微 生 物 学 2. 原核生物的形态、构造和功能 2.1 细菌 西北第二民族学院 细菌的结构 细胞膜

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1 微 生 物 学 2. 原核生物的形态、构造和功能 2.1 细菌 西北第二民族学院 2.1.4 细菌的结构 2.1.4.2 细胞膜
2. 原核生物的形态、构造和功能 细菌 细菌的结构 细胞膜 细胞膜 cell membrane 在细胞壁与细胞质之间的一层柔软而富有弹性的半透性膜。厚7-8nm。 化学组成：蛋白和磷脂，蛋白含量高达75%，种类也多。膜不含甾醇类。 西北第二民族学院

2 微 生 物 学 2. 原核生物的形态、构造和功能 2.1 细菌 西北第二民族学院 2.1.4 细菌的结构 2.1.4.2 细胞膜 细胞膜结构
2. 原核生物的形态、构造和功能 细菌 细菌的结构 细胞膜 细胞膜结构 脂双分子层：细胞膜由含有亲水区域的和疏水区域的两亲性分子磷脂组成。在膜中磷脂以双分子层排列，极性头部亲水区指向膜的外表面，而其疏水区脂肪酸的尾部指向膜的内层。结果，膜对于大分子或电荷高的分子成为一个选择渗透屏障，它们不易通过磷脂双分子的疏水性内层。 西北第二民族学院

3 其蛋白质分两类：整合蛋白和外周蛋白。一个磷脂双分子层，其中埋藏着与物质运输、能量代谢和信号接收有关的整合蛋白。另外，有通过电荷相互作用，疏松附着于膜的外周蛋白。膜中的脂类和蛋白质互相相对运动。
整合蛋白(integral)是完全地与膜连接而且贯穿全膜的蛋白，所以这些蛋白在此区域中有疏水性氨基酸埋藏在脂中。约为膜蛋白的70-80%，不容易从质膜中抽提出来，不溶于水； 外周蛋白(peripheral proteins)是由于磷脂带正电荷极性头，只是通过电荷作用与膜松散连接的一类，用盐溶液洗涤可以从纯化的膜上除去。脂类和蛋白质均在运动，而且是彼此之间相对运动。这就是液态镶嵌模式的细胞膜结构模型。约为膜蛋白的20-30%，可溶于水；

4 Structure of Cytoplasmic Membrane

5 微 生 物 学 2. 原核生物的形态、构造和功能 2.1 细菌 西北第二民族学院 2.1.4 细菌的结构 2.1.4.2 细胞膜
2. 原核生物的形态、构造和功能 细菌 细菌的结构 细胞膜 细胞膜的主要生理功能 保护细胞质与周围环境隔开 选择透性 代谢过程的场所：呼吸代谢、光合作用、脂类和细胞壁组分的合成。 营养物质的吸收，废物排泄及蛋白质分泌都是膜上运输系统任务。 鞭毛的着生点和提供其运动所需的能量 膜上有特定的受体分子，有助于对环境中的物质探测并回应。 西北第二民族学院

6 微 生 物 学 2. 原核生物的形态、构造和功能 2.1 细菌 西北第二民族学院 2.1.4 细菌的结构 2.1.4.4 间体
2. 原核生物的形态、构造和功能 细菌 细菌的结构 间体 间体(中质体） mesosome 由细胞膜内陷到细胞质而形成的管状、囊状、片状结构。 功能： 与细胞壁合成有关 可能与核分裂有关 有学者认为间体是一种赝象 西北第二民族学院 白喉杆菌的间体

7 微 生 物 学 2. 原核生物的形态、构造和功能 2.1 细菌 西北第二民族学院 2.1.4 细菌的结构 2.1.4.2古生菌细胞膜
2. 原核生物的形态、构造和功能 细菌 细菌的结构 古生菌细胞膜 嗜高温的古生菌：单层脂分子组成 西北第二民族学院

8 微 生 物 学 2. 原核生物的形态、构造和功能 2.1 细菌 西北第二民族学院 2.1.4 细菌的结构 2.1.4.3 细胞质及内含物
2. 原核生物的形态、构造和功能 细菌 细菌的结构 细胞质及内含物 细胞质 是无色，半透明胶状物、颗粒状物，不流动。 主要组成:核糖体 颗粒状部分 〈1〉核糖体（ribosome） 〈2〉颗粒状内含物 西北第二民族学院

