《原核生物》PPT课件

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1、第一章原核生物的形态、构造与功能观察方法:质壁分离后结合鉴别性染色在光学显微镜下观察;原生质体破裂;超薄切片电镜观察;二、细菌细胞的构造与功能(二)细胞膜(cellmembrane)细胞膜是如何被发现的?电镜观察到的细胞质膜,是在上下两暗色层之间夹着一浅色中间层的双层膜结构,这与细胞膜的化学组成有关。1959年,J.D.Robertson发展了三明治模型,提出了单位膜模型(unitmembranemodel),并推断所有的生物膜都由蛋白质-脂质-蛋白质的单位膜构成,这一模型得到了X射线衍射分析和电镜观察结果的支持。电镜超薄切片中细胞膜显示的两侧暗色带推测

2、是蛋白质,中间亮带推测是脂双层分子。(二)细胞膜(cellmembrane)1.化学组成:磷脂(20%-30%)和蛋白质R基:磷脂酸、磷脂酰甘油、磷脂酰乙醇胺、磷脂酰胆碱、磷脂酰肌醇等。(1)磷脂(1)磷脂在生理温度下,脂肪酸末端排列成有序的晶态。不饱和脂肪酸双键可导致膜结构变形(流动)。膜的流动性很大程度上取决于不饱和脂肪酸的结构和相对含量。细胞膜上长链脂肪酸的链长和饱和度因细菌种类和生长温度而异,通常生长温度要求越高的种,其饱和度也越高,反之则低。(2)甾醇类物质真核生物细胞膜中一般有甾醇,含量占膜中脂质的5%-25%。原核生物细胞膜中一般不含甾醇(

3、支原体例外)。而某些细菌的细胞膜中,含有与固醇类似的五环分子称为类何帕烷(藿烷类化合物,hopanoid),起稳定细胞膜的作用。由磷脂分子形成的双分子膜中加入甾醇类物质可以提高膜的稳定性(3)膜蛋白约占细菌细胞膜的75%,比任何一种生物膜都高,而且种类多。--------细胞膜是重要的代谢活动中心。(3)膜蛋白根据作用功能蛋白:担负生理机能(转运蛋白、电子传递蛋白、ATP合成酶合成细胞壁及糖被的酶)结构蛋白:维持膜结构根据分布整合蛋白(integralprotein)或内嵌蛋白(intrinsic)周边蛋白(peripheralprotein)或膜外蛋白

4、(extrinsic)2.膜的结构模型液态镶嵌模型(fluidmosaicmodel)①膜的主体是磷脂双分子层;②磷脂双分子层具有流动性;③整合蛋白因其表面呈疏水性,故可“溶”于脂质双分子层的疏水性内层中;④周边蛋白表面含有亲水基团,故可通过静电引力与磷脂双分子层表面的极性头相连;⑤磷脂分子间或磷脂与蛋白质分子间无共价结合;⑥磷脂双分子层犹如一“海洋”,周边蛋白可在其上作“漂浮”运动,而整合蛋白则似“冰山”状沉浸在其中作横向移动。1972年,辛格(J.S.Singer)和尼科尔森(G.L.Nicolson)提出3.细胞膜的生理功能①物质运输,选择性地控制

5、营养物质和代谢产物的运送;②渗透屏障,维持细胞内正常的渗透压;③合成细胞壁和糖被的各种组分(肽聚糖、磷壁酸、LPS、荚膜多糖等)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谢的酶系,是细胞的产能场所;⑤鞭毛基体的着生部位和鞭毛旋转的供能部位(二)细胞的结构细胞质膜内褶而形成的泡囊状、管状或层状的构造。多见于革兰氏阳性细菌。“间体”仅是电镜制片时因脱水操作而引起的一种赝像二、细菌细胞的构造与功能(三)内膜系统1.间体(mesosome):间体与青霉素酶分泌、DNA复制、分配及细胞分裂(横隔壁形成)有关。(三)内膜系统(2)载色体和类囊体绿硫菌科光合

6、细菌的细胞质中,充满以分散状态存在的一系列单层膜组成的囊泡;红硫菌科光合细菌的细胞膜内陷延伸或折叠形成发达的片层状、管状或囊状系统;都是光合细菌进行光合作用的场所蓝细菌细胞中的类囊体,也是一种内膜系统,含有叶绿素等光合色素和电子传递组分,也是光合作用的场所。二、细菌细胞的构造与功能(3)羧酶体(carboxysome)(三)内膜系统一些自养细菌(蓝细菌、硝化细菌和硫杆菌)细胞内由单层膜围成的多角形或六角形内含物内含1,5-二磷酸核酮糖羧化酶(卡尔文循环的关键酶)作用:自养细菌固定CO2场所二、细菌细胞的构造与功能(四)细胞质及其内含物细胞质(cytopl

7、asm)是细胞质膜包围的除核区外的一切半透明、胶状、颗粒状物质的总称。含水量约80%。(四)细胞质及其内含物1.核糖体(ribosome)2.气泡(gasvocuoles)气泡的膜只含蛋白质而无磷脂。二种蛋白质相互交连,形成一个坚硬的结构,可耐受一定的压力。膜的外表面亲水,而内侧绝对疏水,故气泡只能透气而不能透过水和溶质。功能:调节细胞比重以使细胞漂浮在最适水层中获取光能、O2和营养物质3.内含物各种有机或无机物质的颗粒,主要功能是贮存(碳化合物、无机物和能源),也可将分子连接为特定形式降低渗透压。糖原:大肠杆菌、克雷伯氏菌、芽孢杆菌和蓝细菌等碳源及能源

8、类聚β-羟丁酸(PHB):固氮菌、产碱菌和肠杆菌等硫粒:紫硫细菌、丝硫细菌、贝氏

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