图3-8大肠杆菌图片来自http://www.denniskunkel.coml 图3-9弧形霍乱菌图片来自http:www.denniskunkel..coml (一)细胞壁 细胞壁厚度因细菌不同而异,一般为15-30m。主要成分是肽聚糖,由N-乙酰葡糖胺和 N-乙酰胞壁酸构成双糖单元,以B(1-4)糖苷键连接成大分子。N-乙酰胞壁酸分子上有四肽 侧链,相邻聚糖纤维之间的短肽通过肽桥(革兰氏阳性菌)或肽键(革兰氏阴性菌)桥接起来 (图3-10),形成了肽聚糖片层,像胶合板一样,粘合成多层。 肽聚糖中的多糖链在各物种中都一样,而横向短肽链却有种间差异。革兰氏阳性菌细胞壁 厚约20~80nm,有15-50层肽聚糖片层,每层厚1nm,含2040%的磷壁酸(teichoic acid)[2],有的还具有少量蛋白质。革兰氏阴性菌细胞壁厚约10nm,仅2-3层肽聚糖,其他 成分较为复杂,由外向内依次为脂多糖、细菌外膜和脂蛋白。此外,外膜与细胞之间还有间 隙。 肽聚糖是革兰阳性菌细胞壁的主要成分,凡能破坏肽聚糖结构或抑制其合成的物质,都有 抑菌或杀菌作用。如溶菌酶是N-乙酰胞壁酸酶,青霉素抑制转肽酶的活性,抑制肽桥形成
图 3-8 大肠杆菌图片来自 http://www.denniskunkel.com/ 图 3-9 弧形霍乱菌图片来自 http://www.denniskunkel.com/ (一)细胞壁 细胞壁厚度因细菌不同而异,一般为 15-30nm。主要成分是肽聚糖,由 N-乙酰葡糖胺和 N-乙酰胞壁酸构成双糖单元,以 β(1-4)糖苷键连接成大分子。N-乙酰胞壁酸分子上有四肽 侧链,相邻聚糖纤维之间的短肽通过肽桥(革兰氏阳性菌)或肽键(革兰氏阴性菌)桥接起来 (图 3-10),形成了肽聚糖片层,像胶合板一样,粘合成多层。 肽聚糖中的多糖链在各物种中都一样,而横向短肽链却有种间差异。革兰氏阳性菌细胞壁 厚约 20~80nm,有 15-50 层肽聚糖片层,每层厚 1nm,含 20-40%的磷壁酸(teichoic acid)[2],有的还具有少量蛋白质。革兰氏阴性菌细胞壁厚约 10nm,仅 2-3 层肽聚糖,其他 成分较为复杂,由外向内依次为脂多糖、细菌外膜和脂蛋白。此外,外膜与细胞之间还有间 隙。 肽聚糖是革兰阳性菌细胞壁的主要成分,凡能破坏肽聚糖结构或抑制其合成的物质,都有 抑菌或杀菌作用。如溶菌酶是 N-乙酰胞壁酸酶,青霉素抑制转肽酶的活性,抑制肽桥形成
NAM NAG Peptide bridge 图3-10细胞壁的结构 细菌细胞壁的功能包括:保持细胞外形;抑制机械和渗透损伤(革兰氏阳性菌的细胞壁 能耐受20kgC2的压力);介导细胞间相互作用(侵入宿主);防止大分子入侵;协助细胞 运动和分裂。 脱壁的细胞称为细菌原生质体(bacterial protoplast)或球状体(spheroplast,因脱壁不 完全),脱壁后的细菌原生质体,生存和活动能力大大降低。 (二)细胞膜 是典型的单位膜结构,厚约8~10m,外侧紧贴细胞壁,某些革兰氏阴性菌还具有细胞外 膜。通常不形成内膜系统,除核糖体外,没有其它类似真核细胞的细胞器,呼吸和光合作用的 电子传递链位于细胞膜上。某些行光合作用的原核生物(蓝细菌和紫细菌),质膜内褶形成结 合有色素的内膜,与捕光反应有关。某些革兰氏阳性细菌质膜内褶形成小管状结构,称为中膜 体(mesosome)或间体(图3-11),中膜体扩大了细胞膜的表面积,提高了代谢效率,有拟 线粒体(Chondroid)之称,此外还可能与DNA的复制有关
