第一章-微生物的形态和细胞结构.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,*,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,*,除病毒外，微生物都具有细胞的结构，每个微生物细胞都具有生命活动的全部功能，细菌的一个细胞就是一个独立的个体。,营养功能,生长功能,分化,信号传导,进化,微生物细胞,营养物质,能量,合成转化,废物,营养功能,生长功能,1,、球菌（,coccus,）,细胞个体呈,球形,或,椭圆形,，不同种的球菌在细胞分裂时会形成不同的空间排列方式，常被作为,分类依据,。,由于细胞分裂的方向不同，球菌共有六种排列方式。,1.,球 菌,单球菌,双球菌,链球菌,四联球菌,八叠球菌,葡萄球菌,(,尿素小球菌,),（肺炎双球菌,),(,乳链球菌,),(,四联微球菌,),(,乳酪八叠球菌,),(,金黄色葡萄球菌,),1.,球 菌,9,长杆菌,（1）杆菌的长短不同,短杆菌,球杆菌,棒状杆菌,（,2,）菌体某个部位是否膨大,梭状杆菌,无芽孢杆菌,（3）芽孢有无,芽孢杆菌,2,、杆菌（,bacillus,）,10,细胞呈,杆状,或,圆柱形,，一般其粗细（直径）比较稳定，而长度则常因培养时间、培养条件不同而有较大变化。,杆状细菌的排列方式常因生长阶段和培养条件而发生变化，一般不作为分类依据。,杆菌细胞两端的形态特征,2.,杆 菌,3,、螺旋菌（,spirilla,）,细胞呈螺旋状或弧状的细菌。,弧菌（,vibrio,）：,弯曲程度不满一圈的螺旋菌，常呈“,C”,状，如霍乱弧菌；,螺菌（,spirillium,）：,螺旋在,2,6,圈的螺旋状细菌，如减小螺菌；,螺旋体,（,spirochaeta,）：,螺旋,6,圈以上的螺旋状细菌，如梅毒密螺旋体,弧菌和,螺菌除弯曲程度不同以外,弧菌往往偏端生或丛生鞭毛,而螺菌往往两端有鞭毛。,4,、形态特殊的细菌,柄细菌,（,Caulobacterium,）：,菌体细胞呈杆状或梭状，具有特征性的细柄，可用于将细胞附着于基物上。,柄杆菌,Caulobacter,sp.,鞘衣菌,Sphaerotilus natans,鞘细菌（,sheathed bacterium,）：,杆菌细胞呈链状排列，不分枝，且在细菌细胞外形成了一个共同的衣鞘。,影响细菌形态的因素,外界环境因子：,培养温度、培养时间、,培养基成分、,pH,与浓度,新鲜培养基,异常形态,正常状态,幼龄细菌：,老细菌：,菌体形态正常、整齐、稳定；,表现其特定的形态。,形态不正常：梨形、有分枝、细丝状,有药物、抗菌素存在时，细菌细胞常出现不正常形态。,1、范围,最小：与无细胞结构的病毒相仿（50,nm）,芬兰科学家,EO Kajander,发现了一种能引起尿结石的纳米细菌（,nanobacteria），,其细胞直径最小仅为50,nm，,甚至比最大的病毒更小一些。这种细菌分裂缓慢，三天才分裂一次，是目前所知,最小的具有细胞壁的细菌,。,（二）细菌的大小,迄今为止所知的个体最大的细菌，则是德国科学家,H.N.Schulz,等最近在纳米比亚海岸的海底沉积物中发现的一种硫磺细菌（,sulfur bacterium），,其大小一般在0.10.3,mm，,有些甚至可达到0.75,mm，,能够清楚地用肉眼看到。,最大：肉眼可见（0.75,mm）,1、范围,（,nanobacteria,）（50 nm）,最大和最小细菌的个体大小悬殊：,（,Thiomargarita namibiensis）,（0.75mm）,10亿,-,100 亿倍,1、范围,一般细菌的大小范围：,（,1,）测量球菌：只测量其直径，,d:,0.5,-2um,。