微生物第三章1

微生物第三章1第1頁(yè)/共73頁(yè)第三章微生物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與功能第2頁(yè)/共73頁(yè)第一節(jié)原核微生物概念：是指一大類細(xì)胞微小、細(xì)胞核無(wú)核膜包裹的原始單細(xì)胞生物。與真核微生物的主要區(qū)別有：1、基因組由無(wú)核膜包裹的雙鏈環(huán)狀DNA組成2、缺乏由膜分隔、包圍的細(xì)胞器3、核糖體為70S型

原核生物包括:細(xì)菌域和古生菌域第3頁(yè)/共73頁(yè)特殊構(gòu)造：部分細(xì)菌具有的或一般細(xì)菌在特殊環(huán)境下才有的構(gòu)造一般構(gòu)造：一般細(xì)菌都有的構(gòu)造。原核微生物細(xì)胞的模式構(gòu)造圖第4頁(yè)/共73頁(yè)一、細(xì)胞壁1）概念：

細(xì)胞壁（cellwall）是位于細(xì)胞最外的一層厚實(shí)、堅(jiān)韌的外被，內(nèi)側(cè)緊貼細(xì)胞膜，略具彈性的細(xì)胞結(jié)構(gòu)。第5頁(yè)/共73頁(yè)1、細(xì)胞壁2）證實(shí)細(xì)胞壁存在的方法：（1）細(xì)菌超薄切片的電鏡直接觀察；（2）質(zhì)、壁分離與適當(dāng)?shù)娜旧梢栽诠鈱W(xué)顯微鏡下看到細(xì)胞壁；（3）機(jī)械法破裂細(xì)胞后，分離得到純的細(xì)胞壁；（4）制備原生質(zhì)體，觀察細(xì)胞形態(tài)的變化；第6頁(yè)/共73頁(yè)1、細(xì)胞壁3）細(xì)胞壁的功能：（1）固定細(xì)胞外形和提高機(jī)械強(qiáng)度；（2）為細(xì)胞的生長(zhǎng)、分裂和鞭毛運(yùn)動(dòng)所必需；（3）滲透屏障，阻攔酶蛋白和某些抗生素等大分子物質(zhì)（分子量大于800）進(jìn)入細(xì)胞，保護(hù)細(xì)胞免受溶菌酶、消化酶和青霉素等有害物質(zhì)的損傷；（4）細(xì)菌特定的抗原性、致病性以及對(duì)抗生素和噬菌體的敏感性的物質(zhì)基礎(chǔ)；第7頁(yè)/共73頁(yè)1、細(xì)胞壁4）革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌的細(xì)胞壁特點(diǎn)：厚度大（20~80nm）

化學(xué)組分簡(jiǎn)單，一般只含90%肽聚糖和10%磷壁酸。第8頁(yè)/共73頁(yè)1、細(xì)胞壁5）革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌的細(xì)胞壁

