第一节细菌二.ppt
《第一节细菌二.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《第一节细菌二.ppt(114页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、第一节 细菌,1,1)概念:,细胞质膜(cytoplasmic membrane)又称质膜(plasma membrane)、细胞膜(cell membrane) 或内膜(inner membrane),是紧贴在细胞壁内侧、包围着细胞质的一层柔软、脆弱、富有弹性的半透性薄膜,厚约78nm。,磷脂(占20%30%),蛋白质(占50%70%),细胞膜,2. 细胞膜,2,2)观察方法,质壁分离后结合鉴别性染色在光学显微镜下观察;,原生质体破裂;,超薄切片电镜观察;,电镜观察到的细胞质膜,是在上下两暗色层之间夹着一浅色中 间层的双层膜结构,这与细胞膜的化学组成有关。,3,3)细胞膜的化学组成与结构模型
2、,(1)磷脂,亲水的极性端,疏水的非极性端,4,在极性头的甘油C3上,不同种微生物具有不同的R基,如: 磷脂酸、 磷脂酰甘油、 磷脂酰乙醇胺、 磷脂酰胆碱、 磷脂酰丝氨酸 或磷脂酰肌醇等。,非极性尾则由长链脂肪酸通过酯键连接在甘油的C1和C2位上组成,其链长和饱和度因细菌种类和生长温度而异。,5,在生理温度下,脂肪酸末端排列成固定的晶格。,不饱和脂肪酸的双键可导致膜结构的变形。当磷脂分子中二者同时存在时,在一定条件下就阻碍了形成晶格结构所需要的有秩序排列。,6,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,通常生长温度要求越高
3、的种,其饱和度也越高,反之则低。,7,具有酶促作用的周边蛋白(peripheral protein)或膜外蛋白(extrinsic protein),具运输功能的整合蛋白(integral protein)或内嵌蛋白(intrinsic protein),8,膜蛋白约占细菌细胞膜的50%70%,比任何一种生物膜都高,而且种类也多。 -细胞膜是一个重要的代谢活动中心。,9,(2)液态镶嵌模型(fluid mosaic model),膜的主体是脂质双分子层;,脂质双分子层具有流动性;,整合蛋白因其表面呈疏水性,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,故可通过静电引力与脂
4、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;,脂质双分子层犹如一“海洋”,周边蛋白可在其上作“漂浮” 运动,而整合蛋白则似“冰山”状沉浸在其中作横向移动。,1972年,辛格(J.S.Singer)和尼科尔森(G.L.Nicolson),10,液态镶嵌模型,11,液态镶嵌模型,12,(3)甾醇类物质,真核生物细胞膜中一般含有胆固醇等甾醇,含量为5%-25%,原核生物与真核生物的最大区 别就是其细胞膜中一般不含胆 固醇,而是含有hopanoid,甾醇的一般结构,由磷脂分子形成的双分子膜中加入甾醇类物质可以提高膜的稳定性,13,hopanoid类甾醇,其作用被认为也是稳定
5、细胞膜的结构,90%的化石燃料的前体物质是kerogen(油原,或称油母岩质),Kerogen中细菌特有的hopanoid类甾醇占有很高的比例,Kerogen是由于细菌的活动而形成,在地下沉积物中细菌特有的hopanoid类甾醇的含量高达1011-12吨,与目前地球上存在的活的生物(living organisms)体内含有的有机碳的含量总和相当。,hopanoid被认为是地球上含量最丰富的生物分子,14,4)细胞膜的生理功能,选择性地控制细胞内、外的营养物质和代谢产物的运送;,是维持细胞内正常渗透压的屏障;,合成细胞壁和糖被的各种组分(肽聚糖、磷壁酸、LPS、荚膜多糖等)的重要基地;,膜上含