,（,2,）测量杆菌,:,只测量其长度和宽度。1,-,5,um X,0.5,-l um。,（,3,）测量螺旋菌：表示方法与杆菌相同，长度只测量其两端的空间距离。0.3,-,1,um X,1,-,50,um,通常用微米（,um）,作为测量单位。,（,4,）细菌大小的记载,常是平均值或代表性数值。,21,显微镜测微尺,显微照相后根据放大倍数进行测算,（二）大小,1,、测量方法,（,5,）细菌细胞的重量,每个细胞约为,l x 10,-9,l x10,-10,m g，,即每,g,细菌约含 110 万亿个细菌个体。,（二）大小,2、细菌大小测量结果的影响因素,个体差异；,干燥、固定后的菌体会一般由于脱水而比活菌体缩短1/3-1/4；,染色方法的影响，一般用负染色法观察的菌体较大；,幼龄细菌一般比成熟的或老龄的细菌大；,环境条件，如培养基中渗透压的改变也会导致细胞大小的变化。,糖类,脂肪酸,核苷酸,氨基酸,多糖,脂类,核酸,蛋白质,单 体,多聚体,三、细胞中的有机单体和多聚体,（一）碳水化合物和多糖,（二）脂肪酸和类脂,（三）核苷酸和核酸,（四）氨基酸和蛋白质,特殊构造：部分细菌具有的或一般细菌在特殊环境下才有的构造,一般构造：一般细菌都有的构造,细菌细胞的模式构造,第二节 原核生物细胞的结构与功能,1,、细胞壁,（,cell wall,）,（,1,）细胞壁的功能,（,2,）,G,菌和,G,菌的区别,（,3,）革兰氏染色反应,（,4,）,细胞壁缺陷细菌,细胞壁,（,cell wall,）,厚度：,10-80 nm,占细胞干重的,10,-,25%,1,、细胞壁,位于细胞表面，内侧紧贴细胞膜的一层较为坚韧，略具弹性的细胞结构。,细胞壁成分,细菌细胞壁主要成分是,_,低等真菌的细胞壁主要成分以,_,为主,高等真菌的细胞壁的主要成分以,_,为主,肽聚糖,纤维素,几丁质,植物的细胞壁的主要成分以,_,为主,纤维素,（,1,）细胞壁的主要功能,a,、维持细胞外形,和提高机械强度,；,b,、,鞭毛生长和运动的支点；,c,、,阻止大分子有害物质（抗生素和酶）进入细胞,；,D,、,与细菌的抗原性、致病性和对噬菌体的敏感性密切相关。,不同细菌细胞壁的化学组成和结构不同，通过革兰氏染色法可将所有的细菌分为,革兰氏阳性细菌（,G,+,）,和,革兰氏阴性细菌（,G,-,）,。,外膜,壁膜间隙,肽聚糖,质膜,肽聚糖,壁膜间隙,质膜,脂多糖,(2)G,+,菌与,G,-,菌的主要区别,比较内容,革兰氏阳性菌,革兰氏阴性菌,结构层次,单 层,内壁层,外膜层,厚度（,nm,）,20,80,1,3,8,10,肽聚糖,含量,40,90%,5,10%,层数,多，,15,50,少，,1,3,磷壁酸,+,脂多糖,+,脂蛋白,孔蛋白,O-,特异侧链,结合蛋白,磷脂,脂磷壁酸,在结构上的区别,壁磷壁酸,按结合部位划分,磷壁酸,b,膜磷壁酸,a,壁磷壁酸,与肽聚糖分子间共价结合，并延伸到肽聚糖分子表面,带有负电荷。含量随培养基成分而改变，用稀酸或稀碱可以提取。,又称脂磷壁酸，跨越肽聚糖层，,与细胞膜上的磷酯共价结合,，含量与培养条件关系不大，,45%,热酚水提取。,脂多糖,=O-,特异侧链核心多糖类脂,A,脂多糖的化学组成,脂多糖,a,带负电荷，增强细胞对金属离子的吸引；,b,贮藏磷元素；,c,增加细菌表面结构的稳定性；,d,膜磷壁酸具有粘附作用，与致病性有关；,e,G,+,菌重要的,特异,表面抗原和噬菌体的特异性吸附受体；,（作为细菌分类、鉴定的依据）,f,调节细胞内自溶素（,autolysin,）的活力，,防止细胞因自溶而死亡。