细菌细胞结构课件.ppt

1、二、细菌的细胞结构二、细菌的细胞结构基本结构包括：基本结构包括：细胞壁、细胞膜、细胞质、核区以细胞壁、细胞膜、细胞质、核区以及细胞器、内含物等及细胞器、内含物等特殊结构包括：特殊结构包括：荚膜、鞭毛、纤毛、芽孢。荚膜、鞭毛、纤毛、芽孢。细菌细胞结构细菌细胞结构 （一）细菌细胞的基本结构（一）细菌细胞的基本结构1 1、细胞壁、细胞壁 细胞壁是位于菌体的最外层，内侧紧贴细胞膜的一层细胞壁是位于菌体的最外层，内侧紧贴细胞膜的一层无色透明，坚韧而有弹性的结构。细胞壁约占细胞干重的无色透明，坚韧而有弹性的结构。细胞壁约占细胞干重的10%25%10%25%。（1 1）细胞壁的功能）细胞壁的功能保护细胞免受

2、外力损伤,维持菌体外形协助鞭毛运动与胞膜一起完成细胞内外物质交换为正常细胞分裂所必需与细菌的抗原性,致病性和对噬菌体的敏感性密切相关。（1 1）细胞壁的化学组成与结构细胞壁的化学组成与结构v细胞壁细胞壁化学组成与结构化学组成与结构v革兰氏染色法革兰氏染色法v革兰氏染色的机理革兰氏染色的机理v青霉素的作用青霉素的作用细菌细胞壁的结构：细菌细胞壁的结构：v细胞壁的基本骨架细胞壁的基本骨架肽聚糖肽聚糖 肽聚糖：肽聚糖：是由是由 NN乙酰胞壁酸（乙酰胞壁酸（NAMNAM）和）和NN乙酰葡糖乙酰葡糖胺（胺（NAGNAG）以及少数氨基酸短肽链组成的亚单位聚合）以及少数氨基酸短肽链组成的亚单位聚合而成的大分

3、子复合体。而成的大分子复合体。肽聚糖单体：肽聚糖单体：是由是由NAG NAG、NAM NAM、肽尾、肽桥构成。、肽尾、肽桥构成。细胞壁的化学组成与结构细胞壁的化学组成与结构细胞壁的基本骨架细胞壁的基本骨架肽聚糖肽聚糖革兰氏阳性细菌肽聚糖单体革兰氏阴性细菌肽聚糖单体细胞壁的基本骨架细胞壁的基本骨架肽聚糖肽聚糖阳性菌阳性菌阴性菌阴性菌革兰氏染色法革兰氏染色法 革兰氏染色法是细菌细胞的复合染色法，由丹麦医生革兰氏染色法是细菌细胞的复合染色法，由丹麦医生Hans Christian Hans Christian GramGram于于18841884年创立。年创立。基本步骤：基本步骤：涂片固定涂片固定

4、结晶紫初染结晶紫初染1min 1min 碘液媒染碘液媒染1min1min 95%95%乙醇脱色乙醇脱色0.5min0.5min 番红复染番红复染min min 革兰氏染色法：革兰氏染色法：结果结果:革兰氏阳性菌革兰氏阳性菌紫色紫色；革兰氏阴性菌革兰氏阴性菌红色红色。细菌细胞壁的结构细菌细胞壁的结构v革兰氏阳性菌细胞壁：革兰氏阳性菌细胞壁：由肽聚糖和磷壁酸组成由肽聚糖和磷壁酸组成 磷壁酸：磷壁酸：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DAla和还原糖组成的侧链。肽聚糖肽聚糖:占3070%,不同菌种的肽聚糖(肽链)组分不同。细菌细胞壁的结构细菌细胞壁的结构v革兰

5、氏阴性菌细胞壁：革兰氏阴性菌细胞壁：分内壁层和外壁层。分内壁层和外壁层。内壁层：内壁层：紧贴胞膜,仅由12层肽聚糖分子构成,占细胞壁干重5 10%,无磷壁酸。外壁层：外壁层：位于肽聚糖层的外部。脂多糖;脂蛋白、包括:蛋白质层:基质蛋白、外壁蛋白;磷脂.细菌细胞壁的化学组成：细菌细胞壁的化学组成：成分 占细胞壁干重的%革兰氏阳性细菌革兰氏阴性细菌 肽聚糖 磷壁酸 类脂质 蛋白质含量很高（3095）含量较高（50）一般无（2）无含量很低（520）无含量较高（20）含量较高革兰氏阳性细菌与革兰氏阴性细菌细胞壁成分比较 细胞壁的化学组成与结构细胞壁的化学组成与结构v革兰氏染色原理：革兰氏染色原理：第一

6、步：第一步：结晶紫使菌体着上紫色结晶紫使菌体着上紫色第二步：第二步：碘和结晶紫形成大分子复合物，分子大，能被细胞壁碘和结晶紫形成大分子复合物，分子大，能被细胞壁阻留在细胞内。阻留在细胞内。第三步：第三步：酒精脱色，细胞壁成分和构造不同，出现不同的反应。酒精脱色，细胞壁成分和构造不同，出现不同的反应。G G+菌：菌：细胞壁厚，肽聚糖含量高，交联度大，当乙醇脱色时，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，碘复合物被阻留在细胞内，细胞不能被酒精脱色，仍呈紫色。细胞不能被酒精脱色，仍呈紫色。GG菌：菌：肽

