微生物细胞的结构

细菌细胞的特殊结构
鞭毛钩
又称钩形鞘，是 连接鞭毛丝和基 体的一个弯曲筒 状部分，蛋白质 亚基组成。
细菌细胞的特殊结构
基体
由几个环状结构构成， 环中央有一杆状结构 （鞭毛杆），将鞭毛 固定于细胞膜与细胞 壁上。
G–菌：L环、P环、S环、M环 G+菌：S环，M环
7. 菌毛
细菌细胞的特殊结构
某些菌体表 面存在的短而 多的附属物。
能量产生。 (3)与细胞壁及荚膜的合成有关。 (4)是鞭毛着生的位点。
（三）核区
细菌细胞的基本结构
概念： 由大型环状双
DNA纤丝构成的 无核膜核仁的区 域，故又称类核 或拟核。
细菌细胞的基本结构
细菌DNA：
放射自显影下，2~4µm长 的E.coli 其DNA长1~1.4µm。无 组蛋白，与精胺、亚精胺结合， 故有稳定性和柔软性。
微生物细胞的结构与功能
第一部分 原核微生物的形态和构造
原核细胞
真核细胞
第一节 细菌
本节提要： 细菌的形态和染色 细菌细胞的一般结构 细菌细胞的特殊结构
一 、细菌的形态
(一)细菌的正常形态:
细菌的形态和染色
球菌
杆菌
螺旋菌
1. 球菌(coccus)
单球菌
双球菌
链球菌
四联球菌
八叠球菌 葡萄球菌
因种而异，除水外，主要是多 糖（包括同型多糖和异型多糖）， 此外还有多肽，蛋白质，糖蛋白等。
细菌细胞的特殊结构
4. 荚膜的生理功能：
（1）保护作用：抗干燥，抗吞噬 （吞噬细胞、噬菌体、蛭弧菌等）
（2）贮藏养料 （3）具有致病性，抗原性
（二）鞭毛
细菌细胞的特殊结构
1. 概念： 某些微生物表
面由细胞内生出 的细长、波曲的 结构。
境中生长。
细菌细胞的基本结构
3.颗粒状内含物
颗粒状内含物为 细胞储藏物质，因种 而异，随菌龄及培养 条件不同而改变。
主要有糖元、异 染粒、聚β－羟丁酸、 藻青素、藻青蛋白、
多聚磷酸盐和硫粒等。
细菌细胞的基本结构
(1)异染粒：
概 念：为多聚偏磷酸盐。 功 能：贮存磷元素和能，降低
渗透压。 鉴定意义：遇甲基胺蓝变紫红色，
与菌的致病 性．吸附有关。
（三）芽孢
细菌细胞的特殊结构
1. 概念： 某些菌生长到一定 阶段，细胞内形成 的圆或卵圆形的内 生孢子，是对不良 环境有较强抵抗力 的休眠体。
2. 芽孢的结构
细菌细胞的特殊结构
细菌细胞的特殊结构
3. 芽孢的特性：
（1）多层膜结构，通透性很差。 （2）组分：水分少（5%），DPA（吡啶二
O-侧链:短多糖链,其顺序有 菌种特异性,具有诊断 细菌学意义。
细菌细胞的基本结构
脂多糖（LPS）的功能：
1. Gˉ菌致病物质——内毒素的物质基础。 2. 与磷壁酸相似，吸附二价阳离子以提
高这些离子在细胞表面的浓度。 3. 由于LPS的多样性，决定Gˉ菌表面抗
原决定簇的多样性。 4. 噬菌体吸附位点。
羧酸），富含疏水性角蛋白。 （3）抗性强：热、酶解、辐射、药物。 （4）休眠体，新陈代谢几乎停止，一个芽
孢产生一个个体。
4. 芽孢的意义
细菌细胞的特殊结构
（1）鉴定价值：不同菌类芽孢的 大小、位置、形状不同。
（2）作为无菌标准。