,a,、类脂,A,是,G,菌的致病物质,内毒素的物质基础；,b,、具有与磷壁酸相类似的功能；,c,、多变的化学结构决定了,G,菌表面抗原决定簇的多样性；,d,、噬菌体的吸附受体；,e,、具有部分选择屏障作用。,磷壁酸的功能,脂多糖的功能,聚糖：,N-,乙酰葡糖胺（,G,），,N-,乙酰胞壁酸（,M,）,在成分上的区别,在成分上的区别：,G,+,菌细胞壁肽聚糖含量高，特含,磷壁酸,；,G,-,菌细胞壁肽聚糖含量低，特含,脂多糖,。,短肽成分不同,：,G,+,菌含,L-,赖氨酸；,G,-,菌特含二氨基庚二酸。,在肽聚糖上的区别,交联方式不同,：,G,+,菌通过甘氨酸五肽使相邻单体的短肽相连，交联密度大，网状结构紧密，壁较坚固。,G,-,菌则是两个单体的短肽直接相连，交联密度小，网状结构较疏松。,青霉素,作用点,溶菌酶作用点,肽链,肽桥,G,+,细菌和,G,-,一系列生物学特性的比较,周质空间,(,periplasmic space,periplasm),又称壁膜间隙。在革兰氏,阴性,细菌中，一般指其外膜与细胞膜,之间的狭窄空间（宽约12,-,15,nm），,呈胶状。,周质空间是进出细胞的物质的重要中转站和反应场所,水解酶类：,RNA,酶,、,DNA,内切酶,、青霉素酶、磷酸化酶；,合成酶类：肽聚糖合成酶；,其他蛋白：结合蛋白和受体蛋白。,质外酶,周质空间,(4),革兰氏染色的机制,革兰氏染色的过程,革兰氏染色的机制,革兰氏染色过程,结晶紫,碘 液,95%,乙醇,番 红,初 染,媒 染,脱色,复 染,1min,1min,1020S,1min,丹麦医生,Gram,（,革兰）,1884,年创立的一种,鉴别不同类型细菌的一套染色方法。,革兰氏染色法,(Gramstaining),1、碱性染料结晶紫使菌体染成,紫色,。,2、用碘溶液进行媒染，其作用是提高染料和细,胞间的相互作用从而使二者结合得更牢固。,3、,G+,菌细胞壁厚，肽聚糖含量高，网状结构层次多和交联度大。当乙醇脱色时，肽聚糖因脱水而孔径缩小，故结晶紫,-,碘复合物被阻留在细胞内，细胞不能被酒精脱色，仍呈,紫色,。（实际是紫色加红色,),4、,G,-,菌肽聚糖层薄，交联松散。当乙醇脱色不能使其结构收缩，因其含脂量高,乙醇将脂溶解，缝隙加大，结晶紫,-,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,。,革兰氏染色的机制,1,、,G,细 菌 细 胞 壁 的 结 构 为 一 层，含 有的 特 有 成 分 是,(c),A.,脂多糖,B.,脂蛋白,C.,磷壁酸,D.,核蛋白,2,、,G,细 菌 细 胞 壁 中 的 特 有 成 分 是,(d ),A.,肽聚糖,B.,磷壁酸,C.,脂蛋白,D.,脂多糖,3,、大肠杆菌（,E.coli,）,肽 聚 糖 双 糖 亚 单 位 交 联 间 的 肽间桥 为,(b ),A.,氢键,B.,肽键,C.,甘氨酸五肽,4,、金黄色葡萄球菌（,Staphylococcus aureus）,肽 聚 糖 双 糖 亚 单 位 交 联 间 的 肽 间 桥 为,(b ),A.,肽键,B.,甘氨酸五肽,C.,氢 键,小 结,肽聚糖,肽聚糖,磷壁酸,脂磷壁酸,细胞质膜,细胞质膜,NAM,：,N-,乙酰胞壁酸,NAG,：,N-,乙酰葡萄糖胺,肽,脂多糖,类脂,A,O-,特异性外链,脂蛋白,外膜,细胞壁的结构,（,G,+,细菌与,G,细菌细胞壁构造的比较）,革兰氏阳性细菌,（,G,+,）,革兰氏阴性细菌（,G,）,为什么通过革兰氏染色,G,+,呈紫色，,G,-,呈红色？