G+細(xì)菌的細(xì)胞壁肽聚糖(peptidoglycan)磷壁酸（teichoicacid）又稱粘肽(mucopeptide)、胞壁質(zhì)(murein)或粘質(zhì)復(fù)合物(mucocomplex)，是真細(xì)菌細(xì)胞壁中的特有成分。結(jié)合在革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌細(xì)胞壁上的一種酸性多糖第9頁(yè)/共73頁(yè)1、細(xì)胞壁A、肽聚糖厚約20~80nm，由40層左右的網(wǎng)格狀分子交織成的網(wǎng)套覆蓋在整個(gè)細(xì)胞上。5）革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌的細(xì)胞壁雙糖單位原核生物所特有的已糖肽第10頁(yè)/共73頁(yè)1、雙糖單位由四個(gè)氨基酸分子按L型與D型交替方式連接而成雙糖單位中的β-1,4-糖苷鍵很容易被溶菌酶(lysozyme)所水解，從而引起細(xì)菌因肽聚糖細(xì)胞壁的“散架”而死亡。5）肽聚糖單體由3部分組成:2、四肽尾3、肽橋甘氨酸五肽第11頁(yè)/共73頁(yè)1、細(xì)胞壁目前所知的肽聚糖已超過(guò)100種，在這一“肽聚糖的多樣性”中，主要的變化發(fā)生在肽橋上。第12頁(yè)/共73頁(yè)跨越肽聚糖層并與細(xì)胞膜相交聯(lián)的膜磷壁酸（又稱脂磷壁酸），由甘油磷酸鏈分子與細(xì)胞膜上的磷脂進(jìn)行共價(jià)結(jié)合后形成。其含量與培養(yǎng)條件關(guān)系不大?？捎?5%熱酚水提取，也可用熱水從脫脂的凍干細(xì)菌中提取。1、細(xì)胞壁B、磷壁酸革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌細(xì)胞壁上特有的化學(xué)成分，主要成分為甘油磷酸或核糖醇磷酸。壁磷壁酸，它與肽聚糖分子間進(jìn)行共價(jià)結(jié)合，含量會(huì)隨培養(yǎng)基成分而改變，一般占細(xì)胞壁重量的10%，有時(shí)可接近50%。用稀酸或稀堿可以提取。5）革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌的細(xì)胞壁第13頁(yè)/共73頁(yè)二價(jià)陽(yáng)離子，特別是高濃度的Mg2+。的存在，對(duì)于保持膜的硬度，提高細(xì)胞膜上需Mg2+的合成酶的活性極為重要。1、細(xì)胞壁B、磷壁酸主要生理功能：細(xì)胞壁形成負(fù)電荷環(huán)境，增強(qiáng)細(xì)胞膜對(duì)二價(jià)陽(yáng)離子的吸收；貯藏磷元素；增強(qiáng)某些致病菌對(duì)宿主細(xì)胞的粘連、避免被白細(xì)胞吞噬以及抗補(bǔ)體的作用；革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌特異表面抗原的物質(zhì)基礎(chǔ)；噬菌體的特異性吸附受體；能調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)自溶素(autolysin)的活力，防止細(xì)胞因自溶而死亡?？勺鳛榧?xì)菌分類、鑒定的依據(jù)5）革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌的細(xì)胞壁第14頁(yè)/共73頁(yè)1、細(xì)胞壁6）革蘭氏陰性細(xì)菌的細(xì)胞壁：肽聚糖外膜外膜蛋白周質(zhì)空間第15頁(yè)/共73頁(yè)1、細(xì)胞壁A、肽聚糖以E.coli為例埋藏在外膜層之內(nèi)，是僅由1~2層肽聚糖網(wǎng)狀分子組成的薄層(2~3nm)，含量約占細(xì)胞壁總重的10%，故對(duì)機(jī)械強(qiáng)度的抵抗力較革蘭氏陽(yáng)性菌弱。內(nèi)消旋二氨基庚二酸(m-DAP)（只在原核微生物細(xì)胞壁上發(fā)現(xiàn)）沒(méi)有特殊的肽橋，只形成較為疏稀、機(jī)械強(qiáng)度較差的肽聚糖網(wǎng)套6）革蘭氏陰性細(xì)菌的細(xì)胞壁：第16頁(yè)/共73頁(yè)1、細(xì)胞壁B、外膜(outermembrane)

位于革蘭氏陰性細(xì)菌細(xì)胞壁外層，由脂多糖、磷脂和脂蛋白等若干種蛋白質(zhì)組成的膜，有時(shí)也稱為外壁。6）革蘭氏陰性細(xì)菌的細(xì)胞壁：第17頁(yè)/共73頁(yè)1、細(xì)胞壁B、外膜(outermembrane)脂多糖（lipopolysaccharide,LPS）位于革蘭氏陰性細(xì)菌細(xì)胞壁最外層的一層較厚（8~10nm）的類脂多糖類物質(zhì)，由類脂A、核心多糖(corepolysaccharide)和O-特異側(cè)鏈（O-specificsidechain，或稱O-多糖或O-抗原）三部分組成。6）革蘭氏陰性細(xì)菌的細(xì)胞壁：第18頁(yè)/共73頁(yè)

