微生物细胞的结构与功能 (4)精选PPT.ppt

关于微生物细胞的结构与功能(4)第1页，讲稿共52张，创作于星期日细菌细胞的模式构造见图22。其中把一般细菌都有的构造称一般构造，而把部分细菌具有的或一般细菌在特殊环境下才有的构造称为特殊构造。第2页，讲稿共52张，创作于星期日一、细胞壁一、细胞壁 细胞壁(cellwall)是位于细胞最外的一层厚实、坚韧的外被，主要由肽聚糖构成，有固定细胞外形和保护细胞等多种生理功能。细胞壁的观察：通过染色、质壁分离或制成原生质体后再在光学显微镜下观察，可证实细胞壁的存在；用电子显微镜观察细菌超薄切片等方法，更可确证细胞壁的存在。细胞壁的主要功能有：固定细胞外形和提高机械强度，从而使其免受渗透压等外力的损伤，例如，有报道说大肠杆菌的膨压可达2.03105Pa(2个大气压，相当于汽车内胎的压力)；为细胞的生长、分裂和鞭毛运动所必需，失去了细胞壁的原生质体，也就丧失了这些重要功能；阻拦酶蛋白和某些抗生素等大分子物质进入细胞，保护细胞免受溶菌酶、消化酶和青霉素等有害物质的损伤；赋予细菌具有特定的抗原性、致病性以及对抗生素和噬菌体的敏感性。第3页，讲稿共52张，创作于星期日缺壁细菌的几种形式：缺壁细菌的几种形式：原生质体：指在人工条件下用溶菌酶除尽原有细胞壁或用青霉素抑制细胞壁的合成后，所留下的仅由细胞膜包裹着的脆弱细胞，一般由革兰氏阳性菌形成；球状体或原生质球：指还残留部分细胞壁的原生质体，一般由革兰氏阴性细菌所形成；L型细菌：1935年时，在英国李斯德预防医学研究所中发现一种由自发突变而形成的细胞壁缺损的细菌，由于李斯德（Lister）研究所的第一字母是“L”，故称L型细菌。第4页，讲稿共52张，创作于星期日细胞壁的构造和成分较复杂，图2-3用对比方式表示革兰氏阳性细菌和革兰氏阴性细菌细胞壁构造的差别。第5页，讲稿共52张，创作于星期日革兰氏阳性细菌和阴性细菌细胞壁成分的主要差别可见表2-1。第6页，讲稿共52张，创作于星期日1.1.革兰氏阳性菌的细胞壁革兰氏阳性菌的细胞壁 革兰氏阳性菌的细胞壁的特点是厚度大(20-80nm)和化学组分简单，一般只含90%肽聚糖和10%磷壁酸。(1)(1)肽聚糖肽聚糖 它的肽聚糖层厚约2080nm，由40层左右网状分子所组成。肽聚糖分子是由肽与聚糖两部分组成，其中肽有四肽尾和肽桥两种，聚糖则由N-乙酰葡糖胺与N-乙酰胞壁酸相互连接而成。网状的肽聚糖大分子实际上是由大量小分子单体聚合而成的，每一肽聚糖单体含有三个组成部分：双糖单位，即由一个N-乙酰葡糖胺与一个N-乙酰胞壁酸分子通过-1，4-糖苷键连接而成；四肽尾，即由四个氨基酸连起来的短肽连接在N-乙酰胞壁酸分子上。这四个氨基酸是按L型与D型交替排列的方式连接而成的，即L-丙氨酸D-谷氨酸L-赖氨酸D-丙氨酸；肽“桥”，在金黄色葡萄球菌中，肽桥为甘氨酸五肽。它起着连接前后两个四肽尾分子的桥梁作用。第7页，讲稿共52张，创作于星期日革兰氏阳性细菌肽聚糖单体的结构见图2-4。第8页，讲稿共52张，创作于星期日(2)(2)磷壁酸磷壁酸磷壁酸是结合在革兰氏阳性菌的细胞壁上的一种酸性多糖，主要成分为甘油磷壁酸或核糖醇磷壁酸。它有两种类型，其一为壁磷壁酸，它与肽聚糖分子间发生共价结合，可用稀酸或稀碱进行提取；其二为膜磷壁酸（即脂磷壁酸），由甘油磷酸链分子与细胞膜上的磷脂进行共价结合后形成，可用45热酚水提取，也可用热水从脱脂的冻干细菌中提取。第9页，讲稿共52张，创作于星期日磷壁酸的主要生理功能为磷壁酸的主要生理功能为：因带负电荷，故可与环境中的Mg2+等阳离子结合，提高这些离子的浓度，以保证细胞膜上一些合成酶维持高活性的需要；增强革兰氏阳性致病菌（如A族链球菌）与其宿主间的粘连（主要为膜磷壁酸）；赋于革兰氏阳性菌以特异的表面抗原；提供某些噬菌体以特异的吸附受体。