原核微生物-PPT课件

四 肽尾
由4个氨基酸分子按L型与D 型交替连接而成，
肽
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桥
甘氨酸五肽
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⑵ G+磷壁酸的结构（以金黄色葡萄球菌为例）
磷壁酸是结合在G+细菌细胞壁上的 一种酸性多糖
与肽聚糖分子间共价结合
按 壁磷壁酸 结 合 部 位 分 膜磷壁酸
(1）肽尾的第3个基酸为内消旋二氨基庚二酸 （m－DAP）
（2）没有特殊的肽桥，D丙氨酸的羧基与m－ DAP的氨基直接连结而成，只形成疏松的机械强 度较差的肽聚糖网套
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外膜位于G-细菌细胞壁的外层，由脂 多糖（LPS）、磷脂和外膜蛋白等若干 蛋白质组成的膜
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G－的特有的脂多糖（LPS）结构
②它的细胞膨大，对渗透压敏感
③在固体培养基上形成“油煎蛋” 状的小菌落
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（2）原生质体
在人为条件下，用溶菌酶除尽原有 细胞壁或用青霉素抑制新的细胞壁的 形成，所得到的仅有一层细胞膜包裹 的圆球状渗透敏感细胞
一般由G+菌形成
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（3）球状体 （原生质球） 还残留部分细胞壁的细菌，
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⑴ G+肽聚糖的结构（以金黄色葡萄球菌为例）
肽聚糖又称粘肽、胞壁质，是真细 菌细胞壁所特有的成分，20－80nm，有 40层左右的网格分子交织成网套覆盖在 整个细胞上，由 肽 和 聚糖 两部分组 成
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双糖单位
N-乙酰葡糖胺（G）和N-乙 酰胞壁酸（M）以 β-1，4糖 苷键相连。
载色体（色素体）：是光合细菌的光合作用部位，相 当于高等植物的叶绿体。含有菌绿素和胡萝卜素等色 素。
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●革兰氏染色过程
简介
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●革兰氏染色机理
•细菌通过结晶紫初染和碘液媒染之后，在细胞 内形成了不溶于水的结晶紫与碘的复合物（ CVI）。革兰氏阳性菌由于细胞壁厚，肽聚糖 的含量高，网状结构层次多和交联致密，网孔 小。故用乙醇（或丙酮）作脱色处理时，乙醇 使细胞壁脱水，肽聚糖的网孔变得更小，透性 降低。再加上它不含类脂，用乙醇处理也不会 溶出缝隙，因此，乙醇不能透过细胞壁而把结 晶紫—碘复合染料抽提出来，也就是说，乙醇 不能进入细胞去脱色，故用蕃红复染时仍为紫 色。（实际是紫色加红色）
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第一节原核微生物
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磷脂分子的结构
脂肪酸的饱和度与菌种是否耐高温有关，脂肪酸饱和度 越高越能耐高温。
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第一节原核微生物
2、细胞膜的功能：具有选择性控制膜内外营 养物和代谢产物的进出；维持细胞内正常渗透 压的屏障；是合成细胞壁和糖被的各种组分的 重要基地；膜上含有氧化磷酸化或光合磷酸化 等能量代谢的酶系，是细胞产能的场所；是鞭 毛基体着生部位和鞭毛旋转的功能部位。 3、细菌与真核生物在细胞膜上的区别：细菌 细胞膜不含胆固醇等甾醇，真核生物的细胞膜 含有胆固醇（可增加韧性）；细菌细胞膜上有 电子传递系统，而真核生物的电子传递系统在 线粒体内膜上。
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构造比较
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成分比较
古生菌的细胞壁
古生菌一般都有细胞壁，但化学成 分差异很大，没有真正的肽聚糖，由多 糖（假肽聚糖）、糖蛋白或蛋白质构成
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类型： ①假肽聚糖细胞壁， 甲烷杆菌属
②独特多糖细胞壁 甲烷八叠球 菌
③硫酸化多糖细胞壁 盐球菌属
部分：一是不变部分或基本构造，如：细胞 壁、细胞膜、细胞质、核质体；二是可变部
分或特殊构造：鞭毛、菌毛；性菌毛、荚膜 和芽孢等。
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细菌的构造 细胞壁 细胞壁以内的结构 细胞壁以外的结构
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细胞壁位于细胞最外的一层厚实， 坚韧的外被，主要有肽聚糖构成，有固 定外形和保护细胞等多种功能。
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含量随培养基成分而改变 用稀酸或稀碱可以提取
与细胞膜上的磷酯共价结 合，含量与培养条件关系 不大，用45％的热酚水提 取
