm)
又称壁膜间隙。在G－细菌中，一般指其外膜与细胞膜之 间的狭窄空间（宽约12~15nm），呈胶状。存在着多种周 质蛋白（periplasmic proteins）：
第三章-微生物细胞的结构与功能-原核&真核
强的芽孢肽聚糖，与低价阳离子一起引起了皮层的高渗透
压，这时，皮层的含水量增加，随之体积也增大。
渗透调节皮层膨胀学说
4、特殊的休眠构造——芽孢
真核细胞
第一节
原核微生物
• 原核微生物：是指一大类细胞核无核膜包
裹，只有称作核区的裸露DNA的原始单细
胞生物，包括真细菌和古生菌两大群。
• 细菌、放线菌、蓝细菌、支原体、立克次
氏体和衣原体等都属于真细菌。
• 以最常见的细菌为代表阐述原核生物细胞
的各部分构造和功能。
真细菌细胞的结构
1、细胞壁
2、细胞膜
质粒功能
R因子：与抗药性有关
F因子：与有性接合有关
其他质粒：与抗生素，色素合成有关 基因工程中作为目的基因载体
Cncnc-micro
核区（nuclear region or area）
又称核质体、原核、拟核、核基因(genome） 是一个大型环状DNA分子。长度为0.25-3.00mm 每个细胞所含的核区数一般1~4个 细菌除在染色体复制时间内呈双倍体外,一般均为 单倍体
核糖体（Ribosome)
70S
核糖体
核糖体（ribosome)
是分散在细胞质中的颗粒状结构，由核糖体核酸 （占60%）和蛋白质（占40%）组成。
细菌的核糖体
沉降系数为：70s，由 50s大亚基和 30s 小亚基 构成。
功能：是细胞合成蛋白 质的机构。
核糖体（Ribosome)
核 糖 体 亚 基 释 放
芽孢中酶的分子量较营养细胞小
芽孢抗热的机制：
——渗透调节皮层膨胀学说
• 芽孢的抗热性在于芽孢衣对多价阳离子和水分透性差及皮
层的离子强度高，从而使皮层有极高的渗透压去夺取核心 部分的水分，其结果造成皮层的充分膨胀，而核心部分的 生命物质却形成高度失水状态，因而产生极强的耐热性。 皮层含有DPA-Ca和大量的交联度低（约6%）、负电荷
第三章 微生物的结构与功能2-1
5.气泡（gas vacuoles）： 泡囊状内含物，内中充满气体，内有数排柱形 小空泡，外为蛋白质膜包裹。具有调节细胞比重， 使其漂浮在水中，借以获取光能、氧和营养物质。 主要存在于多种蓝细菌中。鱼腥蓝细菌属 顶孢蓝细菌属
(四) 核区（nuclear region）
核 区 又 称 原 核 （ prokaryon ） 或 拟 核 （nucleoid），指原核生物所特有的无核膜结构、无 固定形态的原始细胞核。 一般一个，但快速复制的微生物中可能有几个。
(五) 糖被（glycocalyx） 糖被是某些细菌在一定营养条件下 向胞外分泌出厚度不定的胶粘状物质包 被于细胞壁的外表，此称为糖被。
如何观察？？
糖被类型：
1. 包 裹 在 单 个 细 胞 壁 上 有 固 定 层 的 糖 被 称 荚 膜 （capsule） 2.如果糖被很薄的称微荚膜（microcapsule） 3. 呈松散状态、未固定的的糖被称 粘液层（ slime layer） 4.包裹几个细胞或一群细的菌胶团 （zoogloca动胶菌 属）
3. 液态镶嵌模型(fluid mosaic model)
（1）膜的主体是脂质双分子层； （2）脂质双分子层具有流动性； （3）整合蛋白因其表面呈疏水性，故可“溶”于脂质双分子层 的疏水性内层中； （4）周边蛋白表面含有亲水基团，故可通过静电引力与脂质 双分子层表面的极性头相连；
（5）脂质分子间或脂质与蛋白质分子间无共价结合；
