【广西医药大学】优质课《微生物学》第七章微生物原核生物的功能.ppt

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1、【广西医药大学】优质课全国特级教师江新欢博士教授微生物学微生物学第第七七章章 原核生物的原核生物的形态、构造与功能形态、构造与功能 微生物分为微生物分为 三大类群三大类群（根据进化地位、根据进化地位、性状上明显差别）性状上明显差别）3.非细胞生物非细胞生物(acellular microorganisms)细胞型生物细胞型生物1.原核生物原核生物(prokaryotes)2.真核微生物真核微生物（eukaryotic microorganisms）原核生物的定义及种类原核生物的定义及种类原核生物：原核生物：指一大类细胞核无核膜包裹，指一大类细胞核无核膜包裹，只存在称作核区的裸露只存在称作核区的

2、裸露DNA的原始单细的原始单细胞生物。胞生物。包括包括 真细菌（真细菌（eubacteria）域域 古生菌（古生菌（archaea）域域古生菌域虽然在进化上和若干生化反应与真核生物关系较为密切,但其细胞构造属于原核生物。真细菌包括真细菌包括6种类群：种类群：“三菌三菌三菌三菌”化能营养化能营养化能营养化能营养 细菌细菌细菌细菌 放线菌放线菌放线菌放线菌 光能营养：光能营养：光能营养：光能营养：蓝细菌蓝细菌蓝细菌蓝细菌 “三体三体三体三体”人工培养人工培养人工培养人工培养 ：支原体支原体支原体支原体 专性细胞寄生专性细胞寄生专性细胞寄生专性细胞寄生 衣原体衣原体衣原体衣原体 立克次氏体立克次氏体

3、立克次氏体立克次氏体第一节第一节 细菌（细菌（bacteria，bacterium 单数）单数）一、细胞的形态、构造及功能一、细胞的形态、构造及功能 二、细菌的繁殖二、细菌的繁殖 三、细菌的群体形态三、细菌的群体形态 四、食品发酵工业、医药上常用的细菌四、食品发酵工业、医药上常用的细菌球状球状杆状杆状螺旋状螺旋状基基本本形形态态一、细胞的形态、排列方式和大小一、细胞的形态、排列方式和大小（一）个体形态和排列（一）个体形态和排列1、球状、球状(球菌球菌coccus)一、细胞的形态、排列方式和大小一、细胞的形态、排列方式和大小（一）个体形态和排列（一）个体形态和排列一、细胞的形态、排列方式和大小一

4、、细胞的形态、排列方式和大小（一）个体形态和排列（一）个体形态和排列2、杆状（杆菌、杆状（杆菌bacillus,bacilli)一、细胞的形态、排列方式和大小一、细胞的形态、排列方式和大小（一）个体形态和排列（一）个体形态和排列3、螺旋状（螺旋菌、螺旋状（螺旋菌spirilla,spirilla）霍乱弧菌霍乱弧菌梅毒密螺旋体梅毒密螺旋体一、细胞的形态、排列方式和大小一、细胞的形态、排列方式和大小（一）个体形态和排列（一）个体形态和排列4、其它形状、其它形状1）柄杆菌柄杆菌（prosthecate bacteria）2)星形细菌星形细菌（star-shaped bacteria）3)方形细菌方形

5、细菌（square-ahaped bacteria）（二）大小（二）大小一、细胞的形态、排列方式和大小一、细胞的形态、排列方式和大小测量单位：测量单位：um（微米）微米）（Thiomargarita namibiensis）纳米比亚硫磺珍珠状菌纳米比亚硫磺珍珠状菌不同细菌的大小差别很大不同细菌的大小差别很大二、细菌细胞的构造与功能二、细菌细胞的构造与功能二、细菌细胞的构造与功能二、细菌细胞的构造与功能（三）构造（三）构造二、细菌细胞的构造与功能二、细菌细胞的构造与功能二、细菌细胞的构造与功能二、细菌细胞的构造与功能（一）（一）（一）（一）细胞壁细胞壁细胞壁细胞壁（cell wallcell w

6、all）是紧贴细胞质膜外侧的一层厚实、坚韧的外被，主要由肽是紧贴细胞质膜外侧的一层厚实、坚韧的外被，主要由肽聚糖构成，有固定细胞外形和保护细胞等多种生理功能。聚糖构成，有固定细胞外形和保护细胞等多种生理功能。1 1）细菌超薄切片的电镜直接观察；）细菌超薄切片的电镜直接观察；）细菌超薄切片的电镜直接观察；）细菌超薄切片的电镜直接观察；2 2）质、壁分离与适当的染色，可以在光学显微镜下看到细胞壁；）质、壁分离与适当的染色，可以在光学显微镜下看到细胞壁；）质、壁分离与适当的染色，可以在光学显微镜下看到细胞壁；）质、壁分离与适当的染色，可以在光学显微镜下看到细胞壁；3 3）机械法破裂细胞后，分离得到纯

7、的细胞壁；）机械法破裂细胞后，分离得到纯的细胞壁；）机械法破裂细胞后，分离得到纯的细胞壁；）机械法破裂细胞后，分离得到纯的细胞壁；4 4）制备原生质体，观察细胞形态的变化；）制备原生质体，观察细胞形态的变化；）制备原生质体，观察细胞形态的变化；）制备原生质体，观察细胞形态的变化；细胞壁怎么被发现的细胞壁怎么被发现的细胞壁怎么被发现的细胞壁怎么被发现的?二、细菌细胞的构造与功能二、细菌细胞的构造与功能二、细菌细胞的构造与功能二、细菌细胞的构造与功能（一）（一）（一）（一）细胞壁细胞壁细胞壁细胞壁（cell wallcell wall）1.G+细菌细胞壁细菌细胞壁G+细菌的细胞壁细菌的细胞壁肽聚糖

