《大肠杆菌》word版

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1、大肠杆菌（Escherichiacoil）是我们了解得最清楚的原核生物，它为分子生物学的发展做出了巨大的贡献。本文简要介绍大肠杆菌的细胞壁、细胞膜、细胞核、质粒、核糖体、鞭毛等结构与功能以及大肠杆菌的产能方式和生化反应。大肠杆菌（Escherichiacoli）在自然界分布很广，是人和动物肠道中的正常菌群。正常情况下一般不致病，但它是条件致病菌。大肠杆菌是单细胞原核生物，具有原核生物的主要特征：细胞核为拟核，无核膜，细胞质中缺乏象高等动植物细胞中的线粒体、叶绿体等具膜结构的细胞器，核糖体为70S，以二分分裂繁殖。大肠杆菌为革兰氏阴性、两端钝圆的

2、短杆菌。其大小为：0.5～0.8μm×1.0～3.0μm。周身鞭毛，能运动，具致育因子的菌株还具性菌毛。1．形态结构1.1细胞壁位于大肠杆菌的最外层，厚约11um，分为两层，即外膜和肽聚糖层。外膜是大肠杆菌细胞壁的主要成分，占细胞壁于重的80％，厚约8nm，位于肽聚糖层的外侧，主要由磷脂、蛋白质和脂多糖组成。脂多糖是革兰氏阴性细菌的内毒素，也是革兰氏阴性细菌细胞壁的特有成分，主要和其抗原性、致病性及对噬菌体的敏感性有关。肽聚糖层由1～2层网状的肽聚糖组成，占细胞壁干重的10％，厚约2～3nm，是细菌等原核生物所特有的成分。大肠杆菌的肽聚糖由聚糖

3、链、短肽和肽桥三部分组成。聚糖链由N-乙酸葡糖胺和N-乙酚胞壁酸分子通过β-1，4糖苷键连接而成，短肽由L-丙氨酸→D-谷氨酸→内消旋二氨基庚二酸→D-丙氨酸组成，并由L-丙氨酸与胞壁酸相连。一条聚糖链短肽的D-丙氨酸与另一条聚糖链短肽的内消旋二氨基庚二酸直接形成肽键（肽桥），从而使肽聚糖形成网状的整体结构。由脂蛋白将外膜和肽聚糖层连接起来，从而使大肠杆菌的细胞壁形成一个整体结构。1.2细胞膜大肠杆菌细胞膜的结构和其它生物细胞膜的结构相似。但其细胞膜中蛋白质的含量高且种类多。其细胞膜具选择透性，从而可控制营养物质进出细胞。大肠杆菌细胞的生物活性

4、非常活跃，含有丰富的酶系。如各种脱氢酶系，氧化磷酸化酶系，电子传递系统，透性酶等。因此细胞膜是原核生物能量转化的场所，并能通过它对外界环境的各种刺激作出反应，并可传递信息，参与细胞壁的合成等。1.3细胞质细胞质是细菌的内环境，是蛋白质、各种酶类和核酸生物合成的场所，也是吸收营养物质后进行物质合成和分解代谢的场所。大肠杆菌的细胞质中含有糖原颗粒、核糖体和质粒等结构。l.3.1核糖体核糖体是细胞质中一种核糖核蛋白颗粒，是蛋白质合成的场所。大肠杆菌的核糖体呈椭圆球形，体积为13.5nm×20nm×40um。由65％的核糖核酸和35％的蛋白质组成。大肠

5、杆菌的核糖体分散在细胞质中，完整核糖体的沉降系数为70S，由30S和50S两个大小不同的亚基组成。l.3.2质粒在大肠杆菌中，除遗传物质的主要载体染色体之外，还有一种闭合环状的双链DNA遗传因子，即质粒。质粒具有自我复制的特性，不同质粒的基因及质粒和染色体基因均可发生基因重组，质粒可通过细菌的接合而转移，也可随细胞的分裂而传递或丢失。由于质粒具有这些特性，所以在分子生物学和遗传工程中质粒经常作为外源基因的载体。大肠杆菌中已发现的质粒有F因子、R因子和Col因子等。F因子又称致育因子，是最早发现的质粒。分子量63×106D，94.5Kb，约为大肠

6、杆菌染色体的2％。F因子的基因含有3个主要基因群，分别负责插入、复制和转移的功能。含有F因子的大肠杆菌为雄性，用F+表示，不含F因子的大肠杆菌称为雌性，用F-表示。通过F+和F-细菌的接合F因子可经性菌毛传递给F-菌株，使F-菌株转变为F+菌株。F因子可单独存在，也可以通过同源重组整合到细菌的染色体上。R因子最早于50年代由痢疾志贺氏菌中发现，后来发现大肠杆菌也含有这种质粒。R因子常由相连的两个DNA区段组成。一个为抗性转移因子，它含有调节DNA复制和拷贝数的基因。转移基因及四环素抗性基因。另一个为抗性决定因子，其上含有青霉系、氨苄青霉素、氯霉

7、素、链霉素和磺胺等抗性基因。Col因子即产大肠杆菌素因子。它编码有控制大肠杆菌素合成的基因。大肠杆菌素的化学成分为脂多糖蛋白质复合物，它能通过抑制复制、转录、转译或能量代谢而专一性地杀死不含Col因子的其它肠道细菌。1.4拟核大肠杆菌的细胞核无核膜和核仁，没有固定的形态，结构简单，称为拟核，也称细菌染色体。拟核具有高度紧密的结构，由RNA、蛋白质和超螺旋环状DNA组成。大肠杆菌的全部基因都包含在这条DNA上。环状DNA的总长度可达1300μm，分子量为2.8×109D，大约含有3000～4000个基因，目前已经确定了1400多个基因的结构、功能

8、及在基因图上的位置。通过研究大肠杆菌基因的结构、功能及表达调控可揭示其它生物的遗传现象和规律。1.5特殊结构1.5.l荚膜荚膜是某些细菌向细胞壁外分泌