内容特别需要掌握的知识点

其中C、H、Ｏ、N 四种元素占90%以上。 二 细胞的化学物质 细胞化学物质可分为两大类：无机物和有机物。在无机物中水是最主要的成分， 约占细胞物质总含量的75％—80％。 1. 水与无机盐
1).结合水和自由水
水在细胞中以两种形式存在：一种是游离水，约占95％；另一种是结合水，通 过氢键或其他键同蛋白质结合，约占4％~5％。随着细胞的生长和衰老，细胞 的含水量逐渐下降，但是活细胞的含水量不会低于75％。水在细胞中的主要作 用是，溶解无机物、调节温度、参加酶反应、参与物质代谢和形成细胞有序结 构。水之所以具有这么多的重要功能是和水的特有属性分不开的。
3）无机盐 细胞中无机盐的含量很少，约占细胞总重的1％。盐在细胞中解离为离子，离子的 浓度除了具有调节渗透压和维持酸碱平衡的作用外，还有许多重要的作用。 主要的阴离子有Cl—、PO4—和HCO3—，其中磷酸根离子在细胞代谢活动中最为 重要：①在各类细胞的能量代谢中起着关键作用；②是核苷酸、磷脂、磷蛋白和磷 酸化糖的组成成分；③调节酸碱平衡，对血液和组织液pH 起缓冲作用。 主要的阳离子有：Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+、Mn2+、Cu2+、Co2+、 Mo2+。
学习要求：能够从外向内复述细菌细胞结构和功能，试着以细胞结构
和功能为基础，将微生物有关知识串联起来
第一节. 微生物细胞的化学组成
一、 生物元素(bioelements)
组成细胞的化学元素称为生物元素。 约有25种元素参与生命活动，其中 氧(O)、碳(C)、氢(H)、氮(N)这四 种元素占生物总重量的96%以上。 组成生命的七种次多元素是钙(Ca)、 磷(P)、钾(K)、硫(S)、钠(Na)、镁 (Mg)、氯(Cl)。以上11种元素约占 人体总重量的99.99%。除此之外， 还有Fe , Cu , Zn , Mn , Co , Mo , Se , Cr , Ni , V , Sn , Si , I , F 等14 种微量元素，它们虽然含量极少， 但对于生命活动却有着十分重要的 作用
第三章 微生物的结构及功能定位
内容
水 无机物 化学组成 无机盐
有机物
（蛋白质、核酸、脂类和糖）
Fra Baidu bibliotek
结构与 功能
表面结构及附属物 细胞膜 细胞质 核 显微技术
研究方法
生物化学与分子生物学技术
细胞分离技术
特别需要掌握的知识点
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 原核微生物细胞的结构特点※ 化学组成 简述生物的几种分类系统 细菌鞭毛的结构与功能 什么是菌毛和伞毛？二者有何异同 荚膜与粘液层的主要成分与生理作用※ 细菌细胞壁的组成功能 革兰氏阳性和革兰氏阴性细菌细胞壁有何区别※ 什么是细胞膜？简述其生理作用及组成※ 常用的研究方法
2）核酸 核酸是生物遗传信息的载体分子，所有生物均含有核酸。核酸是由核苷酸单体聚合而成 的大分子。核酸可分为核糖核酸RNA 和脱氧核糖核酸两大类DNA。当温度上升到一定 高度时，DNA 双链即解离为单链，称为变性（denaturation）或熔解（melting），这一 温度称为熔解温度（melting temperature，Tm）。碱基组成不同的DNA，熔解温度不 一样，含G—C 对（3 条氢键）多的DNA，Tm 高；含A—T 对（2 条氢键）多的，Tm 低。当温度下降到一定温度以下，变性DNA 的互补单链又可通过在配对碱基间形成氢 键，恢复DNA 的双螺旋结构，这一过程称为复性（renaturation）或退火（annealing）
2）水活度：在相同的温度、压力下，溶液中水的蒸汽压和纯水蒸汽压之
比。
aw=
细菌 > 0.9~0.99 酵母菌 0.88
P溶液 P水
> 霉菌、放线菌 > 耐盐菌 0.8 0.76
小资料
(1)水分子是偶极子
从化学结构上看，水分子似乎很简单，仅是由2 个氢原子和1 个氧原子构成 （H2O）。然而水分子中的电荷分布是不对称的，一侧显正电性，另一侧显负电 性，从而表现出电极性，是一个典型的偶极子（图）。正由于水分子具有这一特 性，它既可以同蛋白质中的正电荷结合，也可以同负电荷结合。蛋白质中每一个 氨基酸平均可结合2.6 个水分子。由于水分子具有极性，产生静电作用，因而它是 一些离子物质（如无机盐）的良好溶剂
小资料 (2)．水分子间可形成氢键 由于水分子是偶极子，因而在水分子之间和水分子与其他极性分子间可建立弱作 用力的氢键。在水中每一氧原子可与另两个水分子的氢原子形成两个氢键。氢键 作用力很弱，因此分子间的氢键经常处于断开和重建的过程中。
(3)．水分子可解离为离子
水分子可解离为氢氧离子（OH－）和氢离子（H+）。在标准状况下总有少量水分 子解离为离子，大约有107mol/L 水分子解离，相当于每109 个水分子中就有2 个解 离。但是水分子的电解并不稳定，总是处于分子与离子相互转化的动态平衡之中
（熔解温度在PCR的引物设计中，是一重要的参数。）
第三节 细胞的结构与功能
一、表面附属物 细胞表面附属物是指细胞壁外面的亚细胞结构，包括作为运动器官的鞭毛 （flagella）或纤毛（cilia），起固定作用的菌毛（fimbriae），起结合作用的性 毛（sex pili）以及起保护作用的荚膜（capsules）和粘液层（slime layers）。
阳离子参与生命活动的作用见下表
2.细胞的有机分子
细胞中有机物达几千种之多，约占细胞干重的90％以上，它们主要由碳、氢、氧、氮 等元素组成。有机物中主要由四大类分子所组成，即蛋白质、核酸、脂类和糖，这些 分子约占细胞干重的90%以上。
1）蛋白质
在生命活动中，蛋白质是一类极为重要的大分子，几乎各种生命活动无不与蛋白 质的存在有关。蛋白质不仅是细胞的主要结构成分，而且更重要的是，生物专有 的催化剂——酶是蛋白质，因此细胞的代谢活动离不开蛋白质。一个细胞中约含 有104 种蛋白质，分子的数量达1011 个。
1. 鞭毛的结构与功能
运动（Movement） The flagellum is a rigid structure and rotates like a propeller. Rings in the basal body rotate relative to each other causing the flagella to turn. The energy to drive the basal body is obtained from the proton motive force （256 proton per turn）. How protons drive the rotation of the flagella is unclear. How fast do bacterial cells move? They average 50 µ m/sec, which is about 0.00018 kilometers/hr. This may seems slow but remember their tiny size. Table 1 below demonstrates a better comparison.