第二章原核生物形態(tài)結(jié)構(gòu)與功能課件

微生物學(xué)西北第二民族學(xué)院2.原核生物的形態(tài)、構(gòu)造和功能

2.1細(xì)菌2.1.4細(xì)菌的結(jié)構(gòu)

2.1.4.2細(xì)胞膜細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)脂雙分子層：細(xì)胞膜由含有親水區(qū)域的和疏水區(qū)域的兩親性分子磷脂組成。在膜中磷脂以雙分子層排列，極性頭部親水區(qū)指向膜的外表面，而其疏水區(qū)脂肪酸的尾部指向膜的內(nèi)層。結(jié)果，膜對(duì)于大分子或電荷高的分子成為一個(gè)選擇滲透屏障，它們不易通過磷脂雙分子的疏水性內(nèi)層。

第一頁，共三十六頁。其蛋白質(zhì)分兩類：整合蛋白和外周蛋白。一個(gè)磷脂雙分子層，其中埋藏著與物質(zhì)運(yùn)輸、能量代謝和信號(hào)接收有關(guān)的整合蛋白。另外，有通過電荷相互作用，疏松附著于膜的外周蛋白。膜中的脂類和蛋白質(zhì)互相相對(duì)運(yùn)動(dòng)。整合蛋白(integral)是完全地與膜連接而且貫穿全膜的蛋白，所以這些蛋白在此區(qū)域中有疏水性氨基酸埋藏在脂中。約為膜蛋白的70-80%，不容易從質(zhì)膜中抽提出來，不溶于水；外周蛋白(peripheralproteins)是由于磷脂帶正電荷極性頭，只是通過電荷作用與膜松散連接的一類，用鹽溶液洗滌可以從純化的膜上除去。脂類和蛋白質(zhì)均在運(yùn)動(dòng)，而且是彼此之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)。這就是液態(tài)鑲嵌模式的細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)模型。約為膜蛋白的20-30%，可溶于水；第二頁，共三十六頁。StructureofCytoplasmicMembrane第三頁，共三十六頁。微生物學(xué)西北第二民族學(xué)院2.原核生物的形態(tài)、構(gòu)造和功能

2.1細(xì)菌2.1.4細(xì)菌的結(jié)構(gòu)

2.1.4.2細(xì)胞膜細(xì)胞膜的主要生理功能保護(hù)細(xì)胞質(zhì)與周圍環(huán)境隔開選擇透性代謝過程的場(chǎng)所：呼吸代謝、光合作用、脂類和細(xì)胞壁組分的合成。營養(yǎng)物質(zhì)的吸收，廢物排泄及蛋白質(zhì)分泌都是膜上運(yùn)輸系統(tǒng)任務(wù)。鞭毛的著生點(diǎn)和提供其運(yùn)動(dòng)所需的能量膜上有特定的受體分子，有助于對(duì)環(huán)境中的物質(zhì)探測(cè)并回應(yīng)。第四頁，共三十六頁。微生物學(xué)西北第二民族學(xué)院2.原核生物的形態(tài)、構(gòu)造和功能

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2.1.4.4間體間體(中質(zhì)體）mesosome由細(xì)胞膜內(nèi)陷到細(xì)胞質(zhì)而形成的管狀、囊狀、片狀結(jié)構(gòu)。功能：與細(xì)胞壁合成有關(guān)可能與核分裂有關(guān)有學(xué)者認(rèn)為間體是一種贗象白喉?xiàng)U菌的間體

第五頁，共三十六頁。微生物學(xué)西北第二民族學(xué)院2.原核生物的形態(tài)、構(gòu)造和功能

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2.1.4.2古生菌細(xì)胞膜嗜高溫的古生菌：?jiǎn)螌又肿咏M成第六頁，共三十六頁。微生物學(xué)西北第二民族學(xué)院2.原核生物的形態(tài)、構(gòu)造和功能