LPS的分子模型（上）及其中3種獨(dú)特糖的結(jié)構(gòu)（下）第19頁(yè)/共73頁(yè)脂多糖的主要功能類脂A是革蘭氏陰性細(xì)菌致病物質(zhì)——內(nèi)毒素的物質(zhì)基礎(chǔ)；沙門氏菌LPS中類脂Ａ（內(nèi)毒素）的分子結(jié)構(gòu)第20頁(yè)/共73頁(yè)LPS負(fù)電荷較強(qiáng)，與磷壁酸相似，也有吸附Mg2+、Ca2+等陽(yáng)離子以提高其在細(xì)胞表面濃度的作用，對(duì)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)起穩(wěn)定作用。第21頁(yè)/共73頁(yè)O-特異側(cè)鏈結(jié)構(gòu)的多變，決定了革蘭氏陰性細(xì)菌細(xì)胞表面抗原決定簇的多樣性；根據(jù)LPS抗原性的測(cè)定，沙門氏菌屬(Salmonella)的抗原型多達(dá)2107種，一般都源自O(shè)-特異側(cè)鏈種類的變化。這種多變性是革蘭氏陰性細(xì)菌躲避宿主免疫系統(tǒng)攻擊，保持感染成功的重要手段。也可依此用靈敏的血清學(xué)方法對(duì)病原菌進(jìn)行鑒定，在傳染病的診斷中有其重要意義。具有控制某些物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的部分選擇性屏障功能；許多噬菌體在細(xì)胞表面的吸附受體；第22頁(yè)/共73頁(yè)孔蛋白（porins）是由三個(gè)相同分子量（36000）蛋白亞基組成的一種三聚體跨膜蛋白，中間有一直徑約1nm的孔道，通過(guò)孔的開(kāi)閉，可對(duì)進(jìn)入外膜層的物質(zhì)進(jìn)行選擇。非特異性孔蛋白特異性孔蛋白可通過(guò)分子量小于800~900的任何親水性分子只容許一種或少數(shù)幾種相關(guān)物質(zhì)通過(guò)，如維生素B12和核苷酸等。C、外膜蛋白(outermembraneprotein)

嵌合在LPS和磷脂層外膜上的蛋白。有20余種，但多數(shù)功能尚不清楚。脂蛋白：一種通過(guò)共價(jià)鍵使外膜層牢固地連接在肽聚糖內(nèi)壁層上的蛋白。第23頁(yè)/共73頁(yè)1、細(xì)胞壁D、周質(zhì)空間(periplasmicspace,periplasm)又稱壁膜間隙。在革蘭氏陰性細(xì)菌中，一般指其外膜與細(xì)胞膜之間的狹窄空間（寬約12~15nm），呈膠狀。周質(zhì)空間是進(jìn)出細(xì)胞的物質(zhì)的重要中轉(zhuǎn)站和反應(yīng)場(chǎng)所水解酶類；合成酶類；結(jié)合蛋白；受體蛋白；第24頁(yè)/共73頁(yè)1、細(xì)胞壁7）革蘭氏染色的原理1884年丹麥學(xué)者（C.Gram）發(fā)明的革蘭氏染色法是一種極其重要的鑒別染色法，可用于鑒別真細(xì)菌和古生菌。1983年彼弗里奇（T.Beveridge）證實(shí)由于細(xì)菌細(xì)胞壁化學(xué)成分的差異引起脫色能力的不同，導(dǎo)致染色結(jié)果的不同。革蘭氏染色的原理第25頁(yè)/共73頁(yè)1、細(xì)胞壁革蘭氏染色的關(guān)鍵1.涂片：不宜過(guò)厚，以免脫色不完全，造成假陽(yáng)性。2.乙醇脫色時(shí)間：當(dāng)要確證一個(gè)未知菌的革蘭氏反應(yīng)時(shí)，應(yīng)同時(shí)做一張已知革蘭氏陽(yáng)性菌和陰性菌的混合涂片以資對(duì)照。

3.菌齡：應(yīng)選擇活躍生長(zhǎng)期的幼培養(yǎng)物作革蘭氏染色。培養(yǎng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，或死亡及部分自溶，改變了細(xì)菌的通透性，造成陽(yáng)性菌的假陰性反應(yīng)。

