1、二、细菌的细胞结构二、细菌的细胞结构 基本结构包括：基本结构包括：细胞壁、细胞膜、细胞质、核区。细胞壁、细胞膜、细胞质、核区。特殊结构包括：特殊结构包括：荚膜、鞭毛、纤毛、芽孢。荚膜、鞭毛、纤毛、芽孢。细菌细胞结构细菌细胞结构 （一）细菌细胞的基本结构（一）细菌细胞的基本结构 1 1、细胞壁、细胞壁 细胞壁是位于菌体的最外层，内侧紧贴细胞膜的一层细胞壁是位于菌体的最外层，内侧紧贴细胞膜的一层无色透明，坚韧而有弹性的结构。细胞壁约占细胞干重的无色透明，坚韧而有弹性的结构。细胞壁约占细胞干重的10%10%25%25%。（1 1）细胞壁的功能）细胞壁的功能 保护细胞免受外力损伤保护细胞免受外力损伤,
2、维持菌体外形维持菌体外形 协助鞭毛运动协助鞭毛运动 与胞膜一起完成细胞内外物质交换与胞膜一起完成细胞内外物质交换 为正常细胞分裂所必需为正常细胞分裂所必需 与细菌的抗原性致病性和对噬菌体的敏感性密切相关。与细菌的抗原性致病性和对噬菌体的敏感性密切相关。(2)G G+细菌与G G-细菌细胞壁成分比较 成分成分 占细胞壁干重的占细胞壁干重的%革兰氏阳性细菌革兰氏阳性细菌 (G(G+)革兰氏阴性细菌革兰氏阴性细菌(G(G-)肽聚糖肽聚糖 含量很高（含量很高（30953095）含量很低（含量很低（520520）磷壁酸磷壁酸 含量较高（含量较高（5050）无无 类脂质类脂质 一般无（一般无（22）含量较
3、高（含量较高（2020）蛋白质蛋白质 无无 含量较高含量较高 细胞壁厚细胞壁厚 细胞壁薄细胞壁薄 细菌细胞壁的结构细菌细胞壁的结构 革兰氏阳性菌细胞壁：革兰氏阳性菌细胞壁：由肽聚糖和磷壁酸组成由肽聚糖和磷壁酸组成 磷壁酸：磷壁酸：占40%。G+菌所特有,其主链由数十个磷酸甘油或磷酸核糖醇组成,有的还有由DAla和还原糖组成的侧链。肽聚糖肽聚糖:占3070%,不同菌种中肽聚糖(肽链)组分不同。细菌细胞壁的结构细菌细胞壁的结构 革兰氏阴性菌细胞壁：革兰氏阴性菌细胞壁：分内壁层和外壁层。分内壁层和外壁层。内壁层：内壁层：紧贴胞膜,仅由12层肽聚糖分子构成,占细胞壁干重5 10%,无磷壁酸。外壁层：外
4、壁层：位于肽聚糖层的外部。脂多糖;脂蛋白、包括:蛋白质层:基质蛋白、外壁蛋白;磷脂.2 2、细胞膜、细胞膜 细胞膜是紧贴细胞壁内侧包围细胞质的一细胞膜是紧贴细胞壁内侧包围细胞质的一层柔软、富有弹性的半透明薄膜。层柔软、富有弹性的半透明薄膜。细胞膜的化学组成细胞膜的化学组成 蛋白质蛋白质 主要包括主要包括 磷脂磷脂 糖类糖类 少量核酸少量核酸 细胞膜的结构细胞膜的结构 1972年Singer和Nicolson提出的细胞膜液态镶嵌模型。认为：膜是由球形蛋白与磷认为：膜是由球形蛋白与磷脂按照二维排列方式构成的脂按照二维排列方式构成的流体镶嵌式，流动的脂类流体镶嵌式，流动的脂类双双分子层分子层构成了膜