9 微 生 物 学 2. 原核生物的形态、构造和功能 2.1 细菌 核糖体 ribosome RS
2. 原核生物的形态、构造和功能 细菌 核糖体 ribosome RS 核糖核蛋白的颗粒状结构，RNA+蛋白，合成蛋白质的场所。 原核：游离态、多聚核糖体，70S 真核：游离态、结合内质网上，70、80S 多聚核糖体：一条mRNA与一定数目的单个RS结合而成。

10 微 生 物 学 2. 原核生物的形态、构造和功能 2.1 细菌 西北第二民族学院 2.1.4 细菌的结构 2.1.4.3 细胞质及内含物
2. 原核生物的形态、构造和功能 细菌 细菌的结构 细胞质及内含物 内含物 不同细菌细胞内，含不同内含物，是细胞的贮藏物质或代谢产物。 主要有：贮藏物、磁小体、羧酶体、气 泡 西北第二民族学院

11 微 生 物 学 2. 原核生物的形态、构造和功能 2.1 细菌 西北第二民族学院 2.1.4 细菌的结构 2.1.4.3 内含物 贮藏物
2. 原核生物的形态、构造和功能 细菌 细菌的结构 内含物 贮藏物 聚-β-羟基丁酸（PHB） 是许多细菌细胞质内常含有的碳源类储藏物.PHB不溶于水,易被脂溶性染料(如苏丹黑)着色。 功能:贮存碳源、能源和降低渗透压。 许多好氧菌和光合厌氧菌都含有聚β－羟丁酸颗粒。 西北第二民族学院

12 2. 原核生物的形态、构造和功能 2.1 细菌 2.1.4 细菌的结构 2.1.4.3 内含物 贮藏物 异染粒 能量仓库，磷酸盐的贮存体
2. 原核生物的形态、构造和功能 细菌 细菌的结构 内含物 贮藏物 异染粒 能量仓库，磷酸盐的贮存体 嗜碱，着色深，异染效应 诊断价值（白喉棒状杆菌）

13 微 生 物 学 2. 原核生物的形态、构造和功能 2.1 细菌 西北第二民族学院 2.1.4 细菌的结构 2.1.4.3 内含物
2. 原核生物的形态、构造和功能 细菌 细菌的结构 内含物 功能 ：导向作用，即借助鞭毛游向泥、水界面微氧环境处生活。 实用前景：生产磁性定向药物或抗体，以及制造生物传感器等 磁小体 1975年由R P Blakemore 在趋磁细菌中发现。 主要成分是Fe3O4 形状：为平截八面体、平行六面体或六棱柱体等。 西北第二民族学院

14 微 生 物 学 2. 原核生物的形态、构造和功能 2.1 细菌 西北第二民族学院 2.1.4 细菌的结构 2.1.4.3 内含物 气泡
2. 原核生物的形态、构造和功能 细菌 细菌的结构 内含物 气泡 是许多光合型、无鞭毛水生菌中充满气体的泡囊状内含物。蓝细菌、紫色光合细菌、盐杆菌、发光细菌等水生形式的细菌中可见 因为气泡的浮力，细菌才可漂浮于水面/水表 每个细胞中含几个或数百个气泡 功能：调节细胞比重以使细菌漂浮在最适水层中获取光能O2，和营养物质 西北第二民族学院

15 微 生 物 学 2. 原核生物的形态、构造和功能 2.1 细菌 西北第二民族学院 2.1.4 细菌的结构 2.1.4.5 核区
2. 原核生物的形态、构造和功能 细菌 细菌的结构 核区 环状双链DNA，超线圈结构， 拟核 nuclear region 又称核质体、原核。 无核膜、核仁、无固定形态，结构简单，细胞分裂前核分裂。生理功能 储藏和传递遗传信息 细胞的控制中心 西北第二民族学院

16 每个细胞所含的核区数一般1—4个，细菌除在染色体复制时间内呈双倍体外,一般均为单倍体。

17 微 生 物 学 2. 原核生物的形态、构造和功能 2.1 细菌 质粒 染色体 西北第二民族学院 2.1.4 细菌的结构 2.1.4.5 质粒
2. 原核生物的形态、构造和功能 细菌 细菌的结构 质粒 质粒 染色体 定义 游离于原核生物核染色体以外，具有独立复制能力的小型共价闭合环状DNA分子，它所携带的遗传信息是细菌生命活动非必需的，常表达特殊性状 功能 抗药性质粒（R因子）、致育性因子（F质粒）、大肠杆菌素质粒（col因子） 西北第二民族学院