4.固定：火焰固定不宜過(guò)熱。第26頁(yè)/共73頁(yè)革蘭氏染色的意義：它是分類鑒定菌種時(shí)的重要指標(biāo)，又由于這兩大類細(xì)菌在細(xì)胞結(jié)構(gòu)、成分、形態(tài)、生理、生化、免疫、遺傳、生態(tài)和藥物敏感等特性方面都呈現(xiàn)出明顯的差異，因此任何細(xì)菌只要先通過(guò)很簡(jiǎn)單的革蘭氏染色，即可提供不少其他重要的生物學(xué)特性方面的信息。第27頁(yè)/共73頁(yè)8）古生菌的細(xì)胞壁：大多數(shù)的古生菌含有與真細(xì)菌類似功能的細(xì)胞壁，但化學(xué)成分差別很大，主要是多糖、糖蛋白或蛋白質(zhì)構(gòu)成。A、甲烷桿菌屬

細(xì)胞壁的假肽聚糖結(jié)構(gòu)第28頁(yè)/共73頁(yè)9）細(xì)胞壁缺陷細(xì)菌：缺壁細(xì)菌實(shí)驗(yàn)室或宿主體內(nèi)形成在自然界長(zhǎng)期進(jìn)化中形成——支原體缺壁突變——L型細(xì)菌人工去壁基本去盡——原生質(zhì)體（G+）部分去除——球狀體（G-）第29頁(yè)/共73頁(yè)1、細(xì)胞壁（1）L型細(xì)菌（L-formofbacteria）細(xì)菌在某些環(huán)境條件下（實(shí)驗(yàn)室或宿主體內(nèi)）通過(guò)自發(fā)突變而形成的遺傳性穩(wěn)定的細(xì)胞壁缺陷菌株。大腸桿菌、變形桿菌、葡萄球菌、鏈球菌、分枝桿菌和霍亂弧菌等20多種細(xì)菌中均有發(fā)現(xiàn)，被認(rèn)為可能與針對(duì)細(xì)胞壁的抗菌治療有關(guān)。特點(diǎn)：沒(méi)有完整而堅(jiān)韌的細(xì)胞壁，細(xì)胞呈多形態(tài)；對(duì)滲透敏感，在固體培養(yǎng)基上形成“油煎蛋”似的小菌落（直徑在0.1mm左右）；第30頁(yè)/共73頁(yè)1、細(xì)胞壁（2）原生質(zhì)體（protoplast）在人為條件下，用溶菌酶處理或在含青霉素的培養(yǎng)基中培養(yǎng)而抑制新生細(xì)胞壁合成而形成的僅由一層細(xì)胞膜包裹的，圓球形、對(duì)滲透壓變化敏感的細(xì)胞，一般由革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌形成。特點(diǎn)：對(duì)環(huán)境條件變化敏感，低滲透壓、振蕩、離心甚至通氣等都易引起其破裂；有的原生質(zhì)體具有鞭毛，但不能運(yùn)動(dòng)，也不被相應(yīng)噬菌體所感染；在適宜條件（如高滲培養(yǎng)基）可生長(zhǎng)繁殖、形成菌落，形成芽孢。及恢復(fù)成有細(xì)胞壁的正常結(jié)構(gòu)。比正常有細(xì)胞壁的細(xì)菌更易導(dǎo)入外源遺傳物質(zhì)，是研究遺傳規(guī)律和進(jìn)行原生質(zhì)體育種的良好實(shí)驗(yàn)材料。第31頁(yè)/共73頁(yè)1、細(xì)胞壁（3）球狀體(sphaeroplast)，又稱原生質(zhì)球采用上述同樣方法，針對(duì)革蘭氏陰性細(xì)菌處理后而獲得的殘留部分細(xì)胞壁（外壁層）的球形體。與原生質(zhì)體相比，它對(duì)外界環(huán)境具有一定的抗性，可在普通培養(yǎng)基上生長(zhǎng)。第32頁(yè)/共73頁(yè)1、細(xì)胞壁（4）支原體(Mycoplasma)在長(zhǎng)期進(jìn)化過(guò)程中形成的、適應(yīng)自然生活條件的無(wú)細(xì)胞壁的原核生物。