8、肽聚糖(peptidoglycan)(90%)磷壁酸（磷壁酸（teichoic acid）(10%)又称粘肽又称粘肽又称粘肽又称粘肽(mucopeptidemucopeptide)、胞胞胞胞壁质壁质壁质壁质(mureinmurein)或粘质复合物或粘质复合物或粘质复合物或粘质复合物(mucocomplexmucocomplex)，是真细菌细是真细菌细是真细菌细是真细菌细胞壁中的特有成分胞壁中的特有成分胞壁中的特有成分胞壁中的特有成分。肽聚糖只存在于真细菌中，肽聚糖只存在于真细菌中，古生菌和真核生物细胞壁古生菌和真核生物细胞壁中没有肽聚糖。中没有肽聚糖。二、细菌细胞的构造与功能二、细菌细胞的构造

9、与功能二、细菌细胞的构造与功能二、细菌细胞的构造与功能（一）（一）（一）（一）细胞壁细胞壁细胞壁细胞壁（cell wallcell wall）1.G+细菌细胞壁细菌细胞壁（1）肽聚糖）肽聚糖金黄色葡萄球菌为代表金黄色葡萄球菌为代表肽聚糖分子由肽聚糖分子由肽肽与与聚糖聚糖两部分组成，其中的两部分组成，其中的肽有四肽尾和肽桥肽有四肽尾和肽桥，聚糖，聚糖由由N乙酰葡萄糖胺乙酰葡萄糖胺和和N乙酰胞壁酸乙酰胞壁酸间隔连接，呈间隔连接，呈长链骨架长链骨架。原核生物所特有的已糖原核生物所特有的已糖原核生物所特有的已糖原核生物所特有的已糖:N N乙酰胞壁酸乙酰胞壁酸乙酰胞壁酸乙酰胞壁酸 双糖单位中的双糖单位中

10、的双糖单位中的双糖单位中的-1,4-1,4-糖苷键很容易被糖苷键很容易被糖苷键很容易被糖苷键很容易被溶菌酶溶菌酶溶菌酶溶菌酶(lysozymelysozyme)所水解，从而引起所水解，从而引起所水解，从而引起所水解，从而引起细菌因肽聚糖细胞壁的细菌因肽聚糖细胞壁的细菌因肽聚糖细胞壁的细菌因肽聚糖细胞壁的“散架散架散架散架”而死亡。而死亡。而死亡。而死亡。肽聚糖单体由三部分组成：肽聚糖单体由三部分组成：肽聚糖单体由三部分组成：肽聚糖单体由三部分组成：(1)(1)双糖单位双糖单位双糖单位双糖单位 (2)(2)四肽尾四肽尾四肽尾四肽尾 (3)(3)肽肽肽肽 桥桥桥桥（）磷壁酸（）磷壁酸 1.G1.G

11、+细菌细胞壁细菌细胞壁细菌细胞壁细菌细胞壁 革氏阳性细菌细胞壁革氏阳性细菌细胞壁 特有的化学成分（酸性多糖）特有的化学成分（酸性多糖）按成分按成分甘油醇型磷壁酸甘油醇型磷壁酸核糖醇型磷壁酸核糖醇型磷壁酸按结合部位按结合部位壁磷壁酸壁磷壁酸膜磷壁酸膜磷壁酸磷壁酸的生理功能：磷壁酸的生理功能：(1)(1)(1)(1)细胞壁形成负电荷环境，增强细胞膜对二价阳离子的吸收，细胞壁形成负电荷环境，增强细胞膜对二价阳离子的吸收，细胞壁形成负电荷环境，增强细胞膜对二价阳离子的吸收，细胞壁形成负电荷环境，增强细胞膜对二价阳离子的吸收，尤其是尤其是尤其是尤其是MgMgMgMg2+2+2+2+，高浓度的，高浓度的，

12、高浓度的，高浓度的MgMgMgMg2+2+2+2+对于保持膜的硬度，提高细胞膜上需对于保持膜的硬度，提高细胞膜上需对于保持膜的硬度，提高细胞膜上需对于保持膜的硬度，提高细胞膜上需MgMgMgMg2+2+2+2+的合成酶的活性极为重要；的合成酶的活性极为重要；的合成酶的活性极为重要；的合成酶的活性极为重要；(2)(2)(2)(2)贮藏磷元素；贮藏磷元素；贮藏磷元素；贮藏磷元素；(3)(3)(3)(3)增强某些致病菌对宿主细胞的粘连、避免被白细胞吞噬以增强某些致病菌对宿主细胞的粘连、避免被白细胞吞噬以增强某些致病菌对宿主细胞的粘连、避免被白细胞吞噬以增强某些致病菌对宿主细胞的粘连、避免被白细胞吞噬

13、以及抗补体的作用；及抗补体的作用；及抗补体的作用；及抗补体的作用；(4)(4)(4)(4)革兰氏阳性细菌特异表面抗原的物质基础；革兰氏阳性细菌特异表面抗原的物质基础；革兰氏阳性细菌特异表面抗原的物质基础；革兰氏阳性细菌特异表面抗原的物质基础；(5)(5)(5)(5)噬菌体的特异性吸附受体；噬菌体的特异性吸附受体；噬菌体的特异性吸附受体；噬菌体的特异性吸附受体；(6)(6)(6)(6)能调节细胞内自溶素能调节细胞内自溶素能调节细胞内自溶素能调节细胞内自溶素(autolysin)(autolysin)(autolysin)(autolysin)的活力而调节细胞壁的增的活力而调节细胞壁的增的活力而调