6、有氧化磷酸化或光合磷酸化等能量代谢的酶系,是细胞的产能场所;,是鞭毛基体的着生部位和鞭毛旋转的供能部位;,15,5)间体(mesosome,或中体),细胞质膜内褶而形成的囊状构造,其中充满着层状或管状的泡囊。多见于G+细菌。,青霉素酶分泌、DNA复制、分配以及细胞分裂有关,“间体”仅是电镜制片时因脱水操作而引起的一种赝像,16,间体(mesosome),17,1)概念,细胞质(cytoplasm)是细胞质膜包围的除核区外的一切半透明、胶状、颗粒状物质的总称。含水量约80%。 细胞质内形状较大的颗粒状构造为内含物,包括各种贮藏物和气泡、羧酶体等。 细胞质功能:细胞质中含有丰富的酶系,是营养物质合
7、成、转化、代谢的场所。,3. 细胞质,18,核糖体 贮藏物 多种酶类和中间代谢物 质粒 各种营养物和大分子的单体等,类囊体 羧酶体 气泡 伴孢晶体等,细胞质的主要成分:,少数细菌还有:,19,2)颗粒状贮藏物(reserve materials),贮藏物是一类由不同化学成分累积而成的不溶性沉淀颗粒,主要功能是贮存营养物。,20,贮藏物,碳源及能源类,磷源(异染粒):,糖原:,固氮菌、产碱菌和肠杆菌等,紫硫细菌、丝硫细菌、贝氏硫杆菌等,藻青素:蓝细菌,藻青蛋白:蓝细菌,迂回螺菌、白喉棒杆菌、结核分枝杆菌,大肠杆菌、克雷伯氏菌、芽孢杆菌和蓝细菌等,聚-羟丁酸(PHB):,硫粒:,氮源类,(参见P2
8、1),21, 聚-羟丁酸(poly-hydroxybutyrate, PHB),巨大芽孢杆菌 (Bacillus megaterium) 在含乙酸或丁酸的培养基中生长时,细胞内贮藏的PHB可达其干重的60%。,类脂性质的碳源类贮藏物,22,PHB于1929年被发现,至今已发现60属以上的细菌能合成并贮藏。,它无毒、可塑、易降解, 被认为是生产医用塑料、 生物降解塑料的良好原料。,聚-羟丁酸,23,CH3CHOHCH2COOH,H-OCCH2CO-OH,n,(n6),PHB:,24, 多糖类贮藏物,在真细菌中以糖原为多 糖原粒较小,不染色需用电镜观察, 用碘液染成褐色,可在光学显微镜下看到。,淀
9、粉粒,有的细菌积累淀粉粒,用碘液染成深兰色。,糖原粒,多糖类贮藏物,25, 异染粒(metachromatic granules),颗粒大小为0.51.0m,是无机偏磷酸的聚合物, 一般在含磷丰富的环境下形成。 功能是贮藏磷元素和能量,并可降低细胞的渗透压。,在暗视野显微镜下看到的 迂回螺菌(Spirillum volutans) 异染粒(迂回体),26, 藻青素(cyanophycin),一种内源性氮源贮藏物,同时还兼有贮存能源的作用。 通常存在于蓝细菌中。,由含精氨酸和天冬氨 酸残基(1:1)的分枝 多肽所构成,分子量 在25000125000。,27, 硫粒(sulfur globule
10、s),很多真细菌在进行产能代谢或生物合成时,常涉及对还原性 的硫化物如H2S, 硫代硫酸盐等的氧化。 在环境中还原性硫素 丰富时,常在细胞内 以折光性很强的硫粒 的形式积累硫元素。 当环境中还原性硫 缺乏时,可被细 菌重新利用。,28,微生物储藏物的特点及生理功能:,不同微生物其储藏性内含物不同,(例如厌气性梭状芽孢杆菌只含PHB,大肠杆菌只储藏糖原, 但有些光合细菌二者兼有),微生物合理利用营养物质的一种调节方式,当环境中缺乏能源而碳源丰富时,细胞内就储藏较多的碳源类内含物, 甚至达到细胞干重的50%,如果把这样的细胞移入有氮的培养基时, 这些储藏物将被作为碳源和能源而用于合成反应。,储藏物
