微生物的细胞结构

1、第一章 微生物的细胞结构微生物类群庞杂、种类繁多，包括细胞型生物和非细胞生物。凡有细胞形态的微生物称为细胞型微生物。按其细胞结构又可分为原核微生物和真核微生物。原核微生物是指细胞核为原核即核为原始形态的核，没有核膜、核仁，由DNA组成，不与组蛋白结合。原核微生物包括细菌、放线菌、兰细菌和古细菌。第一节 原核微生物下面以细菌为代表说明原核微生物细胞的结构及各结构的功能。一、细胞壁（Cell wall）细胞壁是位于细胞表面，内侧紧贴细胞膜的一层较为坚韧，略具弹性的结构，占细菌细胞干重的10-25%。细胞壁具有如下功能：（1）维持细胞外形。保护细胞免受机械损伤或渗透压破坏。 a.各种细菌失去细胞壁都

2、会变成球状体。 b.细菌在高渗溶液中会出现质壁分离现象。 c.在低渗溶液中细菌细胞会膨大。（2）细胞壁特殊的化学组成决定细菌的抗原性。致病性和对噬菌体的敏感性。（3）细胞壁为细菌鞭毛的运动提供可靠的支点，有鞭毛的细菌失去细胞壁后鞭毛仍在，但不运动。（4）有屏障作用，可阻挡大分子物质进入细胞，而水和小分子物质可进入细胞。细菌的细胞壁通过特殊方法染色后可在光学显微镜下观察到，自然界所有的细菌用革兰氏染色后可区分为G+和G-两种染色反应，这种染色性的不同，是由于细菌细胞壁结构和化学组成不同引起的。Gram染色过程如下：（略）紫色：G+细菌经革兰氏染色后 红色：G-1G+细菌的壁：在电镜下G+细菌的壁

3、为一层 肽聚糖 细胞壁 磷壁酸（垣酸） （20-80nm） 多糖 （1）肽聚糖的分子结构肽聚糖是由N-乙酰葡萄糖胺（G），N-乙酰胞壁酸（M）、胞壁酸上的四肽以及连接相邻四肽的肽间桥组成的双糖亚单位聚合而成的大分子网状结构。 组成肽聚糖的双粒亚单位是：GML丙D谷DAP （肽间桥）D丙 肽聚糖双糖亚单位与亚单位之间通过aa间桥连接，或者是一个亚单位四肽末端aa的羧基与另一相邻亚单位短肽中的二氨基酸的氨基以肽键连接。双糖亚单位短肽中的二氨基酸依细菌种类有不同。下面列举金黄色葡萄球菌和大肠杆菌肽聚糖亚单位之间的连结和短肽中二氨基酸的差异。大肠杆菌肽聚糖亚单位的结构与连结：GM GM L-ala L

4、-ala D-glu D-glu DAP（二氨基庚二酸） DAP （CONH2） D-ala D-ala金黄色葡萄球菌肽聚糖亚单位的结构与连结GM GM L-ala L-ala D-glu D-glu L-lys（赖氨酸） （甘）5 L-Lys D-ala D-ala肽聚糖聚合物的大分子是一种三维空间的网状结构。肽聚糖是G+菌细胞壁的主要成分，它占细胞壁干重的40-90%，而在G-菌的壁中只占5-10%。注意几点：不同种的细菌肽聚糖亚单位中短肽中的二氨基酸不一样。不同的细菌肽聚糖亚单位与亚单位之间的交联方式不一样，有的是肽链交联，有的是一个亚单位短肽未端aa的羧基与另一亚单位短肽中的二氨基酸的

5、氨基直接以肽键联结。不同种的细菌，肽聚糖中的双糖亚单位的数量不一样，有的多，有的少，例如金黄色葡萄球菌只有9个双糖亚单位，而地衣芽孢杆菌多达79个二糖单位。不同种类的细菌肽聚糖的含量多少不一，有的多，有的少。G+菌中多，G-菌中少，交链度也不一样，G+高，G-低。肽聚糖能被溶菌酶水解，溶菌酶的水解部位在-1.4糖苷键。G+菌对青酶素敏感，这是因为青霉素可阻止肽聚糖亚单位与亚单位之间交联肽链的形成。肽聚糖存在于除古细菌以外的所有有壁原核生物的细胞壁中。（2）磷壁酸（teichoic acid）（又叫垣酸）的分子结构 磷壁酸只存在于G+菌的细胞壁中，它的含量可达细胞壁干重的50%，磷壁酸有两种，一