细胞质组成: 水分：约80％ 核糖体：由50S大亚基和30S小亚基组成 各种化合物：如基质成分、储藏物中间代谢物、营养 物和大分子等 细胞内含物（ inclusion body ）： 细胞质内形状较大的 颗粒状构造称为内含物， 如类囊体、羧酶体、气泡或 伴孢晶体等
3-3微生物细胞的结构与功能
四、细胞核（nucleus）
• 细胞核是细胞遗传信息的贮存、复制和转录的 主要部位。 • 一切真核细胞都有外形固定（呈球形或椭圆体 状）、有核膜包裹的细胞核。每个细胞一般只 含有一个细胞核，有的有两个或多个。在真菌 的菌丝顶端细胞中，常常找不到细胞核。 • 真核生物的细胞核由核被膜、染色质、核仁和 核基质等构成。
糙面内质网 Rough endoplasmic reticulum (RER)
Smooth endoplasmic reticulum (SER) 光面内质网
内质网(endoplasmic reticulum)
糙面内质网
核糖体（ribosome）：是存在于一切细胞中的 无膜包裹的颗粒状细胞器，具有蛋白质合成功 能 。主要 成分是 蛋白质 （约 40% ）和 RNA （约 60%）。其沉降系数为80S，由60S和40S的两个 小亚基组成。它除分布在内质网和细胞基质外， 还分布于线粒体和叶绿体之中。
真核生物与原核生物的比较
比较项目 细胞大小 细胞壁主要成分 细胞器 鞭毛结构 鞭毛运动方式 繁殖方式 核膜 组蛋白 细 DNA 含量 胞 核仁 核 有丝分裂 线粒体 细 叶绿体 胞 高尔基体 质 核糖体 贮藏物 间体 原核生物 真核生物 较小 （通常直径小于 2um） 较大 （通常直径大于 2um） 多数为肽聚糖 纤维素、几丁质等 无 有 如有，则细而简单 如有，则粗而复杂 旋转马达式 挥鞭式 无性繁殖 有性、无性等多种 无 有 无 有 高（约 10％） 低（约 5％） 无 有 无 有 无 有 无 光合自养生物中有 无 有 70S 80S(指细胞质核糖体) PHB 等 部分有 无
鞭毛的运动是由基体的旋转造成的，基体就象发动 机一样。鞭毛的速度与方向发生改变导致细菌产生 各种类型的运动。
微生物的结构和功能
微生物的结构和功能微生物是一类极其微小的单细胞或多细胞生物，常见于各种环境中，包括水体、土壤、食品以及动植物体内等。
微生物的种类繁多，包括细菌、病毒、真菌、藻类等，阅读此文，我们将对微生物的结构和功能有一个全面的了解。
微生物的结构微生物的结构即将微生物各组成部分进行分解和描述。
微生物可以分为细菌、病毒、真菌、藻类等不同的类别，每种微生物的结构也各不相同。
1. 细菌的结构细菌是单细胞的微生物，一般由细胞壁、细胞膜、胞质、核糖体等组成。
其中细菌细胞壁是细菌独有的组成部分，分为革兰氏阳性和革兰氏阴性两种类型，其主要成分是多糖和肽类物质。
细菌细胞膜负责细胞内外环境的物质交换，是细胞内积累物质的主要区域，其内部含有许多蛋白质和脂质。
细菌胞质则是细菌的细胞内部主要功能区，也是细菌内部的主要代谢处所，其中含有许多基因和酶类物质。
2. 病毒的结构病毒不是真正的细胞，没有细胞结构和基因组，它是由蛋白质和核酸组成的粒子。
病毒的结构分为四部分，分别是外壳、内壳、膜和核酸。
外壳是由蛋白质构成，负责保护病毒内核酸免受物理和化学攻击，同时也是病毒对宿主细胞的侵染方式的重要组成部分。
内壳是维持病毒核酸完整的重要结构，一般由蛋白质组成，同时内壳的构成也很复杂，其公认的大约由五至八种不同蛋白质构成。
病毒膜负责将病毒存储在病原体之间并启动病毒的侵染过程。
核酸则是病毒传输的基本遗传物质，通常由单链或双链核酸组成。
3. 真菌的结构真菌由细胞膜、细胞壁、核酸和原生质体组成。
真菌的细胞膜的含脂质量高于其他微生物，其中含有能够与胞外环境相互作用的物质。
在真菌细胞壁中，其主要构成物质为葡聚糖，其含量达到菌体干重的一半以上。