因它的細(xì)胞膜中含有一般原核生物所沒(méi)有的甾醇，所以即使缺乏細(xì)胞壁，其細(xì)胞膜仍有較高的機(jī)械強(qiáng)度。第33頁(yè)/共73頁(yè)二、細(xì)胞壁以內(nèi)的構(gòu)造原生質(zhì)體包括細(xì)胞質(zhì)膜、細(xì)胞質(zhì)和核區(qū)三部分。1.細(xì)胞質(zhì)膜緊貼在細(xì)胞壁內(nèi)側(cè)、包圍著細(xì)胞質(zhì)的一層柔軟、脆弱、富有彈性的半透性薄膜，厚約7～8nm，由磷脂（占20%～30%）和蛋白質(zhì)（占50%～70%）組成。第34頁(yè)/共73頁(yè)1）觀察方法：質(zhì)壁分離后結(jié)合鑒別性染色在光學(xué)顯微鏡下觀察；原生質(zhì)體破裂；超薄切片電鏡觀察；電鏡觀察到的細(xì)胞質(zhì)膜，是在上下兩暗色層之間夾著一淺色中間層的雙層膜結(jié)構(gòu)，這與細(xì)胞膜的化學(xué)組成有關(guān)。二、細(xì)胞的構(gòu)造第35頁(yè)/共73頁(yè)2）細(xì)胞膜的化學(xué)組成與結(jié)構(gòu)模型：（1）磷脂親水的極性端疏水的非極性端磷脂的分子結(jié)構(gòu)第36頁(yè)/共73頁(yè)在極性頭的甘油C3上，不同種微生物具有不同的R基，如磷脂酸、磷脂酰甘油、磷脂酰乙醇胺、磷脂酰膽堿、磷脂酰絲氨酸或磷脂酰肌醇等。非極性尾則由長(zhǎng)鏈脂肪酸通過(guò)酯鍵連接在甘油的C1和C2位上組成，其鏈長(zhǎng)和飽和度因細(xì)菌種類和生長(zhǎng)溫度而異。第37頁(yè)/共73頁(yè)（2）膜蛋白具運(yùn)輸功能的整合蛋白（integralprotein）或內(nèi)嵌蛋白（intrinsicprotein）具有酶促作用的周邊蛋白（peripheralprotein）或膜外蛋白(extrinsicprotein)膜蛋白約占細(xì)菌細(xì)胞膜的50%～70%，比任何一種生物膜都高，而且種類也多。--------細(xì)胞膜是一個(gè)重要的代謝活動(dòng)中心。第38頁(yè)/共73頁(yè)（2）液態(tài)鑲嵌模型(fluidmosaicmodel)內(nèi)容①膜的主體是脂質(zhì)雙分子層；②脂質(zhì)雙分子層具有流動(dòng)性；③整合蛋白因其表面呈疏水性，故可“溶”于脂質(zhì)雙分子層的疏水性內(nèi)層中；④周邊蛋白表面含有親水基團(tuán)，故可通過(guò)靜電引力與脂質(zhì)雙分子層表面的極性頭相連；⑤脂質(zhì)分子間或脂質(zhì)與蛋白質(zhì)分子間無(wú)共價(jià)結(jié)合；⑥脂質(zhì)雙分子層猶如一“海洋”，周邊蛋白可在其上作“漂浮”運(yùn)動(dòng)，而整合蛋白則似“冰山”狀沉浸在其中作橫向移動(dòng)。1972年，辛格（J.S.Singer）和尼科爾森（G.L.Nicolson）第39頁(yè)/共73頁(yè)液態(tài)鑲嵌模型(fluidmosaicmodel)第40頁(yè)/共73頁(yè)3）細(xì)胞膜的生理功能：①選擇性地控制細(xì)胞內(nèi)、外的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和代謝產(chǎn)物的運(yùn)送；②是維持細(xì)胞內(nèi)正常滲透壓的屏障；③合成細(xì)胞壁和糖被的各種組分（肽聚糖、磷壁酸、LPS、