,G,-,菌细胞壁中脂类物质含量较高，肽聚糖含量较低，因而乙醇处理后，溶解了脂类，增加了通透性，结晶紫和碘复合物易被乙醇提出，于是革兰氏阴性细菌细胞被脱色。,当再用番红复染时，显现红色。,G,+,菌由于细胞壁肽聚糖含量高，脂类含量低，乙醇处理中被脱水引起细胞壁肽聚糖层中孔径变小，通透性降低，结晶紫和碘复合物被保留在细胞内，,保持紫色。,查阅间体,缺壁突变,L,型细菌,实验室或宿,主体内形成 基本去尽原生质体（,G,+,）,人工去壁,部分去除球状体（,G,-,）,在自然界长期进化中形成支原体,缺壁细菌,（,6,）,细胞壁缺陷细菌,(1),概 念,(2),成分与结构,(3),功 能,(4),内膜结构,2,、细胞质膜（,cytoplasmic membrane,）,是紧贴在细胞壁内侧、包围着细胞质的一层柔软、脆弱、富有弹性的半透性薄膜。,厚约,7-8 nm,，由磷脂（占,20%-30%,）和蛋白质（占,50%-70%,）组成。,(1),概 念,又称质膜、细胞膜或内膜。,细胞膜液态镶嵌模型,(2),成分与结构,1972,年，辛格（,J.S.Singer,）和尼科尔森（,G.L.Nicolson,）,提出的细胞膜液态镶嵌模型,。,膜的主体是脂质双分子层；,脂质双分子层具有流动性；,整合蛋白因其表面呈疏水性，故可“溶”于脂质双分子层的疏水性内层中；,周边蛋白表面含有亲水基团，故可通过静电引力与脂质双分子层表面的极性头相连；,脂质分子间或脂质与蛋白质分子间无共价结合；,脂质双分子层犹如一“海洋”，周边蛋白可在其上作“漂浮”运动，而整合蛋白则似“冰山”状沉浸在其中作横向移动。,细胞膜的化学组成与结构模型：,膜蛋白,具运输功能的,整合蛋白（,integral protein,）或内嵌蛋白（,intrinsic protein,）,具有酶促作用,的蛋白（,peripheral protein,）或膜外蛋白,(extrinsic protein),边缘,膜蛋白约占细菌细胞膜的,50%-70%,，比任何一种生物膜都高，,而且种类也多。,-,细胞膜是一个重要的代谢活动中心。,糖脂,寡聚糖,五环类固醇,疏水,螺旋,磷脂,a,选择性控制细胞内外的物质运送与交换；,b,具有维持细胞内正常渗透压的屏障作用；,c,合成细胞壁各种组分（脂多糖、肽聚糖、,磷壁酸）和荚膜等大分子物质）的场所；,d,进行氧化磷酸化或光合磷酸化的产能基地；,e,许多酶和电子传递链组分的所在地；,f,鞭毛的着生位点，并为其提供运动所需的能量。,（3),功能,(4),内膜结构,间体,类囊体,载色体,羧酶体,气泡,许多原核生物类群演化出的一类由细胞膜内陷、折叠而形成的层状、管状或囊状的特殊结构。,内膜结构,间体（,mesosome,）,（作业）,由细胞质膜内陷而形成的囊状结构，其中充满着层状或管状的泡囊,一般位于细胞分裂的部位或附近。,B subtilis,的间体,1,至几个,/cell,；,在,G,菌中常见；,在,G,菌中不明显。,间体,间体的主要功能,a,深层的间体：,促进细胞间隔的形成，与,DNA,的复制、分配及细胞分裂有关；,b,表层的间体：,与某些酶有关，如细胞色素氧化酶,细菌氧化磷酸化的中心，相当于真核生物的线粒体。,间体,但近年来，有的学者提出不同观点，认为间体只是电镜制片时因脱水操作而引起的一种假象。,类囊体（,thylakoid,）,由细胞质膜内陷形成的,片层状,结构，内含叶绿素、胡萝卜素和藻胆色素等光合色素和光合作用酶系。,原绿菌属,（,Prochloron,）,蓝细菌的类囊体（,thylakoid,）,蓝细菌进行光合作用,的场所！,类囊体内,载色体（,chromatophore,）,光合细菌进行光合作用的场所！