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2.1.4.3細(xì)胞質(zhì)及內(nèi)含物細(xì)胞質(zhì)是無色，半透明膠狀物、顆粒狀物，不流動(dòng)。主要組成:核糖體顆粒狀部分〈1〉核糖體（ribosome）〈2〉顆粒狀內(nèi)含物第七頁，共三十六頁。微生物學(xué)2.原核生物的形態(tài)、構(gòu)造和功能

2.1細(xì)菌核糖體ribosomeRS核糖核蛋白的顆粒狀結(jié)構(gòu)，RNA+蛋白，合成蛋白質(zhì)的場(chǎng)所。原核：游離態(tài)、多聚核糖體，70S真核：游離態(tài)、結(jié)合內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上，70、80S多聚核糖體：一條mRNA與一定數(shù)目的單個(gè)RS結(jié)合而成。第八頁，共三十六頁。微生物學(xué)西北第二民族學(xué)院2.原核生物的形態(tài)、構(gòu)造和功能

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2.1.4.3細(xì)胞質(zhì)及內(nèi)含物內(nèi)含物不同細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)，含不同內(nèi)含物，是細(xì)胞的貯藏物質(zhì)或代謝產(chǎn)物。主要有：貯藏物、磁小體、羧酶體、氣泡第九頁，共三十六頁。微生物學(xué)西北第二民族學(xué)院2.原核生物的形態(tài)、構(gòu)造和功能

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2.1.4.3內(nèi)含物貯藏物聚-β-羥基丁酸（PHB）是許多細(xì)菌細(xì)胞質(zhì)內(nèi)常含有的碳源類儲(chǔ)藏物.PHB不溶于水,易被脂溶性染料(如蘇丹黑)著色。功能:貯存碳源、能源和降低滲透壓。許多好氧菌和光合厭氧菌都含有聚β－羥丁酸顆粒。第十頁，共三十六頁。貯藏物異染粒能量倉庫，磷酸鹽的貯存體嗜堿，著色深，異染效應(yīng)診斷價(jià)值（白喉棒狀桿菌）2.原核生物的形態(tài)、構(gòu)造和功能

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2.1.4.3內(nèi)含物第十一頁，共三十六頁。微生物學(xué)西北第二民族學(xué)院2.原核生物的形態(tài)、構(gòu)造和功能

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2.1.4.3內(nèi)含物磁小體1975年由RPBlakemore在趨磁細(xì)菌中發(fā)現(xiàn)。主要成分是Fe3O4形狀：為平截八面體、平行六面體或六棱柱體等。功能：導(dǎo)向作用，即借助鞭毛游向泥、水界面微氧環(huán)境處生活。實(shí)用前景：生產(chǎn)磁性定向藥物或抗體，以及制造生物傳感器等第十二頁，共三十六頁。微生物學(xué)西北第二民族學(xué)院2.原核生物的形態(tài)、構(gòu)造和功能

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2.1.4.3內(nèi)含物氣泡是許多光合型、無鞭毛水生菌中充滿氣體的泡囊狀內(nèi)含物。藍(lán)細(xì)菌、紫色光合細(xì)菌、鹽桿菌、發(fā)光細(xì)菌等水生形式的細(xì)菌中可見因?yàn)闅馀莸母×Γ?xì)菌才可漂浮于水面/水表每個(gè)細(xì)胞中含幾個(gè)或數(shù)百個(gè)氣泡功能：調(diào)節(jié)細(xì)胞比重以使細(xì)菌漂浮在最適水層中獲取光能O2，和營養(yǎng)物質(zhì)第十三頁，共三十六頁。微生物學(xué)西北第二民族學(xué)院2.原核生物的形態(tài)、構(gòu)造和功能

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2.1.4.5核區(qū)擬核nuclearregion又稱核質(zhì)體、原核。無核膜、核仁、無固定形態(tài)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，細(xì)胞分裂前核分裂。生理功能

儲(chǔ)藏和傳遞遺傳信息

細(xì)胞的控制中心環(huán)狀雙鏈DNA，超線圈結(jié)構(gòu)，第十四頁，共三十六頁。每個(gè)細(xì)胞所含的核區(qū)數(shù)一般1—4個(gè)，細(xì)菌除在染色體復(fù)制時(shí)間內(nèi)呈雙倍體外,一般均為單倍體。第十五頁，共三十六頁。微生物學(xué)西北第二民族學(xué)院2.原核生物的形態(tài)、構(gòu)造和功能