第二部分 真核微生物的形态和构造
真菌(fungus,复fungi):
细菌细胞的基本结构
(一)细胞壁（cell wall)：
1. 概念：细胞壁 是位于胞外紧贴 胞膜的一层无色 透明，坚韧而有 弹性的结构。
细菌细胞的基本结构
2. 细胞壁的化学组成与结构
重点提示： ➢细胞壁的基本骨架——肽聚糖 ➢革兰氏阳性菌的细胞壁 ➢革兰氏阴性菌的细胞壁 ➢革兰氏染色的机理
细菌细胞的基本结构
几丁质并不是所有的酵母菌中都有，其 含量也因种而异。裂殖酵母一般不含几丁 质，酿酒酵母含1～2%，有的假菌丝酵母含 量超过了2%。
酵母菌的形态结构
（2）壁外成分：
有些菌壁外含有由多糖构成的类似荚膜的结构。 包括异多糖、甘露聚糖和淀粉类物质。
（3）细胞壁的功能：
• 半透性； • 保护性； • 与细胞合成有关。
细菌的鉴别染色法
——革兰氏染色法
C.Gram 丹麦医生 步骤：
涂片固定； 结晶紫初染1min； 碘液媒染1min； 95%乙醇脱色0.5min； 番红复染1min。
结果:
阳性菌——紫色； 阴性菌——红色。
细菌的形态和染色
细菌细胞的基本结构
G﹢菌：细胞壁厚，肽聚糖网状分子形成 一种透性障，当乙醇脱色时，肽聚糖脱 水而孔障缩小，故保留结晶紫-碘复合物 在细胞膜上。呈紫色。
2. 杆菌(bacillus)
细菌的形态和染色
短杆菌
长杆菌 梭状芽孢杆菌
3. 螺旋菌（spirilla):螺旋状的细菌。螺旋不满 一圈称为弧菌(vibrio)，满2~6环称为螺旋菌 (spirllum)，旋转周数在6环以上的称为螺旋体
(spirochaeta)。
弧菌
螺旋菌
螺旋体
二、细菌细胞的基本结构
2）贮藏磷元素 3)构成噬菌体的吸附位点,同时是某
种菌的抗原决定簇的主要成分。
4）赋予G+特异的表面抗原 5)可以和宿主粘连。
细菌细胞的基本结构
（3）革兰氏阴性菌的细胞壁
革兰氏阴性 菌的细胞壁结 构较复杂,分内 壁层和外壁层。
内壁层:
紧贴胞膜, 仅由1~2层肽聚 糖分子构成,占 细胞壁干重5~ 10%,无磷壁酸。
真菌的细胞具有真正 的细胞核，以孢子繁 殖，无叶绿素，菌体 通常是分枝茂盛的丝 状体，具几丁质,或纤 维素,或二者兼有的细 胞壁，是一类异养型 的真核微生物。
真菌的特点
真核微生物，具有细胞核、细胞器…

细胞较大
具有细胞壁
细胞壁的成份：
细菌－－肽聚糖、胞壁酸
真菌－－几丁质、多聚糖
酵母 细胞壁(以酿酒酵母为 酵母菌的形态结构 例)
2. 鞭毛的着生方式
细菌细胞的特殊结构
3. 鞭毛的化学组成
细菌细胞的特殊结构
鞭毛蛋白，3万~6万Dolton， 不同种由不同球蛋白分子亚基构 成，有些含多糖、类脂等，为极 好抗原。
细菌细胞的特殊结构
4. 鞭毛的结构 由鞭毛丝．鞭毛钩．基体组成。
鞭毛丝
中空螺旋状、 丝状结构，球 蛋白亚基螺旋 排列。
3)为细胞成熟的标志。
酵母菌的形态结构
线粒体:
1.双层单位膜包围的 细胞器；其中含脂 类、蛋白质、少量 RNA和环状DNA。
2.其DNA可自主复制， 不受核DNA控制。决 定线粒体的某些遗 传性状。