,紫硫光合细菌的载色体（,chromatophore,）,也称为色素体，是光合细菌进行,光合作用,的部位，由,单层的与细胞膜相连的内膜所围绕,，主要化学成分是,蛋白质和脂类,。它们含有菌绿素、胡萝卜素等色素以及光合磷酸化所需的酶系和电子传递体。在,绿硫菌科和红硫菌科中的细菌,存在。,载色体,A,、红螺菌,B,、红假单胞菌,C,、红微菌,D,、红囊菌,E,、荚硫菌,F,、绿硫菌,不同形式的载色体,载色体,那不勒斯硫杆菌,（,Thiobacillus neapoliyanus,）,的羧酶体,羧酶体,羧酶体（,carboxysome,）,又称为,多角体,，是,自养细菌,的一种多面体结构，由一层厚约,3.5nm,的蛋白膜包围。,细菌固定二氧化碳的场所！,气泡（,gas vesicles,）,功能：,调节细胞比重，以使其漂浮在合适的水层中。,气泡吸收空气，空气中的氧气可供代谢需要。,水生细菌：紫色、绿色光养细菌,非光养细菌,古细菌,许多光合营养型、无鞭毛运动的水生细菌中存在的充满气体的泡囊状内含物，大小为,0.2-1.0m75nm,，内由数排柱形小空泡组成，外有,2nm,厚的蛋白质膜包裹。,气泡,水生弯杆菌,（,Microcyclus aquaticus,）,微囊蓝细菌,（,Microcystis,）,水花鱼腥蓝细菌,（,Anabaena flos-aquae,）,气泡,（,1,）原核,(nucleoid),（2,）质粒,(p1asmids),3、,核区,(neclear region;nuclear body;nucleoid),由大型环状双链,DNA,分子构成的无核膜核仁的区域，故又称原核、核质体、拟核或核基因组。,如,E.Coli,的细胞长,1-3,微米，,DNA,长,1100,微米。,（,1,）原核,功能,：,概念,是细菌生长发育、新陈代谢和遗传变异的控制中心。,1,）,位于细胞质中，由一个染色体构成，,主要为,DNA,，还有少量,RNA,和蛋白质，但无组蛋白。,2,）为双螺旋的大分子链构成的环形结构。,3,）细菌细胞活跃生长时（复制先于细胞分裂），细胞内往往有,24,个核区，低速生长时可见有,12,个核区。,4）,古细菌的染色体和细菌的染色体类似，是一个单个环状的,DNA,分子，大小通常小于大肠杆菌的,DNA,。,特征,质粒的特点：,可自我复制，稳定遗传。对生存不是必要的。复制与染色体分开，但同步进行。,不同质粒携带不同遗传信息。,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。,例：细菌抗药性因子、大肠杆菌,F,因子。,质粒,应用,:,基因工程，体外重组。,（2,）质粒,概念：细菌染色体外的遗传物质，由共价闭合环状双链,DNA,分子组成。,分子量约为,10,6,10,8,Da,，,携带,1100,个基因,一个菌细胞可有一至数个质粒。,（1,）概念,（2,）主要成分,（3,）功能,（,4,）核糖体,（5,）内含物,4、,细胞质及其内含物,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。,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。,（1,）概念,主要成分为水（,约占,80%）、,蛋白质、核酸、脂类、少量糖和无机盐。,（2,）主要成分,（3,）功能,原核生物中,含,70S,核糖体，由,50S,和,30S,两个亚单位组成。,原核生物中核糖体游离于细胞质中或以多聚核糖体存在。,真核生物中核糖体游离于细胞质中或结合于内质网上，核糖体大小为,80S。