微生物细胞的结构和功能.ppt
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1、关于微生物细胞的结构与功能第一张,PPT共四十六页,创作于2022年6月第一节 原核微生物原核微生物:原核微生物:是指一大类细胞微小、细胞核无核膜包裹(只有称作核区的是指一大类细胞微小、细胞核无核膜包裹(只有称作核区的裸露裸露DNADNA)的原始单细胞生物。)的原始单细胞生物。与真核微生物的主要区别:与真核微生物的主要区别:基因组由无核膜包裹的双链基因组由无核膜包裹的双链DNADNA组成;组成;缺乏由单位膜分隔、包围的细胞器;缺乏由单位膜分隔、包围的细胞器;核糖体为核糖体为70S70S型。型。原核微生物分两个域原核微生物分两个域:l l 细菌域:细菌、放线菌、蓝细菌、细菌域:细菌、放线菌、蓝细
2、菌、枝原体、立克次氏体和枝原体、立克次氏体和 衣原体等。衣原体等。l l 古生菌域古生菌域第二张,PPT共四十六页,创作于2022年6月细菌细胞的构造:l一般构造 细胞壁,细胞膜,细胞壁,细胞膜,细胞质和核质细胞质和核质l特殊构造 鞭毛,菌毛,鞭毛,菌毛,性菌毛和糖被性菌毛和糖被 (荚膜或粘液层)(荚膜或粘液层)第三张,PPT共四十六页,创作于2022年6月一、细胞壁(1)细胞壁(cell wall):是位于细胞最外的一层厚实、是位于细胞最外的一层厚实、坚韧的外被,主要成分为肽聚糖,具有固定细胞外形和保护坚韧的外被,主要成分为肽聚糖,具有固定细胞外形和保护细胞不受损伤等多种生理功能。细胞不受损
3、伤等多种生理功能。第四张,PPT共四十六页,创作于2022年6月细胞壁的主要功能l 维持细胞外形;l 细胞生长、分裂和鞭毛运动所必须;l l 阻拦大分子有害物质;l 与细菌的抗原性、对抗生素和噬菌体的 敏感性有关。第五张,PPT共四十六页,创作于2022年6月1.革兰氏阳性菌的细胞壁l特点:厚度大厚度大 (202080nm80nm)l组成:肽聚糖肽聚糖 (占(占9090)磷壁酸磷壁酸 (占(占1010)第六张,PPT共四十六页,创作于2022年6月肽聚糖l 肽聚糖(peptidoglycan),又称粘肽(mucopeptide),胞壁质(murein)或粘质复合物mucocomplex)真细菌
4、细胞壁中的特有成分第七张,PPT共四十六页,创作于2022年6月肽聚糖的结构l l 双糖单位:双糖单位:MM、GG,溶菌酶作用点,溶菌酶作用点l l 四肽侧链四肽侧链(tetrapeptide side chaintetrapeptide side chain):):L Lalaala,D DGluGlu,L Llys,D-Alalys,D-Ala;l l 肽桥肽桥(肽间桥,(肽间桥,peptide interbridgepeptide interbridge):):甘氨酸五肽,青霉素作用点甘氨酸五肽,青霉素作用点GG+细细细细菌菌菌菌肽肽肽肽聚聚聚聚糖糖糖糖的的的的立立立立体体体体结结结结构
5、构构构第八张,PPT共四十六页,创作于2022年6月G+菌细胞壁结构第九张,PPT共四十六页,创作于2022年6月磷壁酸磷壁酸(teichoic acid):结合在结合在GG菌胞壁上的一种酸性多糖,主要成分为甘油磷酸或菌胞壁上的一种酸性多糖,主要成分为甘油磷酸或核糖醇磷酸。核糖醇磷酸。l 磷壁酸的结构 (五种类型)(五种类型)-主要为甘油磷壁酸主要为甘油磷壁酸 和核糖醇磷壁酸两类和核糖醇磷壁酸两类甘油磷壁酸的结构模甘油磷壁酸的结构模式(左)及其单体式(左)及其单体(虚线范围内)(虚线范围内)的分子结构(右)的分子结构(右)第十张,PPT共四十六页,创作于2022年6月l磷壁酸的种类:壁磷壁酸壁
6、磷壁酸 膜磷壁酸膜磷壁酸第十一张,PPT共四十六页,创作于2022年6月磷壁酸的生理功能磷壁酸的生理功能l l 结合镁离子(结合镁离子(Mg2Mg2),提高胞膜合成酶活力;),提高胞膜合成酶活力;l l 储藏磷元素;储藏磷元素;l l 增强细菌与宿主细胞粘连、抗吞噬和抗补体;增强细菌与宿主细胞粘连、抗吞噬和抗补体;l l 表面抗原;表面抗原;l l 噬菌体受体;噬菌体受体;l l 调节胞内自溶酶(调节胞内自溶酶(autolysinautolysin)活力,防自溶。)活力,防自溶。第十二张,PPT共四十六页,创作于2022年6月2.G菌细胞壁l特点:较薄,层次多,成分较复杂;较薄,层次多,成分较