按结 构分
甘油磷壁酸 核糖醇磷壁酸
功能：① 浓带度，负以电维荷持，膜与的环硬境度中和Mg保2+证结膜合上，一提些高合其
成酶维持高活性的需要
②保证G+致病菌与其宿主间的粘连
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细胞壁的功能
①固定细胞外形 ②提高机械强度，保护细胞免受外力的损伤 ③协助鞭毛运动 ④为细胞分裂所必需； ⑤阻挡有害物质进入细胞； ⑥与细菌的抗原性、致病性等有关。
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G+细胞壁的构造 G+的细胞壁厚度大（20-80nm)，化学 组分简单，一般只含有90％的 肽聚糖 和10％的 磷壁酸 。
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（4）、四联球菌：沿两个垂直的平面分 裂，分裂后每四个细胞在一起呈田字形， 如：四联微球菌
(Micrococcus tetragenus)
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(5)、八叠球菌：按3个互相垂直的平面 进行分裂，每8个球呈立方形如：尿素八 叠球菌（Sarcina ureae）
(6)葡萄球菌：分裂面不规则，多个球菌 聚在一起，像一串葡萄如：金黄色葡萄 球菌（Staphylococcus aureus）
一般构造：细胞壁、细胞膜、细胞质、原核 • 细菌
特殊构造：纤毛、鞭毛、芽胞、荚膜等
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第一节 细 菌 一、定义： 二、细菌的形态： 三、细菌的结构：
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一、 细菌的定义
• 细菌是一类细胞细短、结构简单、
胞壁坚韧、多以二分裂方式繁殖和
水生性较强的原核微生物
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几种证实细胞壁存在的方法：染 色法，质壁分离法，用溶菌酶水解细 胞壁，电镜下观察细菌超薄切片。
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细胞壁
1、细胞壁的功能 2、革兰氏阳性菌（G+）的细胞壁
3、革兰氏阴性菌（G- ）的细胞壁 4、 G+菌与G-菌的细胞壁的区别及 革兰氏染色的机制 5、古生菌的细胞壁
6、缺壁细菌
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2、杆菌：枯草杆菌（Bacillus subtilis） 生产蛋白酶与淀粉酶
3、螺旋菌：弧菌→螺旋不满一环,也称 逗号菌（Vibrio comma）→霍乱。
螺旋体：螺旋的多少及螺距随菌种不 同而异
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4、正常形态与异常形态： 正常形态；形态与环境因子相关，如： 培养温度，培养时间，培养基的组成； 异常形态: 畸形、衰退形。
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（4）是许多噬菌体表面的吸附受体外壁层 中的蛋白质。
（5）具有控制某些物资进入细胞的部分选择 性屏障
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外膜蛋白 指嵌合在LPS和磷脂层外膜上的蛋白，
包括脂蛋白、孔蛋白等
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周质空间（壁膜空间）：位于细胞壁与 细胞膜间的狭小间隙，呈胶状，内中含 有多周质蛋白蛋白质：①水解酶（如蛋 白质酶，核酸酶），②合成酶（肽聚糖 合成酶）③结合蛋白（具有运送营养物 质的作用），④受体蛋白（与细胞的趋 化性有关）
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（二）、细菌的大小： 细菌的个体一般很小，必须借助光
学显微镜才能看到。(显微测微尺) 细菌形态大小差别很大，如：大肠杆
菌长宽2 um×0.5 um，迂回螺菌20 um×2um。
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三、细菌的构造： 模式图
研究和认识细菌细胞的结构；是分子生 物学的重要内容之一。
典型的原核微生物——细菌，可分为两
原生质体和球状体的特点：
无完整的细胞壁、细胞呈球状、对渗 透压极其敏感、革兰氏染色阴性、有鞭毛 也无法运动，细胞不能分裂、比正常的细 菌更易导入外源基因（是研究遗传规律和 进行原生质体育种的良好材料。
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（4）支原体 支原体是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，它的细胞膜中含有一般原核生物所 没有的甾醇，细胞膜仍有较高的机械强 度。
第一章原核微生物的形态结构和功能
• 概述 • 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 古生菌两大类。 • 真细菌：细胞膜含有脂类，细胞壁特含有肽聚糖， DNA没有内含子。包括细菌、放线菌、蓝细菌、支原 体、立克次氏体和衣原体。 • 本节以细菌为代表介绍原核微生物的结构和功能。