,古细菌的核糖体,与,细菌的核糖体,(70S),同样大小。,（,4,）核糖体,是分散在细胞质中的颗粒状结构，由核糖体核酸（占,60%,）和蛋白质（占,40%,）组成。,功能：,是细胞合成蛋白质的机构。,青霉素等抗生素通过作用于细菌核糖体的,30S,亚基而抑制细菌蛋白质的合成，而对人的,80S,核糖体不起作用，故可用青霉素治疗细菌引起的疾病，而对人体无害。,气泡、羧基化体、绿色体、,磁体、和各种储存物质。,指细胞质内形状较大的颗粒状构造。,可在光学显微镜下观察到，通称为,内含体,。贮藏颗粒的多少可随菌令及培养条件不同而改变。,（5,）内含物,内含体,存在于,组成,功能,非单位膜被包裹的,聚,-,经基丁酸,许多细菌,主要是,PHB,贮备碳和能源,硫滴,H2S,氧化细菌和紫硫光合细菌,液状硫,能源,气泡,许多水生细菌,罗纹蛋白膜,浮力,羧基化体,自养细菌,CO2,固定酶,固定,CO2,的部位,绿色体,绿色光合细菌,类脂、蛋白、菌绿素,捕光中心,碳氢内含物,许多利用碳氢化合物的细菌,包裹在蛋白质壳中内含物,能源,磁小体,许多水生细菌,磁铁颗粒,趋磁性,无膜包裹的,多聚葡糖苷,许多细菌,高分子葡萄糖聚合物,碳源和能源,多聚磷酸盐,许多细菌,高分子磷酸盐聚合物,磷酸盐贮藏物,藻青素,(cyanophycin),许多蓝细菌,精氨酸和天冬氨酸的多肽,氮源,藻胆蛋白体,许多蓝细菌,捕光色素和蛋白质,捕捉光能,细菌细胞质中的内含体,胞外,糖被,荚膜,（,macrocapsule,）,微荚膜（,microcapsule,）,粘液层（,slime layer,）,菌胶团（,zoogloea,）,菌毛,（,fimbriae,）,附着,鞭毛,（,flagella,）,运动器官,性毛,（,pili,）,接合,胞内,芽孢,（,endospora,）,休眠体,整个菌体,胞囊,（,cyst,）,细胞质浓缩,细菌细胞的特殊构造,5,糖被,(glycocalyx),糖被的成分一般为多糖，少数是蛋白质或多肽，也有多糖与多肽复合型。,概念：,指某些细菌在一定营养条件下，在胞外形成的一层疏松透明的粘液状物质。,糖被按其有无固定层次、层次厚薄又可细分为荚膜（大荚膜，,层次厚,）、微荚膜（,层次薄,）,、,粘液层（,松散，无固定层次）,和,菌胶团（,包裹在细胞群上,）,。,特殊结构,糖被功能,a,保护作用,保护菌体，抵抗干燥，免受杀菌物质伤害，防吞噬。,b,贮藏作用,贮藏营养物质，作为营养吸收一些阳离子,c,与细菌的致病力，抗原性有关。,肺炎球菌有荚膜能致病，无荚膜不能致病,。,d,堆积细胞排出的废物。,e,信息识别作用。,肺炎链球菌,鉴定菌种,提取葡聚糖,“代血浆”,胞外多糖,：,黄原胶,用于石油开采,菌胶团用于处理污水,细菌糖被应用,6,鞭毛（,Flagella,）,1,）定义,由细胞内伸出的着生于细菌表面的蛋白质附属物，是一种细长而波曲的丝状结构。具有推动细菌运动功能，为细菌的“运动器官”。,是,分类上,重要特征之一。,特殊结构,2,）特征,A,、长度：,为菌体的若干倍，最长可达,70,m,m，,直径为,1020nm,。只有经特殊染色，使鞭毛加粗后，才能在光镜下观察到。,B,、成分：,主要是蛋白质，另有少量的多糖或脂类。鞭毛蛋白占细胞蛋白的,2%。,偏端单生,两端单生,周生鞭毛,如：荧光假单胞,如：鼠咬热螺旋体,偏端丛生,如：丁香假单胞,两端丛生,如：红色螺菌,如：大肠杆菌,根据鞭毛的数量和排列情况，,细菌分为以下五种类型：,3),鞭毛的着生方式,螺旋丝：,一般构造 钩型鞘：,基体：,外膜,外膜,细胞质膜,细胞质膜,细胞质膜,肽聚糖,肽聚糖,钩型鞘,螺旋丝,L-,环,P-,环,G,+,细菌鞭毛,G,细菌鞭毛,S-,环,M-,环,中空细丝，由鞭毛蛋白亚基螺旋排列而成,连接鞭毛丝与基体的筒状弯曲部位,由一个中心杆和套环组成。