最新微生物学-第二章12笔记PPT课件.ppt
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1、微生物学微生物学-第二章第二章12笔记笔记二、原核生物和真核生物的区别(二、原核生物和真核生物的区别(二、原核生物和真核生物的区别(二、原核生物和真核生物的区别(见见见见P62 P62 表表表表3 35 5)1 1、原核生物和真核生物、原核生物和真核生物、原核生物和真核生物、原核生物和真核生物 原核生物和真核生物细胞之间有许多差别。真核生物的主原核生物和真核生物细胞之间有许多差别。真核生物的主要特征是有细胞核和如线粒体、叶绿体的细胞器及复杂的内要特征是有细胞核和如线粒体、叶绿体的细胞器及复杂的内膜系统。病毒属于非细胞类,细菌属于原核生物,所有其他膜系统。病毒属于非细胞类,细菌属于原核生物,所有
2、其他微生物属于真核生物。微生物属于真核生物。2 2、原核细胞和真核细胞的区别、原核细胞和真核细胞的区别、原核细胞和真核细胞的区别、原核细胞和真核细胞的区别(1 1)核、核膜、染色体核、核膜、染色体核、核膜、染色体核、核膜、染色体 原核生物细胞没有核膜,有一个明显的核区,这个核区上原核生物细胞没有核膜,有一个明显的核区,这个核区上集中了它的主要遗传物质,由一条与类组蛋白相联系的双链集中了它的主要遗传物质,由一条与类组蛋白相联系的双链DNADNA构成的染色体组成。真核生物细胞则是由一条或一条以构成的染色体组成。真核生物细胞则是由一条或一条以上的双链上的双链DNADNA与组蛋白等结合成的染色体,并由
3、核膜包围。与组蛋白等结合成的染色体,并由核膜包围。1、细胞壁、细胞壁(1 1)概念)概念细胞壁(细胞壁(细胞壁(细胞壁(cell wallcell wall)是细胞质膜外面具有一定硬是细胞质膜外面具有一定硬度和韧性的壁套,主要由肽聚糖构成,能使细胞度和韧性的壁套,主要由肽聚糖构成,能使细胞保持一定形状,保障其在不同渗透压条件下生长,保持一定形状,保障其在不同渗透压条件下生长,即使在不良环境中也能防止胞溶作用。即使在不良环境中也能防止胞溶作用。真细菌的细胞壁由肽聚糖构成,而古细菌细胞壁真细菌的细胞壁由肽聚糖构成,而古细菌细胞壁组成物质极为多样,从类似肽聚糖的物质、假肽组成物质极为多样,从类似肽聚
4、糖的物质、假肽聚糖,到多糖、蛋白质和糖蛋白。聚糖,到多糖、蛋白质和糖蛋白。(2 2)功能)功能细菌细胞壁的主要功能有:细菌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;透压等外力的损伤;为细胞的生长、分裂和鞭毛运动所必需,失去了为细胞的生长、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;细胞壁的原生质体,也就丧失了这些重要功能;阻挡酶蛋白和某些抗生素等大分子物质(相对分阻挡酶蛋白和某些抗生素等大分子物质(相对分子量大于子量大于800800)进入细胞,保护细胞免受溶菌酶、)进入细胞,保护细胞免受溶
5、菌酶、消化酶和青霉素等有害物质的损伤;消化酶和青霉素等有害物质的损伤;赋予了细菌具有特定的抗原性、致病性以及对抗赋予了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。生素和噬菌体的敏感性。(3 3)革兰氏染色)革兰氏染色革兰氏染色根据革兰氏染色根据18841884年革兰年革兰(Christian Gram)(Christian Gram)发明发明的染色反应,真细菌常常分成两类。的染色反应,真细菌常常分成两类。表表表表2.2 2.2 革兰氏染色程序和结果革兰氏染色程序和结果革兰氏染色程序和结果革兰氏染色程序和结果步步 骤骤方方 法法结结果果阳性阳性(G(G+)阴性阴性(G(G-)初初