第10页，讲稿共52张，创作于星期日2 革兰氏阴性细菌的细胞壁革兰氏阴性细菌的细胞壁(1)肽聚糖它的肽聚糖埋藏在外膜层之内，是仅由12层肽聚糖网状分子组成的薄层(23)，含量约占细胞壁总重的10%，故对机械强度的抵抗力较革兰氏阳性菌弱。其结构单体与上述革兰氏阳性菌基本相同，差别仅在于：四肽尾的第3个氨基酸不是L-lys,而是被一种只有在原核微生物细胞壁上才有的内消旋二氨基庚二酸所代替：没有特殊的肽桥，其前后两个单体的连接仅通过甲四肽尾的第4个氨基酸的D-Ala的羧基与乙四肽尾的第3个氨基酸m-DAP的氨基直接相连，因而只形成较为疏稀、机械强度较差的肽聚糖网套。(2)外膜 外膜位于革兰氏阴性细菌细胞壁外层，由脂多糖、磷脂和脂蛋白等若干种蛋白质组成的膜，有时也称为外壁。第11页，讲稿共52张，创作于星期日 脂多糖（脂多糖（LPS）是位于革兰氏阴性细菌细胞壁最外层的一层较厚（810nm）的类脂多糖类物质。它由类脂A、核心多糖和O-特异侧链三部分所组成。其主要功能有其主要功能有：是革兰氏阴性细菌致病物质内毒素的物质基础；与磷壁酸相似，也有吸附Mg2+、Ca2+等阳离子以提高这些离子在细胞表面的浓度的作用；由于LPS结构的变化，决定了革兰氏阴性细菌细胞表面抗原决定簇的多样性；是许多噬菌体在细胞表面的吸附受体。注意注意：脂多糖要维持其结构的稳定性需要足量Ca2+的存在。如果用螯合剂EDTA去除Ca2+，LPS就解体。这时，革兰氏阴性细菌的内壁层肽聚糖就暴露出来，因而就可被溶菌酶所水解。第12页，讲稿共52张，创作于星期日脂多糖分子的结构较复杂，现表解如下：脂多糖分子的结构较复杂，现表解如下：第13页，讲稿共52张，创作于星期日(3)(3)外膜蛋白外膜蛋白外膜蛋白主要有：基质蛋白（孔蛋白）：孔蛋白是一种三聚体结构，每一个亚单位的分子量为36000。由三聚体结构构成的充水孔道横跨外壁层，可通过分子量小于800900的亲水性营养物质，例如糖类（尤其是双糖）、氨基酸、二肽、三肽、青霉素和无机离子等。它使外壁层具有分子筛的功能；外壁蛋白(外膜蛋白)：是一类特异性的运送蛋白或受体，可把较大的分子，例如维生素B12、麦芽寡糖、核酸降解物以及铁离子螯合剂铁色素或肠螯合素等输送入细胞内；脂蛋白：种类很多，主要的是分子量为7200的脂蛋白，其作用是使细胞壁的外壁(膜)层牢固地连接在由肽聚糖所组成的内壁层上。第14页，讲稿共52张，创作于星期日(4)(4)周质空间周质空间又称壁膜间隙。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1215nm)，呈胶状。在周质空间中，存在着多种周质蛋白，包括：水解酶类，例如 蛋白酶、核酸酶等；合成酶类，例如肽聚糖合成酶；结合蛋白(具有运送营养物质的作用)；受体蛋白(与细胞的趋化性相关)。周质蛋白可通过渗透休克法或称“冷休克”的方法释放。此法是根据突然改变渗透压并使细胞发生物理性裂解的原理。渗透休克法的主要步骤是：将细菌放在用Tris缓冲液配制、含EDTA的20蔗糖溶液中保温，使其发生质壁分离，接着快速地用4的0.005mol/L MgCl2溶液稀释并降温，使细胞外膜突然破裂并释放周质蛋白。经离心即可从上清液中提取周质蛋白。第15页，讲稿共52张，创作于星期日3.3.革兰氏染色法革兰氏染色法a a染色步骤：染色步骤：操作分初染、媒染、脱色和复染四步其细节为：甲、乙两种细菌经结晶紫溶液初染后，分别染上了紫色，经碘液媒染，结晶紫就与碘分子形成了一个分子量较大的染色较牢固的复合物。接着就用95乙醇进行脱色。这时凡已染上的紫色易被乙醇洗脱者，则又成为无色的菌体（如乙菌），反之，则仍为紫色（如甲菌）。最后，再用红色染料沙黄（即番红，也可用其他红色染料代替）复染。结果甲菌仍能维持最初染上的紫色，而乙菌则被复染而呈红色，前者称革兰氏阳性菌，简称G+菌，后者则称为革兰氏阴性菌，简称G-菌。