脂 类 对青霉素 对溶菌酶 - 敏感 敏感 + 不敏感 不敏感 4.细菌细胞壁的结构与革兰氏染色反应
G+菌的细胞壁肽聚糖含量高、网格结构紧密,含脂量又低,当用酒精脱色时,肽聚糖层收缩,网格孔径缩小,从而阻止了结晶紫一碘的复合物逸出,当复染时染不上蕃红的红色,菌体仍为结晶紫的紫色,此为G+反应。
G-菌的细胞壁肽聚糖层薄,含脂量高,当用酒精脱色时由于G-菌细胞壁中的脂类物质溶于酒精,使细胞通透性增加,使得初染时进入细胞中的结晶紫一碘的复合物逸出,当再用蕃红复染时菌体就染上蕃红的红色,此为G-反应。
5.原生质体,原生质球和L型细菌
原生质体:用青霉素等抗生素或者溶菌酶处理G+菌而得到的去壁完整的球形体。 原生质球:用青霉素等抗生素或溶菌酶处理G-细菌而得到的去壁不完全的近球形体。 L型细菌:某些细菌在特定环境条件下因基因突变而产生的无壁类型。在一定条件下L型细菌能发生回复突变而恢复为有壁的正常细菌。 原生质体 原生质球 L型细菌
细胞壁 O 不完全 O 在固体培养基上 繁殖 恢复 O + + O在再生培养基中可恢复成原来的细菌 + O×在一定条件下发生回复突变恢复到原来细菌 ×二、细胞膜(cell membrane)
细胞膜又叫原生质膜(Plasma membrane)它是位于细胞壁内侧的一层薄膜。 细胞膜厚约7.5nm 重量可达细胞干重的10%
A.脂类(甘油磷脂)(20-30%) 化学组成主要是 B.蛋白质(60-70%) C.此外还有糖脂和糖蛋白
脂类:细胞膜中的脂类为甘油磷脂,它由脂肪酸、甘油、磷酸和含N碱基组成,其结构式如图所示。
蛋白质:它与普通蛋白质一样,但在细胞膜中所占的比例很大,约占细胞膜的75%,根据蛋白质在膜上的分布可分为内在蛋白和外在蛋白两种,前者存在于膜脂质分子中间,后者存在于膜的内外表面,这些蛋白质都是各具特性的酶,包括:渗透酶、合成酶、呼吸酶、ATP合成酶等。
细胞膜的镶嵌模如图所示。
这是七十年代以来流行的膜的结构假说,磷脂分子排成双分子层,疏水尾部相对,亲水头部向外,蛋白质分布在磷脂双分子层的内外表面或嵌入其中。
“单位膜”假说,这是50年代的流行假说,现代的镶嵌模是在此基础上发展起来的,有的人把现代的镶嵌膜构型也称为单位膜。
关于细胞膜的结构现在都讲镶嵌模型,而不再讲单位膜假说了。
古细菌的细胞膜不含磷脂。而是由植烷基甘油二醚或二植烷基甘油四醚组成。
细胞膜具有如下的功能:
1.具有选择透性,对营养物质和代谢产物进出细胞有选择透性 2.参与细胞壁的生物合成
膜上有合成肽聚糖的载体脂类 3.参与能量的产生
膜上有电子传递链起真核生物中线粒体的功能 4.与细菌的分裂有关 5.与细胞的运动有关
细菌鞭毛的基粒位于细胞膜上
三、壁膜间隙(Periplasmic space)(也称质周间隙)
细菌细胞中,细胞壁和细胞膜之间有一狭小的间隙,称为壁膜间隙,在壁膜间隙中有一些特殊的酶。
1.水解酶:催化食物的初步降解 壁膜间隙中的酶主要有三类 2.结合蛋白:启动物质转运过程 3.化学受体:在趋化作用中起作用的蛋白 壁膜间隙中的水解酶列表如下:
酶 名 称 核糖核酸酶 DNA内切酶 碱性磷酸酶 酸性磷酸酶 酸性磷酸已糖酶 环式酸性二酯酶 5’-核苷酸酶 青霉素酶
水解RNA 内切DNA 作 用 从一些无机磷化物上水解出磷酸 从一些有机化合物上水解出磷酸 从一些磷酸已糖上水解出磷酸 把核糖核苷-2’,3’环状磷酸转化成核糖核苷-3’-磷酸,并进一步水解为核苷 转化核苷酸为核苷 水解青霉素 四、内膜系统
