芽孢和放线菌.ppt
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1、1.细菌细胞的基本结构细菌细胞的基本结构(每种细菌都有的)每种细菌都有的)包括()、()、()和()。包括()、()、()和()。细胞壁、细胞膜、细胞质、核区(拟核)。细胞壁、细胞膜、细胞质、核区(拟核)。G+四肽尾:四肽尾:由由4 4个氨基酸分子按个氨基酸分子按L L型与型与D D型型交替连接而成。交替连接而成。肽桥:肽桥:一般一般为甘氨酸为甘氨酸五肽、与肽尾第五肽、与肽尾第1-21-2个氨基酸相同的氨个氨基酸相同的氨基酸链、基酸链、D D赖氨酸等,总之不是直接赖氨酸等,总之不是直接相连的。相连的。2.G+与与G-细菌的肽聚糖结构组成中有什么差别细菌的肽聚糖结构组成中有什么差别?G-四肽尾:
2、四肽尾:第第3 3个氨基酸分子不是个氨基酸分子不是L-Lys,L-Lys,而被内消旋二氨基庚二酸(而被内消旋二氨基庚二酸(m-DAP)m-DAP)所所代替;代替;肽桥:肽桥:甲四肽尾的第四个氨基甲四肽尾的第四个氨基酸(酸(D-Ala)D-Ala)的羧基与乙四肽尾的第三的羧基与乙四肽尾的第三个氨基酸(个氨基酸(m-DAP)m-DAP)的氨基以酰胺键直的氨基以酰胺键直接相连。接相连。细菌细胞壁的结构细菌细胞壁的结构vG+细胞壁细胞壁:由肽聚糖和磷壁酸组成由肽聚糖和磷壁酸组成 磷壁酸:磷壁酸:低于低于50%50%,G+G+菌所菌所特有特有,其主链由数十个其主链由数十个磷酸磷酸甘油或磷酸核糖醇甘油或磷
3、酸核糖醇组成组成,有有的还有由的还有由DAlaDAla和还原糖组和还原糖组成的侧链。成的侧链。肽聚糖肽聚糖:占占3095%3095%,不同菌种中肽聚不同菌种中肽聚糖糖(肽链肽链)组分不同组分不同。细菌细胞壁的结构细菌细胞壁的结构vG-细胞壁:细胞壁:分内壁层和外膜层。分内壁层和外膜层。内壁层:内壁层:紧贴胞膜紧贴胞膜,仅由仅由1212层肽聚糖分子构成层肽聚糖分子构成,占占细胞壁干重细胞壁干重5 10%,5 10%,无磷壁无磷壁酸。酸。外膜层:外膜层:位于肽聚糖层的外部。位于肽聚糖层的外部。脂多糖脂多糖;脂蛋白脂蛋白 包括包括:蛋白质层蛋白质层:基质蛋白基质蛋白 外壁蛋白外壁蛋白 磷脂磷脂.磷脂
4、磷脂外外膜膜层层内壁层内壁层第一步:第一步:结晶紫使菌体着上紫色结晶紫使菌体着上紫色第二步:第二步:碘和结晶紫形成大分子复合物,分子大,能被细胞壁碘和结晶紫形成大分子复合物,分子大,能被细胞壁阻留在细胞内。阻留在细胞内。第三步:第三步:酒精脱色,细胞壁成分和构造不同,出现不同的反应。酒精脱色,细胞壁成分和构造不同,出现不同的反应。G+G+菌:菌:细胞壁厚,肽聚糖含量高,交联度大,而且不含类脂细胞壁厚,肽聚糖含量高,交联度大,而且不含类脂而含磷壁酸,当乙醇脱色时,乙醇不能将磷壁酸溶解,而肽聚而含磷壁酸,当乙醇脱色时,乙醇不能将磷壁酸溶解,而肽聚糖因脱水而孔径缩小,故结晶紫糖因脱水而孔径缩小,故结
5、晶紫-碘复合物被阻留在细胞内,碘复合物被阻留在细胞内,细胞不能被酒精脱色,仍呈紫色。细胞不能被酒精脱色,仍呈紫色。GG菌:菌:因其外膜层类脂含量高,而且内部肽聚糖层薄,交联因其外膜层类脂含量高,而且内部肽聚糖层薄,交联松散,乙醇脱色时,以类脂为主的外膜层被乙醇迅速溶解,这松散,乙醇脱色时,以类脂为主的外膜层被乙醇迅速溶解,这时薄而松散的肽聚糖网不能阻挡结晶紫时薄而松散的肽聚糖网不能阻挡结晶紫-碘复合物的溶出,因碘复合物的溶出,因此细胞褪成无色,沙黄复染后呈红色。此细胞褪成无色,沙黄复染后呈红色。3.革兰氏染色原理:革兰氏染色原理:5.溶菌酶抑菌的作用机理?溶菌酶抑菌的作用机理?u可切断可切断N
6、AMNAM和和NAGNAG之之间的的 11,4 4糖苷糖苷键,引起引起细菌裂解。菌裂解。Penicillium仅对正在生仅对正在生长着的细菌长着的细菌,且主要是,且主要是对对G+菌菌有效有效。转肽酶转肽酶6.在人在人为条件下,用条件下,用溶菌溶菌酶除尽原有除尽原有细胞壁或用青霉素抑制胞壁或用青霉素抑制新生新生细胞壁的合成胞壁的合成后,所得到的后,所得到的仅有一有一层细胞膜包裹的胞膜包裹的圆球球状渗透敏感状渗透敏感细胞胞,称称为()。()。在长期进化过程中形成的、在长期进化过程中形成的、适应自然生活条件的适应自然生活条件的无细胞壁的无细胞壁的原核生物,原核生物,细胞膜中含大量的甾醇细胞膜中含大量