第16页，讲稿共52张，创作于星期日b b染色机制：染色机制：通过初染和媒染操作后，在细菌细胞的膜或原生质体上染上了不溶于水的结晶紫与碘的大分子复合物。革兰氏阳性细菌由于细胞壁较厚、肽聚糖含量较高和其分子交联度较紧密，故在用乙醇洗脱时，肽聚糖网孔会因脱水而明显收缩，再加上它基本上不含类脂，故乙醇处理不能在壁上溶出缝隙，因此，结晶紫与碘复合物仍牢牢阻留在其细胞壁内，使其呈现紫色。反之，革兰氏阴性细菌因其壁薄、肽聚糖含量低和交联松散，故遇乙醇后，肽聚糖网孔不易收缩，加上它的类脂含量高，所以当乙醇把类脂溶解后，在细胞壁上就会出现较大的缝隙，这样，结晶紫与碘的复合物就极易被溶出细胞壁，因此，通过乙醇脱色后，细胞又呈无色。这时，再经沙黄等红色染料进行复染，就使革兰氏阴性细菌获得了一层新的颜色红色，而革兰氏阳性菌则仍呈紫色（实为紫中带红）。第17页，讲稿共52张，创作于星期日二、细胞壁以内的构造二、细胞壁以内的构造原生质体原生质体1.1.细胞膜与间体细胞膜与间体 细胞膜细胞膜又称细胞质膜或质膜，是紧贴在细胞壁内侧的一层由磷脂和蛋白质组成的柔软、富有弹性的半透性薄膜，厚约为78nm，由磷脂和蛋白质组成。细胞膜的结构：细胞膜的结构：在电子显微镜下观察时，细胞膜呈明显的双层结构在上下两暗色层间夹着一浅色的中间层。这是因为，细胞膜的基本成分是由两层磷脂分子整齐地排列而成的。每一磷脂分子由一个带正电荷且能溶于水的极性头（磷酸端）和一个不带电荷、不溶于水的非极性尾（烃端）所构成。极性头朝向膜的内外两个表面，呈亲水性；而非极性的疏水尾（长链脂肪酸)则埋藏在膜的内层，从而形成一个磷脂双分子层。第18页，讲稿共52张，创作于星期日 磷脂双分子层通常呈液态，不同的内嵌蛋白（穿过全膜的、不对称地分布在膜的一侧或埋藏在磷脂双分子层内的）和周外蛋白可在磷脂双分子层液体中作侧向运动，犹如漂浮在海洋中的冰山那样。细细胞膜的功能胞膜的功能：控制细胞内、外的物质（营养物质和代谢废物）的运送、交换；维持细胞内正常渗透压的屏障作用；合成细胞壁各种组分（LPS、肽聚糖、磷壁酸）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（-半乳糖苷酶、有关细胞壁和荚膜的合成酶、ATP酶）和电子传递链组分的所在部位；鞭毛的着生点和提供其运动所需的能量等。第19页，讲稿共52张，创作于星期日 间体间体（mesosome）：由细胞膜内褶形成的一种管状、层状或囊状结构，一般位于细胞分裂部位或其邻近，其功能主要是促进细胞间隔的形成并与遗传物质的复制及其相互分离有关。2.2.细胞质和内含物细胞质和内含物 定义定义：被细胞膜包围着的除核区外的一切透明、胶状、颗粒状物质，可总称为细胞质。主要成分主要成分：核糖体、贮藏物、各种酶类、中间代谢物、无机盐、染色体和质粒等，少数细菌还存在类囊体、羧酶体、伴孢晶体或气泡等构造。贮藏物：是一类由不同化学成分累积而成的不溶性沉淀颗粒，主要功能是贮存营养物。贮贮藏物种藏物种类类：a聚-羟丁酸(PHB）细胞内属于类脂性质的碳源类贮藏物，不溶于水，具有贮藏能量、碳源和降低细胞内渗透压的作用。第20页，讲稿共52张，创作于星期日b b异染粒异染粒：又称迂回体或捩转菌素，异染颗粒大小为0.51m，它是无机偏磷酸的聚合物。其功能也是贮藏磷元素和能量，并可降低渗透压。c c藻青素和藻青蛋白藻青素和藻青蛋白（一种辅助光合色素）：通常存在于蓝细菌中，它们属于内源性的氮素贮藏物，同时还具有贮藏能源的作用。d d多糖类贮藏物多糖类贮藏物：包括糖原和淀粉类羧酶体羧酶体：在若干化能自养细菌中含有的多角形细胞内含物，又称为羧化体。内含1，5-二磷酸核酮糖羧化酶，在自养细菌的CO2固定中起着关键的作用。