真菌的核酸是其生存的基本机器，可以负责各种基因转录和翻译。
真菌中的原生质体则主要承担代谢活动，其中含有不同的细胞器和酶，包括线粒体、内质网、核糖体、溶酶体等等。
4. 藻类的结构藻类是一类植物，分为单细胞和多细胞生物。
藻类的结构主要由细胞壁、细胞膜和细胞核组成。
微生物细胞壁结构及其生物学功能分析
微生物细胞壁结构及其生物学功能分析微生物，是指尺寸较小、单细胞或多细胞，能够在自然环境中独立生存和繁殖的微生物体，主要包括细菌、真菌、病毒、原生动物、藻类等。
众所周知，微生物是自然界中不可或缺的生物类群之一，其功能广泛，包括维持自然界的生态平衡、参与土壤、水体和大气的营养转化，以及对人类的医疗、生物技术等方面的贡献都不可忽视。
而微生物体内的细胞壁结构，则是掌握微生物特点的重要内容之一。
一、微生物细胞壁的作用细胞壁是细胞的主要保护屏障，细菌、真菌、藻类等微生物所具有的细胞壁结构，对于其功能起到举足轻重的影响。
1. 保护细胞：微生物外部环境易受到干扰和变化的影响，细胞壁对微生物保护作用非常重要。
例如在细胞壁结构不完好或缺少时，微生物对抗环境因素就会受到大大的限制，包括大量死亡和繁殖受阻，因此细胞壁对于微生物的保护非常重要；2. 维持细胞型态：细胞壁具有机械稳定性，能够保持和固定微生物的细胞形态和细胞大小，从而对细胞的生物学特性产生影响，如细胞传递信号、合成代谢物等，使细胞有很好的功能表现；3. 参与代谢：微生物细胞壁是很重要的能量贮备处所，含有的可溶性糖、氨基酸等物质，是细胞代谢中的重要物质来源，也能够在细胞外分泌，环境有调节作用；4. 呈现抗原：细菌表面具有一系列的抗原决定簇，其有利于细菌从宿主中逃脱，减小免疫攻击等，保障其合法存在。
二、不同微生物体细胞壁形态及结构差异1. 细菌细胞壁细菌是微生物体中细胞壁最为简单的一类，其细胞壁结构主要由多糖、蛋白质（特别是附着的或可变异的表面抗原）以及一些小分子物质构成。
细菌细胞壁可分为革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌，两者的结构和组成成分均有差异。
革兰氏阳性菌：细胞壁外表面有较厚的多糖层，其内层则由厚的一层肽聚糖组成，聚糖的交错成分是乙酰葡萄糖醛酸多聚糖，呈现搅拌性质。
革兰氏阴性菌：细胞壁为较厚的两层结构，主要由外层的唾液酸、多糖和脂多糖组成，内层的肽聚糖和交错层主要是残基（L-乳糖、L-脯氨酸）。
第三章微生物细胞结构及功能
2. 细胞质(cytoplasm )和内含物( inclusion body)
细胞膜内除核质体外的一切半透明、胶状、颗 粒状物质可总称为细胞质。其主要成分有：核糖 体、贮藏物、各种酶类、中间代谢物及质粒等, 少数细菌还存在有类囊体、羧酶体、伴胞晶体或 气泡等。细胞质内形状较大的颗粒状构造为内含 物，包括各种贮藏物和气泡、羧酶体等。
A、组成：磷脂（占20~30％） 蛋白质（占50~70％）
B、鉴别：质壁分离，鉴别性染色或原生 质体破裂方法
细胞质膜
C、结构：1972年由辛格和尼科尔森 所提出的液态镶嵌模型即膜的主体 是脂质双分子层其具有流动性。脂 质双分子的疏水尾向内亲水头向外
细胞膜结构
A. 原核和真核细胞典型的细胞膜是由 脂质双分子层构成， 该图显示了磷 脂分子亲水端（褐色球）和疏水端 （黑色）的指向。
杆 状 的 大 肠 杆 菌
4、革兰氏染色机制
步骤：结晶紫初染，碘液酶染，乙醇或丙 酮脱色（关键步骤），沙黄（红色染料） 复染－－－革兰氏阳性紫红色；革兰氏 阴性红色。
原理：与肽聚糖和脂类的含量有关
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，呈紫色。