7、的甾醇以提高机械强度。称为()以提高机械强度。称为()原生质体原生质体 protoplast球状体球状体 spheroplast L型细菌型细菌 L-form of bacteria支原体支原体 Mycoplasma1972年年Singer和和Nicolson提出的细胞膜提出的细胞膜液态镶嵌液态镶嵌模型模型细胞膜液态镶嵌模型细胞膜液态镶嵌模型1)1)膜的主体是膜的主体是脂质双分子层脂质双分子层;2)2)脂质双分子层是脂质双分子层是流动流动的;的;3)3)整合蛋白整合蛋白因其表面呈因其表面呈疏水性疏水性,故可,故可溶于脂质双分子层的疏水性内层中;溶于脂质双分子层的疏水性内层中;4)4)周边蛋白周
8、边蛋白含有含有亲水基团亲水基团,故可通过,故可通过静电引力与脂质双分子层表面的极性静电引力与脂质双分子层表面的极性头相连;头相连;5)5)脂质分子间或脂质与蛋白分子间脂质分子间或脂质与蛋白分子间无无共价结合共价结合;6)6)脂质双分子层构成了膜的连续体,脂质双分子层构成了膜的连续体,而蛋白质象孤岛一样无规则地漂流在而蛋白质象孤岛一样无规则地漂流在磷脂类的海洋当中。磷脂类的海洋当中。细胞膜的功能:胞膜的功能:1)1)物质运输,物质运输,控制细胞内外物质(营养物质和代谢废控制细胞内外物质(营养物质和代谢废物)的物)的 运送、交换;运送、交换;2)2)渗透屏障,渗透屏障,维持细胞内正常渗透压的渗透屏
9、障作用;维持细胞内正常渗透压的渗透屏障作用;3)3)合成细胞壁各种组分(合成细胞壁各种组分(LPSLPS、肽聚糖、磷壁酸)和糖肽聚糖、磷壁酸)和糖被物质(如荚膜多糖等)的重要场所;被物质(如荚膜多糖等)的重要场所;4)4)参与产能代谢,参与产能代谢,进行氧化磷酸化或光合磷酸化的产进行氧化磷酸化或光合磷酸化的产能基地,能基地,电子传递链和电子传递链和ATPATP合成酶均位于细胞膜;合成酶均位于细胞膜;5)5)鞭毛基体的着生部位,并提供鞭毛运动所需能量;鞭毛基体的着生部位,并提供鞭毛运动所需能量;6 6)参与)参与DNADNA复制与子细胞分离。复制与子细胞分离。间体:间体:由细胞膜内褶形成的一种管
10、状、层状或串状物,由细胞膜内褶形成的一种管状、层状或串状物,一般位于细胞分裂的部位或附近。一般位于细胞分裂的部位或附近。间体的功能间体的功能:参与参与DNADNA复制及隔膜形复制及隔膜形成成分泌胞外酶的地点分泌胞外酶的地点间体间体(三)内膜系统(三)内膜系统四四核区核区(nuclear(nuclear body;nucleoidbody;nucleoid)细菌细菌核区长度核区长度:一般为一般为0.2530.253mmmm例:例:大大 肠肠 杆杆 菌菌 的的 DNADNA长长 约约 1 1mmmm。核区数目核区数目:一般为:一般为1 1个。个。功能功能:负载遗传信息。:负载遗传信息。由大型由大型
11、环状双链环状双链DNADNA纤丝不规则地折叠或缠纤丝不规则地折叠或缠绕而构成的无核膜、核仁的区域。绕而构成的无核膜、核仁的区域。质粒粒(plasmids)凡游离于原核生物核基因组之外,具有凡游离于原核生物核基因组之外,具有独立复制独立复制能力能力的小型的小型闭合环状闭合环状的双链的双链DNADNA分子分子量约为分子分子量约为100 10100 106 6 D.D.携带携带11001100个基因个基因,一个菌细胞可有一个菌细胞可有一至数十个质粒。一至数十个质粒。Structure of a bacterium highlighting the bacterial plasmid.(五五)细胞质细