莢膜多糖等）的重要基地；④膜上含有氧化磷酸化或光合磷酸化等能量代謝的酶系，是細(xì)胞的產(chǎn)能場(chǎng)所；⑤是鞭毛基體的著生部位和鞭毛旋轉(zhuǎn)的供能部位；⑥膜上某些蛋白受體與趨化性有關(guān)第41頁(yè)/共73頁(yè)類何帕烷甾醇的分子結(jié)構(gòu)原核微生物（支原體除外）的細(xì)胞膜上一般不含甾醇，但在很多細(xì)菌中發(fā)現(xiàn)甾醇的類似物-五環(huán)固醇樣分子。具有維持膜穩(wěn)定的作用。第42頁(yè)/共73頁(yè)細(xì)胞質(zhì)的主要成分為核糖體、貯藏物、多種酶類和中間代謝物、質(zhì)粒、各種營(yíng)養(yǎng)物和大分子的單體等，少數(shù)細(xì)菌還有類囊體、羧酶體、氣泡或伴孢晶體等。2、細(xì)胞質(zhì)和內(nèi)含物1）概念：

細(xì)胞質(zhì)（cytoplasm）是細(xì)胞質(zhì)膜包圍的除核區(qū)外的一切半透明、膠狀、顆粒狀物質(zhì)的總稱。含水量約80%。二、細(xì)胞的構(gòu)造第43頁(yè)/共73頁(yè)2）貯藏物(reservematerials)：貯藏物是一類由不同化學(xué)成分累積而成的不溶性沉淀顆粒，主要功能是貯存營(yíng)養(yǎng)物。

糖原：大腸桿菌、克雷伯氏菌、芽孢桿菌和藍(lán)細(xì)菌等

碳源及能源類

聚β-羥丁酸（PHB）：固氮菌、產(chǎn)堿菌和腸桿菌等

硫粒：紫硫細(xì)菌、絲硫細(xì)菌、貝氏硫桿菌等貯藏物藻青素：藍(lán)細(xì)菌

藻青蛋白：藍(lán)細(xì)菌

磷源（異染粒）：迂回螺菌、白喉棒桿菌、結(jié)核分枝桿菌氮源類二、細(xì)胞的構(gòu)造第44頁(yè)/共73頁(yè)①聚-β-羥丁酸(poly-β-hydroxybutyrate,PHB)巨大芽孢桿菌在含乙酸或丁酸的培養(yǎng)基中生長(zhǎng)時(shí)，細(xì)胞內(nèi)貯藏的PHB可達(dá)其干重的60%。類脂性質(zhì)的碳源類貯藏物PHB于1929年被發(fā)現(xiàn)，至今已發(fā)現(xiàn)60屬以上的細(xì)菌能合成并貯藏。它無(wú)毒、可塑、易降解，被認(rèn)為是生產(chǎn)醫(yī)用塑料、生物降解塑料的良好原料。直徑為0.2-0.7微米的小顆粒第45頁(yè)/共73頁(yè)②多糖類貯藏物在真細(xì)菌中以糖原為多糖原粒較小，不染色需用電鏡觀察，用碘液染成褐色，可在光學(xué)顯微鏡下看到。糖原粒淀粉粒有的細(xì)菌積累淀粉粒，用碘液染成深藍(lán)色。第46頁(yè)/共73頁(yè)③異染粒(metachromaticgranules)在暗視野顯微鏡下看到的迂回螺菌異染粒（迂回體）顆粒大小為0.5～1.0μm，是無(wú)機(jī)偏磷酸的聚合物，一般在含磷豐富的環(huán)境下形成。功能是貯藏磷元素和能量，并可降低細(xì)胞的滲透壓。第47頁(yè)/共73頁(yè)3、細(xì)胞質(zhì)和內(nèi)含物④藻青素（cyanophycin）一種內(nèi)源性氮源貯藏物，同時(shí)還兼有貯存能源的作用。通常存在于藍(lán)細(xì)菌中。由含精氨酸和天冬氨酸殘基（1:1）的分枝多肽所構(gòu)成，分子量在25000～125000。第48頁(yè)/共73頁(yè)3、細(xì)胞質(zhì)和內(nèi)含物微生物儲(chǔ)藏物的特點(diǎn)及生理功能：不同微生物其儲(chǔ)藏性內(nèi)含物不同（例如厭氣性梭狀芽孢桿菌只含PHB，大腸桿菌只儲(chǔ)藏糖原，但有些光合細(xì)菌二者兼有）微生物合理利用營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的一種調(diào)節(jié)方式當(dāng)環(huán)境中缺乏能源而碳源豐富時(shí)，細(xì)胞內(nèi)就儲(chǔ)藏較多的碳源類內(nèi)含物，甚至達(dá)到細(xì)胞干重的50%，如果把這樣的細(xì)胞移入有氮的培養(yǎng)基時(shí)，這些儲(chǔ)藏物將被作為碳源和能源而用于合成反應(yīng)。儲(chǔ)藏物以多聚體的形式存在，有利于維持細(xì)胞內(nèi)環(huán)境的平衡，避免不適合的pH，滲透壓等的危害。（例如羥基丁酸分子呈酸性，而當(dāng)其聚合成聚-β-羥丁酸（