外膜蛋白(outer membrrane protein)
指嵌合在LPS合磷脂层上的蛋白，有20余种。可分 为
基质蛋白－孔蛋白（通过孔的开闭可阻止抗生素进入） 外壁蛋白－外侧（与噬菌体的吸附或细菌素的作用有关）
脂蛋白－内侧（使外膜层牢固 嵌进肽聚糖层）
（3）周质空间
又称壁膜间隙。指外膜与细胞 膜之间的狭窄空间，呈胶状。 其中存在多种周质蛋白。
微生物细胞结构与功能
4、古生菌的细胞壁
化学成分差异较大，无真正的肽聚糖。 盐球菌属组分是糖蛋白，蛋白质中氨基
酸主要是酸性Aa，可平衡环境中Na+。 少数产甲烷菌的组分是蛋白质，有的是不 同蛋白质，有的是同种蛋白的多聚体。
5、细胞壁缺陷细菌(细胞壁缺乏或缺损的各种细菌统称) 形成条件：细胞壁中肽聚糖结构受理化或生物因素 的直接破坏或合成抑制而形成； 生物学特性：形态多形性；染色革兰阴性；培养高 滲培养基；菌落油煎蛋样。 自发缺壁突变：L型细菌 实验室中形成 缺壁 细菌 人工方法去壁 部分去除：球状体 自然界长期进化中形成：支原体
革兰氏阴性菌
结构：三维多层网状结构，但结构层次明显，分为内 壁层、外壁层。 组成：内壁层：肽聚糖层，厚约2～3nm。外壁层可分 为内、中、外三层：最外层为脂多糖层，中间为磷脂 层，内层为脂蛋白层。
脂多糖：革兰氏阴性细菌细胞壁外层的主要成分， 也是革兰氏阴性细菌细胞壁中独有的成分。
脂多糖（Lipolysaccharide)的组成
2、细胞质（cytoplasm）及内含物
（1）细胞质 细胞质是质膜包围的除核区外的半透明、胶状物 总称；包括贮藏物(reserve granule)；磁小体 (megnetosome)；羧酶体(carboxysome)；气泡(gas vocuoles)；质粒(circular covalently closed DNA) 等。 组成：水、蛋白质、核酸、脂类、少量糖和无机盐。 功能： ①细菌的内在环境，具有生命活动所具有的各 种特征。②含有各种酶系统，使细胞与周围不断进行 新陈代谢作用。
O—特异侧链 核心多糖
R1、R2一般为3—羟基豆蔻酸 R可有3种：月桂酸基 棕榈酸基 豆蔻酰豆蔻酸基
脂多糖功能
①是革兰氏阴性细菌致病物质－内毒素的物质基础；
微生物细胞
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微生物细胞定义
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不同类型的微生物细胞示意图
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第2章
微生物细胞的结构
微生物细胞结构
描述
介绍微生物细胞的基本结构，如细 胞壁、细胞膜、细胞质、核区等。
微生物细胞结构
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微生物细胞结构的图解
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第3章
微生物细胞的功能
微生物细胞功能
描述
介绍微生物细胞的主要功能 ，如代谢、生长、繁殖等。
微生物细胞功能
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微生物细胞功能的示意图
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生动、有趣
第4章
微生物细胞的应用
微生物细胞应用
描述
介绍微生物细胞在各个领 域的应用，如食品工业、 医药研究、环境保护等。
微生物细胞应用
图片 微生物细胞应用的实际案例图片