④ 糖蛋白细胞壁 ⑤蛋白质细胞壁
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盐杆菌属 少数产甲烷菌
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缺壁细菌 虽然细胞壁是原核生物的基本构造，
但在自然进化中和实验室中菌种会产 生缺失细胞壁的种类。
缺失细胞壁的细菌共有4类：
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(1) L型细菌
①1935年，英国李斯特预防研究 所发现的，一种ຫໍສະໝຸດ Baidu自发突变而形成的 细胞壁缺损细菌
类脂A →G-内毒素的毒性中心; 核心多糖 →三种独特的糖; O-特异侧链 →可用血清学法加入鉴定
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脂多糖（LPS）的功能
(1) 类脂A是G-细菌致病物质——内毒素 的物质基础;
（2）与磷壁酸相似，也有吸附Mg2+， Ca2+等阳离子以提高这些离子在细胞表面的 浓度；
（3）由于LPS结构的变化，决定了G-细 胞表面抗原决定簇的多样性；
二、细菌的形态： （一）细菌的个体形态：三种基本形态； 球状，杆状，螺旋状。
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球菌、 2020/3/24
杆菌、
螺旋菌
Robert Koch 最初1877年拍摄的炭疽杆菌照片
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1、球菌(coccus)：球形或近似球形的细 菌，分裂以后有一定的排列方式，这在 鉴定上有重要意义。
（1）、单球菌：分裂后的细胞分散而 单独存在，如：尿素微球菌 （Micrococcus ureae）
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（2）、双球菌：两个球菌成对排列：如： 肺炎双球菌 （Diplococcus pneumoniae）
（3）、链球菌：沿一个平面进行，分裂 后细胞排列成链状，如：乳链球菌 （Streptococcus lactis）
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第一节原核微生物
4、内膜系统：内膜系统是由细胞膜内陷形成的一些 特殊结构。
间体：是一种由细胞膜内陷而形成的囊状结构，其中充 满着层状或管状的泡囊。多见于革兰氏阳性菌。间体 又分隔壁间体（深层）和侧性间体（浅层），深层间 体与DNA复制、分配以及细胞分裂有关；浅层侧性 间体与胞外酶的分泌（如青霉素酶）有关。也有人认 为间体仅是电镜制片时因脱水操作而引起的一种赝象 。
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革兰氏染色的机制 简单染色的一般过程 革兰氏染色的过程 革兰氏染色的机制
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●革兰氏染色的机制 ●革兰氏染色简介：由丹麦病理学家革兰
于1884年发明的并使用的一种能鉴别细 菌的染色方法。1983年彼弗里奇进一步 证明了主要是革兰氏阳性菌和革兰氏性 阴菌在细胞壁化学成分的差异而引起革 兰氏染色的不同。
• 注：酒精具有脱水、脱脂、使细胞脱色等作用 。
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光学显微镜下所看到的革兰氏阳性菌和阴性菌
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细胞壁以内的结构—原生质体 细胞质膜和间体 细胞质和内含物 核区 特殊的休眠结构—芽孢
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第一节原核微生物
二、细胞壁以内的构造——原生质体 （一）细胞质膜 又称质膜、细胞膜或内膜。
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●革兰氏染色机理
• 反之，革兰氏阴性菌因其细胞壁薄，外膜层类 脂含量高。肽聚糖层薄含量低，结构疏松交联 度低，网孔大。当用结晶紫初染和碘液媒染之 后，再用乙醇处理时，乙醇能使以类脂为主的 外膜层迅速溶解，薄而疏松的肽聚糖网状结构 很容易使乙醇进入细胞而把结晶紫—碘液复合 染料抽提出来而脱色。再经番红复染时，就被 染成红色。
1、细胞膜结构：为一蛋白镶嵌磷脂双分子层，具有 流动性和高度选择透性。 • 一个磷脂分子由一个带正电荷且溶于水的亲水基（极 性头）和一个不带电荷、不溶于水的疏水基（非极性 尾）构成。亲水基在外侧，疏水基在内侧构成磷脂双 分子层。常温下，磷脂双分子层呈液态，其中镶嵌许 多具运输功能的整合蛋白或内嵌蛋白；在磷脂双分子 层的表面“漂浮”着许多有酶促作用的周边蛋白或膜 外蛋白。
③赋于G+菌经特异的表面抗原 ④提供某些噬菌体特异的吸附受体
⑤储藏P元素
⑥调节细胞内自溶素的活力
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G-细胞壁的构造 （1）肽聚糖 （2）外膜 （3）周质空间
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G-细菌肽聚糖埋藏在外膜之内，是仅由1 －2层肽聚糖网状分子组成的薄层（2-3nm) 含量仅占细胞壁的10％，与G+细菌的肽聚糖 相比：