Chapter 1 Morphological structure and function of prokaryotic

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1 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

2 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

3 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

4 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

5 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

6 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-

7 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

8 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

9 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

10 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

11 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

12 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

13 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

14 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。

15 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

16 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