微生物学---第三章 微生物细胞的结构与功能.pptVIP

一、细胞壁 G+和G-主要由于其细胞壁 化学成分的差异而引起物理特性（脱色能力）的不同，并决定了染色反应的不同 通过结晶紫初染和碘液媒染后，在细胞壁内形成了不溶于水的结晶紫与碘的复合物。 G+由于其细胞壁较厚，肽聚糖网层次多和交联致密，故遇乙醇或丙酮作脱色处理时，因失水而使网孔收缩，能把结晶紫与碘复合物牢牢地留在壁内。 G-细胞壁薄，外膜层的类脂含量高，肽聚糖层薄和交联度差，遇到脱色剂后，以类脂为主的外膜被溶解，薄而松散的肽聚糖网不能阻挡结晶紫与碘复合物的溶出，因此，被脱色成无色。 4、特殊的休眠构造——芽孢 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”）。 二、细胞壁以内的构造——原生质体 二、细胞壁以内的构造——原生质体 4、特殊的休眠构造——芽孢 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 各种消毒灭菌手段的最重要的指标。 常规加压蒸汽灭菌的条件：121℃，15 min以上 115℃，30 min以上 芽孢是细菌的休眠体，在适宜的条件下可以重新转变成为营 养态细胞；产芽孢细菌的保藏多用其芽孢。 产芽孢的细菌多为杆菌，也有一些球菌。芽孢的有无、形态、 大小和着生位置是细菌分类和鉴定中的重要指标。 芽孢与营养细胞相比化学组成存在较大差异，容易在光学显微 镜下观察。（相差显微镜直接观察；芽孢染色） （1）产芽孢细菌的种类 能产芽孢的细菌属不多，最主要的是属于革兰氏阳性杆菌的两个属——好氧性的芽孢杆菌属和厌氧性的梭菌属 。球菌中只有芽孢八叠球菌属产生芽孢。螺菌中的孢螺菌属也产芽孢。芽孢的有无、形态、大小和着生位置是细菌分类和鉴定中的重要指标。 （2）芽孢的构造 4、特殊的休眠构造——芽孢 （3）芽孢的形成 ①DNA浓缩，束状染色质形成； ②细胞膜内陷，细胞发生不对称分裂，小体积部分即为前芽孢（forespore）； ③前芽孢的双层隔膜形成，芽孢的抗辐射性提高； ④两层隔膜间充填芽孢肽聚糖后，合成DPA，累积钙离子，开始形成皮层，再经脱水，使折光率增高； ⑤芽孢衣合成结束； ⑥皮层合成完成，芽孢成熟，抗热性出现； ⑦芽孢囊裂解，芽孢游离外出。 4、特殊的休眠构造——芽孢 （4）芽孢萌发 由休眠状态的芽孢变成营养状态细菌的过程，称为芽孢的萌发，包括活化(activation)、出芽(germination)和生长(outgrowth)三个具体阶段。 芽孢衣中富含半胱氨酸的蛋白质的三维空间结构发生可逆性变化，从而使芽孢的透性增加，随之促进与发芽有关的蛋白酶活动。接着，芽孢衣上的蛋白质逐步降解，外界阳离子不断进入皮层，于是皮层发生膨胀、溶解和消失。接着外界的水分不断进入芽孢的核心部位，使核心膨胀、各种酶类活化，并开始合成细胞壁。 4、特殊的休眠构造——芽孢 （5）芽孢的耐热机制 芽孢与母细胞相比不论化学组成、细微结构、生理功能等方面都完全不同 渗透调节皮层膨胀学说 芽孢衣对多价阳离子和水分的透性很差 皮层的离子强度很高，产生极高的渗透压夺取芽孢核心的水分，结果造成皮层的充分膨胀。 核心部分的细胞质却变得高度失水， 因此，具极强的耐热性。 （6）研究芽孢的意义 ①芽孢是少数几属细菌所特有的形态结构。芽孢的存在和特点是细菌分类鉴定中的重要形态指标。 ②芽孢具有高度耐热性。用高温处理含菌试样，可以提高芽孢产生菌的筛选效率。 ③芽孢的代谢活动基本停止，休眠期特别长。为产芽孢菌的长期保藏带来了方便。 ④芽孢具有高度耐热性和抗逆性。能否消灭芽孢成了衡量灭菌手段的重要指标。 4、特殊的休眠构造——芽孢 （7）伴孢晶体（parasporal crystal） 少数芽孢杆菌，例如苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis)在其形成芽孢的同时，会在芽孢旁形成一颗菱形或双锥形的碱溶性蛋白晶体——δ内毒素，称为伴孢晶体。 伴孢晶体对200多种昆虫尤其是鳞翅目的幼虫有毒杀作用，因而可将这类产伴孢晶体的细菌制成有利于环境保护的生物农药——细菌杀虫剂。 特点：不溶于水，对蛋白酶类不敏感；容易溶于碱性溶剂。 4、特殊的休眠构造——芽孢 （7）伴孢晶体（parasporal crystal） 伴孢晶体 鳞翅目幼虫口服 伴孢晶体在肠道迅速溶解（中肠 pH 为9.0-10.5） 吸附于上皮细胞，引起渗透性丧失，肠道穿孔 肠道中的碱性溶液进入血液，后者 pH升高，昆虫全身麻痹而死亡 4、特殊的休眠构造——芽孢 （7）伴孢晶体（parasporal crystal） 三