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实用、创新
第微生物细胞的重要性 和应用领域。
结论
微生物细胞
目录
1. 微生物细胞的定义 2. 微生物细胞的结构 3. 微生物细胞的功能 4. 微生物细胞的应用 5. 结论 6. 致谢页 7. 附录
第1章
微生物细胞的定义
微生物细胞定义
微生物细胞定义
微生物细胞是指在显微镜下才能观察 到的微小生物体的细胞结构。
微生物细胞定义
微生物细胞是指在显微镜下才能观察 到的微小生物体的细胞结构。
第三章微生物细胞结构与功能重点
第3章微生物细胞的结构与功能重点、难点剖析1．G+和G-细菌肽聚糖单体的比较(表3—1)。
肽聚糖单体是组成细菌细胞壁中特有成份——肽聚糖网套的基础，G+和G-菌肽聚糖单体的构造大体相同，仅在四肽尾的第三个氨基酸残基和肽桥的有无上有明显不同。
项目G+ G-聚糖链—（G+M）n——（G+M）n—肽链四肽尾L-AlaD-GluL-lysD-AlaL-AlaD-Glum-DAPD-Ala肽桥—（Gly）5—无注：G：N—乙酰葡糖胺，M：N-乙酰胞壁酸，m-DAP：内消旋二氨基庚二酸2．G-细菌细胞壁的脂多糖构造。
脂多糖(LPS)是位于革兰氏阳性细菌细胞壁最外层的一种较厚的类脂多糖类物质，由类脂A、核心多糖和O—特异侧链3部份组成。
其中的类脂A 是革兰氏阴性细菌致病物质内毒素的物质基础。
脂多糖的分子构造可见图3—1和表解。
类脂A：2个N-乙酰葡糖胺和5个不同的长链饱和脂肪酸内核心区：3个2—酮—3—脱氧辛糖酸(KDO)LPS 核心多糖3个L-甘油-D—甘露庚糖(Hep)外核心区：5个己糖(Hex)，包括葡糖胺、半乳糖、葡萄糖O -特异侧链；多个4Hex 单位，内含葡萄糖、半乳糖、鼠李糖、甘露糖，和阿比可糖(Abq)、大肠杆菌糖(colitose)、副伤寒菌糖(paratose)或泰威糖(Lyvelose)等。
3．缺壁细菌。
细胞壁是维持细菌正常形态和爱惜它们免遭不利环境条件损伤的大体构造但在自然和人为培育条件下，也可因自然进化、自发突变或人为去除等方式而形成缺壁细菌。
现将4类缺壁细菌的要紧特点列在表3—2中。
·待细胞壁再生后恢复其繁衍能力4．细菌的内含物。
位于细菌细胞质内，呈颗粒状或泡囊状的构造称内含物。
4种要紧内含物的特点可见表3—305．细菌芽孢的构造和功能。
芽孢是某些细菌在其生活史后期的细胞内形成的一个抗逆性极强的休眠体。
圆形或椭圆形，厚壁，含水量低，对热、辐射和化学药物有很强的抗性。
因每一营养细胞仅形成一个芽孢，故芽孢无繁衍功能。
微生物习题
6．脂多糖(1ipopolysaccharide，LPS) 位于C—细菌细胞壁最外层的一层较厚(8—10nm)的类脂多糖类物质，由类脂A、核心多糖和O—特异侧链3部分构成，是C—细菌致病物质内毒素的成分。
7．外膜蛋白(outer membrane protein) 嵌合在C—细菌细胞壁外膜上的多种蛋白质成分， 如脂蛋白和孔蛋白等。
12．原生质体(protoplast) 在人为条件下，用溶菌酶除尽细菌等微生物原有细胞壁或用青霉素抑制新生细胞壁合成后，所得到的仅有一层细胞膜包裹着的圆球状细胞，一般由C’细菌形成。原生质体对渗透压敏感，无繁殖能力，在合适条件下，细胞壁可再生，并恢复其繁殖能力。
13．球状体(sphaeroplast) 又称原生质球，指还残留有部分细胞壁的原生质体。G—细菌一般只形成球状体。
34．核小体(nucleosome) 构成真核细胞染色质的基本单位。其核心结构为组蛋白八聚体，由H2A、H2B、H3和H4分子各一对组成，在八聚体外有以左手方向盘绕两周的DNA链，另有一个组蛋白分子H1，与连接DNA相结合，锁住了核小体的进出口，从而保持其结构稳定。
