原核生物的形态、构造.ppt
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1、上次教学回顾,1-1细菌细菌细胞的形态细菌细胞的一般构造和功能,细胞形状、大小、染色方法,细胞壁:(细菌、古细菌、缺壁细菌),G+菌,G-菌,特殊成分:磷壁酸、外膜主要成分:肽聚糖,知识点:革兰氏染色机制、周质空间,拟肽聚糖,L-细菌原生质体原生质球支原体,一般结构:细胞壁、细胞膜、细胞质、核区,特殊结构:糖被、鞭毛、菌毛、芽胞,二、细菌细胞的构造与功能,1.概念:是紧贴细胞壁内侧包围细胞质的一层柔软,富有弹性的半透明薄膜。主要为脂类和蛋白质,少量糖类。,(二)细胞膜cytoplastic membrane,一般结构,光镜观察,2.观察分离方法:(1)质壁分离(2)选择性染色(3)溶菌酶处理(
2、4)电镜技术,3、细胞膜的结构与化学组成,整合蛋白,脂质双分子层,细胞膜模式结构图,(二)细胞膜cytoplastic membrane,一般结构,整合蛋白(内嵌蛋白),周边蛋白,亲水基,疏水基,磷脂,3、细胞膜的结构与化学组成 1972年Singer和Nicolson提出的细胞膜液态镶嵌模型,认为:膜是由球形蛋白与磷脂按照二维排列方式构成的流体镶嵌式,其要点为:,(二)细胞膜cytoplastic membrane,一般结构,细胞膜液态镶嵌模型,膜的主体是脂质双分子层;脂质双分子层具有流动性;整合蛋白因其表面含有疏水基团,故可“溶”于脂质双分子层的疏水性内层中;周边蛋白表面含有亲水基团,故可
3、通过静电引力与脂质双分子层表面的极性头相连;脂质分子间或脂质与蛋白质分子间无共价结合;脂质双分子层犹如“海洋”,周边蛋白在其上作“漂浮”运动,而整合蛋白则似“冰山”沉浸在其中作横向移动。,亲水基,疏水基,4、细胞膜的生理功能,控制细胞内外物质(营养物质和代谢废物)的运送、交换;维持细胞内正常渗透压的结构屏障作用;合成细胞壁各种组分(LPS、肽聚糖、磷壁酸)和荚膜物质等 大分子的场所;进行氧化磷酸化或光合磷酸化的产能基地;参与能量代谢,在细菌中,电子传递链和ATP合成酶均位于细胞膜;提供鞭毛的着生点并提供鞭毛运动所需能量。,(二)细胞膜cytoplastic membrane,一般结构,5、细胞
4、膜的内膜系统细菌不含线粒体与叶绿体之类的细胞器,但许多G的细胞膜内凹延伸延伸,形式多样的内膜系统,以提供或折叠形成为某种功能所需的更大面积。如间体、载色体、和羧酶体。,(二)细胞膜cytoplastic membrane,一般结构,间体(mesosome):由细胞膜内褶形成的一种管状、层状或囊状结构,一般位于细胞分裂部位或其邻近。,间体的功能:(1)参与隔膜形成(2)与核分裂有关(3)类似线粒体功能,(三)细胞质(cytoplast)及其内含物(inclusin),一般结构,细胞质功能:细胞质中含有丰富的酶系,是营养物质合成、转化、代谢的场所。,细胞质细胞膜内除核区外的一切半透明、胶状、颗粒状
5、物质可总称为细胞质。,细胞内含物为细胞质内形状较大的颗粒状构造,包括各种贮藏物和气泡、羧酶体等。,是分散在细胞质中的颗粒状结构,由核糖体核酸(占60%)和蛋白质(占40%)组成。,细菌的核糖体沉降系数为:70s,由50s大亚基和 30s 小亚基构成。与真核细胞(80S)的抗生素作用部位不同。功能:是细胞合成蛋白质的机构。,1.核糖体(ribosome),2.颗粒状内含物,聚-羟基丁酸(poly-hydroxybutirate,PHB),概念:PHB颗粒是许多细菌细胞质内常含有的碳源类储藏物.不溶于水,溶于氯仿,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