6、种是核糖醇磷壁酸，一种是甘油磷壁酸A）核糖醇磷壁酸的分子结构羧基被还原 H H H后生成糖醇 CHO H-C-OH O-C-H O-C-HH-C-OH H-C-O-D-ala H-C-O-D-ala H-C-O-D-ala OH O O OH-C-OH H-C-OH P H-C-OH P H-C-OH P H-C-OH H-C-O-R OH H-C-O-R OH H-C-O-R OH CH2OH H-C-O H-C-O H-C-OD-核糖 H H n H核糖醇磷壁酸是以磷酸二酯键把两个相邻的核糖醇第一位和第五位C原子连接起来，即是由核糖醇磷酸亚基组成的聚合物，大多数核糖醇残基在第二位C原子上连

7、接一个D丙氨酸，而在第3和4位C原子上可由不同的糖取代。核糖醇的链少则有10个残基，多的达40-50个残基。B）甘油磷壁酸的分子结构 H H H H-C-OH O O-C-H O O-C-H O OHR-O-C-H P R-O-C-H P R-O-C-H P H-C-O OH H-C-O OH H-C-O OH H H n H甘油磷壁酸是通过磷酸二酯键连接相邻的两个磷酸甘油的第一个C原子和第三个C原子，第2位C原子糖基则和D-丙氨酸或糖连接。即是由磷酸甘油亚基组成的聚合物。除个别球菌外C+细菌的细胞壁都只含有一种磷壁酸磷壁酸是含有这种物质的G+菌的主要表面抗原成分，也是噬菌体吸附的受体位点，磷

8、壁酸的存在加强了细胞膜对二价离子，尤其是Mg+的吸附。胞壁酸、磷壁酸、二氨基庚二酸（DAP）、D-氨基酸这四种酸是细菌细胞壁特有的化学组分。2革兰氏负反应细菌的细胞壁G-细菌的细胞壁比G+菌的壁要复杂得多，结构层次明显，分为内壁层和外壁层两层，其结构如图所示。 G-细菌细胞壁中的主要成分是脂多糖，脂多糖由O侧链核心多糖类脂A 三部分组成O侧链组成的糖类不同决定了不同细菌的抗原特异性。在非致病的G-细菌中脂多糖没有O侧链。脂多糖的毒性部分在类脂A。G+菌与G-菌细胞壁的比较见下表 特性G+细菌G-细菌 结构一层，厚度为20-80nm，肽聚糖网格结构紧密二层，内层2-3nm，外层8nm肽聚糖位于内

9、层，网格状结构疏松。化学组成肽聚糖磷壁酸多 糖脂蛋白脂多糖蛋白质脂 类对青霉素对溶菌酶层数多，交联度高，占壁干重的40-90%+或-+-+或-敏感敏感层数少，交联度低，只占5-10% - - + + + + 不敏感 不敏感3细菌细胞壁的结构与革兰氏染色反应G+菌的细胞壁肽聚糖含量高、网格结构紧密，含脂量又低，当用酒精脱色时，肽聚糖层收缩，网格孔径缩小，从而阻止了结晶紫一碘的复合物逸出，当复染时染不上蕃红的红色，菌体仍为结晶紫的紫色，此为G+反应。G-菌的细胞壁肽聚糖层薄，含脂量高，当用酒精脱色时由于G-菌细胞壁中的脂类物质溶于酒精，使细胞通透性增加，使得初染时进入细胞中的结晶紫一碘的复合物逸出

10、，当再用蕃红复染时菌体就染上蕃红的红色，此为G-反应。4原生质体，原生质球和L型细菌原生质体：用青霉素等抗生素或者溶菌酶处理G+菌而得到的去壁完整的球形体。质生质球：用青霉素等抗生素或溶菌酶处理G-细菌而得到的去壁不完全的近球形体。L型细菌：某些细菌在特定环境条件下因基因突变而产生的无壁类型。在一定条件下L型细菌能发生回复突变而恢复为有壁的正常细菌。细胞壁在固体培养基上繁殖恢复原生质体原生质球L型细菌O不完全OO+O×在再生培养基中可恢复成原来的细菌+O×在一定条件下发生回复突变恢复到原来细菌二、细胞膜（cell membrane）细胞膜又叫原生质膜（Plasma memb