7、复杂;l组成:肽聚糖(肽聚糖(2 23nm3nm););外膜外膜第十三张,PPT共四十六页,创作于2022年6月G菌的肽聚糖GG菌的肽聚糖与菌的肽聚糖与GG菌肽聚糖的区别:菌肽聚糖的区别:l l 四肽侧链的第三位为二氨基庚二酸(四肽侧链的第三位为二氨基庚二酸(mmDAPDAP)l l 没有肽桥没有肽桥第十四张,PPT共四十六页,创作于2022年6月 外膜(outer membraneouter membrane)是是GG菌细胞壁的特有结构,菌细胞壁的特有结构,位于壁的最外层,为脂多糖、位于壁的最外层,为脂多糖、磷脂和若干膜蛋白。磷脂和若干膜蛋白。l l外膜的组成结构:外膜的组成结构:l l 脂
8、多糖(脂多糖(lypopolysaccharidelypopolysaccharide,LPSLPS):):GG菌细胞壁最外层,菌细胞壁最外层,较厚(较厚(8 810nm10nm)由类脂)由类脂A A,核心多糖和,核心多糖和o o特异性多糖组成;特异性多糖组成;l l 磷脂:脂多糖和脂蛋白之间;磷脂:脂多糖和脂蛋白之间;l l 脂蛋白:磷脂层与肽聚糖之间。脂蛋白:磷脂层与肽聚糖之间。l l 外膜蛋白:嵌合在外膜蛋白:嵌合在LPSLPS和磷脂层外膜上的和磷脂层外膜上的2020多种蛋白,如孔蛋白(多种蛋白,如孔蛋白(porinporin)孔蛋白(孔蛋白(porinporin):结构):结构三聚体跨
9、膜蛋白孔道;三聚体跨膜蛋白孔道;功能功能控制某些物质进入胞内。控制某些物质进入胞内。第十五张,PPT共四十六页,创作于2022年6月外膜的主要功能l 类脂A是G菌的致病物质内毒素;l 与磷壁酸相似,吸附阳离子的功能;l 与抗原性有关;l 噬菌体吸附受体;l l 物质交换、屏障功能。第十六张,PPT共四十六页,创作于2022年6月外膜蛋白:嵌合在嵌合在LPSLPS和磷脂层外膜上的和磷脂层外膜上的2020多种蛋白,多种蛋白,如孔蛋白(如孔蛋白(porinporin)l l孔蛋白(孔蛋白(porinporin):结构):结构三聚体跨膜蛋白孔道;三聚体跨膜蛋白孔道;功能功能控制某些物质进入胞内。控制某
10、些物质进入胞内。第十七张,PPT共四十六页,创作于2022年6月周质空间 (periplasmic space,periplasm)(periplasmic space,periplasm)又称壁膜间隙。在又称壁膜间隙。在GG细菌中,一般指其外膜与细胞膜之间的狭细菌中,一般指其外膜与细胞膜之间的狭窄空间(宽约窄空间(宽约1215nm1215nm),呈胶状。存在着多种周质蛋白),呈胶状。存在着多种周质蛋白(periplasmic proteinsperiplasmic proteins):):水解酶类,例如蛋白酶、核酸酶等水解酶类,例如蛋白酶、核酸酶等合成酶类,例如肽聚糖合成酶合成酶类,例如肽聚
11、糖合成酶结合蛋白(运送营养物质)结合蛋白(运送营养物质)受体蛋白(与细胞的趋化性相关)受体蛋白(与细胞的趋化性相关)外膜与内膜间的黏合位点:外膜与内膜间的直接接触外膜与内膜间的直接接触第十八张,PPT共四十六页,创作于2022年6月GG菌菌菌菌和和和和GG菌菌菌菌生生生生物物物物学学学学特特特特性性性性比比比比较较较较 项 目 革兰氏阳性菌 革兰氏阴性菌 细胞壁 厚度 厚(2080nm)薄(811nm)层次 1 2 肽聚糖厚度 厚,层次多 薄,一般单层 磷壁酸 多数含有 无 外膜(LPS)无 有 孔蛋白 无 有 脂蛋白 无 有 周质空间 无或窄 有 溶质通透性 强 弱 肽聚糖 四肽未中Lys
12、有 无 四肽尾中mDAP 无 有 Gly五肽等肽桥 有 无 细胞 细胞硬度 硬实 柔软 产芽孢 有的产 不产 鞭毛基体 有2个环 有4个环对理化因子抗性 对机械力 抗性强 抗性弱 青霉素、磺胺 敏感 较抗 链、氯、四 较抗 敏感 阴离子去污剂 敏感 较抗 碱性染料 敏感 较抗 溶菌酶处理后 形成原生质体 形成圆球体其他 产毒素 以外毒素为主 以内毒素为主第十九张,PPT共四十六页,创作于2022年6月3.抗酸细菌的细胞壁l l抗酸细菌(抗酸细菌(acidacidfast bacteriafast bacteria):):一类细胞壁中含一类细胞壁中含 有大量分有大量分枝菌酸(枝菌酸(mycoli
