【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 件下，用溶菌酶除盡原有細(xì)胞壁或用青霉素抑制新生細(xì)胞壁合成后，所得到的僅有一層細(xì)胞膜包裹的圓球狀滲透敏感（脆弱）細(xì)胞。 G+細(xì)菌最易形成原生質(zhì)體。 應(yīng)用： 不同菌種或菌株的原生質(zhì)體間易發(fā)生細(xì)胞融合，可用于雜交育種；原生質(zhì)體比正常細(xì)菌更易導(dǎo)入外源遺傳物質(zhì)，有利于遺傳學(xué)基本原理的研究。 C、球狀體（ sphaeroplast 原生質(zhì)球） 還殘留部分細(xì)胞壁（尤其是 G－ 細(xì)菌外膜層）的原生質(zhì)體。 D、支原體（ Mycoplasma） 是在長(zhǎng)期的進(jìn)化過程中形成的、適應(yīng)自然生活條件的無(wú)細(xì)胞壁的原核生物。 特點(diǎn)： 細(xì)胞膜中含有一般原核生物所沒有的甾醇，因此即使缺乏細(xì)胞壁，其細(xì)胞膜仍有較高的機(jī)械強(qiáng)度。菌落較小（ 1mm左右），“油煎蛋”型。 5）細(xì)胞壁與革蘭氏染色 除支原體和細(xì)胞壁缺陷細(xì)菌外外，幾乎所有的原核生物都具有堅(jiān)韌的細(xì)胞壁，通過革蘭氏染色法可將它們分為 G+和 G－ 兩大類。 G氏染色是基于細(xì)菌細(xì)胞壁特殊化學(xué)組分基礎(chǔ)上的一種物理原因。 細(xì)胞壁與革蘭氏染色 機(jī)理： 95%乙醇的作用：蛋白質(zhì)變性、脫水、溶脂 ? 革蘭氏陽(yáng)性菌肽聚糖的含量高，網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)緊密， 細(xì)胞壁厚，含脂量低，當(dāng)它被酒精脫色時(shí)，引起 細(xì)胞壁肽聚糖的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的孔經(jīng)縮小以至關(guān)閉， 從而阻止不溶性結(jié)晶紫 碘復(fù)合物的逸出，故菌 體呈深紫色； 細(xì)胞壁與革蘭氏染色 ?而革蘭氏陰性菌的細(xì)胞壁的肽聚糖的含量低，網(wǎng)層結(jié)構(gòu)疏松且薄，脂含量高，當(dāng)用酒精脫色時(shí)，脂類物質(zhì)溶解，增加了細(xì)胞壁的通透性，結(jié)果結(jié)晶紫 碘的復(fù)合物就被乙醇抽提出來(lái)而復(fù)染成紅色。 ? 6）細(xì)胞壁與原核生物分類 （ 2）細(xì)胞膜 （ cell membrane 細(xì)胞質(zhì)膜、質(zhì)膜、內(nèi)膜） 是緊靠在細(xì)胞壁內(nèi)側(cè)，圍繞在細(xì)胞質(zhì)外面的一層柔軟、脆弱而富有彈性的半透性薄膜。厚約 7～ 8nm，其主要化學(xué)成分為磷質(zhì)（占 20～ 30%）與蛋白質(zhì)（占 50～70%）。 觀察與分離 通過質(zhì)壁分離、選擇性染色、 原生質(zhì)體破裂或電子顯微鏡 觀察，都可證明細(xì)胞膜的存 在。 細(xì)胞膜 (cell membrane)模式結(jié)構(gòu)圖 基本成分： 由磷脂雙分子層與蛋白質(zhì)組成。 原核生物細(xì)胞膜上除支原體外，一般不含膽固醇等甾醇，與真核生物恰恰相反。 磷脂 ?每一個(gè)磷脂分子由一個(gè)帶正電荷且能溶于水的極性頭（磷酸端）和一個(gè)不帶電荷、不溶于水的非極性端（烴端）所構(gòu)成。兩個(gè)極性頭分別朝向內(nèi)外兩表面，呈親水性；兩個(gè)非級(jí)性端的疏水尾則埋入膜的內(nèi)層，于是形成了一個(gè)磷脂雙分子層。 ?在常溫下，磷脂雙分子層呈液態(tài)。 蛋白質(zhì) ? 細(xì)胞膜上的蛋白無(wú)規(guī)則的，以不同深度分布于膜的磷脂層中。 ? 整合蛋白（ intergral protein 內(nèi)嵌蛋白）：不對(duì)稱于膜的一側(cè)或穿過全膜或埋藏在磷脂雙分子層內(nèi)，具運(yùn)輸功能，有時(shí)分子內(nèi)還存在運(yùn)輸通道。 ? 周邊蛋白（ peripheral protein 膜外蛋白）：分布于膜的內(nèi)外表面，具有酶促作用。 ★ 膜中的蛋白質(zhì)和磷脂，不論數(shù)量和種類均隨菌體生理狀態(tài)而變化。 細(xì)胞膜的功能 (是細(xì)胞重要的代謝活動(dòng)中心 ) 選擇性地控制細(xì)胞內(nèi)、外的物質(zhì)的運(yùn)送、交換； 維持細(xì)胞內(nèi)正常滲透壓的結(jié)構(gòu)屏障； 合成細(xì)胞壁各種組分和莢膜等大分子的場(chǎng)所； 許多酶和電子傳遞鏈組分的所在部位，進(jìn)行氧化磷酸化或光合磷酸化的產(chǎn)能基地； 鞭毛著生點(diǎn)和提供其運(yùn)動(dòng)所需的能量等。 間體 由細(xì)胞膜內(nèi)褶形成的一種 管狀、層狀或囊狀結(jié)構(gòu)， 一般位于細(xì)胞分裂部位或 其鄰近。是特化的細(xì)胞膜， 當(dāng)去掉細(xì)胞壁，間體會(huì)伸 展成細(xì)胞膜。在 G+菌中間 體較明顯。 間體（ Mesosome)的功能 相當(dāng)于真核細(xì)胞的線粒體 與細(xì)胞壁合成有關(guān)，促進(jìn)細(xì)胞間隔（細(xì)胞分裂時(shí)）的形成 與遺傳物質(zhì)的復(fù)制（在此雙鏈 DNA解鏈并開始復(fù)制）及其相互分開有關(guān) 有學(xué)者認(rèn)為間體是一種贗象 古細(xì)菌的細(xì)胞膜 ? 磷脂的組成：頭部為甘油，尾由長(zhǎng)鏈烴（異戊二烯的重復(fù)單位）組成 ? 親水頭與疏水尾通過醚鍵連接 （ COC）連接成甘油二醚或甘油四醚 ? 細(xì)胞膜中存在獨(dú)特的單分子層、或單、雙分子層混合膜 ? 甘油分子 C3上可連接多種與真細(xì)菌和真核細(xì)胞膜上不同的獨(dú)特基團(tuán) ? 細(xì)胞膜上含有多種獨(dú)特脂類（細(xì)菌紅素、 α 和β 胡蘿卜素、番茄紅素、視黃醛和耐醌等） （ 3）細(xì)胞質(zhì) (cytoplasm )和內(nèi)含物 ( inclusion body) 貯藏物 (reserve granule) 磁小體 (megosome) 羧酶體 (carboxysome) 氣 泡 (gas vocuoles) 核糖體 (ribosome) 質(zhì)粒 (circular covalently closed DNA) 細(xì)胞質(zhì)： 被細(xì)胞膜包裹的除核質(zhì)體外的一切無(wú)色透明，粘稠的膠狀，顆粒狀物質(zhì)總稱為細(xì)胞質(zhì)。 成分： 由蛋白質(zhì)，核酸（ DNA和 RNA），核糖體，貯藏物，各種酶類，中間代謝產(chǎn)物，脂類，多糖，氣泡，無(wú)機(jī)鹽和水等等組成，內(nèi)有大量?jī)?nèi)含物。 糖原：大腸桿菌、克雷伯氏菌、 藍(lán)細(xì)菌芽孢桿菌等 聚－ 223。－羥丁酸 ： 固氮菌、產(chǎn)堿菌、腸桿菌 氮源類 藻青素 ：藍(lán)細(xì)菌含有 藻青蛋白：藍(lán)細(xì)菌含有 磷源（異染粒）： 迂回螺菌、白喉棒桿菌和分枝桿菌含有 硫源：迂回螺菌菌、白喉棒桿菌、結(jié)核分枝桿菌 貯藏物 (reserve granule) 碳源及能源類 紅色螺菌的電子顯微鏡圖片 聚－ 223。－羥丁酸（ Poly223。hydroxybutyrate,PHB） 是一種存在于許多細(xì)菌細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的類脂性質(zhì)的碳源類貯藏物，具有貯藏能量、碳源和降低細(xì)胞內(nèi)滲透壓等作用。具無(wú)毒、可塑和易降解等特點(diǎn)，正大力開發(fā)用于制造醫(yī)用塑料、快餐盒等。 PHB H C H H3 C C C H H H O O O n n106 OH P O H n H O O 異染粒 （ metachromatic granule） n=2~106 異染粒（迂回體、捩轉(zhuǎn)菌素）：是無(wú)機(jī)偏磷酸的聚合物，可用美蘭或甲苯胺蘭染成紅紫色。