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2.1.4.5質(zhì)粒定義

游離于原核生物核染色體以外，具有獨(dú)立復(fù)制能力的小型共價(jià)閉合環(huán)狀DNA分子，它所攜帶的遺傳信息是細(xì)菌生命活動(dòng)非必需的，常表達(dá)特殊性狀功能

抗藥性質(zhì)粒（R因子）、致育性因子（F質(zhì)粒）、大腸桿菌素質(zhì)粒（col因子）質(zhì)粒染色體第十六頁，共三十六頁。微生物學(xué)西北第二民族學(xué)院2.原核生物的形態(tài)、構(gòu)造和功能

2.1細(xì)菌2.1.4細(xì)菌的結(jié)構(gòu)特殊構(gòu)造糖被鞭毛菌毛性菌毛芽孢伴孢晶體第十七頁，共三十六頁。微生物學(xué)西北第二民族學(xué)院2.原核生物的形態(tài)、構(gòu)造和功能

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2.1.4.7糖被概念

包被于某些細(xì)菌細(xì)胞壁外的一層厚度不定的透明膠狀物質(zhì)影響糖被（有無和厚?。┑囊蛩剡z傳性、環(huán)境條件（營養(yǎng)條件）糖被的化學(xué)組成

一般是多糖，少數(shù)是蛋白質(zhì)或多肽，或多糖多肽復(fù)合型類型：莢膜微莢膜粘液層菌膠團(tuán)功能保護(hù)作用含大量水分，保護(hù)細(xì)胞免受干燥抗吞噬作用，增強(qiáng)病原菌的致病力（肺炎鏈球菌）透性屏障和離子交換系統(tǒng)，免受重金屬離子毒害防止噬菌體的吸附和裂解貯藏營養(yǎng)作用表面附著作用（如唾液鏈球菌）細(xì)菌間的信息識(shí)別堆積某些代謝產(chǎn)物第十八頁，共三十六頁。微生物學(xué)西北第二民族學(xué)院2.原核生物的形態(tài)、構(gòu)造和功能

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2.1.4.7莢膜莢膜capsule：某些細(xì)菌細(xì)胞壁外面覆蓋著一層疏松、透明、粘性物質(zhì)，厚度不同。用理化方法去除后并不影響菌細(xì)胞的生命活動(dòng)≥0.2μm莢膜，＜0.2μm微莢膜化學(xué)組成：多糖/多肽形成條件：營養(yǎng)豐富染色：不易著色，負(fù)染（墨汁）成分：90%以上為水，余為多糖（肽）。離心不沉淀實(shí)際應(yīng)用鑒定菌種胞外多糖：黃原膠用于石油開采提取葡聚糖—“代血漿”菌膠團(tuán)用于處理污水第十九頁，共三十六頁。微生物學(xué)西北第二民族學(xué)院2.原核生物的形態(tài)、構(gòu)造和功能

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2.1.4.8鞭毛鞭毛flagellum：某些細(xì)菌表面一種纖細(xì)呈波狀的絲狀物，是細(xì)菌運(yùn)動(dòng)器官。1-數(shù)十條直徑20-25nm，長(zhǎng)超過菌體若干倍。電鏡或特殊染色法觀察。第二十頁，共三十六頁。微生物學(xué)西北第二民族學(xué)院2.原核生物的形態(tài)、構(gòu)造和功能

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2.1.4.8鞭毛鞭毛flagellum：化學(xué)成分：主要是蛋白質(zhì)。結(jié)構(gòu)：G+與G-區(qū)別；原核與真核區(qū)別鞭毛著生位置與數(shù)目，可作為分類依據(jù)。鞭毛著生狀態(tài)決定運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)。第二十一頁，共三十六頁。第二十二頁，共三十六頁。破傷風(fēng)桿菌椰毒假單胞菌傷寒沙門氏菌

