微生物细胞的结构与功能 (2)精选PPT.ppt
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1、关于微生物细胞的结构与功能(2)第1页,讲稿共59张,创作于星期日细菌细菌细胞的构造细胞的构造 基本构造基本构造:细胞壁;细胞膜;细胞核;核糖体;颗粒状内含物细胞壁;细胞膜;细胞核;核糖体;颗粒状内含物 特殊构造特殊构造:质粒;间体;荚膜;芽胞;鞭毛与菌毛质粒;间体;荚膜;芽胞;鞭毛与菌毛 第一节第一节 原核细胞的构造原核细胞的构造第2页,讲稿共59张,创作于星期日(一)细胞壁(一)细胞壁G G细菌与细菌与G G-细菌细胞壁结构如下图细菌细胞壁结构如下图 G菌:菌:G-菌:菌:第3页,讲稿共59张,创作于星期日G G细菌与细菌与G G-细菌细胞壁的化学组成细菌细胞壁的化学组成 肽聚糖肽聚糖 G
2、 G+磷壁酸磷壁酸 多糖多糖 壁磷壁酸壁磷壁酸膜磷壁酸膜磷壁酸 肽聚糖肽聚糖-内壁层内壁层 脂多糖脂多糖G-脂蛋白脂蛋白 类脂类脂 蛋白质蛋白质 孔蛋白孔蛋白外壁蛋白外壁蛋白 外壁层外壁层 第4页,讲稿共59张,创作于星期日肽聚糖的结构肽聚糖的结构 肽聚糖是由组成肽聚糖的单体聚合而成的大分子网状化合物。肽聚糖是由组成肽聚糖的单体聚合而成的大分子网状化合物。肽聚糖的单体肽聚糖的单体 结构如图:结构如图:1 1、N-N-乙酰葡萄糖胺乙酰葡萄糖胺(G)(G)和和N-N-乙酰胞壁酸乙酰胞壁酸(M)(M)通过通过-1.4-1.4键连接的双糖。键连接的双糖。2 2、胞壁酸上的四肽、胞壁酸上的四肽(L-Al
3、a-D-Glu-L-Lys-D-Ala)(L-Ala-D-Glu-L-Lys-D-Ala)3 3、两四肽间的肽间桥。、两四肽间的肽间桥。肽聚糖的单体由三肽聚糖的单体由三部分组成部分组成:第5页,讲稿共59张,创作于星期日聚肽糖的单体分子结构聚肽糖的单体分子结构:第6页,讲稿共59张,创作于星期日聚肽糖的单体构成了大分子网状化合物聚肽糖的单体构成了大分子网状化合物:G G+菌的肽聚糖的分子结构交联度高,肽聚糖层厚菌的肽聚糖的分子结构交联度高,肽聚糖层厚,如枯草杆菌网如枯草杆菌网状分子有状分子有4040层。而层。而G G-菌的交联度低菌的交联度低,肽聚糖层薄,如大肠杆菌仅肽聚糖层薄,如大肠杆菌仅由
4、由1 12 2层分子组成。层分子组成。第7页,讲稿共59张,创作于星期日G G+菌与菌与G G-菌肽聚糖单体的异同:菌肽聚糖单体的异同:其区别为其区别为:1 1、四四肽肽上上的的第第三三个个氨氨基基酸酸不不同同,G,G+菌菌为为赖赖氨氨酸酸;G G-菌菌为为内内消消旋旋二氨基庚二酸。二氨基庚二酸。2 2、肽间桥不同:、肽间桥不同:G G+菌为甘氨酸五肽;菌为甘氨酸五肽;G G-菌为肽键。菌为肽键。第8页,讲稿共59张,创作于星期日古细菌假肽聚糖的单体结构古细菌假肽聚糖的单体结构第9页,讲稿共59张,创作于星期日磷壁酸的结构与功能磷壁酸的结构与功能 磷磷壁壁酸酸是是G G+菌菌细细胞胞壁壁中中的
5、的特特有有成成份份。磷磷壁壁酸酸主主要要有有两两种种:一种是甘油磷壁酸;一种是核糖醇磷壁酸一种是甘油磷壁酸;一种是核糖醇磷壁酸。甘油磷壁酸甘油磷壁酸核糖醇磷壁酸核糖醇磷壁酸第10页,讲稿共59张,创作于星期日磷壁酸的主要功能:磷壁酸的主要功能:1 1、因因带带负负电电荷荷,故故可可与与环环境境中中Mg2等等阳阳离离子子结结合合,提提高高这这些些离离子子的浓度,以保证细胞膜上一些合成酶维持高活性的需要;的浓度,以保证细胞膜上一些合成酶维持高活性的需要;3 3、赋于革兰氏阳性菌以特异的表面抗原;、赋于革兰氏阳性菌以特异的表面抗原;4 4、提供某些噬菌体以特异的吸附受体。、提供某些噬菌体以特异的吸附