具有貯藏磷元素和能量、降低細(xì)胞滲透壓等作用。 磁小體 (megosome) 在少數(shù)水生螺菌屬、嗜膽球菌屬等趨磁細(xì)菌中發(fā)現(xiàn) 主要成分是 Fe3O4 ，外被一層磷脂、蛋白或糖蛋白膜 ,無(wú)毒 ,大小 20～ 100nm,每個(gè)細(xì)胞有 2～ 20顆 形狀為平截八面體、平行六面體或六棱柱體等 功能：導(dǎo)向作用，即借助鞭毛引導(dǎo)細(xì)菌游向泥、水界面微氧環(huán)境處生活 實(shí)用前景： 生產(chǎn)磁性定向藥物和抗體，以及制造生物傳感器 羧酶體（ carboxysome，羧化體） 存在于一些自養(yǎng)細(xì)菌內(nèi)的多角形或六角形內(nèi)含物 大小約 10nm 內(nèi)含 1， 5—二磷酸核酮糖羧化酶 在自養(yǎng)細(xì)菌的 CO2固定中起關(guān)鍵作用 氣泡（ gas vocuoles） 是許多光合型、無(wú)鞭毛水生菌中充滿氣體的泡囊狀內(nèi)含物 大小為 ~ 75nm 內(nèi)由數(shù)排柱形小空泡組成，外有 2nm厚的蛋白膜包裹 每個(gè)細(xì)胞中含幾個(gè)或數(shù)百個(gè)氣泡 功能：調(diào)節(jié)細(xì)胞比重以使細(xì)菌漂浮在最適水層中獲取光能 、 O2和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì) 核糖體亞基連在 核糖體（ Ribosome) 細(xì)胞內(nèi)合成蛋白質(zhì)的場(chǎng)所。 核質(zhì)體（核區(qū)） ? ——原核生物所特有的原始細(xì)胞核 。 ? 細(xì)菌的核質(zhì)體是一個(gè)大型環(huán)狀的雙鏈 DNA分子，長(zhǎng)度 0． 25mm~3mm，為細(xì)菌遺傳物質(zhì)，卷曲折疊于核區(qū) 。 ? 核區(qū)沒有外膜 （ 這是原核生物與真核生物一個(gè)主要的區(qū)別之處 ） 核質(zhì)體 真核生物細(xì)胞 細(xì)胞核 核質(zhì)體 核膜 （ 4）核區(qū) （ nuclear region or area） ? 又稱核質(zhì)體、原核、擬核、核基因組 (genome） ? 是一個(gè)大型環(huán)狀 DNA分子。長(zhǎng)度為 ~ mm ? 每個(gè)細(xì)胞所含的核區(qū)數(shù)一般 1 ~ 4個(gè) ,少數(shù)有 20～ 25個(gè)核質(zhì)體（褐球固氮菌）。 ? 快速生長(zhǎng)時(shí)核區(qū)體積可達(dá)細(xì)胞體積的 20％。 ? 靜止時(shí)期的細(xì)胞核多呈啞鈴形，球形；分裂過程中常出現(xiàn) H、X、 Y形。 ? 細(xì)菌除在染色體復(fù)制時(shí)間內(nèi)呈雙倍體外 ,一般均為單倍體。 ? 功能：是負(fù)載細(xì)菌遺傳信息的物質(zhì)基礎(chǔ) 。 細(xì)菌 DNA— 環(huán)狀 和超螺旋狀 Example of E. coli cell ? There are over 50 supercoiled domain in the chromosome. ? The total amount of DNA is about 4600 kb. ? If the total DNA is opened and linearized, it would be 1 mm in length. ? The the cell is only about 23 um long. So to package this much DNA into the cell requires that the DNA be highly supercoiled. Electron micrograph of an isolated nucleoid released from . 細(xì)菌細(xì)胞的特殊構(gòu)造 ? 