14、节细胞壁的增的活力而调节细胞壁的增长，防止细胞因自溶而死亡。长，防止细胞因自溶而死亡。长，防止细胞因自溶而死亡。长，防止细胞因自溶而死亡。细菌分类细菌分类鉴定依据鉴定依据肽聚糖肽聚糖外膜外膜外膜蛋白外膜蛋白周质空间周质空间 2.G2.G-细菌细胞壁细菌细胞壁细菌细胞壁细菌细胞壁 2.2.2.2.G G-细菌细胞壁细菌细胞壁细菌细胞壁细菌细胞壁（1 1）外膜外膜外膜外膜(outer membrane)(outer membrane)，又称外壁层又称外壁层又称外壁层又称外壁层 位于革兰氏阴性细菌细胞壁外层，由位于革兰氏阴性细菌细胞壁外层，由位于革兰氏阴性细菌细胞壁外层，由位于革兰氏阴性细菌细胞壁外

15、层，由脂多糖脂多糖脂多糖脂多糖、磷脂磷脂磷脂磷脂和和和和脂蛋脂蛋脂蛋脂蛋白白白白等若干种蛋白质组成的膜。等若干种蛋白质组成的膜。等若干种蛋白质组成的膜。等若干种蛋白质组成的膜。（2 2）外膜外膜外膜外膜(outer(outer membrane)membrane)脂多糖（脂多糖（脂多糖（脂多糖（lipopolysaccharidelipopolysaccharide，LPSLPS）位于细胞壁最外层的一层较厚的类脂多糖类物质位于细胞壁最外层的一层较厚的类脂多糖类物质位于细胞壁最外层的一层较厚的类脂多糖类物质位于细胞壁最外层的一层较厚的类脂多糖类物质(分子量分子量分子量分子量1 1 1 1万以上万

16、以上万以上万以上)，是革兰氏是革兰氏是革兰氏是革兰氏阴性细菌细胞壁特有的成分阴性细菌细胞壁特有的成分阴性细菌细胞壁特有的成分阴性细菌细胞壁特有的成分。三部分组成：三部分组成：类脂类脂A（内毒素的主要成分）内毒素的主要成分）内毒素的主要成分）内毒素的主要成分）核心多糖核心多糖 O-特异侧链（特异侧链（O-多糖，多糖，O-抗原）抗原）外膜蛋白外膜蛋白外膜蛋白外膜蛋白(outer membrane(outer membrane protein)protein)磷脂磷脂磷脂磷脂 2 2.G G-细菌细胞壁细菌细胞壁细菌细胞壁细菌细胞壁（2）肽聚糖）肽聚糖埋藏在外膜层之内，由埋藏在外膜层之内，由埋藏在外

17、膜层之内，由埋藏在外膜层之内，由1212层肽聚糖网状分子层肽聚糖网状分子层肽聚糖网状分子层肽聚糖网状分子（交联交联交联交联度度度度30%30%）组成的薄层组成的薄层组成的薄层组成的薄层(23nm)(23nm)，约占细胞壁总重约占细胞壁总重约占细胞壁总重约占细胞壁总重10%10%。对机械强度的抵抗力较革兰氏阳性菌弱。对机械强度的抵抗力较革兰氏阳性菌弱。对机械强度的抵抗力较革兰氏阳性菌弱。对机械强度的抵抗力较革兰氏阳性菌弱。没有特殊的肽桥，只形成较为疏稀、没有特殊的肽桥，只形成较为疏稀、机械强度较差的肽聚糖网套机械强度较差的肽聚糖网套内消旋二氨基庚二酸内消旋二氨基庚二酸(m-DAP)（只在原核生物

18、细（只在原核生物细胞壁上发现）胞壁上发现）（）（）G-菌的周质空间菌的周质空间(periplasmic space,periplasm)周质空间是进出细胞的周质空间是进出细胞的周质空间是进出细胞的周质空间是进出细胞的物质的重要中转站和反物质的重要中转站和反物质的重要中转站和反物质的重要中转站和反应场所。应场所。应场所。应场所。GG+菌菌菌菌 GG-菌菌菌菌 单层，厚（单层，厚（单层，厚（单层，厚（2080nm2080nm），），），），组分简单组分简单组分简单组分简单 多层，薄（多层，薄（多层，薄（多层，薄（1015nm1015nm），组分复杂，组分复杂，组分复杂，组分复杂 90%90%肽聚糖

19、（含量高，交联紧密）肽聚糖（含量高，交联紧密）肽聚糖（含量高，交联紧密）肽聚糖（含量高，交联紧密）内壁层内壁层内壁层内壁层 肽聚糖肽聚糖肽聚糖肽聚糖（含量低含量低含量低含量低,交联疏松）交联疏松）交联疏松）交联疏松）10%10%磷壁酸磷壁酸磷壁酸磷壁酸 (2 7 nm)(2 7 nm)脂多糖脂多糖脂多糖脂多糖 外膜外膜外膜外膜 磷脂磷脂磷脂磷脂 由外向内由外向内由外向内由外向内 (8nm)(8nm)脂蛋白脂蛋白脂蛋白脂蛋白GG+细菌与细菌与细菌与细菌与GG-细菌细胞壁组成与构造比较细菌细胞壁组成与构造比较细菌细胞壁组成与构造比较细菌细胞壁组成与构造比较 G G G G+细菌与细菌与细菌与细菌与

