第二章 微生物细胞

第一节 细胞的化学性质

第二节 原核生物细胞的结构与功能

第三节 真核细胞与原核细胞结构的异同

胡健 扬州大学环境科学与工程学院胡健 扬州大学环境科学与工程学院Email:huj@yzu.edu.cnEmail:huj@yzu.edu.cn

第一节 细胞的化学性质

有机物

无机物

大分子有机物：蛋白质、核酸、脂类、碳水化合物

小分子有机物：氨基酸、核苷酸、辅酶等

占细胞干物重的 99%。

小分子无机物和离子

糖类脂肪酸核苷酸氨基酸

多糖脂类核酸蛋白质

单 体 多聚体

大量元素

微量元素

细胞质

纤 毛

鞭 毛核糖体

细胞膜细胞壁

荚 膜

第二节 原核生物细胞的结构与功能

细胞壁

细胞质

质膜原生质体

基本结构

特殊结构鞭毛

芽孢

荚膜

细胞结构

细菌模式图

第二节 原核生物细胞的结构与功能

一、基本结构

1 、细胞壁　　包在细菌细胞表面、　　内侧紧贴细胞质膜的、　　较为坚韧、　　略具弹性的结构。

壁厚度 20-80nm(G+ 菌 )

10nm(G- 菌 )

细胞质胞围

细胞膜

肽聚糖 外膜

(1) 细胞壁的功能

第二节 原核生物细胞的结构与功能

一、基本结构

b. 鞭毛运动的支点

c. 细胞壁的化学成分与细菌的抗原性、致病性及对噬菌体的敏感性有关

a. 保护作用

第二节 原核生物细胞的结构与功能

一、基本结构

(2) 细胞壁的化学组成、结构及革兰氏染色反应

a. 化学组成：

肽聚糖（两种氨基糖 + 氨基酸组成的坚韧的多聚体结构）

肽聚糖形成的网状结构ＮＡＭ：Ｎ－乙酰胞壁酸

ＮＡＧ：Ｎ－乙酰葡萄糖胺

第二节 原核生物细胞的结构与功能

一、基本结构

(2) 细胞壁的化学组成、结构及革兰氏染色反应

b. 结构：　（Ｐ５Ｆ１－３）

两种类型：单层较厚、比较致密的结构（２０－８０ nm ）

两层膜结构 (10nm)

第二节 原核生物细胞的结构与功能

一、基本结构

(2) 细胞壁的化学组成、结构及革兰氏染色反应

e. 革兰氏染色反应机理的推测

c. 革兰氏染色反应（ 1884 ，丹麦， GRAM ）

d.G+ 菌和 G- 菌细胞壁组成及结构比较

教材 P ６表１－１。

C.Gram 丹麦医生步骤： 涂片固定； 结晶紫初染 1min ； 碘液媒染 1min ； 95% 乙醇脱色 0.5min ； 番红复染 2min 。 结果 : 阳性菌——紫色； 阴性菌——红色。

第二节 原核生物细胞的结构与功能

一、基本结构

2 、原生质体(1) 细胞质膜：质膜、细胞膜a. 质膜的组成及结构组成：是由磷脂分子和蛋白质组成。结构：

PO

OO O CH2

CHCH2O

OCC

OO

HR

第二节 原核生物细胞的结构与功能

一、基本结构

b. 质膜的功能

Ⅰ. 渗透屏障的功能。

Ⅱ. 参与细胞壁的生物合成。（载体脂类）

Ⅲ. 参与能量的产生。（电子传导系统）

第二节 原核生物细胞的结构与功能

一、基本结构

(2) 中间体： (mesosome)

存在于细胞质中一个或数个较大的、不规则的由细胞质膜内陷而成的、管状的、囊状的物质。

(3) 细胞质包含在细菌细胞质膜以内的所有部分称细胞质

细胞质

纤 毛

鞭 毛 核糖体

细胞膜 细胞壁

荚 膜

第二节 原核生物细胞的结构与功能

一、基本结构

b. 核区原核、类核或染色质区

处于细胞质中部的絮状的区域。

含一个染色体及质粒。

附加体：附着在染色体的质粒。

功能：细菌遗传信息的物质基础。

a. 细胞质区：

核蛋白体（或核糖体）：直径 10nm ，沉降系数为 70s 的颗粒，由核糖核酸(RNA) 和蛋白质组成。

功能：蛋白质合成场所

第二节 原核生物细胞的结构与功能

二、特殊结构1 、荚膜在一定营养条件下，部分细菌能够向细胞外分泌一些胶粘性的物质，并附着在细胞的表面，这类物质称之为荚膜。不同细胞的荚膜连在一起，形成一个内含多个菌体的胶团，称菌胶团。（Ｐ８Ｆ１－６）

双球菌的荚膜

菌胶团

Ⅰ.使细胞免受干燥的危害。

a. 荚膜的组分 多糖和多肽

b. 荚膜的主要功能：

III．荚膜多糖——信号物质

Ⅱ. 病原菌的荚膜与致病能力有关

c.活性污泥中的菌胶团

丝状、球状、蘑菇状菌胶团

大型指状菌胶团

第二节 原核生物细胞的结构与功能

二、特殊结构

2 、鞭毛

（ 1 ）形态特征鞭毛是从细胞膜内长出，穿过壁伸出体外，形成细长的丝。

细菌鞭毛的电镜照片弧菌鞭毛的电镜照片

（ 2 ）功能：细菌细胞运动的器官。

（ 3 ）类型：根据鞭毛着生位置和数目来分。

细菌鞭毛着生类型

第二节 原核生物细胞的结构与功能

二、特殊结构

第二节 原核生物细胞的结构与功能

二、特殊结构

３、菌毛（菌须）

（ 1 ）形态特征附着在细菌表面的短而僵直的丝状附着物。（须）。

特点：短、细、硬、多

（ 2 ）功能：菌膜、性器

细菌菌毛(Bacterial Pili)

性菌毛Conjugation (Sex) Pilus

第二节 原核生物细胞的结构与功能

二、特殊结构

４、芽孢在一定的生长阶段，细菌胞内形成一个球形或卵形的、具有厚壁构，并处于休眠状态的物质，这种物质称为芽孢。功能：抵抗逆境类型：大小、着生部位

细菌芽孢的各种类型左：端位；中：近端位；右：中央位 枯草杆菌营养细胞和芽孢囊

超薄切片电镜照片

第二节 原核生物细胞的结构与功能

二、特殊结构

５、内含物（Ｐ８）

气泡、聚羟基丁酸盐（ PHB）、异染粒

第三节 真核细胞与原核生物细胞的结构比较

一、真核细胞的基本结构及组成

1 、细胞壁 纤维素或几丁质2 、细胞质膜：磷脂、蛋白质、固醇类（如胆固醇）。3 、细胞核：具有完整的细胞核，有核膜、核仁。4 、细胞器：线粒体、叶绿体等。

第三节 真核细胞与原核生物细胞的结构比较

二、原核细胞与真核细胞的比较

1 、细胞的大小和形状的区别

2 、细胞结构的区别

（ 2 ）形状

细菌：球状、杆状和螺旋状，（ P24 图 1-20 ）。

真核生物：一般为椭圆形或柱状，部分种类分化成菌丝体、孢子等

（ 1 ）大小

原核生物：直径或宽度 0.5-2.0um 真核细胞： 2-200um.