5、的连续体，构成了膜的连续体，而蛋白质象孤岛一样无规则而蛋白质象孤岛一样无规则地漂流在磷脂类的海洋当中地漂流在磷脂类的海洋当中镶嵌有多种蛋白质镶嵌有多种蛋白质的不连续的脂双层的不连续的脂双层 细胞膜液态镶嵌模型 细胞膜的功能细胞膜的功能 是原核生物代谢活动的中心（是原核生物代谢活动的中心（参与生物氧化和参与生物氧化和能量产生能量产生 细胞内外物质交换细胞内外物质交换和运送。和运送。与细胞壁及荚膜的合成有关。与细胞壁及荚膜的合成有关。是鞭毛着生的位点。是鞭毛着生的位点。向体外分泌胞外酶向体外分泌胞外酶 G G+菌细胞膜易分离菌细胞膜易分离 G G-菌细胞膜难分离（与细胞壁菌细胞膜难分离（与细胞壁结
6、合牢固）结合牢固）间体：间体：由细胞膜内褶形成的一种管状、层状或串状物，由细胞膜内褶形成的一种管状、层状或串状物，一般位于细胞分裂的部位或附近。一般位于细胞分裂的部位或附近。间体间体 间体的功能间体的功能:参与隔膜形成参与隔膜形成 与核分裂有关与核分裂有关 类线粒体功能类线粒体功能 3 3、细胞质及其内含物、细胞质及其内含物 细胞质：细胞质：是在细胞膜内除核区以外的细胞物质。是在细胞膜内除核区以外的细胞物质。细胞质是无色、透明、粘稠状物质。细胞质是无色、透明、粘稠状物质。主要成分为水，蛋白质，核酸，脂类、少量糖主要成分为水，蛋白质，核酸，脂类、少量糖和无机盐。和无机盐。细胞质功能：细胞质功能：
7、是细胞赖以维持正常生命是细胞赖以维持正常生命活动的物质基础活动的物质基础 细胞质中含有丰富的酶系，细胞质中含有丰富的酶系，是营养物质合成、转化、代是营养物质合成、转化、代谢的场所。谢的场所。细胞质中的内含物：细胞质中的内含物：气泡：气泡：由蛋白质膜构成的充满气体的泡状物。由蛋白质膜构成的充满气体的泡状物。有些细菌细胞质中含有几个或多个气泡。有些细菌细胞质中含有几个或多个气泡。气泡的功能：气泡的功能：调节细胞比重，以使其漂调节细胞比重，以使其漂浮在合适的水层中。浮在合适的水层中。气泡吸收空气，空气中的气泡吸收空气，空气中的氧气可供代谢需要。氧气可供代谢需要。例：例：许多许多光合细菌和水生光合细菌
8、和水生细菌、盐杆菌常含有气泡。细菌、盐杆菌常含有气泡。颗粒状内含物：颗粒状内含物：细菌细胞质中含有各种颗粒状内含物，它们大多细菌细胞质中含有各种颗粒状内含物，它们大多数为细胞贮藏物，颗粒状内含物的多少因细菌的数为细胞贮藏物，颗粒状内含物的多少因细菌的种类、菌龄及培养条件不同而改变。种类、菌龄及培养条件不同而改变。主要有：主要有：异染粒、聚异染粒、聚羟丁酸、肝糖粒、淀粉羟丁酸、肝糖粒、淀粉粒、脂肪粒、硫粒和液泡等等。粒、脂肪粒、硫粒和液泡等等。细胞质中的内含物细胞质中的内含物 异染粒：异染粒：是普遍存在的贮藏物，主要成分是多聚偏磷酸盐。是普遍存在的贮藏物，主要成分是多聚偏磷酸盐。异染粒大小和结构