20、G G G G-细菌细胞壁组成与构造比较细菌细胞壁组成与构造比较细菌细胞壁组成与构造比较细菌细胞壁组成与构造比较3.3.革兰氏染色革兰氏染色革兰氏染色革兰氏染色 简单染色法简单染色法 正染色正染色 革兰氏染色法革兰氏染色法 鉴别染色法鉴别染色法 抗酸性染色法抗酸性染色法 芽孢染色法芽孢染色法 死菌死菌 姬姆萨染色法姬姆萨染色法 负染色负染色：荚膜染色法等荚膜染色法等细菌染色法细菌染色法 活菌：活菌：用美蓝或用美蓝或TTCTTC（氧化三苯基四氮唑）染色氧化三苯基四氮唑）染色常用的染色方法：常用的染色方法：C.GramC.Gram（革兰）于革兰）于18841884年年发明的一种鉴别不同类型发明的一

21、种鉴别不同类型细菌的染色方法。细菌的染色方法。革兰氏染色过程：革兰氏染色过程：革兰氏染色过程：革兰氏染色过程：1）结晶紫结晶紫初染初染2）碘溶液碘溶液媒染媒染3）乙醇乙醇脱色脱色 革兰氏阴性细菌呈革兰氏阴性细菌呈红色红色 革兰氏阳性细菌呈革兰氏阳性细菌呈深紫色深紫色4）沙黄沙黄复染复染革兰氏染色原理：革兰氏染色原理：革兰氏染色原理：革兰氏染色原理：革兰氏染色的阳性或阴性，与细胞壁的化学组成和结构有关。革兰氏染色的阳性或阴性，与细胞壁的化学组成和结构有关。革兰氏染色的阳性或阴性，与细胞壁的化学组成和结构有关。革兰氏染色的阳性或阴性，与细胞壁的化学组成和结构有关。革氏阳性菌革氏阳性菌革氏阳性菌革氏

22、阳性菌革氏阴性菌革氏阴性菌革氏阴性菌革氏阴性菌肽聚糖肽聚糖肽聚糖肽聚糖含量高，交联密含量高，交联密含量高，交联密含量高，交联密含量低，交联疏松含量低，交联疏松含量低，交联疏松含量低，交联疏松脂类脂类脂类脂类一般无一般无一般无一般无含量高含量高含量高含量高乙醇作用乙醇作用乙醇作用乙醇作用脱水作用脱水作用脱水作用脱水作用脂溶作用脂溶作用脂溶作用脂溶作用孔径缩小，结构更紧密孔径缩小，结构更紧密孔径缩小，结构更紧密孔径缩小，结构更紧密 孔径增大，结构变得疏松孔径增大，结构变得疏松孔径增大，结构变得疏松孔径增大，结构变得疏松大分子复合物滞留大分子复合物滞留大分子复合物滞留大分子复合物滞留大分子复合物溶出

23、大分子复合物溶出大分子复合物溶出大分子复合物溶出结果结果结果结果紫色紫色紫色紫色红色红色红色红色细胞壁结构与革兰氏染色的关系细胞壁结构与革兰氏染色的关系细胞壁结构与革兰氏染色的关系细胞壁结构与革兰氏染色的关系 革氏阳性菌与革氏阴性菌之间的区别在于细胞壁的物理性质。革氏阳性菌与革氏阴性菌之间的区别在于细胞壁的物理性质。细胞壁中的肽聚糖本身并不被染上颜色，但它可作为渗透性屏细胞壁中的肽聚糖本身并不被染上颜色，但它可作为渗透性屏障阻止结晶紫与碘大分子复合物的流失。障阻止结晶紫与碘大分子复合物的流失。4.4.细胞壁缺陷细菌细胞壁缺陷细菌细胞壁缺陷细菌细胞壁缺陷细菌青霉素的杀菌作用原理：青霉素的杀菌作用

24、原理：青霉素的杀菌作用原理：青霉素的杀菌作用原理：青霉素青霉素青霉素青霉素b b b b-内酰胺环结构与内酰胺环结构与内酰胺环结构与内酰胺环结构与D-D-丙氨酸末端结构相似丙氨酸末端结构相似丙氨酸末端结构相似丙氨酸末端结构相似，占据，占据，占据，占据D-D-丙氨酸丙氨酸丙氨酸丙氨酸的位置与转肽酶结合，肽链无法连接，抑制细胞壁的合成。的位置与转肽酶结合，肽链无法连接，抑制细胞壁的合成。的位置与转肽酶结合，肽链无法连接，抑制细胞壁的合成。的位置与转肽酶结合，肽链无法连接，抑制细胞壁的合成。溶菌酶的作用：溶菌酶的作用：溶菌酶的作用：溶菌酶的作用：通过水解肽聚糖分子中通过水解肽聚糖分子中通过水解肽聚糖

25、分子中通过水解肽聚糖分子中N-N-乙酰葡萄糖胺与乙酰葡萄糖胺与乙酰葡萄糖胺与乙酰葡萄糖胺与N-N-乙酰胞壁酸间乙酰胞壁酸间乙酰胞壁酸间乙酰胞壁酸间的的的的-1,4-1,4-糖苷键糖苷键糖苷键糖苷键，引起细胞壁，引起细胞壁，引起细胞壁，引起细胞壁“散架散架散架散架”，形成细胞壁完全脱，形成细胞壁完全脱，形成细胞壁完全脱，形成细胞壁完全脱去或部分除去的原生质体（革氏阳性菌）或球状体（革氏阴去或部分除去的原生质体（革氏阳性菌）或球状体（革氏阴去或部分除去的原生质体（革氏阳性菌）或球状体（革氏阴去或部分除去的原生质体（革氏阳性菌）或球状体（革氏阴性菌）性菌）性菌）性菌）。在低渗溶液中，原生质体或球状体