图 3-10 细胞壁的结构 细菌细胞壁的功能包括:保持细胞外形;抑制机械和渗透损伤(革兰氏阳性菌的细胞壁 能耐受 20kg/cm2 的压力);介导细胞间相互作用(侵入宿主);防止大分子入侵;协助细胞 运动和分裂。 脱壁的细胞称为细菌原生质体(bacterial protoplast)或球状体(spheroplast,因脱壁不 完全),脱壁后的细菌原生质体,生存和活动能力大大降低。 (二)细胞膜 是典型的单位膜结构,厚约 8~10nm,外侧紧贴细胞壁,某些革兰氏阴性菌还具有细胞外 膜。通常不形成内膜系统,除核糖体外,没有其它类似真核细胞的细胞器,呼吸和光合作用的 电子传递链位于细胞膜上。某些行光合作用的原核生物(蓝细菌和紫细菌),质膜内褶形成结 合有色素的内膜,与捕光反应有关。某些革兰氏阳性细菌质膜内褶形成小管状结构,称为中膜 体(mesosome)或间体(图 3-11),中膜体扩大了细胞膜的表面积,提高了代谢效率,有拟 线粒体(Chondroid)之称,此外还可能与 DNA 的复制有关
图3-11白喉杆菌的间体 (三)细胞质与核质体 细菌和其它原核生物一样,没有核膜,DNA集中在细胞质中的低电子密度区,称核区或 核质体(nuclear body)。细菌一般具有1-4个核质体,多的可达20余个。核质体是环状的 双链DNA分子,所含的遗传信息量可编码2000~3000种蛋白质,空间构建十分精简,没有 内含子。由于没有核膜,因此DNA的复制、RNA的转录与蛋白的质合成可同时进行,而不像 真核细胞那样这些生化反应在时间和空间上是严格分隔开来的。 每个细菌细胞约含5000~50000个核糖体,部分附着在细胞膜内侧,大部分游离于细胞 质中。细菌核糖体的沉降系数为70S,由大亚单位(50S)与小亚单位(30S)组成,大亚单 位含有23SRNA,5 SrRNA与30多种蛋白质,小亚单位含有16 SrRNA与20多种蛋白质。 30S的小亚单位对四环素与链霉素很敏感,50S的大亚单位对红霉素与氯霉素很敏感。 细菌核区DNA以外的,可进行自主复制的遗传因子,称为质粒(plasmid)。质粒是裸 露的环状双链DNA分子,所含遗传信息量为2~200个基因,能进行自我复制,有时能整合到 核DNA中去。质粒DNA在遗传工程研究中很重要,常用作基因重组与基因转移的载体。 胞质颗粒是细胞质中的颗粒,起暂时贮存营养物质的作用,包括多糖、脂类、多磷酸盐 等。 (四)其他结构 许多细菌的最外表还覆盖着一层多糖类物质,边界明显的称为荚膜(ca即sule,图3- 12),如肺炎球菌,边界不明显的称为粘液层(slime layer),如葡萄球菌。荚膜对细菌的生 存具有重要意义,细菌不仅可利用荚膜抵御不良环境;保护自身不受白细胞吞噬;而且能有选 择地粘附到特定细胞的表面上,表现出对靶细胞的专一攻击能力。例如,伤寒沙门杆菌能专一
图 3-11 白喉杆菌的间体 (三)细胞质与核质体 细菌和其它原核生物一样,没有核膜,DNA 集中在细胞质中的低电子密度区,称核区或 核质体(nuclear body)。细菌一般具有 1-4 个核质体,多的可达 20 余个。核质体是环状的 双链 DNA 分子,所含的遗传信息量可编码 2000~3000 种蛋白质,空间构建十分精简,没有 内含子。由于没有核膜,因此 DNA 的复制、RNA 的转录与蛋白的质合成可同时进行,而不像 真核细胞那样这些生化反应在时间和空间上是严格分隔开来的。 每个细菌细胞约含 5000~50000 个核糖体,部分附着在细胞膜内侧,大部分游离于细胞 质中。