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第三章 微生物细胞的结构与功能 第一节 原核微生物 概念：是指一大类细胞微小、细胞核无核膜包裹的原始 单细胞生物。 与真核微生物的主要区别有： 1、基因组由无核膜包裹的双链环状DNA组成 2、缺乏由膜分隔、包围的细胞器 3、核糖体为70 S型 原核生物包括: 细菌域和古生菌域 1、细胞壁 （3）球状体(sphaeroplast) ，又称原生质球 采用上述同样方法，针对革兰氏阴性细菌处理后而获得的 残留部分细胞壁（外壁层）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。 1、细胞壁 （4）支原体(Mycoplasma) 在长期进化过程中形成的、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一般原核生物所没有的甾醇， 所以即使缺乏细胞壁，其细胞膜仍有较高的机械强度。 二、细胞壁以内的构造 原生质体包括细胞质膜、细胞质和核区三部分。 1.细胞质膜 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7～8nm，由磷脂（占20%～30%）和蛋白质（占50%～70%）组成。 1）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。 二、细胞的构造 2）细胞膜的化学组成与结构模型： （1）磷脂 亲水的极性端 疏水的非极性端 磷脂的分子结构 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。 （2）膜蛋白 具运输功能的整合蛋白（integral protein）或内嵌蛋白（intrinsic protein） 具有酶促作用的周边蛋白（peripheral protein）或膜外蛋白(extrinsic protein) 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。 （2）液态镶嵌模型(fluid mosaic model)内容 ①膜的主体是脂质双分子层； ②脂质双分子层具有流动性； ③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； ④周边蛋白表面含有亲水基团，故可通过静电引力与脂质 双分子层表面的极性头相连； ⑤脂质分子间或脂质与蛋白质分子间无共价结合； ⑥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） 液态镶嵌模型(fluid mosaic model) 3）细胞膜的生理功能： ①选择性地控制细胞内、外的营养物质和代谢产物的运送； ②是维持细胞内正常渗透压的屏障； ③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； ④膜上含有氧化磷酸化或光合磷酸化等能量代谢的酶系， 是细胞的产能场所； ⑤是鞭毛基体的着生部位和鞭毛旋转的供能部位； ⑥ 膜上某些蛋白受体与趋化性有关 类何帕烷甾醇的分子结构 原核微生物（支原体除外）的细胞膜上一般不含甾醇，但在很多细菌中发现甾醇的类似物-五环固醇样分子。具有维持膜稳定的作用。 细胞质的主要成分为核糖体、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，少数细菌还有类囊体、 羧酶体、气泡或伴孢晶体等。 2、细胞质和内含物 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%。 二、细胞的构造 2）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。 糖原：大肠杆菌、克雷伯氏菌、芽孢杆菌和蓝细菌等 碳源及能源类 聚β-羟丁酸（PHB）：固氮菌、产碱菌和肠杆菌等 硫粒：紫硫细菌、丝硫细菌、贝氏硫杆菌等 贮藏物 藻青素：蓝细菌