35．核仁(nucleolus) 细胞核中一个没有膜包裹的圆形或椭圆形小体。每个核中有一至数，富含蛋白质和RNA，是真核细胞中合成rRNA和装配核糖体的部位。
32．染色质(chromatin) 真核细胞处于分裂的间期时，其细胞核内的DNA和组蛋白等组成一种线性、可被苏木精等碱性染料染色的复合物，称为染色质。染色质的基本单位是核小体。
33．染色体(chromasome) 真核细胞进行有丝分裂或减数分裂时，其染色质丝通过盘绕、折叠，由核小体经中空螺线管至超螺旋环，最后浓缩成在光学显微镜下可见的棒状结构，即称染色体。
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螺菌
细菌的结构
基本结构——细胞壁、细胞膜、细胞质、核质、
核蛋白体、质粒
特殊结构——荚膜、菌毛、鞭毛、芽孢
细菌细胞构造模式图 第 一 节 原 核 微 生 物 － 细 胞 壁
基本结构－细胞壁、细胞膜、细胞质、核质 特殊结构－荚膜、鞭毛、菌毛、芽孢
细胞壁
主要功能
第 一
固型和保护功能
节
➢固定细胞外形和提高机械强度，并保护细菌抵抗低渗环境
1、多形性 2、多为革兰阴性菌 3、去除诱导因素后，L型可回复为原菌
培 养 特 征：
难培养，营养要求与原菌相似但需在高渗低琼脂 含血清的培养基中生长，生长速度缓慢，一般培养2-7 天可见荷包蛋样菌落。
原菌菌落
荷包蛋样L型菌落
颗粒型L型菌落
丝状型L型菌落
致病特征：
有一定的致病力，通常引起慢性感染， 常在使用了作用于细胞壁的抗菌药物后发生， 尿路感染较多见。
第 一
➢原生质体（protoplast）：指在人为条件下，用溶菌酶处
节
理或在含青霉素的培养基中培养而抑制新生细胞壁合成而形成的仅
由一层细胞膜包裹的，圆球形、渗透压变化敏感的细胞，一般由革
原
兰氏阳性细菌形成。
核
微
➢球状体：针对革兰氏阴性细菌处理后而获得的残留部分细胞壁
生
（外壁层）的球形体。
物
－
特点：对环境条件变化敏感，低渗透压、振荡、离心甚至通气等都
红色
细胞壁对酒精的通透性
抗原性 毒性
主要为 磷壁酸 无内毒素
主要为 外膜 有内毒素
对青霉素 有效 的作用
对溶菌酶 有效 的作用
无效 无效
细胞壁的化学组成不同
内毒素为阴性菌细胞壁成分
脂多糖
青霉素作用部位为肽聚糖
五肽交联桥
溶菌酶作用部位为肽聚糖
聚糖骨架
第 一 节
原
➢假肽聚糖细胞壁
核 微
➢独特多糖细胞壁
兰 氏
–脂多糖
阴
LPS
性
菌
外膜 周质空间
细胞膜
脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）
第
一 （1）脂质A（lipid A） 节 为一种糖磷脂，由D-氨基葡萄糖双糖组
成的基本骨架，不同细菌骨架一致。
原 核 微
内毒素物质基础 无种属特异性
（2）核心多糖（core polysaccharide）
一
节
原 核 微 生 物 － 革 兰 氏 阴 性 菌
G+ 菌与G- 菌细胞壁的比较
细胞壁
革兰阳性菌 革兰阴性菌
强度
较坚韧
较疏松
厚度 肽聚糖层数 肽聚糖含量
磷壁酸
20-80nm 可多达50层 50%-80%
有
10-15nm 1-2层 5%-20% 无
外膜
无
有
项目 染色性
革兰阳性 菌
紫色
革兰阴性菌 细胞壁的关系
原
（阳性菌20~25大气压，阴性菌5~6大气压）
核 微
➢为细胞的生长、分裂和鞭毛运动所必须
生
➢保护细胞免受溶菌酶、消化酶和青霉素等有害物质的
物 －
损伤
细
➢赋予细菌具有特定的抗原性、致病性以及对抗生素和
胞 壁
噬菌A蛋白－抗吞噬等作用
能
A群链球菌膜磷壁酸－抗吞噬作用