11、rane）它是位于细胞壁内侧的一层薄膜。细胞膜厚约7.5nm重量可达细胞干重的10% A.脂类（甘油磷脂）(20-30%)化学组成主要是 B.蛋白质（60-70%） C.此外还有糖脂和糖蛋白脂类：细胞膜中的脂类为甘油磷脂，它由脂肪酸、甘油、磷酸和含N碱基组成，其结构式如图所示。 蛋白质：它与普通蛋白质一样，但在细胞膜中所占的比例很大，约占细胞膜的75%，根据蛋白质在膜上的分布可分为内在蛋白和外在蛋白两种，前者存在于膜脂质分子中间，后者存在于膜的内外表面，这些蛋白质都是各具特性的酶，包括：渗透酶、合成酶、呼吸酶、ATP合成酶等。细胞膜的镶嵌模如图所示。这是七十年代以来流行的膜的结构假说，磷脂分子

12、排成双分子层，疏水尾部相对，亲水头部向外，蛋白质分布在磷脂双分子层的内外表面或嵌入其中。“单位膜”假说，这是50年代的流行假说，现代的镶嵌模是在此基础上发展起来的，有的人把现代的镶嵌膜构型也称为单位膜。关于细胞膜的结构现在都讲镶嵌模型，而不再讲单位膜假说了。细胞膜具有如下的功能：1具有选择透性，对营养物质和代谢产物进出细胞有选择透性2参与细胞壁的生物合成膜上有合成肽聚糖的载体脂类3参与能量的产生膜上有电子传递链起真核生物中线粒体的功能4与细菌的分裂有关5与细胞的运动有关细菌鞭毛的基粒位于细胞膜上三、壁膜间隙（Periplasmic space）(也称质周间隙)细菌细胞中，细胞壁和细胞膜之间有一

13、狭小的间隙，称为壁膜间隙，在壁膜间隙中有一些特殊的酶。 1.水解酶：催化食物的初步降解 壁膜间隙中的酶主要有三类 2.结合蛋白：启动物质转运过程 3.化学受体：在趋化作用中起作用的蛋白 壁膜间隙中的水解酶列表如下：酶 名 称作 用核糖核酸酶DNA内切酶碱性磷酸酶酸性磷酸酶酸性磷酸已糖酶环式酸性二酯酶5-核苷酸酶青霉素酶水解RNA内切DNA从一些无机磷化物上水解出磷酸从一些有机化合物上水解出磷酸从一些磷酸已糖上水解出磷酸把核糖核苷-2，3环状磷酸转化成核糖核苷-3-磷酸，并进一步水解为核苷转化核苷酸为核苷水解青霉素四、内膜系统 间体 载色体细菌细胞的内膜系统有 羧酶体 类囊体1、间体（mesos

14、ome）：它是细菌细胞内唯一的细胞器，由细胞膜内陷而成，其结构和化学组成与细胞膜相同。间体具有如下功能。（1） 、呼吸作用电子传递系统的中心，相当于高等生物的线粒体，间体上有细胞色素氧化酶，玻珀酸脱氢酶等呼吸酶系。（2） 、与合成细胞壁，特别是横隔壁有关，因间体常出现于细胞分裂时新形成的横隔壁处。（3） 、与核分裂有关，因DNA的复制点和间体结合在一起。4、间体一边和膜相连，另一侧和核物质紧密接触，起着向核运送营养物质和能量的作用。5、芽胞的形成也与间体有关。2载色体（chromatophore），亦称色素体或叫光合膜是光合细菌进行光合作用的场所，相当于绿色植物的叶绿体。主要化学成分是蛋白质和

15、脂类。载色体在有的细菌细胞中是由内膜内陷延伸而成的囊状，管状或层状结构（如在红硫菌科中），而在有的细菌细胞中则是由单层膜组成的囊状结构，独立分布于细胞质中，（如在绿硫菌科中）。3羧酶体（carboxysome）、又称多角体（Polyhedral body）这是自养细菌特有的内膜结构，由3.5nm厚的蛋白质单层膜包围，是自养细菌固定CO2的场所。羧酶体中含有卡尔文循环中的关键性酶1.5-二磷酸核酮糖羧化酶。该酶是卡尔文环中固定CO2的关键性酶类。4类囊体（thylakoid）是蓝细菌进行光合作用的场所，由单位膜组成。类囊体中含有叶绿素，胡罗卜素及辅助色素藻胆蛋白体，前两者位于类囊体中，后者位于类