6、受体。2 2、保证革兰氏阳性致病菌(如、保证革兰氏阳性致病菌(如A A族链球菌)与其宿主间的粘连(主族链球菌)与其宿主间的粘连(主要为膜磷壁酸);要为膜磷壁酸);第11页,讲稿共59张,创作于星期日脂多糖分子结构由三部分组成:脂多糖分子结构由三部分组成:类脂A:2个N乙酰葡糖胺及5个长链脂肪酸 3个2酮3脱氧辛糖酸(KDO)内核心区 LPS 核心多糖区 3个 L甘油D甘露(Hep)外核心区:5个己糖(Hex),包括葡糖胺、半乳糖、葡萄糖 O侧链:多个4Hex单位,内含半乳糖、鼠李糖、甘露糖、阿比可糖(Abq)第12页,讲稿共59张,创作于星期日 LPSLPS结构如下图:类脂结构如下图:类脂A
7、A是是G G-细菌的毒性中心细菌的毒性中心第13页,讲稿共59张,创作于星期日脂多糖的功能脂多糖的功能 1 1、是革兰氏阴性细菌致病物质、是革兰氏阴性细菌致病物质内毒素的物质基础;内毒素的物质基础;2 2、与磷壁酸相似,也有吸附、与磷壁酸相似,也有吸附MgMg2+2+和和CaCa2+2+等阳离子以提高这些离等阳离子以提高这些离子在胞表面浓度的作用;子在胞表面浓度的作用;3 3、由由于于LPS结结构构的的变变化化,决决定定了了革革兰兰氏氏阴阴性性细细菌菌细细胞胞表表面面抗抗原原决决定定簇簇的的多多样样性性,据据统统计计(1983),国国际际上上已已报报道道过过的的根根据据LPS的的结结构构特特性
8、性而而鉴鉴定定过过的的Salmonella(沙沙门门氏氏菌菌属属)的的表表面面抗抗原原类类型多达型多达2107个;个;4 4、是许多噬菌体在细胞表面的吸附受体。脂多糖要维持其结、是许多噬菌体在细胞表面的吸附受体。脂多糖要维持其结构的稳定性需要足量构的稳定性需要足量Ca2+的存在。如果用螯合剂去除的存在。如果用螯合剂去除Ca2+,LPS就解体。这时,就解体。这时,G-细菌的内壁层肽聚糖就暴露出来,因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。而就可被溶菌酶所水解。第14页,讲稿共59张,创作于星期日细菌细胞壁的功能细菌细胞壁的功能 1、固定细胞外形;、固定细胞外形;2、为鞭毛运动提供支
9、点;、为鞭毛运动提供支点;3、保保护护细细胞胞免免受受外外力力的的损损伤伤(G+菌菌可可抵抵御御1525个个大大气气压压的的渗渗透透压,压,G-菌可抵御菌可抵御510个大气压的渗透压);个大气压的渗透压);4 4、为正常细胞的分裂所必需;、为正常细胞的分裂所必需;5 5、阻挡有害物质进入;、阻挡有害物质进入;6 6、与细菌的抗原性、致病性和对噬菌体的敏感性关。、与细菌的抗原性、致病性和对噬菌体的敏感性关。第15页,讲稿共59张,创作于星期日(二)细胞膜(二)细胞膜 细胞膜是外侧紧贴细胞壁而内侧包围原生质的一层柔软而富细胞膜是外侧紧贴细胞壁而内侧包围原生质的一层柔软而富有弹性的半透性膜。有弹性的
10、半透性膜。脂脂类类:占占2030%细胞膜的化学组成主要是细胞膜的化学组成主要是 蛋白质:占蛋白质:占6070%第16页,讲稿共59张,创作于星期日细胞膜的结构细胞膜的结构 细菌的细胞膜由两层磷脂分子组成,磷脂疏水端两两相对,亲细菌的细胞膜由两层磷脂分子组成,磷脂疏水端两两相对,亲水的头部向外,蛋白质嵌入磷脂双分子层中或分布在磷脂双分子层的水的头部向外,蛋白质嵌入磷脂双分子层中或分布在磷脂双分子层的内外表面。内外表面。第17页,讲稿共59张,创作于星期日真细菌细胞膜的磷脂分子结构如下图:真细菌细胞膜的磷脂分子结构如下图:第18页,讲稿共59张,创作于星期日古细菌细胞膜的结构古细菌细胞膜的结构第1
