第二章原核生物形态结构与功能课件

第二章原核生物形态结构与功能课件第1页，共37页，2023年，2月20日，星期一微生物学西北第二民族学院2.原核生物的形态、构造和功能

2.1细菌2.1.4细菌的结构

2.1.4.2细胞膜细胞膜结构脂双分子层：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成。在膜中磷脂以双分子层排列，极性头部亲水区指向膜的外表面，而其疏水区脂肪酸的尾部指向膜的内层。结果，膜对于大分子或电荷高的分子成为一个选择渗透屏障，它们不易通过磷脂双分子的疏水性内层。

第2页，共37页，2023年，2月20日，星期一其蛋白质分两类：整合蛋白和外周蛋白。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。整合蛋白(integral)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。约为膜蛋白的70-80%，不容易从质膜中抽提出来，不溶于水；外周蛋白(peripheralproteins)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。脂类和蛋白质均在运动，而且是彼此之间相对运动。这就是液态镶嵌模式的细胞膜结构模型。约为膜蛋白的20-30%，可溶于水；第3页，共37页，2023年，2月20日，星期一StructureofCytoplasmicMembrane第4页，共37页，2023年，2月20日，星期一微生物学西北第二民族学院2.原核生物的形态、构造和功能

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2.1.4.2细胞膜细胞膜的主要生理功能保护细胞质与周围环境隔开选择透性代谢过程的场所：呼吸代谢、光合作用、脂类和细胞壁组分的合成。营养物质的吸收，废物排泄及蛋白质分泌都是膜上运输系统任务。鞭毛的着生点和提供其运动所需的能量膜上有特定的受体分子，有助于对环境中的物质探测并回应。第5页，共37页，2023年，2月20日，星期一微生物学西北第二民族学院2.原核生物的形态、构造和功能

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2.1.4.4间体间体(中质体）mesosome由细胞膜内陷到细胞质而形成的管状、囊状、片状结构。功能：与细胞壁合成有关可能与核分裂有关有学者认为间体是一种赝象白喉杆菌的间体

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2.1.4.2古生菌细胞膜嗜高温的古生菌：单层脂分子组成第7页，共37页，2023年，2月20日，星期一微生物学西北第二民族学院2.原核生物的形态、构造和功能

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2.1.4.3细胞质及内含物细胞质是无色，半透明胶状物、颗粒状物，不流动。主要组成:核糖体颗粒状部分〈1〉核糖体（ribosome）〈2〉颗粒状内含物第8页，共37页，2023年，2月20日，星期一微生物学2.原核生物的形态、构造和功能

2.1细菌核糖体ribosomeRS核糖核蛋白的颗粒状结构，RNA+蛋白，合成蛋白质的场所。原核：游离态、多聚核糖体，70S真核：游离态、结合内质网上，70、80S多聚核糖体：一条mRNA与一定数目的单个RS结合而成。第9页，共37页，2023年，2月20日，星期一微生物学西北第二民族学院2.原核生物的形态、构造和功能

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2.1.4.3细胞质及内含物内含物不同细菌细胞内，含不同内含物，是细胞的贮藏物质或代谢产物。主要有：贮藏物、磁小体、羧酶体、气泡第10页，共37页，2023年，2月20日，星期一微生物学西北第二民族学院2.原核生物的形态、构造和功能

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2.1.4.3内含物贮藏物聚-β-羟基丁酸（PHB）是许多细菌细胞质内常含有的碳源类储藏物.PHB不溶于水,易被脂溶性染料(如苏丹黑)着色。功能:贮存碳源、能源和降低渗透压。许多好氧菌和光合厌氧菌都含有聚β－羟丁酸颗粒。第11页，共37页，2023年，2月20日，星期一贮藏物异染粒能量仓库，磷酸盐的贮存体嗜碱，着色深，异染效应诊断价值（白喉棒状杆菌）2.原核生物的形态、构造和功能

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2.1.4.3内含物第12页，共37页，2023年，2月20日，星期一微生物学西北第二民族学院2.原核生物的形态、构造和功能

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2.1.4.3内含物磁小体1975年由RPBlakemore在趋磁细菌中发现。主要成分是Fe3O4形状：为平截八面体、平行六面体或六棱柱体等。功能：导向作用，即借助鞭毛游向泥、水界面微氧环境处生活。实用前景：生产磁性定向药物或抗体，以及制造生物传感器等第13页，共37页，2023年，2月20日，星期一微生物学西北第二民族学院2.原核生物的形态、构造和功能

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2.1.4.3内含物气泡是许多光合型、无鞭毛水生菌中充满气体的泡囊状内含物。蓝细菌、紫色光合细菌、盐杆菌、发光细菌等水生形式的细菌中可见因为气泡的浮力，细菌才可漂浮于水面/水表每个细胞中含几个或数百个气泡功能：调节细胞比重以使细菌漂浮在最适水层中获取光能O2，和营养物质第14页，共37页，2023年，2月20日，星期一微生物学西北第二民族学院2.原核生物的形态、构造和功能

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2.1.4.5核区拟核nuclearregion又称核质体、原核。无核膜、核仁、无固定形态，结构简单，细胞分裂前核分裂。生理功能