18 糖被 鞭毛 菌毛 性菌毛 芽孢 伴孢晶体 微 生 物 学 2. 原核生物的形态、构造和功能 2.1 细菌 西北第二民族学院
2. 原核生物的形态、构造和功能 细菌 细菌的结构 特殊构造 糖被 鞭毛 菌毛 性菌毛 芽孢 伴孢晶体 西北第二民族学院

19 微 生 物 学 2. 原核生物的形态、构造和功能 2.1 细菌 西北第二民族学院 2.1.4 细菌的结构 功能 2.1.4.7 糖被
2. 原核生物的形态、构造和功能 细菌 细菌的结构 糖被 功能 保护作用 含大量水分，保护细胞免受干燥 抗吞噬作用，增强病原菌的致病力（肺炎链球菌） 透性屏障和离子交换系统，免受重金属离子毒害 防止噬菌体的吸附和裂解 贮藏营养作用 表面附着作用（如唾液链球菌） 细菌间的信息识别 堆积某些代谢产物 概念 包被于某些细菌细胞壁外的一层厚度不定的透明胶状物质 影响糖被（有无和厚薄）的因素 遗传性、环境条件（营养条件） 糖被的化学组成 一般是多糖，少数是蛋白质或多肽，或多糖多肽复合型 类型： 荚膜 微荚膜 粘液层 菌胶团 西北第二民族学院

20 微 生 物 学 2. 原核生物的形态、构造和功能 2.1 细菌 西北第二民族学院 荚膜 capsule：
2. 原核生物的形态、构造和功能 细菌 荚膜 capsule： 某些细菌细胞壁外面覆盖着一层疏松、透明、粘性物质，厚度不同。用理化方法去除后并不影响菌细胞的生命活动 ≥0.2μm荚膜，＜ 0.2μm 微荚膜 化学组成：多糖/多肽 形成条件：营养丰富 染色：不易着色，负染（墨汁） 成分：90%以上为水，余为多糖（肽）。 离心不沉淀 细菌的结构 荚膜 实际应用 鉴定菌种 胞外多糖：黄原胶用于石油开采 提取葡聚糖—“代血浆” 菌胶团用于处理污水 西北第二民族学院

21 微 生 物 学 2. 原核生物的形态、构造和功能 2.1 细菌 西北第二民族学院 鞭毛flagellum：
2. 原核生物的形态、构造和功能 细菌 鞭毛flagellum： 某些细菌表面一种纤细呈波状的丝状物，是细菌运动器官。 1-数十条 直径20-25nm，长超过菌体若干倍。电镜或特殊染色法观察。 细菌的结构 鞭毛 西北第二民族学院

22 微 生 物 学 2. 原核生物的形态、构造和功能 2.1 细菌 西北第二民族学院 2.1.4 细菌的结构 2.1.4.8 鞭毛
2. 原核生物的形态、构造和功能 细菌 细菌的结构 鞭毛 鞭毛flagellum： 化学成分：主要是蛋白质。 结构：G+与G-区别；原核与真核区别 鞭毛着生位置与数目，可作为分类依据。 鞭毛着生状态决定运动特点。 西北第二民族学院

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24 不同的细菌鞭毛的数量和分布的位置不同 破伤风杆菌 霍乱弧菌 椰毒假单胞菌 伤寒沙门氏菌

25 Monotrichous Flagellum of Vibrio cholerae

26 Salmonella with a peritrichous arrangement of flagella

27 Transmission Electron Micrograph of Escherichia coli O157:H7

28 G- 微 生 物 学 2. 原核生物的形态、构造和功能 2.1 细菌 西北第二民族学院 2.1.4 细菌的结构 2.1.4.8 鞭毛
2. 原核生物的形态、构造和功能 细菌 细菌的结构 鞭毛 G- 鞭毛构造：从细胞膜长出，游离于胞外 组成：基体、钩形鞘、鞭毛丝 4个环，1个连接细胞壁外膜，1个连接细胞壁内膜，2个嵌在细胞膜上，被蛋白环固定。 西北第二民族学院

29 运动的鞭毛 微 生 物 学 2. 原核生物的形态、构造和功能 2.1 细菌 西北第二民族学院 2.1.4 细菌的结构 2.1.4.8 鞭毛
2. 原核生物的形态、构造和功能 细菌 细菌的结构 鞭毛 运动速度，20-80微米/秒 相当体长40-80倍 相对人类的运动速度60-120米/秒 公里/小时 鞭毛的运动 旋转论 挥鞭论 拴菌试验 单毛菌 抗体固定 趋性(taxis) 有方向性的应答运动 运动的鞭毛 西北第二民族学院

