微生物的细胞化学和结构

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1、第一章微生物的细胞化学和结构1微生物的细胞化学组成生物元素：组成细胞的化学元素微生物物细胞含有80%左右的水分和20%左右的干物质，它主要是由C、H、O和N等元素组成，约占全部干物质的90%至97%，此外还含有各种无机矿物质，依次为：PKMgCaSNa及微量元素。微生物的细胞化学组成研究方法细胞鲜重、干重和含水量的测定无机元素分析生物分子的分离（大分子和小分子）2细胞结构研究方法细胞破碎研磨法压榨法（French压榨机、X-压榨机）弹道法超声波法渗透冲击法（细胞器、酶）细胞结构研究方法亚细胞结构

2、的分离差速离心：将形状、大小不同的颗粒，在不同的离心力下分开。区带离心：介质是不同浓度的蔗糖溶液，在一次高速离心下就可以将颗粒大小不同的物质分成区带，颗粒大小相同的物质聚集成一区带。细胞结构研究方法平衡密度梯度离心：将浮力密度相同而大小不同的颗粒分开，在分离各种膜结构时，常用此法。3表面附属物指细胞壁外面的亚细胞结构鞭毛、菌毛、性毛、荚膜、粘液层鞭毛运动性微生物细胞的表面，着生有一根或数根由细胞内伸出的细长、波曲、毛发状的丝状体结构即为鞭毛。它是细菌的“运动器官”。鞭毛需用电子显微镜观察，或经特

3、殊染色法使鞭毛增粗后才能在光镜下看到。鞭毛的结构由鞭毛丝．鞭毛钩．基体三部分组成：鞭毛丝：中空a螺旋状、丝状结构，球蛋白亚基螺旋排列。鞭毛钩：又称钩形鞘，是连接鞭毛丝和基体的一个弯曲筒状部分，蛋白质亚基组成。G–菌：L环、P环、S环、M环G+菌：S环，M环基体：由若干个盘状物即环组成。鞭毛是细菌的"运动器官"，但并非生命活动所必需。它极易脱落，即使以一定方式除去鞭毛，对细菌生存毫无影响。细菌的运动速度也惊人的，它们的运动速度可以是其自身长度的10倍或数十倍/秒。而且鞭毛的旋转为数十转/秒，细菌的

4、运动性，是分类鉴定的一种依据。通过特殊的鞭毛染色法，在光学显微镜下也能看到。另外，通过半固体琼脂穿刺或半固体琼脂平皿扩散以及暗视野映光法、悬滴法等观察运动性，也可初步判断菌体有无鞭毛。鞭毛的运动是由基体的旋转造成的，基体就象发动机一样。鞭毛的速度与方向发生改变导致细菌产生各种类型的运动。真核生物鞭毛与纤毛的构造基本相同，都由基体、过渡区、鞭杆（“9+2”型）三部分构成。菌毛（Fimbriae）：是一种长在细菌体表的纤细、中空、短直、数量较多的蛋白质类附属物，具有使菌体附着于物体表面的功能。性毛（

5、Pili）：比菌毛长，功能是在不同性别的菌株间传递遗传物质。有些还是RNA噬菌体的吸附受体。Fpilus荚膜和粘液层在形态上可分为两类：大荚膜（至少0.2微米厚）、微荚膜（厚度小于0.2微米）、粘液层荚膜的形成既受遗传特性所决定，又与环境条件有密切关系。有荚膜的细菌形成粘液(M)或光滑(S)菌落，失去荚膜后其菌落边为粗糙型（R）型。化学组成：水是主要成分，最常见的有机成分是多糖。多糖又分为同多糖、杂多糖。功能：保护作用（免遭脱水而死亡；免遭寄主吞噬细胞的消化）。特殊结构4细胞壁(Cellwall

6、)具有固定外形，保护细胞免受各种外界因子（渗透压、病原微生物等）损伤的功能。通常又两类物质组成：细胞壁的坚实骨架、胞壁间质。4.1真细菌细胞壁的主要成分是肽聚糖。其在细胞壁中排列成4种类型：型、Ⅱ型、Ⅲ型、Ⅳ型。Ⅰ肽聚糖由N-乙酰葡萄糖胺(NAG,G)和N-乙酰胞壁酸(NAM,M)形成骨架，每个NAM上连接一个四肽G+：L-丙氨酸、D-谷氨酸、L-赖氨酸、D-丙氨酸，G-：L-丙氨酸、D-谷丙氨酸、内消旋二氨基庚二酸、D-丙氨酸)与NAM的乳酰基结合，再由甘氨酸五肽从横向把两个相邻的四肽中的L-

7、赖氨酸和D-丙氨酸连在一起，从而形成一坚硬而有弹性的三维空间结构。G+细菌的细胞壁：除肽聚糖外还有磷壁酸（50%）、壁醛酸。磷壁酸又分为三种：甘油磷壁酸、核醇磷壁酸、脂磷壁酸。G-细菌的细胞壁：脂多糖（组成：O-抗原寡糖、核心寡糖、脂A）、脂蛋白、磷脂（磷脂酰乙醇胺81%、磷脂酰甘油17%、二磷脂酰甘油2%）、肽聚糖（5%-10%）。(3)G+细菌与G-细菌细胞壁的比较4.2古细菌细胞壁假肽聚糖或酸性杂多糖蛋白和糖蛋白4.3真菌的细胞壁真菌细胞壁的主要成分是多糖，另有少量的蛋白质和脂类。在低等真

8、菌中，以纤维素为主，酵母菌以葡聚糖（另含甘露聚糖或几丁质）为主，而高等陆生真菌则以几丁质（另含葡聚糖）为主。5原生质膜也称细胞质膜，约占细胞干重的10%，双层磷脂分子组成（流体镶嵌模式）。功能：（1）作为细胞内外物质交换的屏障和介质，有选择性；（2）能量交换的场所，与呼吸、光合作用有关的酶类、电子传递链位于膜上；（3）传递信息；（4）参与细胞壁的合成。化学组成用平衡密度梯度离心法，自破碎的原生质体悬液中分离出原生质膜碎片，经洗涤纯化后研究化学组成。主要物质是脂类和蛋白质。脂类：真细菌（磷脂-常见