细菌细胞的结构

1、第一章 细 菌 1.1 细 菌v 细菌是一类个体微小、结构简单，种类繁多，主要以二分裂繁殖和水生性较强的单细胞原核微生物。v 细菌在自然界中适应性很强，凡在温暖、潮湿和富有有机物质的地方均有细菌的活动，且常会散发出难闻的酸败味或臭味。v 有些细菌对人类有益，有些细菌对人类健康，给工农业生产造成极大的危害。所以，细菌与人类生产、生活有着非常密切的关系。人类研究细菌，以便利用它的有益作用，控制和消灭它的有害作用。v球菌(Coccus)v杆菌(Bacillus)v螺旋菌(Spirlla)v其他形状的细菌一、细菌细胞形态和大小1、大小：2、形态细菌的测量单位：细菌的测量单位：微米(m).单球菌(sin

2、gle coccus). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .双球菌(double coccus) 上：显微镜效果 下：电 镜 照片八叠球菌八叠球菌(Sarcina ureae)左：电镜照片右：显微镜下的金黄色葡萄球菌链球菌链球菌（电镜照片）Arrangement of Spherical Bacterial Cellsdiplococci streptococci tetracocci sarcinae staphylococci Sphericalcoccus杆菌(bacillus) 动物

3、宿主细胞感染杆菌濒临死亡链杆菌链 杆 菌Single bacillusDiplobacillistreptobacilliCoccobacillus 幽门螺旋菌 左：显微数码摄像右：结构示意图Different Shapes甲菌乙菌初染结晶紫媒染碘液脱色乙醇复染沙黄紫色（G）红色（G-）革兰氏染色步骤示意图3、细菌细胞革兰氏染色二、细菌细胞的结构v一般结构：细胞壁、细胞膜、细胞质、细胞核v特殊结构：荚膜、芽孢、菌毛、鞭毛一般结构v1、细菌的细胞壁v 细胞壁是位于细胞最外层的一层厚实、坚韧并富有弹性的外被，占细胞干重的10%25%。细胞壁的主要成分：v肽聚糖v磷壁酸v脂多糖v蛋白质等。肽聚糖v

4、肽聚糖是细菌细胞壁中特有的成分，是细胞壁主要成分。肽聚糖是一种杂多糖的衍生物，又叫粘多糖、胞壁质、粘肽复合物。革兰氏阳性菌细胞壁的肽聚糖重量占细胞壁干重的50%80%，革兰氏阴性菌只占10%左右。每一个肽聚糖单体由以下三部分组成v双糖单位v 两种糖衍生物，由N乙酰葡萄糖胺（以G表示）和N乙酰胞壁酸（以M表示）通过1，4糖苷键交替连接起来，构成肽聚糖骨架。1，4糖苷键很容易被溶菌酶分解，从而破坏细胞壁的骨架，使细菌死亡。短肽 一般由4个氨基酸连接起来。短肽借其肽键连接在N乙酰胞壁酸上。不同种类的细菌其氨基酸种类、数量、连接方式不同。革兰氏阳性细菌四肽侧链的氨基酸依次为L丙氨酸、D谷氨酸、L赖氨酸

5、、D丙氨酸；革兰氏阴性细菌的四肽链中第三位氨基酸则被二氨基庚二酸所取代。v肽桥v 革兰氏阳性细菌的相邻两个肽聚糖骨架的相邻短肽之间，通过由五个甘氨酸组成的肽桥连接起来，交联成肽聚糖层框架，呈三维空间结构，形成机械强度很大的肽聚糖网状结构。革兰阴性细菌相邻肽聚糖的相邻短肽之间没有肽桥交联，只是甲链四肽的第4个氨基酸与乙链四肽的第3个氨基酸相连，形成二维结构，较为疏松，形成机械强度较弱的肽聚糖网。A. 革兰氏阳性菌 B. 革兰氏阴性菌 v磷壁酸v磷壁酸是革兰氏阳性菌细胞壁所特有的成分，约占细胞壁干重的50%。主要成分为甘油磷壁酸与核醇磷壁酸。v脂多糖v脂多糖为革兰氏阴性菌细胞壁的特有成分。革兰氏阴

6、性菌的细胞壁中含有较多的蛋白质，有些革兰氏阳性菌细胞壁中含有少量蛋白质。G G细胞壁成分的区别结构革兰氏阳性菌革兰氏阴性菌坚韧度较坚韧较疏松肽聚糖含量较厚，可达50层，约占细胞壁干重的50%以上较薄，约占细胞壁干重的10%左右磷壁酸有无及含量有，约占细胞壁干重的50%无外膜（含脂多糖、脂质双层、脂蛋白）有无及含量无有，约占细胞壁干重的80%。革兰氏阴性细菌与革兰氏阳性细菌细胞壁比较图 细胞壁的功能固定细胞外形协助鞭毛运动保护细胞免受外力的损伤为正常细胞分裂所必需阻拦有害物质进入细胞与细菌的抗原性、致病性和对噬菌体的敏感性密切相关Cncnc-micro革兰氏染色原理v革兰氏阳性菌肽聚糖含量与交联

7、程度均较高，层次也多，所以细胞壁较厚，壁上的间隙较小，媒染后形成的结晶紫碘复合物就不易脱出细胞壁，加上它基本上不含脂类，经乙醇洗脱后，细胞壁非但没有出现缝隙，反而使肽聚糖层的网孔脱水而变得通透性更小，结果紫色的结晶紫碘复合物就留在细胞内而呈紫色。v革兰氏阴性菌的肽聚糖含量与交联程度较低，层次也少，所以细胞壁较薄，壁上的孔隙较大，再加上细胞壁的脂质含量高，乙醇洗脱后，细胞壁因脂质被溶解而孔隙更大，所以结晶紫碘复合物极易脱出细胞壁，乙醇脱色后变成无色，经过沙黄复染，结果就呈现沙黄的红色。缺壁细菌 实验室中形成自然界长期进化中形成：支原体自发缺壁突变：L型细菌人工方法去壁彻底除尽：原生质体部分去除：

8、球状体v2、细菌的细胞膜v细胞膜，也称细胞质膜，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，厚为78nm 。v细胞膜的主要成分v磷脂，占20%30%，v蛋白质，占50%70%，v少量糖类。Structure of Cytoplasmic Membrane细胞膜的功能控制细胞内、外的物质的运送、交换维持细胞内正常渗透压以保证屏障作用；合成细胞壁各种组分和荚膜等大分子的场所；进行氧化磷酸化或光合磷酸化的产能基地；许多酶和电子传递链组分的所在部位；鞭毛着生点和提供其运动所需的能量等。Cncnc-micro3. 细胞质v细胞质是由细胞膜包围的，除核区之外的物质总称。v细菌细胞质由流体部分（细胞溶质）和颗粒部分构成。v流体部分中80%是水，其中水溶物质主要为可溶性酶类和RNA。v颗粒部分，即为细胞质中存在的各种内含物，它们主要为核糖体、贮藏颗粒、载色体、质