9、异染粒大小和结构:大小为大小为0 0.5.51 1 m m，是多聚偏是多聚偏磷酸盐的聚合物，分子呈线状。磷酸盐的聚合物，分子呈线状。功能：功能：贮存磷元素和能量，降低渗透压。贮存磷元素和能量，降低渗透压。多聚偏磷酸盐对某些染料有特殊反应多聚偏磷酸盐对某些染料有特殊反应,产生与所用产生与所用染料不同的颜色染料不同的颜色,因此因此得名异染颗粒得名异染颗粒.例例:异染粒遇异染粒遇甲基胺蓝变紫红色甲基胺蓝变紫红色.含异染粒的细菌种类含异染粒的细菌种类:棒状杆菌和某些芽孢杆菌棒状杆菌和某些芽孢杆菌等等.聚聚 羟丁酸颗粒羟丁酸颗粒(PHB)PHB)聚聚羟丁酸颗粒是许多细菌细胞羟丁酸颗粒是许多细菌细胞质内常
10、含有的碳源类储藏物质内常含有的碳源类储藏物.PHBPHB不不溶于水溶于水,易被脂溶性染料易被脂溶性染料(如苏丹黑如苏丹黑)着色。着色。功能功能:贮存碳源、能源和降低渗透压。贮存碳源、能源和降低渗透压。许多好氧菌和光合厌氧菌都含有聚许多好氧菌和光合厌氧菌都含有聚羟丁酸颗粒。羟丁酸颗粒。硫粒：硫粒：是硫元素的贮藏体。是硫元素的贮藏体。形成：形成：取决于环境硫化物含取决于环境硫化物含 量量,当环境中当环境中S S含量高时，在含量高时，在体内积累；当缺体内积累；当缺S S时时,氧化成氧化成硫酸被菌利用。硫酸被菌利用。功能：功能：a.a.好氧硫细菌的能源好氧硫细菌的能源 b.b.厌氧硫细菌的电子供体厌氧
11、硫细菌的电子供体 肝糖肝糖粒和淀粉粒粒和淀粉粒:都是都是-1 1,4,4或或-1 1,6,6糖苷键的葡萄糖聚合物。这糖苷键的葡萄糖聚合物。这 些贮藏物通常较均匀地分布在细胞质内，颗粒较小。些贮藏物通常较均匀地分布在细胞质内，颗粒较小。若这类贮藏物大量存在时，用碘使对其染色，若这类贮藏物大量存在时，用碘使对其染色，肝糖肝糖粒能被碘液染成粒能被碘液染成红色，淀粉粒被碘成蓝色。红色，淀粉粒被碘成蓝色。脂肪粒：脂肪粒：脂肪粒的脂肪粒的折光性较强折光性较强，它可被脂溶性染料染色；，它可被脂溶性染料染色；细胞生长细胞生长 旺盛时，脂肪粒增多，细胞遭破坏后，脂肪粒可游离出来。旺盛时，脂肪粒增多，细胞遭破坏后
12、，脂肪粒可游离出来。液泡：液泡：许多活细菌细胞内有液泡，液泡主要成分是水和可溶性盐类，许多活细菌细胞内有液泡，液泡主要成分是水和可溶性盐类，被一层脂蛋白的膜包围。可用中性红染色使之显现出来。液泡具有被一层脂蛋白的膜包围。可用中性红染色使之显现出来。液泡具有调节渗透压调节渗透压的功能，还可与细胞质进行物质交换。的功能，还可与细胞质进行物质交换。4、拟核（或核质体、核区）拟核（或核质体、核区）拟核：由大型环状双链DNA纤丝不规则地折叠或缠绕而构成的无核膜、核仁的区域。细菌细菌DNADNA：长度：一般为：长度：一般为：1 13 3mmmm 例例：大肠杆菌的：大肠杆菌的DNADNA长约长约1 1mmm
13、m。生长迅速的细菌在核分裂之后细生长迅速的细菌在核分裂之后细胞往往来不及分裂胞往往来不及分裂,所以细胞中常所以细胞中常有有2 24 4个核，而生长缓慢的细菌个核，而生长缓慢的细菌细胞中一般只有细胞中一般只有1 12 2个核，不在个核，不在染色体复制时期一般是单倍体。染色体复制时期一般是单倍体。功能：传递功能：传递遗传信息遗传信息。拟核拟核 质粒：质粒：细菌染色体外的遗传物质，由共价闭合环细菌染色体外的遗传物质，由共价闭合环状双链状双链DNADNA分子组成分子组成 分子量约为分子量约为100 100 10106 6 D.D.携带携带1 1100100个基因个基因,一个菌细胞可有一至数个质粒。一个