6、菌都含有聚羟丁酸颗粒。,概念:是普遍存在的贮藏物,大小为0.5-1m,主要成分是多聚偏磷酸盐的聚合物,分子呈线状,嗜碱性强,用美蓝或甲苯胺蓝染色时着色较深,呈紫红色,与菌体其他部位不同,故称异染粒,可用于某些细菌的鉴定。功能:贮存磷元素和能量,降低渗透压。含异染粒的细菌种类:棒状杆菌和某些芽孢杆菌等。,异染粒(metachromatic granule),是硫元素的贮藏体,功能:a.好氧硫细菌的能源 b.厌氧硫细菌的电子供体,形成:当环境中H2S含量高时,在体内积累S;当H2S不足时,S氧化成硫酸盐,以提供被菌细胞生命活动所需能量:,H2SSSO4-2,硫粒(sulfur granule),淀
7、粉粒和肝糖:都是-1,4或-1,6糖苷键的葡萄糖聚合物。这些贮藏物通常较均匀地分布在细胞质内,颗粒较小。若这类贮藏物大量存在时,用碘使对其染色,肝糖粒能被碘液染成红色,淀粉粒被碘成蓝色。脂肪粒:脂肪粒的折光性较强,它可被脂溶性染料染色;细胞生长旺盛时,脂肪粒增多,细胞遭破坏后,脂肪粒可游离出来。,肝糖、淀粉粒、脂肪滴,气泡,概念:由蛋白质膜构成的充满气体的泡状物。有些细菌细胞质中含有几个或多个气泡。常见于光合细菌和水生细菌。,功能:调节细胞比重,加大菌体的浮力,借气泡漂浮能力,以使其漂浮在合适的水层中,使无鞭毛菌在合适的环境中生长。吸收空气,空气中的氧气可供代谢需要。,(三)核区(muclea
8、r region or area),概念又称核质体(nuclear body)、原核(prokaryon)、拟核(nucleoid)或核基因组(genome)。指原核生物所特有的由大型环状双链DNA纤丝不规则地折叠或缠绕而构成的无核膜、核仁的区域。,一般结构,长度:一般为:0.25-3mm例:大肠杆菌的DNA长约1.1-1.4mm。每个细胞所含的核区数目与该菌的生长速度密切相关:生长迅速的细菌在核分裂之后细胞往往来不及分裂,所以细胞中常有2-4个核;而生长缓慢的细菌细胞中一般只有1-2个核,不在染色体复制时期一般是单倍体。,细菌DNA功能:负载遗传信息。,(三)核区(muclear regio
9、n or area),一般结构,Examples of nucleoid structure and distribution in Sulfolobus cells.,特殊结构,概念:某些细菌细胞壁外的一层厚度不定的透明粘液性胶状物质。化学组成:一般是多糖,少数是蛋白质或多肽,也有多糖与多肽复合型,一)糖被(glycocalyx),分类,大荚膜:微荚膜:粘液层:菌胶团:,包裹在单个细胞上,在壁上有固定层次,层次较厚,包裹在单个细胞上,在壁上有固定层次,层次较薄,包裹在单个细胞上,在壁上无固定层次的粘液层,包裹在多个细胞上,1、糖被的观察,荧光显微镜 负染色,荧光显微镜下的荚膜,负染色,2、糖
10、被的生理功能,保护作用:富含水分和极性基团,可保护细胞免于干燥;防止噬菌体的吸附和裂解;抵御吞噬细胞的吞噬;为主要表面抗原(K抗原),是有些病原菌的毒力因子;贮藏养料,是细胞外碳源和能源的储备物质作为透性屏障和离子交换系统,能保护菌体免受重金属离子的毒害;表面吸附作用:引起龋齿,某些病原菌必须的粘附因子细菌间的信息识别作用;堆积代谢废物。,3、糖被与菌落形态,光滑(Smooth,S-)型菌落产糖被的细菌在固体培养基上形成的菌落表面湿润、有光泽、呈粘液状,称S-型菌落。,菌落(S型),菌落(R型),粗糙(Rough,R-)型菌落不产糖被的细菌形成的菌落表面干燥、粗糙、称R-型菌落。,1.概念:某
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