霍亂弧菌不同的細(xì)菌鞭毛的數(shù)量和分布的位置不同第二十三頁，共三十六頁。MonotrichousFlagellumofVibriocholerae第二十四頁，共三十六頁。Salmonellawithaperitrichousarrangementofflagella第二十五頁，共三十六頁。TransmissionElectronMicrographofEscherichiacoliO157:H7第二十六頁，共三十六頁。微生物學(xué)西北第二民族學(xué)院2.原核生物的形態(tài)、構(gòu)造和功能

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2.1.4.8鞭毛鞭毛構(gòu)造：從細(xì)胞膜長(zhǎng)出，游離于胞外組成：基體、鉤形鞘、鞭毛絲4個(gè)環(huán)，1個(gè)連接細(xì)胞壁外膜，1個(gè)連接細(xì)胞壁內(nèi)膜，2個(gè)嵌在細(xì)胞膜上，被蛋白環(huán)固定。G-第二十七頁，共三十六頁。微生物學(xué)西北第二民族學(xué)院2.原核生物的形態(tài)、構(gòu)造和功能

2.1細(xì)菌2.1.4細(xì)菌的結(jié)構(gòu)

2.1.4.8鞭毛鞭毛的運(yùn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)論揮鞭論拴菌試驗(yàn)單毛菌抗體固定趨性(taxis)有方向性的應(yīng)答運(yùn)動(dòng)

運(yùn)動(dòng)的鞭毛運(yùn)動(dòng)速度，20-80微米/秒相當(dāng)體長(zhǎng)40-80倍相對(duì)人類的運(yùn)動(dòng)速度60-120米/秒216-432公里/小時(shí)第二十八頁，共三十六頁。微生物學(xué)西北第二民族學(xué)院2.原核生物的形態(tài)、構(gòu)造和功能

2.1細(xì)菌2.1.4細(xì)菌的結(jié)構(gòu)

2.1.4.9菌毛和性菌毛菌毛：細(xì)菌體表纖細(xì)、中空、短直，類似毛發(fā)且數(shù)量較多的蛋白質(zhì)附屬物，比鞭毛結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，200-300條。比鞭毛細(xì)，不參與運(yùn)動(dòng)。附著功能；尤其是腸道菌。多存在于G-致病菌性菌毛pius：構(gòu)造和成分與菌毛相同，比菌毛長(zhǎng)。1-10根，在G-細(xì)菌的供體菌向受體菌傳遞遺傳物質(zhì)。第二十九頁，共三十六頁。第三十頁，共三十六頁。微生物學(xué)西北第二民族學(xué)院2.原核生物的形態(tài)、構(gòu)造和功能

2.1細(xì)菌2.1.4細(xì)菌的結(jié)構(gòu)

2.1.4.11芽孢芽孢spore是生命世界抗逆性最強(qiáng)的一種結(jié)構(gòu)，芽孢有極強(qiáng)的抗熱、輻射、化學(xué)藥物和靜水壓的能力。也是休眠體，休眠力驚人?？杀３謳啄甑綆资?，甚至數(shù)百年。第三十一頁，共三十六頁。微生物學(xué)2.原核生物的形態(tài)、構(gòu)造和功能

2.1細(xì)菌2.1.4細(xì)菌的結(jié)構(gòu)

2.1.4.11芽孢某些細(xì)菌在其生活史的一定階段，在營養(yǎng)細(xì)胞內(nèi)形成的一個(gè)圓形或橢圓形、厚壁、含水量低、抗逆性強(qiáng)的休眠體，度過不良環(huán)境。由細(xì)菌的DNA和外部多層蛋白質(zhì)及肽聚糖包圍而構(gòu)成。產(chǎn)芽孢的細(xì)菌主要是G＋菌的兩個(gè)屬好氧性的芽孢桿菌屬（Bacillus）厭氧性的梭菌屬（Clotridium）芽孢是生命世界中抗逆性最強(qiáng)的一種構(gòu)造第三十二頁，共三十六頁。第三十三頁，共三十六頁。破傷風(fēng)桿菌