革兰阴性菌脂多糖－多种生物学效应
位于脂质A的外层
生 有属特异性，同一属细菌相同
物 （3）特异多糖（specific polysaccharide）
－ 最外层，由数个至数十个低聚糖（3~5
革 兰
个单糖）重复单位所构成的多糖链。 是革兰阴性菌的菌体抗原（O抗原），
具有种特异性
氏 缺失，细菌变为粗糙型
阴
性
菌
细胞壁－外膜
第
外膜蛋白 和 周质空间
生
物 －
➢硫酸化多糖细胞壁
古 生
➢糖蛋白细胞壁
菌
细 胞
➢蛋白质细胞壁
壁
第
缺壁细菌－自然界长期进化中或在实验室菌种自发
一 节
突变、或认为的方法抑制新生细胞壁的合成或对现成 细胞壁进行酶解获得的缺壁的细菌
原 核 微 生 物 － 缺 壁 细 菌
第
一
节
细胞壁缺陷细菌
原 核
形成条件
微
细胞壁中肽聚糖结构受理化或生物因素的直
革兰氏染色
生 物
1884年，由丹麦医生
－
C.Gram创立 ，鉴别真细
革
菌和古生菌
兰
氏
染
色
革兰氏染色机制
步骤
染色机理：
经初染、媒染以后，结晶紫和碘液形成大分子的紫－碘复合物，由于G＋菌细胞 壁的肽聚糖层，较厚且交联紧密，故用酒精脱色时细胞壁未被破坏，紫－碘复合 物不能溢出细胞，菌体显蓝紫色，而G－菌的细胞壁含有脂多糖，肽聚糖层较薄 且交联松散，用酒精脱色时细胞壁被破坏，类脂溶解，紫－碘复合物溢出细胞，
第三章
微生物细胞的结构和功能
细菌的概念：
细菌(bacterium)是属于原核生物界(prokaryotae)的一种形 体微小、结构简单、具有细胞壁和原始核质、无核仁和核膜， 除核糖体外无其他细胞器的单细胞型微生物。
广义的细菌泛指各类原核细胞型微生物， 狭义则专指其中数量最大、种类最多、具有典型代表性的 细菌。
细菌的大小与形态 细菌的结构 细菌形态与结构检查法
细菌的大小与形态
观察工具——光学显微镜
测量单位——一般以μm为测量单位 球菌
据形态不同分三大类 杆菌 螺形菌
球菌
双球菌
链球菌
四联球菌
八叠球菌
葡萄球菌
杆菌
球杆菌
链杆菌
棒状杆菌
分枝杆菌
螺形菌 弧菌——只有一个弯曲
螺菌——有若干个弯曲
弧菌
缺
易引起其破裂； 比正常有细胞壁的细菌更易导入外源遗传物质，
壁
是研究遗传规律和进行原生质体育种的良好实验材料。
细
菌
➢ 支原体：在长期进化过程中形成的、适应自然生活条件的无细
胞壁的 原核生物。因它的细胞膜中含有一般原核生物所没有的甾醇，
所以即使缺乏细胞壁，其细胞膜仍有较高的机械强度
第 一 节
原
核 微
生 物
接破坏或合成抑制而形成。
－ 生物学特性
缺
壁
形态多形性
染色革兰阴性、
细
培养高滲培养基 菌落油煎蛋样
菌
与医学关系
仍有一定致病性，常发生在使用作用细胞壁 的抗菌素治疗过程中，临床上遇有症状明显 而常规细菌培养阴性者应考虑此菌感染。
细菌L型 菌落类型
电镜照片
临床分离葡萄球菌L型
葡萄球菌L型回复后
形态特征
细胞壁－肽聚糖
第
一 节
革兰阳性菌肽聚糖—双糖单位、四肽尾、肽桥
原 核 微 生 物 － 革 溶菌酶作用点 兰 氏 阳 性 菌
N-乙酰葡糖胺 N-乙酰胞壁酸
青霉素作用点
第
细胞壁－磷壁酸（特殊成分）
一
节
➢组成－甘油磷壁酸和核
原
糖醇磷壁酸
核
微 ➢成分－壁磷壁酸和膜磷
生
壁酸
物
－
革
兰
➢功能－提高Mg2＋浓度、
氏 贮藏磷元素、增强致病性、
阳 性 菌
赋予革兰氏阳性菌特异表 面抗原、调节细胞内自溶 素
细胞壁－肽聚糖
第
一
节
革兰阴性菌肽聚糖—双糖单位、四肽侧链
原 核 微 生 物 － 革 兰 氏 阴 性 菌
细胞壁－外膜
第
一
节
孔蛋白 LPS
原
核 微
外膜（outer
生 membrane）
物
–脂蛋白
－
脂蛋白
革
–脂质双层 肽聚糖