26、因吸水膨胀在低渗溶液中，原生质体或球状体因吸水膨胀并最终导致破裂而死亡；并最终导致破裂而死亡；在等渗蔗糖溶液中，能得到原生质体或球状体。在等渗蔗糖溶液中，能得到原生质体或球状体。细胞壁缺陷细菌种类：细胞壁缺陷细菌种类：细胞壁缺陷细菌种类：细胞壁缺陷细菌种类：自发突变自发突变：L型细菌型细菌 实验室或宿主体内形成实验室或宿主体内形成 基本去尽：基本去尽：原生质体（原生质体（G+）缺壁细菌缺壁细菌 人工去壁人工去壁 部分去除：部分去除：球状体（球状体（G-）在自然界长期进化中形成：在自然界长期进化中形成：支原体支原体 （1 1）L L型细菌（型细菌（型细菌（型细菌（L-form of bacter

27、iaL-form of bacteria）细菌在某些环境条件下（实验室或宿主体内）通过细菌在某些环境条件下（实验室或宿主体内）通过细菌在某些环境条件下（实验室或宿主体内）通过细菌在某些环境条件下（实验室或宿主体内）通过自发突变自发突变自发突变自发突变而形成的遗传性稳定的细胞壁缺陷变异型。而形成的遗传性稳定的细胞壁缺陷变异型。而形成的遗传性稳定的细胞壁缺陷变异型。而形成的遗传性稳定的细胞壁缺陷变异型。因英国李斯德（因英国李斯德（Lister）预防研究所首先发现而得名。预防研究所首先发现而得名。（1935年，念珠状链杆菌年，念珠状链杆菌 Streptobacillus moniliformis）特

28、点特点没有完整而坚韧的细胞壁，细胞呈多形态；没有完整而坚韧的细胞壁，细胞呈多形态；有些能通过细菌滤器，故又称有些能通过细菌滤器，故又称有些能通过细菌滤器，故又称有些能通过细菌滤器，故又称“滤过型细菌滤过型细菌滤过型细菌滤过型细菌”；对渗透敏感，在固体培养基上形成对渗透敏感，在固体培养基上形成“油煎蛋油煎蛋”似似的小菌落（直径在的小菌落（直径在0.1mm左右）左右）（2）原生质体（）原生质体（protoplast）在人为条件下，用在人为条件下，用在人为条件下，用在人为条件下，用溶菌酶溶菌酶溶菌酶溶菌酶处理或在处理或在处理或在处理或在含青霉素的培养基含青霉素的培养基含青霉素的培养基含青霉素的培养基

29、中培养而中培养而中培养而中培养而抑制新生细胞壁合成而形成的仅由一层细胞膜包裹的圆球形，抑制新生细胞壁合成而形成的仅由一层细胞膜包裹的圆球形，抑制新生细胞壁合成而形成的仅由一层细胞膜包裹的圆球形，抑制新生细胞壁合成而形成的仅由一层细胞膜包裹的圆球形，对渗透压变化敏感的细胞，一般由对渗透压变化敏感的细胞，一般由对渗透压变化敏感的细胞，一般由对渗透压变化敏感的细胞，一般由革兰氏阳性细菌革兰氏阳性细菌革兰氏阳性细菌革兰氏阳性细菌形成。形成。形成。形成。特点：对环境条件变化敏感，低渗透压、振荡、离心甚至对环境条件变化敏感，低渗透压、振荡、离心甚至通气等都易引起其破裂；通气等都易引起其破裂；有的原生质体具

30、有鞭毛，但不能运动，也不被相应有的原生质体具有鞭毛，但不能运动，也不被相应噬菌体所感染；噬菌体所感染；在适宜条件（如高渗培养基）可生长繁殖、形成菌在适宜条件（如高渗培养基）可生长繁殖、形成菌落，形成芽孢。及恢复成有细胞壁的正常结构。落，形成芽孢。及恢复成有细胞壁的正常结构。比正常有细胞壁的细菌更易导入外源遗传物质，是比正常有细胞壁的细菌更易导入外源遗传物质，是研究遗传规律和进行原生质体育种的良好实验材料。研究遗传规律和进行原生质体育种的良好实验材料。（3）球状体）球状体(sphaeroplast)，又称原生质球又称原生质球 采用上述同样方法，对采用上述同样方法，对采用上述同样方法，对采用上述同

31、样方法，对革兰氏阴性细菌革兰氏阴性细菌革兰氏阴性细菌革兰氏阴性细菌处理后而获得处理后而获得处理后而获得处理后而获得的残留部分细胞壁（外膜）的球形体。与原生质体相比，的残留部分细胞壁（外膜）的球形体。与原生质体相比，的残留部分细胞壁（外膜）的球形体。与原生质体相比，的残留部分细胞壁（外膜）的球形体。与原生质体相比，它对外界环境具有一定的抗性，可在普通培养基上生长。它对外界环境具有一定的抗性，可在普通培养基上生长。它对外界环境具有一定的抗性，可在普通培养基上生长。它对外界环境具有一定的抗性，可在普通培养基上生长。（4）支原体）支原体(Mycoplasma)在在在在长期进化过程长期进化过程长期进化过