肽聚糖:
占30~70% ,不同 菌种中肽聚糖(肽 链)组分不同,具重 要分类意义。
细菌细胞的基本结构
磷壁酸 (teichoic acid):
占40%。G+菌 所特有,其主链由数 十个磷酸甘油或磷 酸核糖醇组成,有的 还有由D—Ala和还 原糖组成的侧链。
磷壁酸的功能：
细菌细胞的基本结构
1)使细胞壁形成负电荷环境,以利于 吸附镁离子,维持酶活。
原生质体的特点：
细菌细胞的基本结构
1)无细胞壁，为圆球形 2)对环境敏感：渗透压，震荡，离心，易溶菌 3)有鞭毛，而不能运动 4)不被噬菌体感染（因为没有吸附位点） 5)生物学特性依旧
细菌细胞的基本结构
b . 球状体（spheroplast)：
还保留有部分细胞壁的菌体细 胞,多见于Gˉ菌。
特点： 除具原生质体特点外 a)可有一定抗性，可培养 b)可重新合成细胞壁
葡聚糖
（1）化学组成： 甘露聚糖
蛋白质、脂类、几丁质
外层：甘露聚糖
约占30%， 以α-糖苷键联 结（并非所有酵 母菌都有）
酵母菌的形态结构
内层：葡聚糖
约占30-40%， 由D-葡萄糖以 β-糖苷键联结。
酵母菌的形态结构
中层：蛋白质
含6-8%，多为酶类。
酵母菌的形态结构
细胞壁的少量组分——脂类和几丁质 几丁质（chitin)：为聚乙酰氨基葡萄糖
大。 •染色体: 由DNA和组蛋白牢固结合而成，呈
线状。数目因种而异。 •核仁： 核内有一或几个核仁，为合成核糖体的
场所。 •中心体: 在核膜外，由蛋白质亚基组成的细丝
状结构，在细胞繁殖分裂中起作用。
酵母菌的形态结构
液泡：
1)单层膜包裹的细胞 器；含有机酸、盐 类 水溶液和水解 酶类。
2)调节渗透压； 与细胞质进行物质 交换； 储藏物质。
霉菌细胞壁：
霉菌的形态结构
0.1~0.2μm ,主要由多糖组成(占 80-90%).除少数水生霉菌壁含纤维素 外,大部分霉菌细胞由几丁质组成.
不同种类霉菌细胞壁的组分不同.
酵母菌的形态结构
细胞膜的功能： • 调节渗透压； • 吸收与分泌。
酵母菌的形态结构
•核膜： 核孔40～70nm ，透性比任何生物膜都
细菌细胞的基本结构
c .Ｌ型细菌(L-forms)：
自发突变形成的细胞壁缺陷(部分 或全部),具多形性。可以生长繁殖, 在培养基上形成油煎蛋菌落。有些可 重新合成细胞壁。
d 支原体
适应自然生活条件的无细胞壁的原核生 物，细胞膜中含有甾醇。
5. 细胞壁的功能:
细菌细胞的基本结构
1)保护细胞,维持菌形 2)具有抗原性．致病性．对噬菌体的敏感性 3)与胞膜一起完成细胞内外物质交换 4)为正常细胞分裂所必需 5)鞭毛运动的支点
1.概念: 细胞膜是
紧贴细胞壁内 侧包围细胞质 的一层柔软， 富有弹性的半 透明薄膜。
2. 细胞膜的结构
细菌细胞的基本结构
1972年 Singer和Nicolson 提出的细胞膜 液态镶嵌模型。
细菌细胞的基本结构
3. 细胞膜的功能：
(1)细胞内外物质交换和运送。 (2)在原核微生物中,参与生物氧化和
1. 概念： 某些细菌细胞壁