6、染染结结晶紫晶紫30s30s紫紫 色色紫紫 色色媒染媒染剂剂碘液碘液30s30s仍仍为为紫色紫色仍仍为为紫色紫色脱脱 色色95%95%乙醇乙醇1020s1020s保持紫色保持紫色脱去紫色脱去紫色复复 染染蕃蕃红红(或复或复红红)30)3060s60s仍仍显显紫色紫色红红 色色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细胞壁与革兰氏染色肽聚 糖质 膜外壁层周质空间革兰氏阳性革兰氏阴性细胞壁抛面结构(4 4)细胞壁化学组成与超微结构)细胞壁化学组成与超微结构A.A.革兰氏阳性细菌革兰氏阳性细菌#革兰氏阳性细菌细胞壁具有较厚(革兰氏阳性细菌细胞壁具有较厚(3
7、0-40nm30-40nm)而致密的肽)而致密的肽聚糖层,多达聚糖层,多达2020层,占细胞壁的成分层,占细胞壁的成分60-90%60-90%,它同细,它同细胞膜的外层紧密相连胞膜的外层紧密相连(见图见图2.4)2.4)。肽聚糖肽聚糖肽聚糖肽聚糖:又称粘肽,是真细菌细胞壁中特有成分。其分子:又称粘肽,是真细菌细胞壁中特有成分。其分子是由肽与聚糖两部分组成,其中的肽又四肽尾和肽桥两是由肽与聚糖两部分组成,其中的肽又四肽尾和肽桥两种,聚糖则由种,聚糖则由N-N-乙酰葡糖胺和乙酰葡糖胺和N-N-乙酰胞壁酸相互间隔连乙酰胞壁酸相互间隔连接而成,呈长链骨架状。接而成,呈长链骨架状。#有的革兰氏阳性细菌细
8、胞壁中含有磷壁酸(有的革兰氏阳性细菌细胞壁中含有磷壁酸(teichoic teichoic acidacid),也即胞壁质(也即胞壁质(mureinmurein)。)。肽聚糖(Peptidoglycan)结构中短肽的连接形式磷壁酸的主要生理功能磷壁酸的主要生理功能磷壁酸的主要生理功能磷壁酸的主要生理功能(P41P41)a.a.其磷酸分子上较多的负电荷可提高细胞周围其磷酸分子上较多的负电荷可提高细胞周围Mg2+Mg2+的浓的浓度,进入细胞后就可保证细胞膜上一些需度,进入细胞后就可保证细胞膜上一些需Mg2+Mg2+的合成的合成酶提高活性;酶提高活性;b.b.贮藏磷元素;贮藏磷元素;c.c.增强某些
9、致病菌如增强某些致病菌如A A族链球菌(族链球菌(StreptococcusStreptococcus)对宿主)对宿主细胞的粘连、避免被白细胞吞噬以及抗补体的作用;细胞的粘连、避免被白细胞吞噬以及抗补体的作用;d.d.赋予革兰氏阳性细菌以特异性的表面抗原;赋予革兰氏阳性细菌以特异性的表面抗原;e.e.可作为噬菌体的特异性吸附受体;可作为噬菌体的特异性吸附受体;f.f.能调节细胞内自溶素的活力,借以防止细胞因自溶而能调节细胞内自溶素的活力,借以防止细胞因自溶而死亡。死亡。B.B.革兰氏阴性细菌革兰氏阴性细菌外膜外膜外膜外膜 革兰氏阴性细菌特殊的是外膜上含有许多独特的结构革兰氏阴性细菌特殊的是外膜
10、上含有许多独特的结构(见图示(见图示2.52.5),如把外膜与肽聚糖层连接起来的布朗),如把外膜与肽聚糖层连接起来的布朗(Brauns)(Brauns)脂蛋白,使营养物被动运输通过膜的脂蛋白,使营养物被动运输通过膜的 外膜外膜 孔蛋白孔蛋白和起保护细胞作用的脂多糖和起保护细胞作用的脂多糖(LPS)(LPS)。脂多糖也称为内毒素,对。脂多糖也称为内毒素,对哺乳动物有高度毒性。哺乳动物有高度毒性。脂多糖功能是革兰氏阴性细菌致病物质内毒素的物质基础与磷酸相似,也有吸附Mg+、Ca2+等阳离子以提高这些离子在细胞表面的浓度的用;由于LPS结构的变化,决定了革兰氏阴性细胞表面抗原决定簇的多样性;是许多噬
11、菌体在细胞表面的吸附受体。具有近控制某些物质进出细胞的部分选择性屏障功能。G G肽聚糖的组成不同肽尾第三氨基酸不同G 赖氨酸G 二氨基庚二酸G,M都是1,4糖苷键连接肽桥G:5个甘氨酸G:肽键周质空间周质空间周质空间周质空间 周质空间(周质空间(periplasmic spaceperiplasmic space,即壁膜间隙)是,即壁膜间隙)是革兰氏阴性细菌细胞膜与外膜两膜之间的一个透明的区域革兰氏阴性细菌细胞膜与外膜两膜之间的一个透明的区域(见图(见图2.32.3)。它含有与营养物运输和营养物进入有关的)。它含有与营养物运输和营养物进入有关的蛋白质,有:营养物进入细胞的蛋白;营养物运输的酶,