32、程长期进化过程中形成的、适应自然生活条件的无细胞壁的中形成的、适应自然生活条件的无细胞壁的中形成的、适应自然生活条件的无细胞壁的中形成的、适应自然生活条件的无细胞壁的原核生物。因它的细胞膜中含有原核生物。因它的细胞膜中含有原核生物。因它的细胞膜中含有原核生物。因它的细胞膜中含有甾醇甾醇甾醇甾醇(一般原核生物没有一般原核生物没有一般原核生物没有一般原核生物没有)，所以即使缺乏细胞壁，其细胞膜仍有较高的机械强度。所以即使缺乏细胞壁，其细胞膜仍有较高的机械强度。所以即使缺乏细胞壁，其细胞膜仍有较高的机械强度。所以即使缺乏细胞壁，其细胞膜仍有较高的机械强度。5.5.古生菌的细胞壁古生菌的细胞壁古生菌的

33、细胞壁古生菌的细胞壁 在古生菌中，除了热原体属没有细胞壁外，其余都具有与真在古生菌中，除了热原体属没有细胞壁外，其余都具有与真在古生菌中，除了热原体属没有细胞壁外，其余都具有与真在古生菌中，除了热原体属没有细胞壁外，其余都具有与真细菌类似功能的细胞壁，但细胞壁的化学成分则差别很大。细菌类似功能的细胞壁，但细胞壁的化学成分则差别很大。细菌类似功能的细胞壁，但细胞壁的化学成分则差别很大。细菌类似功能的细胞壁，但细胞壁的化学成分则差别很大。古生菌细胞壁中没有真正的肽聚糖，而是由假肽聚糖、独特古生菌细胞壁中没有真正的肽聚糖，而是由假肽聚糖、独特古生菌细胞壁中没有真正的肽聚糖，而是由假肽聚糖、独特古生菌

34、细胞壁中没有真正的肽聚糖，而是由假肽聚糖、独特多糖、硫酸化多糖、糖蛋白或蛋白质构成。多糖、硫酸化多糖、糖蛋白或蛋白质构成。多糖、硫酸化多糖、糖蛋白或蛋白质构成。多糖、硫酸化多糖、糖蛋白或蛋白质构成。假肽聚糖（甲烷杆菌属）假肽聚糖（甲烷杆菌属）：多糖骨架：多糖骨架：N-乙酰葡糖胺乙酰葡糖胺 1，3糖苷键糖苷键 N-乙酰塔罗糖胺乙酰塔罗糖胺 （不被溶菌酶水解不被溶菌酶水解）肽尾：肽尾：L-Glu,L-Ala,L-Lys肽桥：肽桥：L-Glu（1个氨基酸组成）个氨基酸组成）观察方法：观察方法：观察方法：观察方法：质壁分离后结合鉴别性染色在光质壁分离后结合鉴别性染色在光质壁分离后结合鉴别性染色在光质壁

35、分离后结合鉴别性染色在光学显微镜下观察；学显微镜下观察；学显微镜下观察；学显微镜下观察；原生质体破裂；原生质体破裂；原生质体破裂；原生质体破裂；超薄切片电镜观察；超薄切片电镜观察；超薄切片电镜观察；超薄切片电镜观察；二、细菌细胞的构造与功能二、细菌细胞的构造与功能二、细菌细胞的构造与功能二、细菌细胞的构造与功能（二）（二）（二）（二）细胞膜（细胞膜（细胞膜（细胞膜（cell membranecell membrane）细胞膜是如何被发现的细胞膜是如何被发现的细胞膜是如何被发现的细胞膜是如何被发现的?电镜观察到的细胞质电镜观察到的细胞质膜，是在上下两暗色膜，是在上下两暗色层之间夹着一浅色中层之间

36、夹着一浅色中间层的双层膜结构，间层的双层膜结构，这与细胞膜的化学组这与细胞膜的化学组成有关。成有关。19591959年，年，年，年，J.D.RobertsonJ.D.Robertson发展了三明治模型，提出了发展了三明治模型，提出了发展了三明治模型，提出了发展了三明治模型，提出了单位单位单位单位膜模型（膜模型（膜模型（膜模型（unit membrane modelunit membrane model），并推断所有的生物并推断所有的生物并推断所有的生物并推断所有的生物膜都由蛋白质膜都由蛋白质膜都由蛋白质膜都由蛋白质-脂质脂质脂质脂质-蛋白质的单位膜构成，这一模型得蛋白质的单位膜构成，这一模型得

37、蛋白质的单位膜构成，这一模型得蛋白质的单位膜构成，这一模型得到了到了到了到了X X射线衍射分析和电镜观察结果的支持。电镜超薄射线衍射分析和电镜观察结果的支持。电镜超薄射线衍射分析和电镜观察结果的支持。电镜超薄射线衍射分析和电镜观察结果的支持。电镜超薄切片中细胞膜显示的两侧暗色带推测是蛋白质，中间亮切片中细胞膜显示的两侧暗色带推测是蛋白质，中间亮切片中细胞膜显示的两侧暗色带推测是蛋白质，中间亮切片中细胞膜显示的两侧暗色带推测是蛋白质，中间亮带推测是脂双层分子。带推测是脂双层分子。带推测是脂双层分子。带推测是脂双层分子。（二）（二）（二）（二）细胞膜（细胞膜（细胞膜（细胞膜（cell membra