16、囊体的外表面上。五、细胞核（nucleus）细菌的细胞核称拟核（nucleoid），结构简单，没有核仁、核膜，由一个环状的DNA组成。它是细菌遗传信息的载体。E.coli的DNA的长度可达1100m，而E.coli的大小只有1-2m，这是因为DNA分子反复折叠的结果。细菌细胞中的DNA没有组蛋白结合。六、细胞质及内含物细菌细胞膜所包围的部分是细胞质，在细胞质中存在着许多内含物，这些内含物主要有：1、质粒（plasmid）质粒是存在于细菌染色体外或附加在染色体上的遗传物质。绝大多数由共价闭合环双螺旋DNA分子所构成，分子量较细菌染色体小，约2-100×106道尔顿，每个细胞内可有1个或

17、多个质粒，每个质粒可有几个甚至50-100个基因。已发现的质粒主要有如下几种：（1）、抗药性质粒（R因子）：对某些抗生素和药物表现抗性（2）、接合（F因子）：最早发现的与细菌接合有关的质粒。（3）、大肠杆菌素质粒（COl因子）：使大肠杆菌产生大肠杆菌素以抑制其他细菌。（4）、抗性质粒；对许多金属离子和紫外线，-X射线产生抗性的质粒。（5）、降解质粒：假单胞菌中发现的质粒，可分解二甲萃，水杨酸，樟脑等。（6）、致瘤因子：在农杆菌中发现的一种质粒，它能使寄主诱发肿瘤。（7）、共生固N质粒：存在根瘤菌中。质粒具有如下特性：（1） 、可从菌体内自行消失或用物理、化学方法消除。（2）、没有质粒的细菌本身

18、不能自发地产生质粒，但可通过接合、转导、转化的方式从有质粒细菌中获得。（3）、质粒能自我复制，稳定的遗传，也可插入细菌染色体和外源DNA中共同复制（4）、可通过转化，转导或接合的方式单独转移，亦可携带染色体片段一起转移，因此质粒是遗传工程的运载工具。2、核糖体（ribosome）和协助蛋白（chaperons）又叫核糖核蛋白质，它是合成蛋白质的场所，每个细菌细胞中约有1.5万个，分布于细胞质中。核糖体合成的多肽依靠协助蛋白进行折叠。65%RNA核糖体由 组成35%蛋白质原核微生物细胞中的核糖体的沉降系数为70S1个16SrRNA 16SrRNA可降解为6、8等寡核苷30S 21种蛋白质 酸片段

19、，通过比较两菌寡核苷酸片段70S由 1个23SrRNA 碱基的符合系数后，提出了古细菌的 50S 1个5S rRNA 概念32种蛋白质S是生化中的一种沉降单位，它由下列公式计算而来 V V：分子穿过溶液的速度S= ：转头的角速度 2r r：质量到旋转中心的距离 2r：离心场强度S的单位是秒，1S（1Svedberg）=1×10-13秒3气泡(gas vacuole)存在于光合细菌和水生细菌的细胞质中。气泡是纺缍形的结构，中空而有硬度，每个细胞可含几个到许多个，气泡由蛋白质亚单位组成的蛋白质膜包围，这种膜不含磷脂。气泡膜可透气，但不透水，亦不能透过溶质。气泡的功能在于含有气泡的细菌能浮

20、在水面，以保证细胞更多的接近空气。4颗粒状内含物：（1）异染粒（metachromatic granule）异染粒又叫捩转菌素（Volutin）异染粒是磷酸聚合物，由于能被兰色的碱性染料染成红色故而得名。它是磷酸盐的贮藏物，但也可能是能量贮藏物，因异染粒由ATP转化而来。（-P-）n+ATP(-P-)n+1+ADP（2）聚-羟基丁酸（Poly-hydroxybutyric acid）它是细菌细胞内特有的C源和能源的贮藏物，其它生物不含这种物质。 CH3 O CH3 OHOCHCH2COH+HOCCH2COH CH3 O CH3 O HOCHCH2COCCH2COH + H2O （3）肝糖粒（g

