第2章微生物3-2013課件

食品微生物學(xué)劉書亮1、概念2、觀察方法3、成分與結(jié)構(gòu)4、功能5、間體

（二）細(xì)胞膜Membrane2、細(xì)胞膜1）概念：細(xì)胞膜（cellmembrane）又稱細(xì)胞質(zhì)膜（cytoplasmicmembrane）、質(zhì)膜（plasmamembrane）或內(nèi)膜（innermembrane），是緊貼在細(xì)胞壁內(nèi)側(cè)、包圍著細(xì)胞質(zhì)的一層柔軟、脆弱、富有彈性的半透性薄膜，厚約7～8nm。蛋白質(zhì)（50%～70%）磷脂（20%～30%）多糖（1.5%～10%）組成（二）細(xì)胞的結(jié)構(gòu)2、細(xì)胞膜2）觀察方法：質(zhì)壁分離后結(jié)合鑒別性染色在光學(xué)顯微鏡下觀察；原生質(zhì)體破裂；超薄切片電鏡觀察；電鏡觀察到的細(xì)胞質(zhì)膜，是在上下兩暗色層之間夾著一淺色中間層的雙層膜結(jié)構(gòu)，這與細(xì)胞膜的化學(xué)組成有關(guān)。2、細(xì)胞膜3）細(xì)胞膜的化學(xué)組成與結(jié)構(gòu)模型：（1）磷脂親水的極性端疏水的非極性端1233）細(xì)胞膜的化學(xué)組成與結(jié)構(gòu)模型：（1）磷脂在極性頭的甘油3C上，不同種微生物具有不同的R基，如磷脂酸、磷脂酰甘油、磷脂酰乙醇胺、磷脂酰膽堿、磷脂酰絲氨酸或磷脂酰肌醇等。非極性尾則由長鏈脂肪酸通過酯鍵連接在甘油的C1和C2位上組成，其鏈長和飽和度因細(xì)菌種類和生長溫度而異。通常生長溫度要求越高的種，其飽和度也越高，反之則低。有效控制物質(zhì)通透屏障3）細(xì)胞膜的化學(xué)組成與結(jié)構(gòu)模型：（2）膜蛋白具運(yùn)輸功能的整合蛋白（integralprotein）或內(nèi)嵌蛋白（intrinsicprotein）具有酶促作用的周邊蛋白（peripheralprotein）或膜外蛋白(extrinsicprotein)膜蛋白約占細(xì)菌細(xì)胞膜的50%～70%，比任何一種生物膜都高，而且種類也多。--------細(xì)胞膜是一個重要的代謝活動中心。水溶水不溶2、細(xì)胞膜4）細(xì)胞膜的生理功能：①物質(zhì)運(yùn)輸，細(xì)胞內(nèi)、外物質(zhì)交換的主要屏障和介質(zhì)；②滲透屏障，維持細(xì)胞內(nèi)正常的滲透壓；③合成細(xì)胞壁和糖被的重要基地；④是細(xì)胞的產(chǎn)能場所；⑤鞭毛基體的著生部位和鞭毛旋轉(zhuǎn)的供能部位（二）細(xì)胞的結(jié)構(gòu)2、細(xì)胞膜5）間體（mesosome，或中體）：青霉素酶分泌、DNA復(fù)制、分配以及細(xì)胞分裂有關(guān)“間體”僅是電鏡制片時因脫水操作而引起的一種贗像

細(xì)胞質(zhì)膜內(nèi)褶而形成的泡囊狀、管狀或?qū)訝畹臉?gòu)造。多見于G+細(xì)菌。食品微生物學(xué)劉書亮1、概念；2、細(xì)胞質(zhì)的主要成分3、核糖體；4、內(nèi)含物（三）細(xì)胞質(zhì)及內(nèi)含物主要成分為核糖體、貯藏物、多種酶類和中間代謝物、質(zhì)粒、各種營養(yǎng)物和大分子的單體等，少數(shù)細(xì)菌還有類囊體、羧酶體、氣泡、磁小體或伴孢晶體等。3、細(xì)胞質(zhì)和內(nèi)含物1）概念：

細(xì)胞質(zhì)（cytoplasm）是細(xì)胞質(zhì)膜包圍的除核區(qū)外的一切半透明、膠狀、顆粒狀物質(zhì)的總稱。含水量約80%。3、細(xì)胞質(zhì)和內(nèi)含物2）核糖體（ribosome）：核蛋白體由一個小的亞基和一個大的亞基組成，核糖體的亞基是由蛋白質(zhì)和RNAs組成的復(fù)合物，是細(xì)胞中合成蛋白質(zhì)的場所。原核細(xì)胞中的核糖體，盡管在形狀上和功能上與真核細(xì)胞相似，但是組建核糖體亞基的蛋白質(zhì)和RNAs性質(zhì)上有差別。50S：23SrRNA+5SrRNA+32種蛋白質(zhì)30S：16SrRNA+21種蛋白質(zhì)70S核糖體數(shù)量與細(xì)菌生長速率成正相關(guān)。3、細(xì)胞質(zhì)和內(nèi)含物3）顆粒狀貯藏物(reservematerials)：