,4),鞭毛的结构,帮助细菌运动，是细菌的运动器官。,一般运动速度,2080um/s,，最高可达,100um/s,5,）鞭毛生理功能,逆时针旋,转向前运动,顺时针旋转,翻滚转向,鞭毛是通过,旋转,推动菌体高速前进的,6,）鞭毛的运动机制,一个（或一对）环是转子，另一个（或一对）环是定子，两者通过彼此的相对转动，而带动鞭毛旋转进而推动菌体运动的。,“,旋转论”,鞭毛（特殊结构）如何观察鞭毛？,鞭毛纤细而具刚韧性，直径仅,20nm,，长度达,1520,m,方法二：普通光学显微镜（银盐染色）,方法一：电子显微镜（负染的方法）,82,功能,：附着物体表面,菌毛比鞭毛更短、更细，且又直又硬。数量很多，不具有,运动功能,，但与菌的致病性、吸附等有关。,7,菌毛（,pilus,）,特殊结构,菌毛（伞毛、纤毛、线毛或须毛），是一种长在细菌体表的纤细、中空、短直、数量较多的蛋白质类附属物。,细菌鞭毛和菌毛的比较,鞭毛,菌毛,成分,鞭毛蛋白,菌毛蛋白,大小,0.010.022 70m,0.0070.0090.520m,结构,鞭毛蛋白亚基螺旋排列，横断面有,8 10,个亚基,菌毛蛋白亚基螺旋排列，横断面有,3,个亚基,数目,1,数百,1,数百,功能,运动,附着和聚集,着生处,细胞膜,细胞膜内菌毛基粒,菌种,多数杆菌、螺旋菌和极少数球菌,多数,G,杆菌,和球菌,8,性菌毛（,sex-pilus,）,与菌毛相同，比菌毛长，数量少，一至几根，一般是,G,-,雄性菌株,功能：,向受体菌传递遗传物质；有的还是,RNA,嗜菌体特异吸附受体,特殊结构,9,芽孢（,endospore,，,spore,）,某些细菌在其生长发育后期，在细胞内形成一个圆形或椭圆形、厚壁、含水量极低、抗逆性极强的,休眠体,。,枯草杆菌芽孢的超薄切片,电镜照片（标尺：,0.2m,）,产芽孢的细菌,多为杆菌，也有一些球菌。芽孢的有无、形态、大小和着生位置是细菌分类和鉴定中的重要指标。,特殊结构,芽孢的特性,具有很强的,抗热、抗干燥、抗辐射、抗化学药物能力。,含水量低、壁厚而致密，通透性差,不易着色。,新陈代谢几乎停止，处于休眠状态。,一个芽孢萌发产生一个个体。,芽孢的形态及其着生位置,顶端芽孢,近端芽孢,中生芽孢,芽孢的构造,芽孢衣,皮层,芽孢壁,芽孢膜,芽孢质,芽孢核区,胞外壁,核心,细菌芽孢构造的模式图,特殊结构,芽孢的形成过程,芽孢的形成过程,质膜内陷,前芽孢双,层膜形成,合成,DPA,皮层,合成,芽孢,裂解,DNA,浓缩,形成束状,孢衣,合成,芽孢的实践意义,（,2,）作为无菌标准。,（,1,）鉴定价值：不同菌类芽孢的大小、位置、形状不同。,哪些细胞具有细胞壁？,植物细胞细胞壁主要成分为,纤维素,细菌,细胞壁主要成分为,肽聚糖,真菌细胞壁主要成分为,几丁质,病毒,支原体,真核生物的核糖体,80S,原核生物的核糖体是怎样的？,60S,40S,50S,30S,70S,原,请说出下面细菌菌体从内到外的结构,鞭毛,菌毛,拟核,细胞质,细胞质膜,细胞壁,荚膜,cytoplasm,细菌菌体结构模式,第一节 细菌,2.,细菌细胞的结构,拟核,细胞质,细胞膜,肽聚糖,荚摸,菌毛,细菌菌体的结构,从内到外,菌体,核区,核糖体,内含物,细胞膜,细胞壁,糖被,鞭毛,间体,芽孢,菌毛,性菌毛,一般,特殊,重点回顾,原核微生物细胞,无细胞核，只有,原核或拟核,；,真核微生物细胞,的主要特征是有,细胞核和细胞器及复杂的内膜系统,；,病毒,属于,非细胞类,生物。