7、聚糖层薄，交联松散，乙醇脱色不能使其结构收缩，肽聚糖层薄，交联松散，乙醇脱色不能使其结构收缩，因其含脂量高因其含脂量高,乙醇将脂溶解，缝隙加大，结晶紫乙醇将脂溶解，缝隙加大，结晶紫-碘复合物溶碘复合物溶出细胞壁，酒精将细胞脱色，细胞无色，沙黄复染后呈红色。出细胞壁，酒精将细胞脱色，细胞无色，沙黄复染后呈红色。2 2、细胞膜、细胞膜细胞膜是紧贴细胞壁内侧包围细胞质的一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。层柔软、富有弹性的半透明薄膜。蛋白质蛋白质主要包括主要包括 磷脂磷脂 糖类糖类 少量核酸少量核酸细胞膜的化学组成细胞膜的化学组成细胞膜的结构细胞膜的结构1972年Si

8、nger和Nicolson提出的细胞膜液态镶嵌模型。认为：膜是由球形蛋白认为：膜是由球形蛋白与磷脂按照二维排列方与磷脂按照二维排列方式构成的流体镶嵌式，式构成的流体镶嵌式，流动的脂类双分子层构流动的脂类双分子层构成了膜的连续体，而蛋成了膜的连续体，而蛋白质则贯穿或镶嵌在磷白质则贯穿或镶嵌在磷脂双分子层中。脂双分子层中。细胞膜液态镶嵌模型细胞膜的功能细胞膜的功能细胞内外物质交换细胞内外物质交换和运送。和运送。在原核微生物中参与生物氧化和能量产生。在原核微生物中参与生物氧化和能量产生。与细胞壁及荚膜的合成有关。与细胞壁及荚膜的合成有关。是鞭毛着生的位点。是鞭毛着生的位点。间体：间体：由细胞膜内褶形

9、成的一种管状、层状或串状物，由细胞膜内褶形成的一种管状、层状或串状物，一般位于细胞分裂的部位或附近。一般位于细胞分裂的部位或附近。间体间体间体的功能间体的功能:参与隔膜形成参与隔膜形成与核分裂有关与核分裂有关类线粒体功能类线粒体功能3、拟核（或核质体、核区）拟核（或核质体、核区）拟核：由大型环状双链DNA纤丝不规则地折叠或缠绕而构成的无核膜、核仁的区域。细菌细菌DNADNA：长度：一般为：长度：一般为：13mm13mm例例：大肠杆菌的：大肠杆菌的DNADNA长约长约1 1mmmm。生长迅速的细菌在核分裂之后细生长迅速的细菌在核分裂之后细胞往往来不及分裂胞往往来不及分裂,所以细胞中常所以细胞中常

10、有有2424个核，而生长缓慢的细菌个核，而生长缓慢的细菌细胞中一般只有细胞中一般只有1212个核，不在个核，不在染色体复制时期一般是单倍体。染色体复制时期一般是单倍体。功能：功能：负载遗传信息。负载遗传信息。拟核拟核 质粒：质粒：细菌染色体外的遗传物质，由共价闭合环细菌染色体外的遗传物质，由共价闭合环状双链状双链DNADNA分子组成分子组成分子量约为分子量约为100 100 10 106 6 D.D.携带携带11001100个基因个基因,一个菌细胞可有一至数个质粒。一个菌细胞可有一至数个质粒。质粒的特点：质粒的特点：q可自我复制，稳定遗传。对生存不是必可自我复制，稳定遗传。对生存不是必要的。复

11、制与染色体分开，但同步进行。要的。复制与染色体分开，但同步进行。q不同质粒携带不同遗传信息。不同质粒携带不同遗传信息。q无质粒细菌可通过接合、转化、转导等无质粒细菌可通过接合、转化、转导等方式获得，不能自发产生。方式获得，不能自发产生。例：例：细菌抗药性因子、大肠杆菌的细菌抗药性因子、大肠杆菌的F F因子。因子。质粒质粒应用应用:基因工程，体外重组基因工程，体外重组.4 4、核糖体核糖体：是分散在细胞质中的颗粒状结构，由核糖体是分散在细胞质中的颗粒状结构，由核糖体核酸（占核酸（占60%60%）和蛋白质（占）和蛋白质（占40%40%）组成。）组成。细菌的核糖体沉降系数为：70s，由50s大亚基和