21、lycogen）和淀粉粒有的细菌含有肝糖粒，肝糖粒遇碘变为红棕色，如大肠杆菌就含肝糖粒。有的细菌含淀粉粒，淀粉遇碘变为蓝色。肝糖粒和淀粉粒都是细菌细胞内的C源和能源贮藏物。（4）硫粒有些硫细菌，例如贝日阿托氏菌属（Beggiatoa），能氧化H2S-S从中获得能量，这些细菌能将S贮藏在细胞里形成S粒，当外界缺乏S时，能将S进一步氧化获得能量。（5）多肽：在某些芽胞杆菌中，如苏云金杆菌（Bacillus thuringiensis）在细胞质内常形成一种多肽结晶，叫伴胞晶体，对一些昆虫有毒杀作用。某些蓝细菌细胞中积累的藻蓝素是精氨酸和天门冬氨酸的共聚物。（6）磁粒：少数磁性细菌细胞中特有的串珠状F

22、e3O4的磁性颗粒。七、荚膜（capsule）和粘液层 荚膜是某些细菌生活在一定条件下向细胞外分泌的一种粘液状物质，当这种粘液物质很浓时，用负染色法在光学显微镜下可见到一定形态，称为荚膜，当这种物质很稀时，负染色不能看到形态，则称为粘液层。 荚膜是一种多糖或者多肽类物质，多数细菌为多糖、少数细菌的荚膜为多肽。亦有少数细菌的荚膜既含有多糖又含有多肽。如巨大芽孢杆菌。 荚膜对细菌有如下作用 作为C源和能源贮藏物质 抗干燥吸附阳离子抗吞噬细胞吞噬抗噬菌体侵袭许多有荚膜或液层的细菌相互连接成较大的群体，这种较大的群体称为菌胶团。S型菌落：有荚膜的细菌形成的菌落表面光滑，称S型菌落。R型菌落：没有荚膜的

23、细菌形成的菌落表面粗糙，称为R型菌落。荚膜的益处和害处：益处：肠膜状明串珠菌能用庶糖合成大量的荚膜物质葡聚糖，葡聚糖是生产右旋糖酐的原料，而右旋糖酐是制作代血浆的主要成分。荚膜作为代血浆的生产原料。害处：有荚膜的细菌致病性强 污染食品、导致粘性面包、粘性牛奶的产生 影响制糖生产、荚膜菌的大量繁殖增加糖液粘度、影响过滤速度，对生产造成损失。八、鞭毛(flagellum)菌毛(fimbria)和性菌毛(sex pili) 鞭毛：运动器官，由三条蛋白质丝螺旋绕成中空管状。细菌表面的毛有三种 菌毛：吸附作用，由一条蛋白质丝螺旋绕成中空管状。 性菌毛：F菌毛决定细菌的接合有1-10根 鞭毛是细菌运动的器

24、官，它着生在细菌表面，由一根中空的管状蛋白质丝组成。 鞭毛占菌体干重的1% 鞭毛很细、很长、长度是菌体的若干倍，最长可达70m 。 鞭毛直径只有10-20nm。光学显微镜下不可见，只有通过特殊染色加粗后才能在光学显微镜下看见。 杆菌：多数有鞭毛 细菌 球菌：多数没有鞭毛 螺旋菌：一般都有鞭毛 根据鞭毛着生位置，鞭毛菌可分以下五种类型： 1.一端单生鞭毛菌 如铜绿色假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa) 2.两端单生鞭毛菌 如牡蛎螺菌(Spirillum ostreae)鞭毛菌的类型 3.一端丛生鞭毛菌 如荧光假单胞菌(Pseu.fluorescens) 4.两端丛生鞭毛菌 如

25、红色螺菌(Spirillum rubrum) 5.周生鞭毛菌 如枯草杆菌(Bacillus subtilis) 细菌的鞭毛主要是由蛋白质组成的，它由三条丝状蛋白质亚单位螺旋排列而成一根中空的管状蛋白质丝。 多糖 类脂 鞭毛的化学组成除蛋白质外还有 RNA DNA 蛋白质中有一种叫鞭毛蛋白的蛋白质，它是鞭毛抗原的决定组分，分子量约为15000-40000道尔顿。鞭毛的亚显微构造如图所示。 鞭毛丝 在电镜下鞭毛的细微结构由 鞭毛钩（也叫钩形鞘） 三部分组成 基体 子细胞鞭毛的获得： 端生鞭毛菌：鞭毛只能在分裂部位形成而不能在另一端形成 周毛菌：老的鞭毛平均分给两个子细胞，新合成的鞭毛填充缺位。 鞭