外的一层粘液性物质。
细菌细胞的特殊结构
2. 种类：
微荚膜：＜0.2µm 与细胞表面牢固结合。 荚膜 ：＞0.2µm 与菌表面结合松弛,震
荡离心可得。 粘液层：与菌表面结合松散,可向菌的周
围扩散,增大黏性。 菌胶团： 多个细菌共有一个荚膜。
3. 荚膜的组成：
细菌细胞的特殊结构
Gˉ菌：肽聚糖层薄，交联松散，乙醇脱 色不能使其结构收缩，其脂含量高,乙醇 将脂溶解，缝隙加大，结晶紫-碘复合物 溶出细胞壁，沙黄复染后呈红色。
4 缺壁细胞
原生质体 L型细菌 球状体 支原体
细菌细胞的基本结构
a 原生质体（protoplast）：
细菌除去细胞壁 剩下由细胞膜包裹的 部分。多为G+菌。
如白喉杆菌，鼠疫杆菌。
细菌细胞的基本结构
(2)聚β－羟丁酸颗粒（PHB）
概念:为碳源贮存物 功能：贮存能量，碳
源，可降低渗 透压。
(3)藻青素：
细菌细胞的基本结构
概念：存在于蓝细菌中的藻青蛋白
功能：贮氮，贮能。厌氧时可进行 鸟氨酸循环。
三、细菌细胞的特殊结构
（一）荚膜(capsule)
细菌细胞的特殊结构
（1）细胞壁的基本骨架——肽聚糖
概念： 肽聚糖是由 N—乙酰胞壁酸（NAM） 和N—乙酰葡糖胺（NAG） 以及少数氨基酸短肽链组 成的亚单位聚合而成的大 分子复合体
肽聚糖单体
细菌细胞的基本结构
由NAG 、 NAM 、肽尾、肽桥构成
肽聚糖网格状结构:
细菌细胞的基本结构
细菌细胞的基本结构
（2）革兰氏源自文库性菌的细胞壁: 由肽聚糖和磷壁酸组成
细菌细胞的基本结构
6.周质空间(periplasmic space ; periplasm)
1)概念: 位于细胞壁与细胞膜之间 的狭窄空隙
(2)周质空间的特点:
细菌细胞的基本结构
a. 充满松散的网状肽聚糖 b. 含水解酶类、合成酶类 c. 含与营养吸收有关的蛋白质
细菌细胞的基本结构
（二）细胞膜(cell membrane)
为特异性载体, 可将较大分子送入 细胞内。
细菌细胞的基本结构
脂蛋白：
与肽聚糖层共 价结合,并埋置在外 壁层,使外壁层牢固 的与内壁层连接。
细菌细胞的基本结构
脂多糖(LPS,lipopolysaccharide)：
脂质A:两个葡糖胺连接多 个脂肪酸,为内毒素 的中心。
核心多糖:与脂质A相连,由 糖及其衍生物组成。
(四)细胞质及其内含物
1. 成分： 细菌的细胞质
是由水，蛋白质， 核酸，脂类和少量 糖，无机盐组成的 无色透明粘稠状透 明物质。
细菌细胞的基本结构
2. 气泡
细菌细胞的基本结构
由蛋白质膜构成 的泡状物，加大菌体 的浮力，便于菌体吸 收水中的氧气。常见 于光合细菌和水生细 菌，借气泡漂浮能力， 使无鞭毛菌在适合环
细菌细胞的基本结构
外壁层:
位于肽聚糖层的 外部。包括:
脂多糖;
蛋白质层:脂蛋白、 基质蛋白、
外壁蛋白; 磷脂.
细菌细胞的基本结构
细菌细胞的基本结构
基质蛋白：
埋嵌在外壁层中, 如孔蛋白,三聚体构成 的疏水孔道贯穿外壁 层,使小于800-900D的 分子可通过,起分子筛 作用。
细菌细胞的基本结构
外壁蛋白：