各種有機(jī)或無機(jī)物質(zhì)的顆粒，主要功能是貯存（碳化合物、無機(jī)物和能源），也可將分子連接為特定形式降低滲透壓。糖原和淀粉粒：大腸桿菌、克雷伯氏菌、芽孢桿菌等碳源及能源類聚β-羥丁酸（PHB）：固氮菌、產(chǎn)堿菌和腸桿菌等硫粒：紫硫細(xì)菌、絲硫細(xì)菌、貝氏硫桿菌等貯藏物氮源類藻青素：藍(lán)細(xì)菌藻青蛋白：藍(lán)細(xì)菌磷源（異染粒）：迂回螺菌、白喉棒桿菌、結(jié)核分枝桿菌①聚-β-羥丁酸(poly-β-hydroxybutyrate,PHB)

細(xì)菌特有的一種類脂性質(zhì)的A.碳源和能源類貯藏物；B.維持胞內(nèi)中性環(huán)境；C.降低胞內(nèi)滲透壓。巨大芽孢桿菌（Bacillusmegaterium）在含乙酸或丁酸的培養(yǎng)基中生長時，細(xì)胞內(nèi)貯藏的PHB可達(dá)其干重的60%。

它無毒、可塑、易降解，被認(rèn)為是生產(chǎn)醫(yī)用塑料、生物降解塑料的良好原料。②多糖類貯藏物在真細(xì)菌中以糖原為多糖原粒較小，不染色需用電鏡觀察，用碘液染成褐色，可在光學(xué)顯微鏡下看到。糖原粒淀粉粒有的細(xì)菌積累淀粉粒，用碘液染成深蘭色。③異染粒(metachromaticgranules)顆粒大小為0.5～1.0μm，是無機(jī)偏磷酸的聚合物，一般在含磷豐富的環(huán)境下形成。功能是貯藏磷元素和能量，并可降低細(xì)胞的滲透壓。在暗視野顯微鏡下看到的迂回螺菌(Spirillum

volutans)異染粒（迂回體）④藻青素（cyanophycin）一種內(nèi)源性氮源貯藏物，同時還兼有貯存能源的作用。通常存在于藍(lán)細(xì)菌中。由含精氨酸和天冬氨酸殘基（1:1）的分枝多肽所構(gòu)成，分子量在25000～125000。⑤硫粒（sulfurglobules）

很多光合細(xì)菌（紫硫細(xì)菌、紫色細(xì)菌、綠色細(xì)菌和藍(lán)細(xì)菌），在進(jìn)行產(chǎn)能代謝或生物合成時，常涉及對還原性的硫化物（H2S，硫代硫酸鹽等）的氧化，所產(chǎn)生的折光性很強(qiáng)的硫粒，可在周質(zhì)空間或細(xì)胞質(zhì)中積累。功能：

硫元素儲藏物

參與產(chǎn)能代謝和生物合成微生物內(nèi)含物（儲藏物）的特點(diǎn)及生理功能：不同微生物其儲藏性內(nèi)含物不同微生物合理利用營養(yǎng)物質(zhì)的一種調(diào)節(jié)方式儲藏物以多聚體的形式存在，有利于維持細(xì)胞內(nèi)環(huán)境的平衡，避免不適合的pH，滲透壓等的危害。儲藏物在細(xì)菌細(xì)胞中大量積累，還可以被人們利用。例如厭氣性梭狀芽孢桿菌只含PHB，大腸桿菌只儲藏糖原，但有些光和細(xì)菌二者兼有。當(dāng)環(huán)境中缺乏能源而碳源豐富時，細(xì)胞內(nèi)就儲藏較多的碳源類內(nèi)含物，甚至達(dá)到細(xì)胞干重的50%，如果把這樣的細(xì)胞移入有氮的培養(yǎng)基時，這些儲藏物將被作為碳源和能源而用于合成反應(yīng)。例如羥基丁酸分子呈酸性，而當(dāng)其聚合成聚-β-羥丁酸（PHB）就成為中性脂肪酸了，這樣便能維持細(xì)胞內(nèi)中性環(huán)境，避免菌體內(nèi)酸性增高。3）磁小體(megnetosome)趨磁細(xì)菌細(xì)胞中含有的大小均勻、數(shù)目不等的Fe3O4顆粒，外有一層膜包裹。存在：少數(shù)水生螺菌屬等功能：導(dǎo)向作用。即借鞭毛游向?qū)υ摼钣欣哪?、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，制造生物傳感器等。3、細(xì)胞質(zhì)和內(nèi)含物（三）細(xì)胞的結(jié)構(gòu)3、細(xì)胞質(zhì)和內(nèi)含物4）羧酶體(carboxysome)一些自養(yǎng)細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)的多角形或六角形內(nèi)含物其大小與噬菌體相仿，約10nm，內(nèi)含1,5-二磷酸核酮糖羧化酶，在自養(yǎng)細(xì)菌的CO2固定中起著關(guān)鍵作用。3、細(xì)胞質(zhì)和內(nèi)含物5）氣泡（gasvocuoles）氣泡的膜只含蛋白質(zhì)而無磷脂。許多光合營養(yǎng)型、無鞭毛運(yùn)動的水生細(xì)菌。膜的外表面親水，而內(nèi)側(cè)絕對疏水，故氣泡只能透氣而不能透過水和溶質(zhì)。功能：調(diào)節(jié)細(xì)胞比重以使細(xì)胞漂浮在最適水層中獲取光能、O2和營養(yǎng)物質(zhì)3、細(xì)胞質(zhì)和內(nèi)含物6）載色體（Chromatophore）光合細(xì)菌進(jìn)行光合作用的部位相當(dāng)于綠色植物的葉綠體4、核區(qū)（nuclearregionorarea）、核質(zhì)體、原核、擬核原核生物所特有的無核膜結(jié)構(gòu)、無固定形態(tài)的原始細(xì)胞核功能：遺傳信息