,1,、原核微生物和真核微生物,第三节 真核细胞与原核生物细胞的结构比较,原核细胞,真核细胞,真核微生物,的,细胞结构由细胞壁、细胞膜、细胞质、细胞核、细胞器（线粒体、内质网、核糖体）等组成。,1）,细胞结构的区别,2）,细胞的大小和形状的区别,（,2,）形状,细菌：球状、杆状和螺旋状,真核生物：一般为椭圆形或柱状，部分种类分化成菌丝体、孢子等,（,1,）大小,原核生物：直径或宽度,0.5-2.0um,真核细胞：,2-200um.,1,）核、核膜、染色体,原核生物细胞,无核膜，有一个明显的核区，核区集中了主要遗传物质，由一条与,类组蛋白,相联系的双链,DNA,构成的染色体组成。,真核生物细胞,则是由一条或一条以上的双链,DNA,与,组蛋白,等结合成的染色体，并由核膜包围。,2,、原核细胞和真核细胞的区别,原核细胞,没有独立的内膜系统，与代谢有关的酶如呼吸酶合成酶等位于细胞膜上，因此它的,能量代谢在质膜上,进行。,真核细胞,不仅有独立的内膜系统，还有细胞骨架，呼吸酶在线粒体中，有,专用的细胞器来完成各项生理功能,，如线粒体、叶绿体。,2,）代谢场所,原核细胞的核糖体,大小为,70S,，常以,游离状态,或多聚体状态分布于细胞质中。,真核细胞的核糖体,大小为,80S,，可以,游离状态,存在于细胞或,结合于内质网,上。线粒体和叶绿体内有各自在结构上特殊的核糖体。,3,）核糖体的大小和分布,细胞结构,原核生物,真核生物,细胞壁,由肽聚糖、其它多糖、蛋白质和糖蛋白组成,通常为多糖组成，包括纤维素,质膜,不含固醇,含固醇,内膜,简单，仅存在于某些细菌中,复杂，内质网、高尔基体,核糖体,70s,80s,（线粒体和叶绿体的核糖体为,70s,）,具单位膜的细胞器,无,有几种细胞器,呼吸系统,在部分质膜和内膜中,在线粒体中,光合色素,在内膜或绿色体中，无叶绿体,在叶绿体中,细胞核,拟核,完整的核,核仁,无,有,DNA,通常为一个环状大分子，也存在于质粒中,同组蛋白结合，存在于染色体中,细胞分裂,缺有丝分裂,进行有丝分裂,有性生殖,不具备,具备，进行减数分裂,鞭毛结构,鞭毛较细（中空管状结构）,鞭毛较粗（“,9+2”,结构）,细胞大小,1,10,m,10,100,m,1,、解释下列名词：,原核微生物、原核、细菌、内膜系统、间体、羧酶体、气泡、糖原和淀粉粒、硫滴、磁粒、,PHB,、异染粒、类囊体、载色体、质粒、原生质体、原生质球、,L-,型细菌、壁膜间隙、糖被、荚膜、芽孢、,胞囊,小 结,小 结,2,、根据,G,菌及,G,菌细胞壁的结构说明革兰氏染色的机理。,3,、比较,G,和,G,菌的细胞壁结构。,4,、什么是鞭毛？它具有怎样的结构？,G,菌及,G,菌的鞭毛有何区别？鞭毛的运动机理是什么？,5,、比较鞭毛、菌毛的异同。,6,、比较芽孢与胞囊的异同。,7、,比较植物细胞和细菌细胞在结构上的差异。,胞囊（,cyst,）,某些细菌，如自生固氮菌，在不良条件下不形成芽孢，但可以由整个营养细胞缩短、壁加厚而形成一个球形休眠体。,胞囊结构：,外壁（,extine,）：结构粗糙,内壁（,intine,）：不太稠密、结构均匀,中心：稠密中心体,胞囊抵御干燥、机械损伤、紫外线和电离辐射等不良环境条件，但与孢子相比却不耐热,。,细菌细胞的特殊构造,棕色固氮菌,的胞囊,特点,芽孢,胞囊,形成方式,在细胞内浓缩后再外包,整个细胞变圆、外壁加厚,外壁层次,4,层以上,3,层左右,外壁成分,蛋白质、肽聚糖（,G,+,）,磷脂、脂多糖（,G,）,抗性,抗强热、辐射、药物,抗干燥、紫外线、抗热性较差,贮藏物,无特殊贮藏物,有,PHB,代表菌,芽孢杆菌属、梭菌属,固氮菌属、粘细菌,表,2-3,细菌芽孢与胞囊的比较,