间体 载色体
细菌细胞的内膜系统有 羧酶体 类囊体 1、间体(mesosome):
它是细菌细胞内唯一的细胞器,由细胞膜内陷而成,其结构和化学组成
与细胞膜相同。
间体具有如下功能。
(1)、呼吸作用电子传递系统的中心,相当于高等生物的线粒体,间体上有细胞色素氧化酶,
玻珀酸脱氢酶等呼吸酶系。
(2)、与合成细胞壁,特别是横隔壁有关,因间体常出现于细胞分裂时新形成的横隔壁处。 (3)、与核分裂有关,因DNA的复制点和间体结合在一起。
〔4〕、间体一边和膜相连,另一侧和核物质紧密接触,起着向核运送营养物质和能量的作用。 〔5〕、芽胞的形成也与间体有关。
2.载色体(chromatophore),亦称色素体或叫光合膜 是光合细菌进行光合作用的场所,相当于绿色植物的叶绿体。 主要化学成分是蛋白质和脂类。
载色体在有的细菌细胞中是由内膜内陷延伸而成的囊状,管状或层状结构(如在红硫菌科中),而在有的细菌细胞中则是由单层膜组成的囊状结构,独立分布于细胞质中,(如在绿硫菌科中)。
3.羧酶体(carboxysome)、又称多角体(Polyhedral body)这是自养细菌特有的内膜结构,由3.5nm厚的蛋白质单层膜包围,是自养细菌固定CO2的场所。
羧酶体中含有卡尔文循环中的关键性酶1.5-二磷酸核酮糖羧化酶。该酶是卡尔文环中固定CO2的关键性酶类。
4.类囊体(thylakoid)
是蓝细菌进行光合作用的场所,由单位膜组成。
类囊体中含有叶绿素,胡罗卜素及辅助色素藻胆蛋白体,前两者位于类囊体中,后者位于类囊体的外表面上。
五、细胞核(nucleus)
细菌的细胞核称拟核(nucleoid),结构简单,没有核仁、核膜,由一个环状的DNA组成。它是细菌遗传信息的载体。
E.coli的DNA的长度可达1100μm,而E.coli的大小只有1-2μm,这是因为DNA分子反复折叠的结果。细菌细胞中的DNA没有组蛋白结合。
六、细胞质及内含物
细菌细胞膜所包围的部分是细胞质,在细胞质中存在着许多内含物,这些内含物主要有: 1、质粒(plasmid)
质粒是存在于细菌染色体外或附加在染色体上的遗传物质。绝大多数由共价闭
合环双螺旋DNA分子所构成,分子量较细菌染色体小,约2-100×106道尔顿,每个细胞内可有1个或多个质粒,每个质粒可有几个甚至50-100个基因。
已发现的质粒主要有如下几种:
(1)、抗药性质粒(R因子):对某些抗生素和药物表现抗性 (2)、接合(F因子):最早发现的与细菌接合有关的质粒。
(3)、大肠杆菌素质粒(COl因子):使大肠杆菌产生大肠杆菌素以抑制其他细菌。 (4)、抗性质粒;对许多金属离子和紫外线,-X射线产生抗性的质粒。 (5)、降解质粒:假单胞菌中发现的质粒,可分解二甲萃,水杨酸,樟脑等。 (6)、致瘤因子:在农杆菌中发现的一种质粒,它能使寄主诱发肿瘤。 (7)、共生固N质粒:存在根瘤菌中。 质粒具有如下特性:
(1)、可从菌体内自行消失或用物理、化学方法消除。
(2)、没有质粒的细菌本身不能自发地产生质粒,但可通过接合、转导、转化的方式从有质粒细菌中获得。
(3)、质粒能自我复制,稳定的遗传,也可插入细菌染色体和外源DNA中共同复制 (4)、可通过转化,转导或接合的方式单独转移,亦可携带染色体片段一起转移,因此质粒是遗传工程的运载工具。
2、核糖体(ribosome)和协助蛋白(chaperons)