储藏和传递遗传信息

细胞的控制中心环状双链DNA，超线圈结构，第15页，共37页，2023年，2月20日，星期一每个细胞所含的核区数一般1—4个，细菌除在染色体复制时间内呈双倍体外,一般均为单倍体。第16页，共37页，2023年，2月20日，星期一微生物学西北第二民族学院2.原核生物的形态、构造和功能

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2.1.4.5质粒定义

游离于原核生物核染色体以外，具有独立复制能力的小型共价闭合环状DNA分子，它所携带的遗传信息是细菌生命活动非必需的，常表达特殊性状功能

抗药性质粒（R因子）、致育性因子（F质粒）、大肠杆菌素质粒（col因子）质粒染色体第17页，共37页，2023年，2月20日，星期一微生物学西北第二民族学院2.原核生物的形态、构造和功能

2.1细菌2.1.4细菌的结构特殊构造糖被鞭毛菌毛性菌毛芽孢伴孢晶体第18页，共37页，2023年，2月20日，星期一微生物学西北第二民族学院2.原核生物的形态、构造和功能

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2.1.4.7糖被概念

包被于某些细菌细胞壁外的一层厚度不定的透明胶状物质影响糖被（有无和厚薄）的因素遗传性、环境条件（营养条件）糖被的化学组成

一般是多糖，少数是蛋白质或多肽，或多糖多肽复合型类型：荚膜微荚膜粘液层菌胶团功能保护作用含大量水分，保护细胞免受干燥抗吞噬作用，增强病原菌的致病力（肺炎链球菌）透性屏障和离子交换系统，免受重金属离子毒害防止噬菌体的吸附和裂解贮藏营养作用表面附着作用（如唾液链球菌）细菌间的信息识别堆积某些代谢产物第19页，共37页，2023年，2月20日，星期一微生物学西北第二民族学院2.原核生物的形态、构造和功能

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2.1.4.7荚膜荚膜capsule：某些细菌细胞壁外面覆盖着一层疏松、透明、粘性物质，厚度不同。用理化方法去除后并不影响菌细胞的生命活动≥0.2μm荚膜，＜0.2μm微荚膜化学组成：多糖/多肽形成条件：营养丰富染色：不易着色，负染（墨汁）成分：90%以上为水，余为多糖（肽）。离心不沉淀实际应用鉴定菌种胞外多糖：黄原胶用于石油开采提取葡聚糖—“代血浆”菌胶团用于处理污水第20页，共37页，2023年，2月20日，星期一微生物学西北第二民族学院2.原核生物的形态、构造和功能

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2.1.4.8鞭毛鞭毛flagellum：某些细菌表面一种纤细呈波状的丝状物，是细菌运动器官。1-数十条直径20-25nm，长超过菌体若干倍。电镜或特殊染色法观察。第21页，共37页，2023年，2月20日，星期一微生物学西北第二民族学院2.原核生物的形态、构造和功能

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2.1.4.8鞭毛鞭毛flagellum：化学成分：主要是蛋白质。结构：G+与G-区别；原核与真核区别鞭毛着生位置与数目，可作为分类依据。鞭毛着生状态决定运动特点。第22页，共37页，2023年，2月20日，星期一第23页，共37页，2023年，2月20日，星期一破伤风杆菌椰毒假单胞菌伤寒沙门氏菌

霍乱弧菌不同的细菌鞭毛的数量和分布的位置不同第24页，共37页，2023年，2月20日，星期一MonotrichousFlagellumofVibriocholerae第25页，共37页，2023年，2月20日，星期一Salmonellawithaperitrichousarrangementofflagella第26页，共37页，2023年，2月20日，星期一TransmissionElectronMicrographofEscherichiacoliO157:H7第27页，共37页，2023年，2月20日，星期一微生物学西北第二民族学院2.原核生物的形态、构造和功能

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2.1.4.8鞭毛鞭毛构造：从细胞膜长出，游离于胞外组成：基体、钩形鞘、鞭毛丝4个环，1个连接细胞壁外膜，1个连接细胞壁内膜，2个嵌在细胞膜上，被蛋白环固定。G-第28页，共37页，2023年，2月20日，星期一微生物学西北第二民族学院2.原核生物的形态、构造和功能

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2.1.4.8鞭毛鞭毛的运动旋转论挥鞭论拴菌试验单毛菌抗体固定趋性(taxis)有方向性的应答运动

运动的鞭毛运动速度，20-80微米/秒相当体长40-80倍相对人类的运动速度60-120米/秒216-432公里/小时第29页，共37页，2023年，2月20日，星期一微生物学西北第二民族学院2.原核生物的形态、构造和功能

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2.1.4.9菌毛和性菌毛菌毛：细菌体表纤细、中空、短直，类似毛发且数量较多的蛋白质附属物，比鞭毛结构简单，200-300条。比鞭毛细，不参与运动。附着功能；尤其是肠道菌。多存在于G-致病菌性菌毛pius：构造和成分与菌毛相同，比菌毛长。1-10根，在G-细菌的供体菌向受体菌传递遗传物质。第30页，共37页，2023年，2月20日，星期一第31页，共37页，2023年，2月20日，星期一微生物学西北第二民族学院2.原核生物的形态、构造和功能

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2.1.4.11芽孢芽孢spore是生命世界抗逆性最强的一种结构，芽孢有极强的抗热、辐射、化学药物和静水压的能力。也是休眠体，休眠力惊人。可保持几年到几十年，甚至数百年。第32页，共37页，2023年，2月20日，星期一微生物学2