气泡气泡：在许多光合营养型无鞭毛运动的水生细菌的细胞内常含有为数众多的充满气体的小泡囊，称为气泡，它由仅2nm厚的蛋白质膜所包围，具有调节细胞比重以使其漂浮在合适水层中的作用。第21页，讲稿共52张，创作于星期日3.核质体核质体核质体是原核生物所特有的无核膜结构、无固定形态的原始细胞核，又称核区、拟核或核基因组等。外形多变，用富尔根Feulgen染色法染色后，可以见到呈紫色的形状不定的核质体。细菌的核质体是一个大型环状的双链DNA分子，长度为0.253mm。每个细胞所含的核质体数与其生长速度有关，一般为14个。在快速生长的细菌中，核区DNA可占细胞总体积的20%。核质体是负载细菌遗传信息的物质基础。4.4.芽芽孢孢 某些细菌在其生长发育后期，可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，称为芽孢。由于每一细胞仅形成一个芽孢，故它无繁殖功能。芽孢有极强的抗热、抗辐射、抗化学药物和抗静水压等的能力。例如，肉毒梭菌在100沸水中，要经过5.09.5小时才被杀死，至121时，平均也要经10分钟才能杀死。芽孢的抗紫外线的能力，一般要比其营养细胞强一倍。巨大芽孢杆菌芽孢的抗辐射能力要比E.coli的营养细胞强36倍。第22页，讲稿共52张，创作于星期日产芽孢细菌的种类产芽孢细菌的种类 最主要的是革兰氏阳性杆菌的两个属，即好氧性的芽孢杆菌属和厌氧性的梭菌属。芽孢的构造芽孢的构造第23页，讲稿共52张，创作于星期日有关芽孢结构的几点说明有关芽孢结构的几点说明：A.A.芽孢囊就是指母细胞的空壳。B.B.孢外壁位是母细胞的残留物，主要成分是脂蛋白，也含少量氨基糖，透性差。C.C.芽孢衣对溶菌酶、蛋白酶和表面活性剂具有很强的抗性，对多价阳离子的透性很差。D D.皮层在芽孢中占有很大体积（3660），内含大量为芽孢皮层所特有的芽孢肽聚糖，特点是呈纤维束状、交联度小、负电荷强、可被溶菌酶水解，还含有占芽孢干重710的DPA-Ca（吡啶二羧酸钙盐），不含磷壁酸。皮层的渗透压可高达20个大气压左右，含水量约70，略低于营养细胞（约80）。E.E.芽孢的核心又称芽孢的原生质体，它是由芽孢壁、芽孢膜、芽孢质和核区四部分构成，内中含水量极低。除芽孢膜中不含磷壁酸和芽孢质中含DPA-Ca外，核心中的其他成分与一般细胞相似。第24页，讲稿共52张，创作于星期日芽孢形成芽孢形成：芽孢形成的过程芽孢形成的过程：a.束状染色质形成；b.细胞膜内陷，细胞发生不对称分裂，其中小体积部分即为前芽孢；c.前芽孢的双层隔壁形成，这时抗辐射性提高；d.在上述两层隔壁间充填芽孢肽聚糖后，合成DPA，累积钙离子，开始形成皮层，折光率增高；e.芽孢衣合成结束；f.皮层合成完成，芽孢成熟，抗热性出现；g.芽孢囊裂解，芽孢游离。第25页，讲稿共52张，创作于星期日芽孢形成过程的图解说明芽孢形成过程的图解说明第26页，讲稿共52张，创作于星期日芽孢的萌发芽孢的萌发 定义：定义：由休眠状态的芽孢变成营养状态的细菌的过程，称为芽孢的萌发。萌发的过程主要分活化、出芽和生长三个阶段。诱导活化的方法诱导活化的方法：a.短期加热;b.用低pH、强氧化剂处理;c.加入萌发剂。例如，枯草芽孢杆菌的芽孢经7天休眠后，用60热处理5分钟即可促进其发芽。萌发剂的定义萌发剂的定义:有些的化学物质也可显著促进芽孢的发芽，称为萌发剂。常用的萌发剂：常用的萌发剂：L-丙氨酸、Mn2+、表面活性剂（n-十二烷胺）和葡萄糖等。说明：说明：由于活化作用是可逆的，故处理后必须立即将它接种到合适的培养基中去。第27页，讲稿共52张，创作于星期日芽孢发芽的过程芽孢发芽的过程 芽孢衣中富含半胱氨酸的蛋白质的三维空间结构发生可逆性的变化，使芽孢的透性增加，并促进与发芽有关的蛋白酶活动。接着，芽孢衣上的蛋白质逐步降解，外界阳离子不断进入皮层，随之皮层发生膨胀、溶解和消失。