26、毛的运动： 鞭毛菌的运动靠鞭毛的旋转把菌体向前推进。鞭毛菌一般每秒运动20-80m。 鞭毛旋转的机制可能是基体中的S环与M环被此向相反方向转动，导致中心杆转动，从而使得鞭毛丝急速旋转。把菌体推向前进。基体蛋白质亚单位接受ATP能量，发生构型变化，收缩，产生运动。 细菌的运动具有趋化性，趋光性和趋氧性。 当环境中存在有益物质时，细菌向该物质聚集，作趋向运动，聚集在高浓度区；当环境中存在的是有害物质时，细菌逃避，聚集在低浓度区。 趋光性是光合细菌所产生的反应，光合细菌总是向光强的地方聚集，而避开光弱的地方。 好氧菌具有趋氧性，在一滴水中，它们总是向水滴边缘运动。 菌毛（Fimbria）和性菌毛(p

27、ili)。 细菌细胞除具有鞭毛外还具有菌毛和性菌毛。菌毛与鞭毛相比，菌毛细而短、多（10-500根），鞭毛粗而长、少。它们的起源和化学组成都是相同的，即都起源于细胞质膜的基粒，都是由蛋白质所组成，但组成菌毛的蛋白质分子量要比鞭毛蛋白质的分子量小，它是由一条丝状蛋白质亚单位排列成中空的管状丝。 菌毛主要起吸附作用，有菌毛的细菌可吸附在其他物体上，也可以相互吸附形成菌膜，飘浮在液体表面。 有的细菌具有一种有特殊的菌毛，称为性菌毛(F菌毛)，它是两个不同性别的细菌接合后传递遗传物质的一种通道。 性菌毛的形成由性质粒(F因子)控制，它比普通菌毛粗而长，且数目少（1-10根），E.coli只有四根。 九

28、、芽胞(Spore或endospore)、孢囊和伴胞晶体 某些细菌在生长的一定阶段，在细胞内形成一个圆形、椭圆形或者圆柱形的结构，它对不良环境具有抗性，是细菌的休眼体称为芽胞。 芽胞着生于菌体内，与放线菌、霉菌的分子孢子不同，故又叫内生孢子(endospore) 芽胞在菌体内的着生有以下几种情况： 在中间 芽胞着生于菌体内，不使菌体膨大 在一端 在中间膨大呈梭形 芽胞着生于菌体内，使菌体膨大 在一端膨大呈鼓棰形电子显微镜下芽胞的超微切片结构如下图：芽胞的形成过程可分为以下七步：0核物质分于两端0在营养细胞中核物质分于细胞两端1核物质形成轴丝1轴丝形成：开始形成芽孢时，核物质变成致密的一条。2形

29、成横隔膜2横隔膜形成：左端细胞膜内陷形成隔膜，产生大小两个细胞。3形成前孢子3前孢子形成：大细胞向前生长，将小细胞包围，形成一个具有双层膜的前孢子。含有前孢子的细胞称为孢子囊。前孢子的内膜以后发育为营养细胞的细胞膜。4形成皮层4皮层形成：在前孢子的双层膜之间形成皮层，在皮层中有吡啶二羧酸（DPA）和Ca+的吸收。5形成孢子衣（芽胞外壳）5孢子衣形成：前孢子外膜表面合成外孢子物质沉积在皮层外表面，发展成为一个连续的致密层。外壳物质主要是蛋白质，含有半胱aa。赖aa和疏水aa。6芽胞成熟6.芽胞成熟：某些芽胞在此阶段形成外孢壁。7芽胞释放7芽胞释放：孢子囊破裂，芽胞释放出来。细菌芽胞与营养细胞的比

30、较 比较项目 营养细胞 芽 胞1.细胞结构 典型G阳性细胞 芽孢由核心、内膜（核心壁）、皮 层、孢子衣、外胞壁组成2.显微镜观察 不折光 折光3.Ca+含量 低 高4.吡啶二羧酸(DPA) 无 有5.聚羟基丁酸(PHB) 有 无6.多糖含量 高 低7.蛋白质含量 低 高8.某些种的伴胞晶体蛋白 无 有9.含硫氨基酸 低 高 10.酶活性 高 低11.新陈代谢（氧吸收） 高 低12.大分子合成 有 无13.mRNA 有 含量低或无14.抗热性 低 高15.抗辐射能力 低 高16.抗化学药剂和抗酸能力 低 高17.染色性 易染 难染需用特殊方法18.对溶菌酶作用 敏感 不敏感 细菌的芽胞耐热，耐热

