微生物细胞的显微和亚显微结构.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,原核细胞和真核细胞的区别,原核细胞构造,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,2.组 成,G,+,菌 G,-,菌,肽聚糖 50%-80%1%-10%,磷壁酸 10%-20%-,脂多糖 -+,脂蛋白 -+,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。,G,+,L-Ala,D-Gla,L-Lys,D-Ala,G,-,L-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。,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.组 成,膜占细胞干重的10%，,其 中：脂 类 20%-50%,蛋白质 50%-75%,糖 类 1.5%-10%,脂 类：低温型微生物含较多不饱和脂肪酸,高温型微生物含较多饱和脂肪酸,蛋白质：表面蛋白20%30%,结构蛋白70%80%,3.功 能,作为细胞内外物质交换的屏障和介质，有选择性；,能量交换的场所，与呼吸、光合作用,有关的酶类、电子传递链位于膜上；,传递信息；,参与细胞壁的合成。,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。,四、核糖体,核糖体由65%RNA和蛋白质组成，每个细胞可有10,4,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,核糖体 70S 80S,亚 基 50S 30S 60S 40S,蛋白质 30-35 20 30-50 45-75,RNA 23S 5S 16S,28S 5.8S 5S,18S,五、类核,细菌的核物质无核膜，称为原、拟核或细菌染色体。一般一个细菌只有一个原核，在快速生长的细菌中可有多个。原核不含组蛋白，原核是一个闭合环状双链DNA，以大肠杆菌为例其DNA约长1100um，分子量3,10,9,dt，约有5,10,6,个碱基对，至少5,10,3,个基因。DNA在细胞中呈扇形结构携带了细菌绝大多数遗传信息，控制着细菌的生长、代谢和遗传。,),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。,组 成,鞭毛是由鞭毛蛋白组成直径15,25nm,长度3,12,um。,着生方式,鞭毛有,单极生、单极丛生、偏极生、双极生、周生,鞭毛着生的方式和数量一般都是分类鉴定的依据。,功 能,鞭毛：运动、具有抗原性,细菌的三种运动方式：,细菌鞭毛的自由运动,粘细菌的滑行运动,螺旋体的伸缩运动,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,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。,2.特 性,不易染色，需用负染色将其衬托出来。,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。,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。,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。,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CO,2,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。,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,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。,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,伴胞晶体：少数芽孢杆菌在形成芽孢的同时会在芽孢旁形成一颗菱形、方形或不规则的碱溶性蛋白质晶体称伴胞晶体（即,内毒素）。,对鳞翅目昆虫幼虫有毒性，可制成生物农药，对人、畜安全。,晶体不溶于水及稀酸，但在昆虫肠道的碱性环境中溶解，引起肠道麻痹、穿孔，毒素进入体腔和血液，破坏昆虫正常生理，引起瘫痪死亡。,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-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Fe,3,O,4,磁性颗粒,能感应地球磁场,使细胞按地球磁场排列。,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,1-100,10,6,，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,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。,