于是外界的水分不断进入芽孢的核心部分，使核心膨胀、各种酶类活化，并开始合成细胞壁。在发芽的过程中，DPA-Ca、氨基酸和多肽逐步释放，核心中含量较高的可防止DNA损伤的小酸溶性芽孢蛋白迅速下降，接着就开始其生长阶段。这时，芽孢核心部分开始迅速合成DNA、RNA和蛋白质，于是芽孢发芽并随之变成了营养细胞。芽孢发芽时，芽管可以从极向或侧向伸出，这时，它的细胞壁还是很薄和不完整的，因此，接受外来的DNA而发生遗传转化的可能性就增强了。第28页，讲稿共52张，创作于星期日芽孢抗热的机制芽孢抗热的机制：渗透调节皮层膨胀学说渗透调节皮层膨胀学说：该学说认为，芽孢的抗热性在于芽孢衣对多价阳离子和水分的透性差及皮层的离子强度高，从而使皮层有极高的渗透压去夺取核心部分的水分，其结果造成皮层的充分膨胀，而核心部分的生命物质却形成高度失水状态，因而产生极强的耐热性。其它学说：其它学说：除皮层膨胀渗透调节学说外，还有别的学说来解释芽孢的高度耐热性。例如，针对在芽孢形成过程中会形成大量的DPA-Ca，就有人提出Ca2+与DPA的螯合作用会使芽孢中的生物大分子形成一稳耐热性的凝胶。第29页，讲稿共52张，创作于星期日研究芽孢的意义研究芽孢的意义a.a.芽孢是少数几属真菌所特有的形态结构，芽孢的有无在细菌鉴定中是一项重要的形态学指标；b b.由于芽孢具有高度耐热性，所以用高温处理含菌试样，可轻易地提高芽孢产生菌的筛选效率；c.c.由于芽孢的代谢活动基本停止，因此其休眠期特长，这就为产芽孢菌的长期保藏带来了极大的方便。d.d.由于芽孢有很强的耐热性和其他抗性，因此，是否能杀灭一些代表菌的芽孢就成了衡量各种消毒灭菌措施的主要指标。第30页，讲稿共52张，创作于星期日三、细胞壁以外的构造三、细胞壁以外的构造 1.1.糖被荚膜糖被荚膜 在某些细菌细胞壁外存在着一层厚度不定的胶状物质，称为糖被。根据其厚度厚度的不同，可分为：荚膜、微荚膜、粘液层、菌胶团。几点说明：几点说明：a.菌胶团实质上是细菌群体的一个共同荚膜；b.荚膜可通过离心而沉降;c.粘液层则是扩散到培养基中的胞外多糖，通过离心无法使它沉降;d.用碳素墨水进行负染色或用荚膜染色法染色后，可在光学显微镜下清楚地观察到细菌的荚膜。第31页，讲稿共52张，创作于星期日荚膜的主要成分现举例说明如下荚膜的主要成分现举例说明如下第32页，讲稿共52张，创作于星期日荚膜的功能主要有荚膜的功能主要有：保护细菌免受干旱损伤，对一些致病菌来说，则可保护它们免受宿主白细胞的吞噬；贮藏养料，以备营养缺乏时重新利用；堆积某些代谢废物；通过荚膜或其有关构造可使菌体附着于适当的物体表面。细胞间的信息识别作用。第33页，讲稿共52张，创作于星期日2.2.鞭毛鞭毛鞭毛：某些细菌长在体表的长丝状、波曲的附属物，称为鞭毛，其数目为一至数十根，具有运动的功能。鞭毛的着生方式说明如下鞭毛的着生方式说明如下第34页，讲稿共52张，创作于星期日3.3.菌毛菌毛 菌毛（曾有纤毛、毛、伞毛、线毛或须毛等译名）是长在细菌体表的一种纤细（直径79nm）、中空（直径22.5nm）、短直、数量较多（250300根）的蛋白质附属物，在革兰氏阴性细菌中较为常见。它的结构较鞭毛简单，功能是使细菌较牢固地粘连在物体（呼吸道、消化道、泌尿生殖道的粘膜）表面上。4.4.性毛性毛 其构造和成分与菌毛相同，但比菌毛稍长，每一个细胞有14根，其功能是在不同性别的菌株间传递DNA片段，有的性菌毛还是RNA噬菌体的吸附受体。性毛一般多见于革兰氏阴性细菌中。第35页，讲稿共52张，创作于星期日第二节第二节 真核微生物真核微生物定义：定义：凡是细胞核具有核膜、能进行有丝分裂、细胞质中存在线粒体或同时存在叶绿体等细胞器的微小生物，称为真核微生物。真核微生物的范畴真核微生物的范畴：真菌、显微藻类、原生动物、地衣。