12、蛋白质,有:营养物进入细胞的蛋白;营养物运输的酶,如蛋白如蛋白 水解水解 酶;细胞防御有毒化合物,如破坏青霉素的酶;细胞防御有毒化合物,如破坏青霉素的-内酰胺酶。革兰氏阳性细菌以上这些酶常分泌到胞外周内酰胺酶。革兰氏阳性细菌以上这些酶常分泌到胞外周围,革兰氏阴性细菌则依靠它的外膜,保持这些酶与菌的围,革兰氏阴性细菌则依靠它的外膜,保持这些酶与菌的紧密结合。紧密结合。C.GC.G+与与G G菌的细胞壁的特征比较菌的细胞壁的特征比较 表表表表2.3 2.3 两类细胞壁的特征比较两类细胞壁的特征比较两类细胞壁的特征比较两类细胞壁的特征比较特特 征征G G+细细菌菌G G-细细菌菌肽肽聚糖聚糖层层厚厚
13、层层薄薄类类脂脂极少极少脂多糖脂多糖外膜外膜缺缺有有壁壁质间质间隙隙很薄很薄较较厚厚细细胞状胞状态态僵硬僵硬僵硬或柔僵硬或柔韧韧酸消化的效果酸消化的效果原生原生质质体体原生原生质质球球对对染料和抗生素的染料和抗生素的敏感性敏感性很敏感很敏感中度敏感中度敏感缺壁细菌 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:球状体2、细胞膜与间体(1 1)概念)概念细胞质膜细胞质膜细胞质膜细胞质膜(cytoplasmic membranecytoplasmic membrane),简称质膜(),简称质膜(plasma plasma membraneme
14、mbrane),是围绕细胞质外的双层膜结构,使细胞具),是围绕细胞质外的双层膜结构,使细胞具有选择吸收性能,控制物质的吸收与排放,也是许多生化有选择吸收性能,控制物质的吸收与排放,也是许多生化反应的重要部位。反应的重要部位。原生质膜是一个磷脂双分子层,其中埋藏着与物质运输、原生质膜是一个磷脂双分子层,其中埋藏着与物质运输、能量代谢和信号接收有关的整合蛋白。另外,有通过电荷能量代谢和信号接收有关的整合蛋白。另外,有通过电荷相互作用,疏松附着于膜的外周蛋白。膜中的脂类和蛋白相互作用,疏松附着于膜的外周蛋白。膜中的脂类和蛋白质互相相对运动。质互相相对运动。细菌染色体DNA的复制模式Structure
15、 of Cytoplasmic Membrane(2 2)成分与结构成分与结构(液态镶嵌模型液态镶嵌模型P48)P48)原生质膜原生质膜原生质膜原生质膜(细胞膜细胞膜)埋藏在磷脂双分子层中的是有各种功能的蛋白,包埋藏在磷脂双分子层中的是有各种功能的蛋白,包括转运蛋白、能量代谢中的蛋白和能够对化学刺激检测和反应的受体括转运蛋白、能量代谢中的蛋白和能够对化学刺激检测和反应的受体蛋白。整合蛋白蛋白。整合蛋白(integral)(integral)是完全地与膜连接而且贯穿全膜的蛋白,所是完全地与膜连接而且贯穿全膜的蛋白,所以这些蛋白在此区域中有疏水性氨基酸埋藏在脂中。外周蛋白以这些蛋白在此区域中有疏水
16、性氨基酸埋藏在脂中。外周蛋白(peripheral proreins)(peripheral proreins)是由于磷脂带正电荷极性头,只是通过电荷作用是由于磷脂带正电荷极性头,只是通过电荷作用与膜松散连接的一类,用盐溶液洗涤可以从纯化的膜上除去。脂类和与膜松散连接的一类,用盐溶液洗涤可以从纯化的膜上除去。脂类和蛋白质均在运动,而且是彼此之间相对运动。这就是被广泛接受的称蛋白质均在运动,而且是彼此之间相对运动。这就是被广泛接受的称作液态镶嵌模式的细胞膜结构模型。作液态镶嵌模式的细胞膜结构模型。脂双分子层脂双分子层脂双分子层脂双分子层 细胞膜由含有亲水区域的和疏水区域的两亲性分子磷脂组细胞膜由
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