11、9页,讲稿共59张,创作于星期日古细菌细胞膜植烷基甘油醚的结构古细菌细胞膜植烷基甘油醚的结构古生菌甘油醚古生菌甘油醚醚键醚键第20页,讲稿共59张,创作于星期日细菌细胞膜的功能细菌细胞膜的功能 1 1、控制内外物质的运送、交换;、控制内外物质的运送、交换;2 2、维持细胞内正常渗透压的屏障;、维持细胞内正常渗透压的屏障;3 3、合合成成细细胞胞壁壁各各种种组组分分(LPSLPS,肽肽聚聚糖糖,磷磷壁壁酸酸)和和荚荚膜膜大分子的场所;大分子的场所;4 4、进行氧化磷酸化和光合磷酸化的产能基地;、进行氧化磷酸化和光合磷酸化的产能基地;5 5、许多酶和电子传递链的所在部位;、许多酶和电子传递链的所在
12、部位;6 6、鞭毛着生点并为其运动提供能量。、鞭毛着生点并为其运动提供能量。第21页,讲稿共59张,创作于星期日(三)(三)壁膜间隙壁膜间隙 G+、G-壁膜间隙:壁膜间隙:壁膜间隙的功能:含有水解酶,结合蛋白,化学受体。壁膜间隙的功能:含有水解酶,结合蛋白,化学受体。第22页,讲稿共59张,创作于星期日(四)细胞核(四)细胞核 细细菌菌细细胞胞核核又又称称原原核核、拟拟核核或或细细菌菌染染色色体体。它它位位于于细细胞胞质质内内,没没有有核核膜膜、核核仁仁。核核没没有有固固定定的的形形态态,细细菌菌细细胞胞核核的的化化学学成成分分为为双链双链DNA,没有组蛋白。,没有组蛋白。如:如:E.coli
13、 细胞长约细胞长约2um,DNA拉直后其长为拉直后其长为11001400umum。通过同位素放射显影技术和电子显微镜的超薄切片观察,细菌通过同位素放射显影技术和电子显微镜的超薄切片观察,细菌的细胞核含有丝状物资,没有膜包围。丝状物质由双链的细胞核含有丝状物资,没有膜包围。丝状物质由双链 DNA分子分子折叠缠绕而成。丝状物质拉直后,其长度为细胞的若干倍。折叠缠绕而成。丝状物质拉直后,其长度为细胞的若干倍。第23页,讲稿共59张,创作于星期日细胞核:细胞核:细菌细胞核的功能:它是细菌生长、新陈代谢、遗传变细菌细胞核的功能:它是细菌生长、新陈代谢、遗传变异的控制中心。异的控制中心。第24页,讲稿共5
14、9张,创作于星期日(五)间(五)间 体体 间间体体是是细细菌菌细细胞胞膜膜内内陷陷而而成成的的一一种种层层状状、管管状状或或囊囊状状物物。一一般般位位于于细细胞胞分分裂裂部部位位或或其其邻邻近近部部位位。常常见见于于G G+菌菌,在在有有些些G G-细细菌中不明显。菌中不明显。间体主要功能:促进细胞间隔的形成并参与遗传物质的复制。间体主要功能:促进细胞间隔的形成并参与遗传物质的复制。第25页,讲稿共59张,创作于星期日间体参与间体参与DNADNA的复制:的复制:第26页,讲稿共59张,创作于星期日(六)细胞质及内含物(六)细胞质及内含物 包包围围在在细细胞胞膜膜内内的的物物质质称称为为细细胞胞
15、质质,由由于于细细胞胞核核是是细细菌菌细细胞胞的的重重要结构成分,因此细胞质通常是指细胞膜包围的除细胞核以外的物质。要结构成分,因此细胞质通常是指细胞膜包围的除细胞核以外的物质。细胞质中有如下重要的内含物细胞质中有如下重要的内含物:1:1、质粒;、质粒;2 2、核糖体;、核糖体;3 3、藏、藏颗粒颗粒(碳素储藏颗粒、氮素储藏颗粒、磷素储藏颗粒碳素储藏颗粒、氮素储藏颗粒、磷素储藏颗粒)。第27页,讲稿共59张,创作于星期日质质 粒粒 质质粒粒是是独独立立存存在在于于细细菌菌染染色色体体外外或或附附加加在在染染色色体体上上的的遗遗传传物物质。它由一共价闭合环质。它由一共价闭合环DNADNA分子组成
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