38、necell membrane）1.1.化学组成化学组成化学组成化学组成:磷脂磷脂磷脂磷脂(20%-30%)(20%-30%)和蛋白质和蛋白质和蛋白质和蛋白质R基基:磷脂酸、磷脂酰甘磷脂酸、磷脂酰甘油、磷脂酰乙醇胺、磷脂油、磷脂酰乙醇胺、磷脂酰胆碱、磷脂酰肌醇等。酰胆碱、磷脂酰肌醇等。（1 1）磷脂）磷脂）磷脂）磷脂（1 1）磷脂）磷脂）磷脂）磷脂在生理温度下，脂肪酸末端排在生理温度下，脂肪酸末端排列成有序的晶态。列成有序的晶态。不饱和脂肪酸双键可导致膜不饱和脂肪酸双键可导致膜结构变形（流动）。结构变形（流动）。膜的流动性很大程度上取决于不饱和脂肪酸的结构和相对含量。膜的流动性很大程度上取决于

39、不饱和脂肪酸的结构和相对含量。膜的流动性很大程度上取决于不饱和脂肪酸的结构和相对含量。膜的流动性很大程度上取决于不饱和脂肪酸的结构和相对含量。细胞膜上长链脂肪酸的链长和饱和度因细菌种类和生长温度而异，细胞膜上长链脂肪酸的链长和饱和度因细菌种类和生长温度而异，细胞膜上长链脂肪酸的链长和饱和度因细菌种类和生长温度而异，细胞膜上长链脂肪酸的链长和饱和度因细菌种类和生长温度而异，通常生长温度要求越高的种，其饱和度也越高，反之则低通常生长温度要求越高的种，其饱和度也越高，反之则低通常生长温度要求越高的种，其饱和度也越高，反之则低通常生长温度要求越高的种，其饱和度也越高，反之则低。（2 2）甾醇类物质）甾

40、醇类物质）甾醇类物质）甾醇类物质真核生物细胞膜中一般有甾醇，真核生物细胞膜中一般有甾醇，真核生物细胞膜中一般有甾醇，真核生物细胞膜中一般有甾醇，含量占膜中脂含量占膜中脂含量占膜中脂含量占膜中脂质的质的质的质的5%-25%5%-25%。原核生物细胞膜中一般不含甾醇（支原体例原核生物细胞膜中一般不含甾醇（支原体例原核生物细胞膜中一般不含甾醇（支原体例原核生物细胞膜中一般不含甾醇（支原体例外）。而某些细菌的细胞膜中，含有与固醇外）。而某些细菌的细胞膜中，含有与固醇外）。而某些细菌的细胞膜中，含有与固醇外）。而某些细菌的细胞膜中，含有与固醇类似的五环分子称为类何帕烷（藿烷类化合类似的五环分子称为类何帕

41、烷（藿烷类化合类似的五环分子称为类何帕烷（藿烷类化合类似的五环分子称为类何帕烷（藿烷类化合物，物，物，物，hopanoidhopanoidhopanoidhopanoid），），），），起稳定细胞膜的作用。起稳定细胞膜的作用。起稳定细胞膜的作用。起稳定细胞膜的作用。由磷脂分子由磷脂分子由磷脂分子由磷脂分子形成的双分形成的双分形成的双分形成的双分子膜中加入子膜中加入子膜中加入子膜中加入甾醇类物质甾醇类物质甾醇类物质甾醇类物质可以提高膜可以提高膜可以提高膜可以提高膜的的的的稳定性稳定性稳定性稳定性(3)(3)膜蛋白膜蛋白膜蛋白膜蛋白 约占细菌细胞膜的约占细菌细胞膜的约占细菌细胞膜的约占细菌细胞膜的

42、75%75%，比任何一种生物膜都高，而且种，比任何一种生物膜都高，而且种，比任何一种生物膜都高，而且种，比任何一种生物膜都高，而且种类多。类多。类多。类多。-细胞膜是细胞膜是细胞膜是细胞膜是重要的代谢活动中心重要的代谢活动中心重要的代谢活动中心重要的代谢活动中心。(3)(3)膜蛋白膜蛋白膜蛋白膜蛋白根据作用根据作用根据作用根据作用 功能蛋白功能蛋白功能蛋白功能蛋白：担负生理机能担负生理机能担负生理机能担负生理机能 （转运蛋白、电子传递蛋白、（转运蛋白、电子传递蛋白、（转运蛋白、电子传递蛋白、（转运蛋白、电子传递蛋白、ATPATP合成酶合成酶合成酶合成酶 合成细胞壁及糖被的酶）合成细胞壁及糖被的

43、酶）合成细胞壁及糖被的酶）合成细胞壁及糖被的酶）结构蛋白结构蛋白结构蛋白结构蛋白：维持膜结构维持膜结构维持膜结构维持膜结构 根据分布根据分布根据分布根据分布 整合蛋白（整合蛋白（整合蛋白（整合蛋白（integral proteinintegral protein）或内嵌蛋白（或内嵌蛋白（或内嵌蛋白（或内嵌蛋白（intrinsic)intrinsic)周边蛋白（周边蛋白（周边蛋白（周边蛋白（peripheral proteinperipheral protein）或膜外蛋白或膜外蛋白或膜外蛋白或膜外蛋白(extrinsic(extrinsic)2.2.膜的结构模型膜的结构模型膜的结构模型膜的结构

44、模型液态镶嵌模型液态镶嵌模型液态镶嵌模型液态镶嵌模型(fluid mosaic model)(fluid mosaic model)(fluid mosaic model)(fluid mosaic model)膜的主体是磷脂双分子层；膜的主体是磷脂双分子层；膜的主体是磷脂双分子层；膜的主体是磷脂双分子层；磷脂双分子层具有流动性；磷脂双分子层具有流动性；磷脂双分子层具有流动性；磷脂双分子层具有流动性；整合蛋白因其表面呈疏水性，故可整合蛋白因其表面呈疏水性，故可整合蛋白因其表面呈疏水性，故可整合蛋白因其表面呈疏水性，故可“溶溶溶溶”于脂质双分子层于脂质双分子层于脂质双分子层于脂质双分子层 的疏水