30 微 生 物 学 2. 原核生物的形态、构造和功能 2.1 细菌 西北第二民族学院 2.1.4 细菌的结构 2.1.4.9 菌毛和性菌毛
2. 原核生物的形态、构造和功能 细菌 细菌的结构 菌毛和性菌毛 菌毛： 细菌体表纤细、中空、短直，类似毛发且数量较多的蛋白质附属物，比鞭毛结构简单， 条。比鞭毛细，不参与运动。 附着功能；尤其是肠道菌。多存在于G-致病菌 性菌毛 pius： 构造和成分与菌毛相同，比菌毛长。 1-10根，在G-细菌的供体菌向受体菌传递遗传物质。 西北第二民族学院

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32 微 生 物 学 2. 原核生物的形态、构造和功能 2.1 细菌 西北第二民族学院 2.1.4 细菌的结构 2.1.4.11 芽孢
2. 原核生物的形态、构造和功能 细菌 细菌的结构 芽孢 芽孢spore 是生命世界抗逆性最强的一种结构，芽孢有极强的抗热、辐射、化学药物和静水压的能力。 也是休眠体，休眠力惊人。可保持几年到几十年，甚至数百年。 西北第二民族学院

33 微 生 物 学 2. 原核生物的形态、构造和功能 2.1 细菌 芽孢是生命世界中抗逆性最强的一种构造 2.1.4 细菌的结构
2. 原核生物的形态、构造和功能 细菌 芽孢是生命世界中抗逆性最强的一种构造 细菌的结构 芽孢 某些细菌在其生活史的一定阶段，在营养细胞内形成的一个圆形或椭圆形、厚壁、含水量低、抗逆性强的休眠体，度过不良环境。 由细菌的DNA和外部多层蛋白质及肽聚糖包围而构成。 产芽孢的细菌主要是G＋菌的两个属 好氧性的芽孢杆菌属（Bacillus） 厌氧性的梭菌属（Clotridium）

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35 破伤风杆菌 肉毒梭菌 炭疽杆菌

36 肉毒梭菌芽胞染色---菌体蓝色，芽胞红色

37 微 生 物 学 2. 原核生物的形态、构造和功能 2.1 细菌 芽孢spore 形成条件：营养缺乏
2. 原核生物的形态、构造和功能 细菌 细菌的结构 芽孢 芽孢spore 形成条件：营养缺乏 保存全部生命必需物质：核酸、酶、合成菌体成分的结构 休眠状态，无新陈代谢 可发芽 1个细菌→1个芽胞→1个细菌 细菌——繁殖体 芽胞——休眠体 每种细菌形成一种类型芽胞 外壁形成 隔膜形成 外衣形成 皮层形成

38 微 生 物 学 2. 原核生物的形态、构造和功能 2.1 细菌 西北第二民族学院 特性 ★对高温、干燥、辐射、化学药物有强大的抵抗力。
2. 原核生物的形态、构造和功能 细菌 细菌的结构 芽孢 特性 ★对高温、干燥、辐射、化学药物有强大的抵抗力。 ★含水量低、壁厚而致密，通透性差,不易着色，折光性强。 ★芽胞内新陈代谢几乎停止，处于休眠状态，但保持潜在萌发力。 ★一个芽孢萌发只产生一个营养状态的细胞。 西北第二民族学院

39 微 生 物 学 2. 原核生物的形态、构造和功能 2.1 细菌 西北第二民族学院 本质： 即不是细菌生活周期的必经阶段， 研究价值：
2. 原核生物的形态、构造和功能 细菌 细菌的结构 芽孢 本质： 即不是细菌生活周期的必经阶段， 也不是细菌繁殖的一种形式， 又不是对环境的消极反应， 而是一种生命形式，一种独立的休眠体。 研究价值： 分类鉴定 芽孢的有无、形态、大小、着生位置 确定灭菌条件 有利于提高菌种筛选的效率 有利于菌种的长期保藏 西北第二民族学院

40 微 生 物 学 2. 原核生物的形态、构造和功能 2.1 细菌 西北第二民族学院 定义
2. 原核生物的形态、构造和功能 细菌 细菌的结构 伴孢晶体 定义 某些细菌在伴随芽孢形成的同时，在细胞的另一端形成的一个菱形、方形或不规则形的碱溶性蛋白质晶体。 典型例子 苏云金芽孢杆菌（Bacillus thuringiensis） 伴胞晶体的应用 生物农药：对200多种昆虫尤其是鳞翅目昆虫的幼虫有毒杀作用 西北第二民族学院