12、 30s 小亚基构成功能：是细胞合成蛋白质的机构。5 5、细胞质及其内含物、细胞质及其内含物细胞质：细胞质：是在细胞膜内除核区以外的细胞物质。细胞质是无色、透明、粘稠状物质。主要成分为水，蛋白质，核酸，脂类、少量糖和无机盐。细胞质功能：细胞质中含有丰富的酶系，是营养物质合成、转化、代谢的场所。细胞质中的内含物：细胞质中的内含物：气泡：气泡：由蛋白质膜构成的充满气体的泡状物。由蛋白质膜构成的充满气体的泡状物。有些细菌细胞质中含有几个或多个气泡。有些细菌细胞质中含有几个或多个气泡。气泡的功能：气泡的功能：调节细胞比重，以使其漂调节细胞比重，以使其漂浮在合适的水层中。浮在合适的水层中。气泡吸收空气，

13、空气中的气泡吸收空气，空气中的氧气可供代谢需要。氧气可供代谢需要。例：例：许多光合细菌和水生许多光合细菌和水生细菌、盐杆菌常含有气泡。细菌、盐杆菌常含有气泡。颗粒状内含物：颗粒状内含物：细菌细胞质中含有各种颗粒状内含物，它们大多细菌细胞质中含有各种颗粒状内含物，它们大多数为细胞贮藏物，颗粒状内含物的多少因细菌的数为细胞贮藏物，颗粒状内含物的多少因细菌的种类、菌龄及培养条件不同而改变。种类、菌龄及培养条件不同而改变。主要有：主要有：异染粒、聚异染粒、聚羟丁酸、肝糖粒、淀粉羟丁酸、肝糖粒、淀粉粒、脂肪粒、硫粒和液泡等等。粒、脂肪粒、硫粒和液泡等等。细胞质中的内含物细胞质中的内含物异染粒：异染粒：是

14、普遍存在的贮藏物，主要成分是多聚偏磷酸盐。是普遍存在的贮藏物，主要成分是多聚偏磷酸盐。异染粒大小和结构异染粒大小和结构:大小为大小为0.510.51mm，是多聚偏是多聚偏磷酸盐的聚合物，分子呈线状。磷酸盐的聚合物，分子呈线状。功能：功能：贮存磷元素和能量，降低渗透压。贮存磷元素和能量，降低渗透压。多聚偏磷酸盐对某些染料有特殊反应多聚偏磷酸盐对某些染料有特殊反应,产生与所用产生与所用染料不同的颜色染料不同的颜色,因此因此得名异染颗粒得名异染颗粒.例例:异染粒遇甲基胺蓝变紫红色异染粒遇甲基胺蓝变紫红色.含异染粒的细菌种类含异染粒的细菌种类:棒状杆菌和某些芽孢杆菌棒状杆菌和某些芽孢杆菌等等.聚聚羟丁

15、酸颗粒羟丁酸颗粒(PHB)(PHB)聚聚羟丁酸颗粒是许多细菌细胞羟丁酸颗粒是许多细菌细胞质内常含有的碳源类储藏物质内常含有的碳源类储藏物.PHB.PHB不不溶于水溶于水,易被脂溶性染料易被脂溶性染料(如苏丹黑如苏丹黑)着色。着色。功能功能:贮存碳源、能源和降低渗透压。贮存碳源、能源和降低渗透压。许多好氧菌和光合厌氧菌都含有聚许多好氧菌和光合厌氧菌都含有聚羟丁酸颗粒。羟丁酸颗粒。硫粒：硫粒：是硫元素的贮藏体。是硫元素的贮藏体。形成：形成：取决于环境硫化物含取决于环境硫化物含量量,当环境中当环境中S S含量高时，在含量高时，在体内积累；当缺体内积累；当缺S S时时,氧化成氧化成硫酸盐被菌体利用。硫

16、酸盐被菌体利用。功能：功能：a.a.好氧硫细菌的能源好氧硫细菌的能源 b.b.厌氧硫细菌的电子供体厌氧硫细菌的电子供体肝糖粒和淀粉粒肝糖粒和淀粉粒:都是都是-1,4-1,4或或-1-1,6,6糖苷键的葡萄糖聚糖苷键的葡萄糖聚合物。这些贮藏物通常较均匀地分布在细胞质内，颗粒较合物。这些贮藏物通常较均匀地分布在细胞质内，颗粒较小。小。若这类贮藏物大量存在时，用碘使对其染色，肝糖粒能被若这类贮藏物大量存在时，用碘使对其染色，肝糖粒能被碘液染成红色，淀粉粒被碘成蓝色。碘液染成红色，淀粉粒被碘成蓝色。脂肪粒：脂肪粒：脂肪粒的折光性较强，它可被脂溶性染料染色；脂肪粒的折光性较强，它可被脂溶性染料染色；细胞生长旺盛时，脂肪粒增多，细胞遭破坏后，脂肪粒可细胞生长旺盛时，脂肪粒增多，细胞遭破坏后，脂肪粒可游离出来。游离出来。液泡：液泡：许多活细菌细胞内有液泡，液泡主要成分是水和可许多活细菌细胞内有液泡，液泡主要成分是水和可溶性盐类，被一层脂蛋白的膜包围。可用中性红染色使之溶性盐类，被一层脂蛋白的膜包围。可用中性红染色使之显现出来。液泡具有调节渗透压的功能，还可与细胞质进显现出来。液泡具有调节渗透压的功能，还可与细胞质进行物质交换。行物质交换。