13、c acidmycolic acid)等蜡质的特殊革兰氏阳性细菌。因它们被酸性)等蜡质的特殊革兰氏阳性细菌。因它们被酸性复红染上色后,就不能再被盐酸乙醇脱色,故称抗酸细菌。复红染上色后,就不能再被盐酸乙醇脱色,故称抗酸细菌。如:分枝杆菌属的结核分枝杆菌、麻风分枝杆菌等。如:分枝杆菌属的结核分枝杆菌、麻风分枝杆菌等。l l化学组成:化学组成:类脂(分枝菌酸和索状因子)类脂(分枝菌酸和索状因子)6060 蛋白质(孔蛋白)蛋白质(孔蛋白)肽聚糖肽聚糖l l结构:外壁层结构:外壁层类脂、孔蛋白类脂、孔蛋白 内壁层内壁层肽聚糖肽聚糖第二十张,PPT共四十六页,创作于2022年6月抗酸细菌细胞壁的构造第二
14、十一张,PPT共四十六页,创作于2022年6月4.古生菌古生菌古生菌(ArchaeaArchaea,又称古细菌又称古细菌ArchaebacteriaArchaebacteria,古菌):,古菌):是一个在进化途径上很早就与真细菌和真核生物相互是一个在进化途径上很早就与真细菌和真核生物相互独立的生物类群,主要为一些独特生态类型的原核生物。独立的生物类群,主要为一些独特生态类型的原核生物。如产甲烷菌和大多数嗜极菌(如产甲烷菌和大多数嗜极菌(extremophileextremophile)。)。古生菌的细胞壁:古生菌的细胞壁:l l 无细胞壁古生菌:只有热原体属无细胞壁古生菌:只有热原体属(The
15、rmoplasma(Thermoplasma)l l 细胞壁的组成:多糖(假肽聚糖),假肽聚糖,细胞壁的组成:多糖(假肽聚糖),假肽聚糖,糖蛋白或蛋白质糖蛋白或蛋白质第二十二张,PPT共四十六页,创作于2022年6月假肽聚糖(甲烷杆菌属为例)的结构 二糖单位二糖单位肽尾(肽尾(3 3肽)肽)肽桥肽桥(L-Glu)(L-Glu)均与真细菌的不同均与真细菌的不同第二十三张,PPT共四十六页,创作于2022年6月5.缺壁细胞 缺壁细胞(cell wall deficiet bacteria)l 缺壁细胞的形成:第二十四张,PPT共四十六页,创作于2022年6月 缺壁细胞的种类:A L型细菌(Lfor
16、m of bacteria)l l 基本概念:基本概念:实验室或宿主体内通过自发突变而形成的遗传性稳定的细胞实验室或宿主体内通过自发突变而形成的遗传性稳定的细胞壁缺损菌株;壁缺损菌株;l l L L型细菌的发现:型细菌的发现:19351935年,英国年,英国ListerLister研究所学者发现,念珠状链研究所学者发现,念珠状链杆菌;杆菌;l l L L型细菌的特点:型细菌的特点:多形性,对渗透敏感,多形性,对渗透敏感,油煎蛋样小菌落。油煎蛋样小菌落。第二十五张,PPT共四十六页,创作于2022年6月B原生质体(protoplast)l l基本概念:人为条件下,用溶菌酶除尽原有细胞壁或用青霉素
17、抑制新生细人为条件下,用溶菌酶除尽原有细胞壁或用青霉素抑制新生细胞壁合成后,所得到的仅有一层细胞膜包裹的圆球状渗透敏感细菌。胞壁合成后,所得到的仅有一层细胞膜包裹的圆球状渗透敏感细菌。l 特点:GG菌易形成,对相应噬菌体不敏感,鞭毛不能运动,细胞不分裂,菌易形成,对相应噬菌体不敏感,鞭毛不能运动,细胞不分裂,其他细胞功能正常;其他细胞功能正常;l l意义:意义:细胞融合细胞融合杂交育种;遗传学基本原理研究。杂交育种;遗传学基本原理研究。第二十六张,PPT共四十六页,创作于2022年6月Protoplast fusionhybrid protoplast(“progeny”)第二十七张,PPT共
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- 微生物 细胞 结构 功能
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