真核生物与原核生物间的差别见下表3-1第36页，讲稿共52张，创作于星期日第37页，讲稿共52张，创作于星期日一、细胞壁一、细胞壁具有细胞壁的真核微生物主要是真菌(包括酵母菌、丝状真菌和蕈菌)和藻类。1.1.真菌的细胞壁真菌的细胞壁真菌细胞壁成分是真菌细胞壁成分是：主要成分是多糖，另有少量的蛋白质和脂类。多糖构成了细胞壁中有形的微纤维与无定形基质的物质基础。微纤维都是单糖的(14)聚合物，可使细胞壁保持坚韧；基质包括甘露聚糖、(13)、(16)和(13)葡聚糖以及少量蛋白质。在低等真菌中，以纤维素为主，酵母菌以葡聚糖为主，而高等陆生真菌，以几丁质为主。(1)(1)酵母菌的酵母菌的细细胞壁胞壁 酵母菌细胞壁的厚度为2570nm，重量约占细胞干重的25，主要成分为葡聚糖、甘露聚糖、蛋白质和几丁质，另有少量脂质。第38页，讲稿共52张，创作于星期日多糖在细胞壁上自外至内的分布次序是多糖在细胞壁上自外至内的分布次序是：甘露聚糖、蛋白质、葡聚糖。葡聚糖位于细胞壁的内层，是赋予酵母细胞机械强度的主要物质基础。葡聚糖分两类葡聚糖分两类：其一占含量的85，相对分子质量为240000，称(13)葡聚糖，呈长扭曲的链状；另一为含量较低、呈分支的网状分子，是以(16)方式连接的葡聚糖。甘露聚糖：甘露聚糖：是甘露糖分子以(16)相连的分支状聚合物，位于细胞壁外侧，呈网状，若把它去除后，细胞仍维持正常形态。蛋白质：蛋白质：夹在葡聚糖和甘露聚糖中间，呈三明治状，它常与甘露聚糖作共价结合而形成一复合物。它们除少数为结构蛋白外，多数是起催化作用的酶，如葡聚糖酶、甘露聚糖酶、蔗糖酶、碱性磷酯酶和酯酶等。几丁质：几丁质：在酵母细胞壁中的含量很低，仅在其形成芽体时合成，然后分布于芽痕的周围。第39页，讲稿共52张，创作于星期日（2 2）丝状真菌的细胞壁）丝状真菌的细胞壁 以粗糙孢菌为例，其最外层由(13)和(1 6)无定形葡聚聚糖组成；接着是由糖蛋白组成的、嵌埋在蛋白质基质层中的粗糙网(厚49nm)；再下为蛋白质；最内层的壁由放射状排列的几丁质微纤维丝组成(厚18nm)。(3)(3)藻类的细胞壁藻类的细胞壁 藻类细胞壁的厚度一般为1020nm，其结构骨架多由纤维素组成，它以微纤丝的方式成层状排列，其余为间质多糖。间质多糖主要是杂多糖，还含少量蛋白质和脂类。二、鞭毛与纤毛二、鞭毛与纤毛 在有些真核微生物细胞的表面长有或长或短的毛发状细胞器，具有运动功能，较长者称鞭毛，较短者，则称纤毛。第40页，讲稿共52张，创作于星期日三、细胞质膜三、细胞质膜 真核生物的细胞都有细胞质膜的构造。对没有细胞壁的真核细胞来说，细胞质膜就是它的外部屏障。真核细胞与原核细胞在其质膜的构造和功能上十分相似。四、细胞核四、细胞核 细胞核是细胞内遗传信息(DNA)的储存、复制和转录的主要场所，外形为球状或椭圆体状。每个细胞通常只含一个核，有的含两至多个，真核生物的细胞核包括真核生物的细胞核包括：核被膜、染色质、核仁和核基质。1.1.核被膜核被膜 是包在细胞核外、由核膜和核纤层两部分所组成的外被，其上有许多核孔。其中的核膜由两层厚度约78nm的膜组成，两膜间夹着宽约1050nm的空间，称核周间隙。核纤层位于核膜内侧，成分为核纤层蛋白，厚度随细胞种类而异。核孔的数目很多，是细胞核与细胞质间进行物质交流的选择性通道。第41页，讲稿共52张，创作于星期日2 2染色质染色质 当细胞处于分裂间期时，细胞内由DNA、组蛋白、其他蛋白和少量RNA组成的一种线形复合构造，其基本单位是核小体。因可被苏木精等碱性染料染色，故名染色质。染色质中的蛋白质有：染色质中的蛋白质有：组蛋白和非组蛋白。组蛋白富含碱性氨基酸，如赖氨酸和精氨酸，故是碱性蛋白质，易与带负电荷(磷酸基团)的DNA相结合。染色质中的非组蛋白部分包括一些与DNA的复制和转录有关的酶，如DNA聚合酶和RNA聚合酶等。