微生物细胞剖析.ppt

第一章 原核生物的形态、构造和功能 第一节 原核微生物概述 第二节 原核微生物的主要类群 （二）. 细菌的结构 4、细胞质及其内含物 细胞质cytoplasm：是在细胞膜内除核区以外的细胞物质。细胞质是无色、透明、粘稠状物质。主要成分为水，蛋白质，核酸，脂类、少量糖和无机盐。 4、细胞质及其内含物 ①贮藏性颗粒 ②磁小体megnetosome ③气泡 gas vacuoles ④羧化体 carboxysome 贮藏性颗粒 细菌细胞质中含有各种颗粒状内含物，它们大多数为细胞贮藏物，颗粒状内含物的多少因细菌的种类、菌龄及培养条件不同而改变。 主要有：异染粒、聚β－羟丁酸、肝糖粒、淀粉粒、脂肪粒、硫粒和液泡等等。 内含物－异染粒 metachromatic 异染粒 内含物－聚β－羟丁酸颗粒(ploy- β -hydroxybutyra PHB) PHB PHA---polyhydroxyalkanoate 内含物-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。 内含物-液泡 许多活细菌细胞内有液泡，液泡主要成分是水和可溶性盐类，被一层脂蛋白的膜包围。可用中性红染色使之显现出来。液泡具有调节渗透压的功能，还可与细胞质进行物质交换。 磁小体 megnetosome 1975,由（R P Blakemore)首先发现，目前所知的趋磁细菌主要为水生螺菌属(Aquaspirillum)和嗜胆球菌属（Bilophococcus)。 成分为Fe3O4，外层有一层膜包围，形状为平行六面体或者六棱柱体。 功能：导向作用。 应用：磁性定向药物或者抗体，生物传感器等等。 磁小体 megnetosome 气泡 gas vacuoles 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。 羧化体 carboxysome 又称羧酶体，是某些化能自养细菌菌体中含有的一类多角型的内含物。大小和噬菌体差不多，约10nm，内含1,5-二磷酸核酮糖羧化酶，在自养细菌固定CO2中起关键作用。 （二）. 细菌的结构 （ ii ）特殊结构 1、芽孢 spore 2、糖被 glycocalyx 3、鞭毛 flagellum 4、纤毛 fimbria 5、 孢囊 cyst 1、芽孢 定义：某些细菌在其生长发育后期，在细胞内形成的一个圆形或者椭圆型、厚壁、含水量极低、抗逆性极强的休眠体，称为芽孢 （endospore或者spore）。 1、芽孢 芽孢形态及在细胞中的位置 各种芽孢在细胞中的位置、形状和大小是一定的，在分类鉴定上有一定意义。 芽孢的组成和结构 芽孢有多层结构，主要包括孢外壁、芽孢衣、皮层和核心. 芽孢的特性: 具有很强的抗热、抗干燥、抗辐射、抗化学药物能力。 含水量低、壁厚而致密，通透性差,不易着色。 新陈代谢几乎停止，处于休眠状态。 一个芽孢萌发产生一个个体。 芽孢的抗热机制： 目前尚不清楚，但可能与以下因素有关，如含水量低、壁厚而致密，芽孢中的酶分子量小，比较耐热。也有人认为芽孢抗热与DPA有关。 渗透调节皮层膨胀学说:芽孢衣对水分和阳离子渗透性差；皮层渗透压高，造成吸水膨胀，核心高度失水。 研究芽孢意义 分类鉴定指标。 提高筛选效率。 菌种保藏。 灭菌指标。 2、糖被 glycocalyx 定义：某些细菌生活在一定的条件下，会在细胞壁外表面形成一层松散的厚度不定的粘膜状物质。不易着色。 根据形状和厚度 荚膜 capsule 或大荚膜 macrocapsule ：粘液状物质具有一定外形，相对稳定地附着在细胞壁外，厚度：＞0.2μm。 微荚膜 microcapsule ：粘液状物质较薄，厚度：＜0.2μm ， 与细胞表面牢固结合。 粘液层 slime layer ：粘液物质没有明显的边缘，比荚膜松散,可向周围环境中扩散,增大黏性。 菌胶团 zoogloea ： 多个细菌共有一个荚膜。 荚膜的组成和功能 组成：因种而异，除水外，主要是多糖（包括同型多糖和异型多糖），此外还有多肽，蛋白质，糖蛋白等。 生理功能： 保护作用：避免干旱损伤，防噬菌体吸附和裂解，防白细胞吞噬。 储藏养料以备营养缺乏时重新利用。 作为透性屏障或离子交换系统，保护细菌免受重金属离子的毒害。 表面附着作用。 细胞间的信息识别作用。 堆积代谢废物。 作为主要表面抗原，是有些病原菌的毒力因子。 荚膜 capsule 荚膜水分含量超过90％，其菌体在固体培养基上形成表面湿润、有光泽、黏液状的光滑型（smooth），S型菌落。 不产荚膜的细菌形成表面相对干燥的粗糙型（rough）R型菌落。 荚膜与生产实践的关系 应用：荚膜也可以成为有价值的材料。如：肠膜状明串珠菌的葡聚糖荚膜