糖被 ? 鞭毛 ? 菌毛 ? 性菌毛 ? 芽孢和休眠構(gòu)造 （ 1）糖被（ glycocalyx） ? 包被于某些細(xì)菌細(xì)胞壁外的一層厚度不定的透明膠狀物質(zhì)。 ? 糖被的有無(wú)、厚度和菌種的種類、遺傳性有關(guān)，還和環(huán)境尤其是營(yíng)養(yǎng)條件有關(guān) 。 糖被 (glycocalyx) 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)，稱為糖被。 糖被的有無(wú)、厚薄與菌種 遺傳性有關(guān)，還與環(huán)境條 件（特別是營(yíng)養(yǎng)）密切相 關(guān)。 糖被按其有無(wú)固定層次 、 層次薄厚又可分為莢膜 、 微莢膜 ,粘液層 ,和菌膠團(tuán)。 細(xì)菌負(fù)染后相差顯微鏡圖片（示莢膜） 糖被的種類 ? 莢膜（ capsule 大莢膜）：一般厚約 200nm，具一定外形，相對(duì)穩(wěn)定地附著于細(xì)胞壁外，與細(xì)胞結(jié)合力較強(qiáng)。 ? 微莢膜（ microcapsule）：厚 200nm以下，具有一定外形，與細(xì)胞表面結(jié)合緊密。 ? 粘液層（ slime layer）：比莢膜疏松，無(wú)明顯邊緣，且可向周圍環(huán)境擴(kuò)散，并能增加培養(yǎng)基的粘度（尤其液體培養(yǎng)時(shí)）。 ? 粘結(jié)物：粘液層僅局限于細(xì)胞的一端并通過它特異性地附著于物體表面。 莢膜成分 （ 莢膜含 水量很高 ） 多糖 純多糖 雜多糖 多肽和多糖 蛋白質(zhì) 葡聚糖 纖維素 果聚糖 …… 多肽 海藻酸 透明質(zhì)酸 … … 聚 D谷氨酸 …… 分離與觀察 ? 莢膜可通過離心培養(yǎng)液而沉降，粘液層擴(kuò)散到培養(yǎng)基中，使培養(yǎng)液呈凝膠狀，不流動(dòng)，離心不沉降。 ? 經(jīng)特殊染色（負(fù)染色法）后，可在光學(xué)顯微鏡下觀察到。 細(xì)菌的莢膜 莢膜細(xì)菌群體特征 ? 菌落： 光滑型菌落，表面濕潤(rùn)、光澤、粘液狀。 ? 菌膠團(tuán)（ zoogloea）： 通常的情況下，有莢膜的細(xì)菌在每個(gè)菌體表面包圍一層莢膜。但有的細(xì)菌，多個(gè)莢膜相互融合，連為一體，組成共同的莢膜并包圍細(xì)菌細(xì)胞形成的結(jié)構(gòu)。 糖被的功能 保護(hù)作用 保護(hù)細(xì)菌免受干旱損壞 防止噬菌體的吸附和裂解 使致病菌免受突破主白細(xì)胞吞噬 貯藏養(yǎng)料 作為透性屏障或離子交換系介質(zhì) 附著作用（齲齒 唾液鏈球菌） 細(xì)菌間的信息識(shí)別作用 堆積代謝廢物 細(xì)菌糖被實(shí)用意義 鑒定菌種 提取葡聚糖 —“代血漿” 胞外多糖：黃原膠用于石油開采 菌膠團(tuán)用于處理污水 ? （ 物以類聚 ） 多個(gè)菌體通過共同的莢膜膠聯(lián)形成的團(tuán)塊 ——菌膠團(tuán) 。 形成菌膠團(tuán)的典型細(xì)菌為 動(dòng)膠菌屬的細(xì)菌 。 ［菌膠團(tuán)＋吸附物（物質(zhì)、其他微生物）＝活性污泥］ 形成菌膠團(tuán)的生物作用？ ——群體合作、阻擋原生動(dòng)物的吞噬 （ 2）鞭毛（ Flagellum) 生長(zhǎng)在某些細(xì)菌體表的長(zhǎng)絲狀蛋白質(zhì)附屬物，稱為鞭毛，其數(shù)目為一至數(shù)條，具有運(yùn)動(dòng)功能。 鞭毛一般長(zhǎng)度為 15—20μm直徑為 — 觀察鞭毛的方法 :染料沉積使之加粗后用顯微鏡觀察，電鏡直接觀察 判斷鞭毛有無(wú)的方法 :半固體培養(yǎng)基 、平板培養(yǎng)菌落邊緣、 懸滴法 細(xì)菌鞭毛顯微鏡照片 在暗視野中觀察其水浸片或懸滴標(biāo)本 肉眼觀察固體培養(yǎng)基的培養(yǎng)物 擴(kuò)散 細(xì)菌在瓊脂培養(yǎng)基中 穿刺培養(yǎng)