11、以多聚体的形式存在,有利于维持细胞内环境的平衡,避免不适合的pH、渗透压等的危害。,(例如羟基丁酸分子呈酸性,而当其聚合成聚-羟丁酸( PHB)就成为 中性脂肪酸了,这样便能维持细胞内中性环境,避免菌体内酸性增高。),储藏物在细菌细胞中大量积累,还可以被人们利用!,29,3)磁小体(megnetosome),趋磁细菌细胞中含有的大小均匀、数目不等的Fe3O4颗粒,外有一层磷脂、蛋白或糖蛋白膜包裹。,30,功能是导向作用,即借鞭毛游向对该菌 最有利的泥、水界面微氧环境处生活。,实用前景,包括生产磁性定向药物或抗体,以及制造生物传感器等,31,4)羧酶体(carboxysome),一些自养细菌细胞
12、内的 多角形或六角形内含物,其大小与噬菌体相仿,约10nm,内含1,5-二磷酸核酮糖羧化酶,在自养细菌的CO2固定中起着关键作用。,(参见P21),32,采用免疫电镜技术观察蓝细菌 cyanobacterium Chlorogloeopsis fritischii 中的羧酶体,33,5)气泡(gas vocuoles),许多光合营养型、无鞭毛运动的水生细菌中存在的充满气体的泡囊状内含物,大小为0.21.0m75nm,内由数排柱形小空泡组成,外有2nm厚的蛋白质膜包裹。,34,调节细胞比重以使细胞漂浮在最适水层中获取光能、O2和营养物质。,专性好氧的盐杆菌属(Halobacterium)的细菌,
13、却生活在含氧极少的饱和盐水中,它们细胞中气泡显著,其作用被认为是使菌体浮于盐水表面,以保证细胞更接近空气。,有些厌氧性光和细菌利用气泡集中在水下10-30米深处,这样既能吸收适宜的光线和营养进行光和作用,又可以避免直接与氧接触。,蓝细菌生长时依靠细胞内的气泡而漂浮于湖水表面,并随风聚集成块,常使湖内出现“水花”。,气泡的功能:,35,气泡的膜只含蛋白质而无磷脂。二种蛋白质相互交连,形成一个坚硬的结构,可耐受一定的压力。膜的外表面亲水,而内侧绝对疏水,故气泡只能透气而不能透过水和溶质。,36,光合细菌进行光合作用的部位 相当于绿色植物的叶绿体,6)载色体 (Chromatophore),37,7
14、)核糖体(ribosome),38,8)质粒(plasmid),移到第八章“微生物遗传”,39,(参见P22),细菌的细胞核是一个拟核(nucleoid),实际上是一条环状的裸露的DNA链,所以也称染色质体(chromatinic body)或细菌染色体(bacterial chromosome)。,4. 核区(nuclear region or area),40,原核生物所特有的 无核膜结构、 无固定形态的 原始细胞核。,41,现代同位素放射性显影术 重金属投影术 电镜,用富尔根(Feulgen)染色法或姬姆萨(Giemsa)染色法,在普通光学显微镜下可看到核区。,核区是一个反差极弱的区域,
15、没有核膜,内含丝状物,即DNA分子。,观察,42,静止期的细菌,其核呈球形、棒状或哑铃状,在正常情况下,一个菌体细胞里只有一个核;而细胞生长旺盛时,DNA复制先于分裂,则细胞里会含有24个核。,在细胞分裂时,核呈H、X和Y形。,43,(参见P25),1)概念,某些细菌在其生长发育后期,在细胞内形成一个圆形或椭圆形、厚壁、含水量极低、抗逆性极强的休眠体,称为芽孢(endospore或spore,偶译“内生孢子”)。,5. 特殊的休眠构造芽孢,44,常规加压蒸汽灭菌的条件:121,15 min以上 115,30 min以上,2)细菌芽孢的特点,整个生物界中抗逆性最强的生命体,是否能消灭芽孢是衡量各
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 第一节 细菌
链接地址:https://www.31doc.com/p-2988012.html