31、的原因是： 有厚壁， 壁含有吡啶二羧酸Ca的复合物 含水量低， 酶含量少且抗热， 含硫氨基酸高。 芽胞的萌发： 萌发的条件：水，温度，营养物，氧 萌发的过程： 吸收水份和营养物质，体积膨大，耐热性和折光性降低。 酶活性提高，呼吸作用加强，核开始分裂，Ca+、DPA等可溶性物质外流， 抗性降低。肽聚糖分解，孢子囊壁破裂，皮层破坏，长出芽管，逐渐发育成新的营养细胞。营养细胞的细胞膜来自至前孢子双层膜的内膜。由上可见，芽胞在萌发过程中，除保留了内膜以内的部分外，在萌发中，皮层以外的部分都消失了。 孢囊(Cyst) 有些细菌不以芽胞休眠，而是形成孢囊，孢囊也是细菌的一种休眠体，它是由细胞壁加厚而成，孢

32、囊抗干燥，但不抗热，它不含吡啶二羧酸。 芽胞与孢囊相比： 一个营养体产生一个芽胞，一个芽胞也只产生一个营养体 一个营养体产生一个孢囊，但一个孢囊可产生多个幼龄细胞 伴胞晶体（Spore-companioned crystal) 苏云金杆菌在形成芽胞的同时，在细胞内同时产生一种多肽的晶体物质，称为伴胞晶体，伴胞晶体呈菱形，方形或不规则形，它对鳞翅目昆虫有毒害作用，是国内外目前研究得最多的细菌杀虫剂。第二节 真核微生物细胞的构造 真核细胞比原核细胞复杂，真核细胞除了它的核为真核外，另一个重要的特征是细胞的功能定位在不同的细胞器上。 真菌，单细胞的藻类，原生动物这些微生物的细胞都是真核细胞。 真核细

33、胞的酵母菌与原核细胞的细菌的细胞构造比较如图所示： 单细胞藻类，真菌及原生动物都是真核微生物，这三者的细胞构造的区别如下： 真菌 藻类 原生动物 核 真核 真核 真核 细胞壁 叶绿体 （眼虫有） 营养方式 异养 自养 吞噬或自养 一、细胞壁： 真核细胞的壁比原核细胞的壁要厚，在光学显微镜下即可见到。 真核细胞的壁的化学成分不象原核细胞那样含有肽聚糖，而是含有如下成分： 纤维素：由1-4键连接而成的聚合物。单个纤维素聚合物 可能多达8000个葡萄糖单位，约有4m长，这些藻类的壁 大分子交织成直径为5-30nm的微纤维，然后再聚 合，折叠成为细胞壁的结构 二氧化硅：只存在于硅藻和金藻中 多糖类 蛋

34、白质 纤维素：存在于低等真菌的壁中 已糖多糖链 1.3糖苷键连接的葡聚糖真菌的壁 存在于高等真菌壁中 几丁质 氨基已糖多糖链 蛋白质 类脂 粗糙脉胞菌细胞壁的各层化学组分如下：无定形葡聚糖层糖蛋白网蛋白质层 几丁质微纤丝 质膜 二、细胞膜(cell membrane) 真核细胞的细胞膜与原核细胞的细胞膜的结构相同。 真核细胞膜的主要特点是膜中含有固醇，固醇的功能还不太明了，可能与膜结构的稳定有关。典型的固醇结构式：酵母麦角固醇（见图）三、内膜系统： 所谓的内膜系统是指那些在功能上为连续统一体的细胞内膜，主要包括内质网、高尔基体、在真菌中还包括膜边体和泡囊。 1.内质网：(endoplasmic

35、 reticulum) 内质网首先是在动物细胞中发现的，但现在多数真核细胞中都有存在。内质网是交织分布在细胞质中的膜的管道系统。是单层的单位膜。 粗糙内质网：上面附着有核糖核蛋白体，是合 成蛋白质场所。合成脂质和固醇细胞中的内质网分两种 光滑内质网：上面没有核糖核蛋白体，其功能是 运输蛋白质。合成脂质和固醇内质网外与质膜相连，内与核模相连，在物质运输中起重要作用。 2.高尔基体(Golgi body) 高尔基体是一堆平滑的潴泡(Cisternac)，潴泡由光滑的单位膜包围而成，为扁平囊状。 高尔基体的功能主要是为细胞供给一个内部的运输系统，用来完成蛋白质和脂质的运输。 高尔基体起源于内质网膜或