14、菌细胞可有一至数个质粒。质粒的特点：质粒的特点：可自我复制，稳定遗传。对生存不是必可自我复制，稳定遗传。对生存不是必要的。复制与染色体分开，但同步进行。要的。复制与染色体分开，但同步进行。不同质粒携带不同遗传信息。不同质粒携带不同遗传信息。无质粒细菌可通过接合、转化、转导等无质粒细菌可通过接合、转化、转导等方式获得，不能自发产生。方式获得，不能自发产生。例：例：细菌抗药性因子、大肠杆菌的细菌抗药性因子、大肠杆菌的F F因子。因子。质粒质粒应用应用:基因工程，体外重组基因工程，体外重组.5 5、核糖体核糖体：是分散在细胞质中的颗粒状结构，由核糖体是分散在细胞质中的颗粒状结构，由核糖体核酸（占核酸
15、（占60%60%）和蛋白质（占）和蛋白质（占40%40%）组成。）组成。功能：是细胞合成蛋是细胞合成蛋白质的机构白质的机构。（二）细菌细胞的特殊结构（二）细菌细胞的特殊结构 1 1、荚膜：、荚膜：某些细菌细胞壁外的一层粘液性某些细菌细胞壁外的一层粘液性物质。物质。根据荚膜的形状和厚度的不同，将根据荚膜的形状和厚度的不同，将荚膜分荚膜分为四类：为四类：荚膜或大荚膜：荚膜或大荚膜：粘液状物质具有一定外形，相粘液状物质具有一定外形，相对稳定地附着在细胞壁外，厚度对稳定地附着在细胞壁外，厚度：0.20.2 m m。微荚膜：微荚膜：粘液状物质较薄，厚度：粘液状物质较薄，厚度：0.20.2 m m ，与细
16、胞表面牢固结合。与细胞表面牢固结合。粘液层：粘液层：粘液物质没有明显的边缘，比荚膜松粘液物质没有明显的边缘，比荚膜松散散,可向周围环境中扩散可向周围环境中扩散,增大黏性。增大黏性。菌胶团：菌胶团：多个细菌共有一个荚膜。多个细菌共有一个荚膜。荚膜的组成：荚膜的组成：因种而异，除水外，主要是多糖（包括同型因种而异，除水外，主要是多糖（包括同型多糖和异型多糖），此外还有多肽，蛋白质，糖蛋白等。多糖和异型多糖），此外还有多肽，蛋白质，糖蛋白等。荚膜的生理功能：荚膜的生理功能：保护细胞，抗干燥。保护细胞，抗干燥。贮藏养料，是细胞外碳源和能源的储备物质。贮藏养料，是细胞外碳源和能源的储备物质。荚膜可以抵御外界细胞对菌体的吞噬作用。荚膜可以抵御外界细胞对菌体的吞噬作用。荚膜具有抗原性。荚膜具有抗原性。与致病性有关。与致病性有关。可用于细菌分类、鉴定可用于细菌分类、鉴定 光滑型光滑型（S S-型型）菌落菌落 粗糙型粗糙型（R R-型型）菌落菌落 a.a.保护菌体保护菌体 b.b.贮藏养料贮藏养料 c.c.堆积某些代谢产物堆积某些代谢产物 d.d.粘附物体表面粘附物体表面 荚膜的主要生理功能有：荚膜的主
