第三章遗传物质的基础 (2)

第二章 微生物细胞的结构与分裂

本章内容：微生物的细胞结构与功能

细胞分裂真核微生物的生活史

原核微生物—— 无核膜包围，只有裸露 DNA,无有丝分裂，缺少 由膜包围的其他细胞器 (如线粒体、内质网、叶 绿体等)的原始单细胞生 物。

真核微生物—— 细胞核有核膜包围成一个 明确的核，能进行有丝分 裂，还具有由膜包围的其 他细胞器的生物。

细菌细胞结构与功能 一般构造：如细胞壁、细胞膜、细胞质、核质体、核糖体等，是 所有细菌都有的构造 特殊构造：主要有鞭毛、菌毛、性菌毛、糖被和芽孢等，并非所 有细菌都有的构造

一般构造： 一般细菌都 有的构造

特殊构造： 部分细菌具 有的或一般 细菌在特殊 环境下才有 的构造

细菌细胞壁cell wall: 细胞壁是位于菌体的外层，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10%—25%。主要由肽聚糖构 成。

(肽聚糖)

细胞壁的功能：细胞壁赋予细胞以硬度和形状，为 细胞生长、分裂和鞭毛运动所必需，并能 阻拦某些大分子物质进入细胞，保护细胞 免受有害物质的损伤，它还决定了细菌具 有特定的抗原性、致病性以及对抗生素和 噬菌体的敏感性等特有的生理功能。

(肽聚糖)

G+与Gˉ细菌cw的模式结构

细胞壁的基本骨架——肽聚糖 肽聚糖网格状结构

概念： 肽聚糖是由 N—乙酰胞壁酸(NAM)和N— 乙酰葡糖胺(NAG)以及短肽链 (主要是四肽)组成的亚单位聚 合而成的大分子聚合物。

革兰氏阳性菌肽聚糖单体

肽聚糖单体→网状结构

NAG 与 NAM 残基以ß -1,4糖苷键交替连接，形成 聚糖的骨架(主链);一组相同的短肽侧链接于NAM上； 相连主链上的短肽侧链通过一条肽桥、或直接相连，从 而形成网状分子结构。

G+菌肽聚糖单体

Gˉ菌肽聚糖单体

溶菌酶对细胞壁的作用◆可切断NAM和NAG之 间的 —1,4糖苷键， 引起细菌裂解。 ◆对Gˉ菌，在EDTA存 在下，受溶菌酶作用。 ◆溶菌酶处理后的菌 细胞应保存在弱高渗 (0.1 ~0.2M)蔗糖液 中。

青霉素对细菌细胞壁的作用Penicillium与转肽酶结合，而使该酶失活， 抑制了侧链末端的丙氨酸与五肽桥的连接，破坏了 细菌细胞壁的完整性(即抑制肽聚糖的合成),因 此， Penicillium仅对正在生长着的细菌，且主要

是对G+菌有效。

细胞壁缺损型细菌概念：自发突变或人为得到缺壁细菌。缺壁突变——L-型细菌 实验室或宿主体内形成 人工去壁基本去尽 原生质体(G+)

缺壁细菌自然界长期进化形成——支原体

部分去掉 球状体(G-)

原生质体：人为用溶菌酶除CW或青霉

素抑制CW合成得到 CM包裹的球状细胞，一般G+最易形成原生质体。 球状体又称原生质球，指还残留了部分细胞壁(尤其是 G-细菌外膜层)的原生质体。

共同特点：对环境条件变化敏感； 即使有鞭毛，也不能运动； 对噬菌体不敏感； 外源基因容易导入，有利于遗传学基本研究； 不同菌种或菌株的原生质体间易发生细胞融合，因而可 用于杂交育种。

酵母菌细胞的构造

酵母菌的细胞结构 与其他真核生物基 本相同，右图是电 子显微镜下的酿酒 酵母细胞结构示意 图。

酵母细胞的细胞壁(1)细胞壁结构：

酵母细胞壁呈“三明 治”结构外层：甘露聚糖(约占40%-45%,以α-糖苷键联结(并非所有酵母菌都有))

细 胞 壁

内层：葡聚糖(约占30-40%,由D-葡萄糖以β-糖苷键联结) 中间层：蛋白质(含5-10%,多为酶类)

(2)壁外成分： 有些菌壁外含有由多糖构成的类似荚膜的结构。 包括异多糖、甘露聚糖和 淀粉类物质。 (3)细胞壁的少量组分—脂类(3%-8%)和几丁质(1%-2%)和灰分.

蜗牛酶 ：水解酵母菌细胞壁制备原生质体或水解酵母子囊 壁以释放单倍体子囊孢子。

霉菌的构造内质网 细胞壁

细胞膜

液泡

由细胞壁、细胞膜、 细胞质、细胞核、 线粒体、核糖体、 内质网及各种内含 物(肝糖、脂肪滴、 异染粒等)等组成。细胞核 核糖体

线粒体

幼龄菌往往液泡小 而少，老龄菌具有 较大的液泡。

霉菌细胞壁：除少数低等水生霉菌细胞壁含纤维素外,大部分霉菌细胞壁主 要由几丁质组成.

霉菌的细胞壁可用蜗牛消化酶等消化霉菌的细胞壁，制备霉菌的原生质体。

细胞壁以内的构造(略) 细胞壁以外的构造(略)

核质体(nuclear body;nucleoid)又叫核区、拟核、类核等，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DNA: 长度：一般为：0.25—3mm 例 ： 大 肠 杆 菌 的 DNA 长 约 1 mm。 生长迅速的细菌在核分裂之后细胞 往往来不及分裂,所以细胞中常有 2—4个核质体，而生长缓慢的细菌 细胞中一般只有1—2个核区，不在 染色体复制时期一般是单倍体。 功能：负载遗传信息。