36、者是核膜。 3.膜边体(lomasome)。亦称边缘体 膜边体也叫“真菌中体”，它只存在于真菌细胞中。是位于细胞膜和细胞壁之间的由单层膜包围的结构。其形状有管状、囊状、球状、卵圆形或多层折叠膜。 边体由高尔基体或内质网的特殊部位形成。 膜边体的功能说法不一，有人认为膜边体内有水解酶类，有人认为与壁形成有关。 4.泡囊 所有真菌生长菌丝的顶端都有大量泡囊，它是由双层膜包围而形成的结构，并含有蛋白质、多糖、磷酸酶等。 泡囊有人认为来源于高尔基体，有人认为由内质网的特殊部位形成。 功能很多，主要与菌丝顶端生长有关。 四、单位膜包围的细胞器 细胞器，是细胞内具有特殊功能，由单位膜包围的小体（或小器官）

37、。 1.线粒体(mitochondrion) 线粒体是由双层单位膜包围的细胞器，其结构如图所示。 线粒体的功能：概括讲为细胞提供能量 (1)参加三羧酸循环中的氧化反应 葡萄糖 在细胞液中进行 丙酮酸 乙酰COA 在线粒体基质中进行 TCA环 (2)电子传递与能量转换在线粒体内膜上进行。 在线粒体内膜上存在着电子传递酶系和能量转换单位ATP酶复合体。在线粒体内膜上，电子从NADHFP(黄素蛋白)辅酶Q cytb cytc1cytccytacyta3O2，电子在传递过程中，通过ATP酶复合体，偶联磷酸化作用发生，使ADP和无机磷酸(Pi)合成ATP。 线粒体DNA：线粒体DNA决定线粒体某些性状的

38、遗传。 线粒体核糖体：合成线粒体自身的蛋白质，线粒体中的核糖核蛋白体的沉降单位为55s或70s。 55s 大：35S含21SrRNA (哺乳动物) 小：25S含12SrRNA 2.叶绿体(Chloroplast) 叶绿体由两层光滑的单位膜所包围，内含许多基粒。 基粒由圆盘状的类囊体堆叠而成柱状。每个基粒由10-100个类囊体组成。 类囊体由两层平行排列的膜所形成，在两层膜之间被膜内空间隔开。 叶绿体的光合色素叶绿素和类胡萝卜素存在于类囊体膜中。 叶绿体里也有与线粒体相应的酶系统叫做CF1-Fo复合体(C代表叶绿体，F1为可溶性蛋白，Fo为横跨膜的蛋白，CF1-Fo 复合体代表叶绿体整个酶系），

39、当质子穿过CF1-Fo复合体时在叶绿体基质间生成ATP。 叶绿体DNA存在于基质中 叶绿体核糖核蛋白体也存在于基质中，是叶绿体中合成蛋白质的场所。沉降系数为70S。 叶绿体的功能： 叶绿体的功能是进行光合作用，同化CO2为碳水化合物。 叶绿体 6CO2+6H2OC6H12O6+6O2+674千卡 3.溶酶体（lysosome）：由一层单位膜包围的小体 溶酶体来源：最初都是由内质网膨大而来。溶酶体的功能：溶酶体含有各种水解酶，具有溶解或消化作用消化外来的颗粒（正常） 功能、包括 溶酶体膜破裂，释放出水解酶，整个细胞被消 化即消化自身4液泡（vacuole）液泡由一层单位膜所包围，液泡在衰老细胞中最为常见，但在细胞分裂时就不见了。在真菌，植物和动物细胞中都有液泡存在。植物中的液泡主要是中央液泡，动物细胞中的液泡有食物液泡和收缩泡。前者由质膜内陷吞噬了营养颗粒而成。后者由内质网池扩大而成，具伸缩性，收缩时把废物排出体外。液泡中的内含物有水，有机物（aa酸，各种酶、糖类等）无机盐等，与细胞的代谢有关。五、核糖核蛋白体（ribosome） 粗糙内质网（主要） 核膜外表面真核细胞中的核糖体存在 细胞质中 线粒体，叶绿体中真核细胞的核糖核蛋白体为80S，由60S和40S两个亚基组成。 25SrRNA（动物细胞为28S） 60S 5.8SrRNA（有的有） + 39-41种蛋白质 80S