PHB）就成為中性脂肪酸了，這樣便能維持細(xì)胞內(nèi)中性環(huán)境，避免菌體內(nèi)酸性增高。）儲(chǔ)藏物在細(xì)菌細(xì)胞中大量積累，還可以被人們利用。第49頁(yè)/共73頁(yè)2）磁小體(megnetosome)趨磁細(xì)菌細(xì)胞中含有的大小均勻、數(shù)目不等的Fe3O4顆粒，外有一層磷脂、蛋白或糖蛋白膜包裹。功能是導(dǎo)向作用，即借鞭毛游向?qū)υ摼钣欣哪?、水界面微氧環(huán)境處生活。實(shí)用前景，包括生產(chǎn)磁性定向藥物或抗體，以及制造生物傳感器等第50頁(yè)/共73頁(yè)3、核區(qū)（nuclearregionorarea）原核生物所特有的無(wú)核膜結(jié)構(gòu)、無(wú)固定形態(tài)的原始細(xì)胞核二、細(xì)胞的構(gòu)造每個(gè)細(xì)胞所含的核區(qū)數(shù)與該細(xì)菌的生長(zhǎng)速度有關(guān)，一般為1-4個(gè)，是細(xì)菌負(fù)載細(xì)菌遺傳信息的主要物質(zhì)基礎(chǔ)。第51頁(yè)/共73頁(yè)4、特殊的休眠構(gòu)造——芽孢1）概念

某些細(xì)菌在其生長(zhǎng)發(fā)育后期，在細(xì)胞內(nèi)形成一個(gè)圓形或橢圓形、厚壁、含水量極低、抗逆性（抗熱、抗化學(xué)藥物、抗輻射和抗壓）極強(qiáng)的休眠體，稱為芽孢（endospore或spore，偶譯“內(nèi)生孢子”）。