45、性内层中；的疏水性内层中；的疏水性内层中；的疏水性内层中；周边蛋白表面含有亲水基团，故可通过静电引力与磷脂周边蛋白表面含有亲水基团，故可通过静电引力与磷脂周边蛋白表面含有亲水基团，故可通过静电引力与磷脂周边蛋白表面含有亲水基团，故可通过静电引力与磷脂 双分子层表面的极性头相连；双分子层表面的极性头相连；双分子层表面的极性头相连；双分子层表面的极性头相连；磷脂分子间或磷脂与蛋白质分子间无共价结合；磷脂分子间或磷脂与蛋白质分子间无共价结合；磷脂分子间或磷脂与蛋白质分子间无共价结合；磷脂分子间或磷脂与蛋白质分子间无共价结合；磷脂双分子层犹如一磷脂双分子层犹如一磷脂双分子层犹如一磷脂双分子层犹如一“海

46、洋海洋海洋海洋”，周边蛋白可在其上作，周边蛋白可在其上作，周边蛋白可在其上作，周边蛋白可在其上作“漂浮漂浮漂浮漂浮”运动，而整合蛋白则似运动，而整合蛋白则似运动，而整合蛋白则似运动，而整合蛋白则似“冰山冰山冰山冰山”状沉浸在其中作横向移动。状沉浸在其中作横向移动。状沉浸在其中作横向移动。状沉浸在其中作横向移动。19721972年，辛格（年，辛格（年，辛格（年，辛格（J.S.SingerJ.S.Singer）和尼科尔森（和尼科尔森（和尼科尔森（和尼科尔森（G.L.NicolsonG.L.Nicolson）提出提出提出提出 .细胞膜的生理功能细胞膜的生理功能细胞膜的生理功能细胞膜的生理功能物质运输

47、物质运输物质运输物质运输，选择性地控制营养物质和代谢产物的运送；，选择性地控制营养物质和代谢产物的运送；，选择性地控制营养物质和代谢产物的运送；，选择性地控制营养物质和代谢产物的运送；渗透屏障渗透屏障渗透屏障渗透屏障，维持细胞内正常的渗透压；，维持细胞内正常的渗透压；，维持细胞内正常的渗透压；，维持细胞内正常的渗透压；合成合成合成合成细胞壁和糖被的各种组分（肽聚糖、磷壁酸、细胞壁和糖被的各种组分（肽聚糖、磷壁酸、细胞壁和糖被的各种组分（肽聚糖、磷壁酸、细胞壁和糖被的各种组分（肽聚糖、磷壁酸、LPSLPS、荚膜多糖等）荚膜多糖等）荚膜多糖等）荚膜多糖等）的重要基地的重要基地的重要基地的重要基地；

48、膜上含有氧化磷酸化或光合磷酸化等能量代谢的酶系，膜上含有氧化磷酸化或光合磷酸化等能量代谢的酶系，膜上含有氧化磷酸化或光合磷酸化等能量代谢的酶系，膜上含有氧化磷酸化或光合磷酸化等能量代谢的酶系，是细胞的是细胞的是细胞的是细胞的产能场所产能场所产能场所产能场所；鞭毛基体的着生部位鞭毛基体的着生部位鞭毛基体的着生部位鞭毛基体的着生部位和鞭毛旋转的供能部位和鞭毛旋转的供能部位和鞭毛旋转的供能部位和鞭毛旋转的供能部位（二）细胞的结构细胞质膜内褶而形成的泡囊状、细胞质膜内褶而形成的泡囊状、细胞质膜内褶而形成的泡囊状、细胞质膜内褶而形成的泡囊状、管状或层状的构造。管状或层状的构造。管状或层状的构造。管状或层

49、状的构造。多见于革兰氏阳性细菌。多见于革兰氏阳性细菌。多见于革兰氏阳性细菌。多见于革兰氏阳性细菌。“间体间体间体间体”仅是电镜制片时因脱水操作而仅是电镜制片时因脱水操作而仅是电镜制片时因脱水操作而仅是电镜制片时因脱水操作而引起的一种赝像引起的一种赝像引起的一种赝像引起的一种赝像二、细菌细胞的构造与功能二、细菌细胞的构造与功能二、细菌细胞的构造与功能二、细菌细胞的构造与功能（三）内膜系统（三）内膜系统（三）内膜系统（三）内膜系统1.1.间体间体间体间体（mesosome）：）：间体与青霉素酶分泌、间体与青霉素酶分泌、间体与青霉素酶分泌、间体与青霉素酶分泌、DNADNA复制、分配及细胞分裂（横隔壁

50、复制、分配及细胞分裂（横隔壁复制、分配及细胞分裂（横隔壁复制、分配及细胞分裂（横隔壁形成）有关。形成）有关。形成）有关。形成）有关。（三）内膜系统（三）内膜系统（三）内膜系统（三）内膜系统（2 2）载色体和类囊体）载色体和类囊体）载色体和类囊体）载色体和类囊体绿硫菌科绿硫菌科绿硫菌科绿硫菌科光合细菌的细胞质中，充满以分散状态存在的一光合细菌的细胞质中，充满以分散状态存在的一光合细菌的细胞质中，充满以分散状态存在的一光合细菌的细胞质中，充满以分散状态存在的一系列单层膜组成的囊泡；系列单层膜组成的囊泡；系列单层膜组成的囊泡；系列单层膜组成的囊泡；红硫菌科红硫菌科红硫菌科红硫菌科光合细菌的细胞膜内陷