染色体：染色体：当细胞进行有丝分裂或减数分裂时，染色质丝经盘绕、折叠、浓缩后，变成在光学显微镜下可见的棒状结构即染色体。第42页，讲稿共52张，创作于星期日3 3核仁核仁 指细胞核中一个没有膜包裹的圆形或椭圆形小体。是细胞核中染色最深的部分，它依附于染色体的一定位置上，在细胞有丝分裂前期消失，后期又重新出现。每个核内有一至数个。富含蛋白质和RNA。是真核细胞中合成rRNA(核糖体RNA)和装配核糖体的部位。4 4核基质核基质 旧称“核液”，是充满于细胞核空间由蛋白纤维组成的网状结构，具有支撑细胞核和提供染色质附着点的功能。五、五、细细胞胞质质和和细细胞器胞器 位于细胞质膜和细胞核间的透明、粘稠、不断流动并充满各种细胞器的溶胶，称为细胞质。组成真核生物细胞质的有细胞基质、细胞骨架和各种细胞器。第43页，讲稿共52张，创作于星期日1 1细胞基质和细胞骨架细胞基质和细胞骨架细胞基质：细胞基质：在真核细胞质中，除可分辨的细胞器以外的胶体状溶液，称细胞基质或细胞溶胶，它含有赋予其一定机械强度的细胞骨架和丰富的酶等蛋白质(占细胞总蛋白的25一50)、各种内含物以及中间代谢物等，是细胞代谢活动的重要基地。细胞骨架：细胞骨架：是由微管、肌动蛋白丝和中间丝三种蛋白质纤维构成的细胞支架。微管微管:是直径为24nm的中空管状纤维，其成分是微管蛋白。微管可分散或成束存在于细胞基质中，具有支持功能，有的还有运输功能。此外，还可构成细胞分裂时的纺锤体以及鞭毛和纤毛。肌动蛋白丝肌动蛋白丝:又称微丝，是一种宽约47nm、由肌动蛋白组成的实心纤维。若对它提供ATP形式的能量，就能发生收缩。中间丝中间丝:即中间纤维，是一种直径为810nm(介于微管与肌动蛋白丝之间)的蛋白纤维，具有支持和运动功能。第44页，讲稿共52张，创作于星期日2 2内质网和核糖体内质网和核糖体内质网内质网:指细胞质中一个与细胞基质相隔离、但彼此相通的囊腔和细管系统，由脂质双分子层围成。其内侧与核被膜的外膜相通，核周间隙也是内质网腔的一部分。内质网分两类内质网分两类:其中之一是在膜上附有核糖体颗粒，称糙面内质网，具有合成和运送胞外分泌蛋白的功能；另一类为膜上不含核糖体的光面内质网，它与脂类代谢和钙代谢等密切相关，主要存在于某些动物细胞中。核糖体核糖体:又称核蛋白体，是存在于一切细胞中的无膜包裹的颗粒状细胞器，具有蛋白质合成功能。主要成分主要成分:蛋白质(约40)和RNA(约60).两者共价结合在一起。蛋白质分子分布在核糖体表面，RNA位于内层。每个细胞含大量核糖体，真核细胞的核糖体较原核细胞的大，其沉降系数为80S，它由60S和40S的两个小亚基组成。第45页，讲稿共52张，创作于星期日3 3高尔基体高尔基体又称高尔基复合体，由意大利学者高尔基于1898年首先在神经细胞中发现。这是一种由若干(一般48个)平行堆叠的扁平膜囊和大小不等的囊泡所组成的膜聚合体膜聚合体，其上无核糖体颗粒附着。由糙面内质网合成的蛋白质输送到高尔基体中浓缩，并与其中合成的糖类或脂类结合，形成糖蛋白和脂蛋白的分泌泡，再通过外排作用而分泌到细胞外。4.4.溶酶体溶酶体是一种由单层膜包裹、内含多种酸性水解酶的囊泡状细胞器，其主要功能是细胞内的消化作用。它可以水解外来蛋白质、多糖、脂类以及DNA和RNA等大分子。溶酶体的功能溶酶体的功能:a.进行细胞内消化，它与吞噬泡或胞饮泡结合后，可消化其中的颗粒状或水溶性有机物;b.可消化自身细胞产生的碎渣.第46页，讲稿共52张，创作于星期日溶酶体的种类溶酶体的种类:根据其所结合对象的性质可分吞噬溶酶体(与吞噬泡结合)、多泡体(与胞饮泡结合)或自噬溶酶体(与内源性结构结合)等；根据溶酶体与吞噬泡结合程度又可分为初级溶酶体、次级溶酶体和后溶酶体等。当细胞坏死时，溶酶体膜破裂，其中的酶会导致细胞自溶。5.5.微体微体 是单层膜包裹的、与溶酶体相似的球形细胞器，内中所含的酶与溶酶体不同。