Chapter 1 Morphological structure and function of prokaryotic 第一章 原核生物的形态构造和功能 Chapter 1 Morphological structure and function of prokaryotic 化学与生命科学学院 卜宁 Chemistry and Life Science College

第一节 细 菌 bacteria 一、细菌的大小与形态 二、细菌细胞的结构与功能 三、细菌的繁殖与培养特征

二、细菌细胞的结构与功能 基本结构 特殊结构 细胞壁(Cell wall) 荚膜(Capsule) 鞭毛(Flagella) 芽孢(Spore) 细胞膜(Cell rembrane) 细胞质(Cytoplasm) 拟核(nucleoid) ShenYang Normal University

1.细胞壁 Cell wall （1）结构 含有肽聚糖（peptidoglycan)等成分 基本结构 1.细胞壁 Cell wall （1）结构 含有肽聚糖（peptidoglycan)等成分 革兰氏染色法（Gram Stain)可区分细菌细胞壁差别 革兰氏阳性菌（Gram positive bacteria，G+ bacteria) 革兰氏阴性菌（Gram negative bacteria，G- bacteria) 包绕在细胞膜外的一层坚韧有弹性的结构

Stsphylococcus aureus 革兰氏染色法 Gram stain（鉴别染色法） Stsphylococcus aureus Escherichia coli G+ G- 革兰氏染色机制： G- 为什么会被染成红色？ 因为脂类物质较多，肽聚糖少，用丙酮或酒精（脂溶剂）溶掉脂类，使细胞壁的透性增加，从而把结晶紫与碘的复合物溶出来，而染上复染液的红色。 G+ 为什么会被染成紫色？ 因为肽聚糖含量较多，脂类物质含量较低，用丙酮或酒精（脂溶剂）处理脱水，而使壁的肽聚糖网孔变小，通透性降低，使结晶紫与碘的复合物溶不出来，也就不能染上复染液的颜色而保持原来的紫色。 初染 ----媒染 -------脱色 ----复染 Developed in 1884 by Hans Christian Gram, a Danish histologist

革兰氏阳性细菌 革兰氏阴性细菌 细胞膜 肽聚糖 磷壁酸 膜磷壁酸 周浆空间 外膜 脂多糖 孔蛋白 磷脂 脂蛋白 膜蛋白 G+ G-

G+和G-菌细胞壁特点 m-DAP 细胞壁肽聚糖结构 聚糖骨架（peptidoglycan backbone): 外膜 类脂A 核 心 多 糖 脂多糖 肽聚糖 革兰氏阴性细菌细菌壁 周质 聚糖骨架（peptidoglycan backbone): 含N-乙酰胞壁酸和N-乙酰葡萄糖胺，两者交替间隔排列，由β-1，4糖苷键相连 细胞壁肽聚糖结构 四肽侧链（peptide side chain):与聚糖骨架上N-乙酰胞壁酸相连 五肽交联桥（peptide interbridge):连接两个相邻的四肽侧链 革兰氏阳性菌细胞壁 脂（膜）磷壁酸 （壁）磷壁酸 肽聚糖 细胞膜 如A族链球菌M蛋白 金黄色葡萄球菌A蛋白 革兰氏阳性菌细胞壁特点 肽聚糖含量丰富，层厚，20-50层 肽聚糖=聚糖骨架+四肽侧链+五肽交联桥=三维立体结构 含特有组分磷壁酸，此外，某些菌有特殊表面蛋白 革兰氏阴性菌细胞壁特点 肽聚糖含量少，层薄，1-3层 肽聚糖=聚糖骨架+四肽侧链=二维平面结构 肽聚糖层外具有独特的外膜，由脂质双层、脂蛋白 和脂多糖组成，外膜与内膜之间的间隙称周浆间隙

革兰氏阳性菌与革兰氏阴性菌细胞壁区别 G+细胞壁 G-细胞壁 肽聚糖含量 肽聚糖结构 五肽交联桥 磷壁酸 外膜 丰富、层厚 少、薄 三维立体结构 二维平面结构 五肽交联桥 有 无 磷壁酸 有 无 外膜 有 无

革兰氏染色机理 初染 ----媒染 ----脱色 ----复染 革兰氏阳性菌 革兰氏阴性菌

溶菌酶和青霉素的作用机制 （2）功能 维持形态 抵抗低渗 物质交换 具抗原性 具染色性 溶 菌 酶 青霉素 Transpeptidase:转肽酶

G+ G- ( 3 ) 细菌细胞壁缺陷型 支原体 （Cell wall deficient forms, CWDF) L-型细菌 原生质体 原生质球 支原体 L-型细菌菌落 G- L-form Normal cell 支原体 来自于正常的G+或G-细菌 可由抗生素、溶菌酶等诱导产生 在形态、培养特征、染色、抗原 性、对抗生素的敏感性、致病性 等许多方面与原有细胞不同

间 体 2.细胞膜 Plasma membrane 选择性膜：水和一些小分子被动扩散，特异性营养物质选择性进入，排出代谢废物 间 体 选择性膜：水和一些小分子被动扩散，特异性营养物质选择性进入，排出代谢废物 呼吸产能：含有细胞色素、呼吸链酶类，与真核细胞的线粒体膜功能相似

3.细胞质 Cytoplasm 由蛋白质和RNA构成 核糖体 Ribosome 70S=50S+30S 是蛋白质合成的场所 抗生素可以阻止核糖体合成蛋白质 核糖体 Ribosome 被质膜包被着的胶状物质,内含水、蛋白质、核酸、脂类、碳水化合物、无机盐等物质,是细胞新陈代谢的场所重要内含物：核糖体、质粒、胞质颗粒

质粒 Plasmid F质粒：编码细菌性菌毛 R质粒：控制细菌耐药性 Col质粒：编码大肠菌素 Vi质粒：决定细菌的毒力 是细菌染色体外的可独立复制的遗传物质。由闭合的双链环状DNA组成，控制细菌某些特定的遗传性状，非细菌生命活动所必须。

内含物 Intracellular granules: 细菌“仓库” 聚-β-羟丁酸：具有贮存能源、碳源和降低细胞内渗透压等功能。可用于制造可降解塑料。异染粒：RNA、多偏磷酸盐，嗜碱，着色深 异染粒 聚-β-羟丁酸 PHB

4.拟核 Nucleoid 细菌基因组位于单一的共价闭合环状双链DNA分子上，DNA分子折叠盘旋成松散网状结构，聚集在细胞质中某一区域，称为拟核 （nucleoid)或核质Nuclear material)或细菌染色体（chromosome) 无组蛋白成分 无核膜包裹