第52頁(yè)/共73頁(yè)2）細(xì)菌芽孢的特點(diǎn)整個(gè)生物界中抗逆性最強(qiáng)的生命體，是否能消滅芽孢是衡量各種消毒滅菌手段的最重要的指標(biāo)。常規(guī)加壓蒸汽滅菌的條件：121℃，15min以上115℃，30min以上芽孢是細(xì)菌的休眠體，在適宜的條件下可以重新轉(zhuǎn)變成為營(yíng)養(yǎng)態(tài)細(xì)胞；產(chǎn)芽孢細(xì)菌的保藏多用其芽孢。產(chǎn)芽孢的細(xì)菌多為桿菌，也有一些球菌。芽孢的有無(wú)、形態(tài)、大小和著生位置是細(xì)菌分類和鑒定中的重要指標(biāo)。芽孢與營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞相比化學(xué)組成存在較大差異，容易在光學(xué)顯微鏡下觀察。（相差顯微鏡直接觀察；芽孢染色）三、細(xì)胞的特殊結(jié)構(gòu)第53頁(yè)/共73頁(yè)三、細(xì)胞的特殊構(gòu)造原理用著色力強(qiáng)的染色劑孔雀綠在加熱條件下染色，使染料不僅進(jìn)入菌體也可以進(jìn)入芽孢內(nèi)，進(jìn)入菌體的染料經(jīng)水洗后被脫色，而進(jìn)入芽孢一經(jīng)著色則很難被水洗脫色。當(dāng)用復(fù)染劑染色后，芽孢仍保留初染劑的顏色，而菌體和芽孢囊被染成復(fù)染劑的顏色，使芽孢和菌體更容易區(qū)分。步驟常規(guī)制片→孔雀綠加熱染色5-10分鐘→水洗→番紅復(fù)染2分鐘→水洗→鏡檢結(jié)果芽泡呈綠色，營(yíng)養(yǎng)體為紅色。第54頁(yè)/共73頁(yè)3）芽孢的形成第55頁(yè)/共73頁(yè)4）芽孢的萌發(fā)由休眠狀態(tài)的芽孢變成營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)細(xì)菌的過(guò)程，稱為芽孢的萌發(fā)，包括活化、出芽和生長(zhǎng)三個(gè)階段?；罨饔每捎啥唐跓崽幚砘蛴玫蚿H、強(qiáng)氧化劑的處理引起的。第56頁(yè)/共73頁(yè)5）芽孢的耐熱機(jī)制芽孢與母細(xì)胞相比不論化學(xué)組成、細(xì)微結(jié)構(gòu)、生理功能等方面都完全不同滲透調(diào)節(jié)皮層膨脹學(xué)說(shuō)芽孢衣對(duì)多價(jià)陽(yáng)離子和水分的透性很差皮層的離子強(qiáng)度很高，產(chǎn)生極高的滲透壓奪取芽孢核心的水分，結(jié)果造成皮層的充分膨脹。核心部分的細(xì)胞質(zhì)卻變得高度失水，因此，具極強(qiáng)的耐熱性。第57頁(yè)/共73頁(yè)芽孢皮層的膨脹與收縮的圖示滲透調(diào)節(jié)皮層膨脹學(xué)說(shuō)第58頁(yè)/共73頁(yè)6）伴孢晶體（parasporalcrystal）

少數(shù)芽孢桿菌，例如蘇云金芽孢桿菌(Bacillusthuringiensis）在其形成芽孢的同時(shí)，會(huì)在芽孢旁形成一顆菱形或雙錐形的堿溶性蛋白晶體——δ內(nèi)毒素，稱為伴孢晶體。伴孢晶體對(duì)200多種昆蟲(chóng)尤其是鱗翅目的幼蟲(chóng)有毒殺作用，因而可將這類產(chǎn)伴孢晶體的細(xì)菌制成有利于環(huán)境保護(hù)的生物農(nóng)藥——細(xì)菌殺蟲(chóng)劑。特點(diǎn)：不溶于水，對(duì)蛋白酶類不敏感；容易溶于堿性溶劑。三、細(xì)胞的特殊構(gòu)造第59頁(yè)/共73頁(yè)伴孢晶體鱗翅目幼蟲(chóng)口服伴孢晶體在腸道迅速溶解（腸中pH為9.0-10.5）吸附于上皮細(xì)胞，引起滲透性喪失，腸道穿孔腸道中的堿性溶液進(jìn)入血液，后者pH升高，昆蟲(chóng)全身麻痹而死亡第60頁(yè)/共73頁(yè)1、糖被（glycocalyx）1)概念

包被于某些細(xì)菌細(xì)胞壁外的一層厚度不定的膠狀物質(zhì)。糖被按其有無(wú)固定層次、層次厚薄又可細(xì)分為莢膜（capsule或macrocapsule，大莢膜）、微莢膜(microcapsule)、粘液層(slimelayer)和菌膠團(tuán)(zoogloea)。三、細(xì)胞壁以外的構(gòu)造第61頁(yè)/共73頁(yè)莢膜粘液層菌膠團(tuán)1、糖被第62頁(yè)/共73頁(yè)2）特點(diǎn)（1）主要成分是多糖、多肽或蛋白質(zhì)，尤以多糖居多。經(jīng)特殊的莢膜染色，特別是負(fù)染色（又稱背景染色）后可在光學(xué)顯微鏡清楚地觀察到它的存在。（2）產(chǎn)生糖被是微生物的一種遺傳特性，其菌落特征及血清學(xué)反應(yīng)是是細(xì)菌分類鑒定的指標(biāo)之一。（3）莢膜等并非細(xì)胞