微体微体分类：分类：其一为过氧化物酶体，是一种由单层膜包裹的含一种或几种氧化酶类的细胞器。其中主要有两种酶，一是依赖于黄素(FAD)的氧化酶，另一是过氧化氢酶，它们共同作用可使细胞免受H2O2的毒害；另一种微体称乙醛酸循环体，主要存在于植物细胞中，其功能是使细胞中的脂类转化为糖类，因此在种子萌发形成幼苗时特别活跃。第47页，讲稿共52张，创作于星期日6 6线粒体线粒体线粒体：线粒体：是一种进行氧化磷酸化反应的重要细胞器，其功能是把蕴藏在有机物中的化学潜能转化成生命活动所需能量(ATP)，故是一切真核细胞的“动力车间”。线粒体的构造：线粒体的构造：外形囊状，由内外两层膜包裹，囊内充满液态的基质。外膜平整，内膜则向基质内伸展，从而形成了大量由双层内膜构成的嵴。在内膜的表面上着生有许多基粒或F1颗粒，即ATP合成酶复合体，此外，在内膜上还有四种脂蛋白复合物，它们都是电子传递链(呼吸链)的组成部分。位于内、外膜间的空间称为膜间隙，内中充满着含有各种可溶性酶、底物和辅助因子的液体。由两层内膜形成的狭窄空间即嵴内隙，它是膜间隙的延伸，两者相通。由内膜和嵴包围的空间即基质，内含三羧酸循环的酶系，并含有一套为线粒体所特有的DNA链和70S核糖体，用以合成一小部分(约10)专供线粒体自身需要的蛋白质。第48页，讲稿共52张，创作于星期日7.7.叶绿体叶绿体 一种由双层膜包裹、能把光能转化为化学能的绿色颗粒状细胞器，只存在于绿色植物(包括藻类)的细胞中。叶绿体的构造叶绿体的构造:叶绿体膜或称外被、类囊体和基质，其膜又分外膜、内膜和类囊体膜三种，并由此使叶绿体内的空间分隔为膜间隙(在外膜与内膜间)、基质和类囊体腔三种彼此独立的区域.叶绿体膜是控制代谢物质进出叶绿体的屏障。外膜的特点是通透性大，内膜是选择性强。基质是一种充满在叶绿体膜与类囊体之间的胶状物质，内含核糖体(70S)、双链环状DNA以及RNA、淀粉粒和核酮糖二磷酸羧化酶等蛋白质。类囊体是位于叶绿体基质中由单位膜封闭而成的扁平小囊，数量很多，彼此连通，类似生产车间中的各个作业小组。在类囊体的膜上分布有大量的光合色素和电子传递载体，主要的光合色素是叶绿素a，另有若干辅助色素，此外，所有光合生物中还含有另一类辅助色素，如胡萝卜素(主要是 胡萝卜素)和叶黄素等。第49页，讲稿共52张，创作于星期日叶绿体内进行的光合作用：叶绿体内进行的光合作用：在组成光合作用光反应和暗反应的两个反应中，前者是在类囊体膜上进行的，由它完成吸收、传递和转换光能为化学能，即形成ATP、NADPH并释放O2，而后一反应则在叶绿体的基质中进行，它不需要光照，作用是利用光反应中产生的ATP和NADPH的化学能来固定Cq，使cch还原成糖等有机物。、8 8其他细胞器其他细胞器(1)(1)液泡液泡 液泡是存在于真菌和藻类等植物细胞中的一种由单位膜分隔的细胞器，其形态、大小受细胞年龄和生理状态而变化，一般老龄细胞有大而明显的液泡。第50页，讲稿共52张，创作于星期日真菌液泡的内容物真菌液泡的内容物：含有糖原、脂肪、多磷酸盐等贮藏物；精氨酸、鸟氨酸和谷氨酰胺等碱性氨基酸；蛋白酶、酸性和碱性磷酸酯酶、纤维素酶和核酸酶等各种酶类。液泡的作用：液泡的作用：维持细胞渗透压、贮存营养物等功能，而且还有溶酶体的功能，因为它可以把蛋白酶等水解酶与细胞质隔离，防止细胞损伤。(2)(2)膜边体膜边体膜边体又称边缘体、须边体或质膜外泡，为许多真菌细胞所特有。是一种位于菌丝细胞四周的质膜与细胞壁间、由单层膜包裹的细胞器。形态呈管状、囊状、球状、卵圆状或多层折叠膜状，其内含有泡状物或颗粒状物。膜边体可由高尔基体或内质网的特定部位形成，各个膜边体能互相结合，也可与别的细胞器或膜相结合。功能不甚清楚，可能与分泌水解酶或合成细胞壁有关。第51页，讲稿共52张，创作于星期日感谢大家观看第52页，讲稿共52张，创作于星期日