细菌核糖体的沉降系数为 70S,由大亚单位(50S)与小亚单位(30S)组成,大亚单 位含有 23SrRNA,5SrRNA 与 30 多种蛋白质,小亚单位含有 16SrRNA 与 20 多种蛋白质。 30S 的小亚单位对四环素与链霉素很敏感,50S 的大亚单位对红霉素与氯霉素很敏感。 细菌核区 DNA 以外的,可进行自主复制的遗传因子,称为质粒(plasmid)。质粒是裸 露的环状双链 DNA 分子,所含遗传信息量为 2~200 个基因,能进行自我复制,有时能整合到 核 DNA 中去。质粒 DNA 在遗传工程研究中很重要,常用作基因重组与基因转移的载体。 胞质颗粒是细胞质中的颗粒,起暂时贮存营养物质的作用,包括多糖、脂类、多磷酸盐 等。 (四)其他结构 许多细菌的最外表还覆盖着一层多糖类物质,边界明显的称为荚膜(capsule,图 3- 12),如肺炎球菌,边界不明显的称为粘液层(slime layer),如葡萄球菌。荚膜对细菌的生 存具有重要意义,细菌不仅可利用荚膜抵御不良环境;保护自身不受白细胞吞噬;而且能有选 择地粘附到特定细胞的表面上,表现出对靶细胞的专一攻击能力。例如,伤寒沙门杆菌能专一
性地侵犯肠道淋巴组织。细菌荚膜的纤丝还能把细菌分泌的消化酶贮存起来,以备攻击靶细胞 之用。 ASM MicrobeLibrary.org Bowen Cell Capsule 图3-12一种细菌的负染照片,显示荚膜图片来自http:ww.microbelibrary.org 鞭毛(图3-13)是某些细菌的运动器官,由一种称为鞭毛蛋白(flagellin)的弹性蛋白构 成,结构上不同于真核生物的鞭毛。细菌可以通过调整鞭毛旋转的方向(顺和逆时针)来改变 运动状态。 菌毛(图3-14)是菌体表面极其的蛋白纤细,须用电镜观察。特点是:细、短、直、 硬、多,菌毛与细菌运动无关,根据形态、结构和功能,可分为普通菌毛和性菌毛两类。前者 与细菌吸附和侵染宿主有关,后者为中空管子,与传递遗传物质有关
性地侵犯肠道淋巴组织。细菌荚膜的纤丝还能把细菌分泌的消化酶贮存起来,以备攻击靶细胞 之用。 图 3-12 一种细菌的负染照片,显示荚膜 图片来自 http://www.microbelibrary.org 鞭毛(图 3-13)是某些细菌的运动器官,由一种称为鞭毛蛋白(flagellin)的弹性蛋白构 成,结构上不同于真核生物的鞭毛。细菌可以通过调整鞭毛旋转的方向(顺和逆时针)来改变 运动状态。 菌毛(图 3-14)是菌体表面极其的蛋白纤细,须用电镜观察。特点是:细、短、直、 硬、多,菌毛与细菌运动无关,根据形态、结构和功能,可分为普通菌毛和性菌毛两类。前者 与细菌吸附和侵染宿主有关,后者为中空管子,与传递遗传物质有关
图3-13细菌的鞭毛图片来自http://www.denniskunkel..coml 图3-14大肠杆菌的菌毛图片来自http://www.denniskunkel.com (五)繁殖 细菌一二分裂的方式繁殖(图3-15),某些细菌处于不利的环境,或耗尽营养时,形成 内生孢子,又称芽孢(图3-16),是对不良环境有强抵抗力的休眠体,由于芽胞在细菌细胞 内形成,故常称为内生孢子
图 3-13 细菌的鞭毛 图片来自 http://www.denniskunkel.com/ 图 3-14 大肠杆菌的菌毛图片来自 http://www.denniskunkel.com/ (五)繁殖 细菌一二分裂的方式繁殖(图 3-15),某些细菌处于不利的环境,或耗尽营养时,形成 内生孢子,又称芽孢(图 3-16),是对不良环境有强抵抗力的休眠体,由于芽胞在细菌细胞 内形成,故常称为内生孢子