12、胞质(cytoplast)(cytoplast)及其内含物及其内含物(inclusininclusin)细胞质功能:细胞质功能:细胞质中含有丰富的酶系,细胞质中含有丰富的酶系,是营养物质合成、转化、代是营养物质合成、转化、代谢的场所。谢的场所。细胞膜内除核区外的一切半透明、胶状、颗粒状细胞膜内除核区外的一切半透明、胶状、颗粒状物质物质可总称为可总称为细胞质。细胞质。其其含水量含水量约为约为80%80%,其次主要成分有:核糖体、贮其次主要成分有:核糖体、贮藏物、各种酶类、中间代谢物及质粒等藏物、各种酶类、中间代谢物及质粒等,少数细菌还存少数细菌还存在有伴孢晶体或气泡等。在有伴孢晶体或气泡等。原核
13、生物的细胞质是不流动的。原核生物的细胞质是不流动的。核糖体(核糖体(ribosome)是分散在细胞质中的颗粒状结构,由核糖体核酸是分散在细胞质中的颗粒状结构,由核糖体核酸rRNArRNA(占(占60%60%)和蛋白质(占)和蛋白质(占40%40%)组成。)组成。细菌的核糖体细菌的核糖体沉降系数沉降系数为:为:70s,由由50s大大亚基和亚基和 30s 小亚基构成。小亚基构成。功能:功能:是细胞合成蛋白质的是细胞合成蛋白质的机构。机构。二、细菌的细胞结构二、细菌的细胞结构基本结构包括:基本结构包括:细胞壁、细胞膜、细胞质、核区、(间细胞壁、细胞膜、细胞质、核区、(间体、核糖体、气泡和储藏物)。体
14、、核糖体、气泡和储藏物)。特殊结构(不是所有细菌都具有的)包特殊结构(不是所有细菌都具有的)包括:括:糖被、鞭毛、纤毛、芽孢。糖被、鞭毛、纤毛、芽孢。1糖被糖被(glycocalyx)及其类型:及其类型:某些细菌细胞壁外的一层粘液性胶状物质。某些细菌细胞壁外的一层粘液性胶状物质。糖被糖被包裹在单个细胞上包裹在单个细胞上包裹在细胞群上:包裹在细胞群上:菌胶团菌胶团在壁上有固定层次在壁上有固定层次松散,未固定在壁上:松散,未固定在壁上:粘液层粘液层层次厚:(层次厚:(大)大)荚膜荚膜 200nm层次薄:层次薄:微荚膜微荚膜 200nm根据糖被的形状和厚度的不同,将根据糖被的形状和厚度的不同,将糖被
15、分为四类:糖被分为四类:v糖被的组成:糖被的组成:因种而异,除水外,一般是因种而异,除水外,一般是多糖多糖(包(包括同型多糖和异型多糖),少数括同型多糖和异型多糖),少数多肽或蛋白质多肽或蛋白质,也,也有多糖与多肽复合型的。有多糖与多肽复合型的。糖被的生理功能糖被的生理功能1、保护作用保护作用u荚膜富含水分,可保护细胞免于干燥;荚膜富含水分,可保护细胞免于干燥;u糖被亲水,能防止宿主白细胞的吞噬;糖被亲水,能防止宿主白细胞的吞噬;u能保护菌体免受噬菌体和其他物质(溶菌酶)的侵害;能保护菌体免受噬菌体和其他物质(溶菌酶)的侵害;u作为透性屏障或(和)离子交换系统,可保护细菌免受重金作为透性屏障或
16、(和)离子交换系统,可保护细菌免受重金属离子的毒害;属离子的毒害;2、具有表面附着作用,是有些病原菌的毒力因子(提具有表面附着作用,是有些病原菌的毒力因子(提高致病性)高致病性);如引起龋齿的唾液链球菌,肺炎克雷伯氏菌如引起龋齿的唾液链球菌,肺炎克雷伯氏菌3、贮藏养料,是细胞外碳源和能源的储备物质贮藏养料,是细胞外碳源和能源的储备物质,以备,以备营养缺乏时重新利用。营养缺乏时重新利用。糖被与生产实践的关系糖被与生产实践的关系v肠膜明珠串菌的葡萄糖荚膜肠膜明珠串菌的葡萄糖荚膜用于生产代血浆的用于生产代血浆的的主要成分,即右旋糖酐和葡聚糖凝胶制剂。的主要成分,即右旋糖酐和葡聚糖凝胶制剂。v野菜黄单
17、胞菌荚膜野菜黄单胞菌荚膜黄原胶,食品添加剂,钻井黄原胶,食品添加剂,钻井液添加剂。液添加剂。v产菌胶团的细菌产菌胶团的细菌分解、吸附、沉降有害物质,分解、吸附、沉降有害物质,用于污水处理。用于污水处理。(2 2)鞭毛:鞭毛:一端连于细胞膜,一端游离的、细长一端连于细胞膜,一端游离的、细长波曲毛发状的结构。波曲毛发状的结构。鞭毛具有运动功能,一般认为鞭毛靠鞭毛丝旋转而动,鞭毛具有运动功能,一般认为鞭毛靠鞭毛丝旋转而动,它们是细菌的它们是细菌的“运动器官运动器官”。鞭毛的长度:鞭毛的长度:一般为一般为1520 m1520 m,最长可达最长可达70 m 70 m。鞭毛的直径:鞭毛的直径:为为0.01
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