问题标题:
牛大——-微生物
问题描述:
牛大——-微生物
陈武栋回答:
细菌细胞一般结构
1、细胞壁(cellwall)
是位于细胞表面,内侧紧贴细胞膜的
一层较为坚韧,略具弹性的细胞结构.
证实细胞壁存在的方法:
(1)细菌超薄切片的电镜直接观察;
(2)质、壁分离与适当的染色,可以在光学显微镜下看到细胞壁;
(3)机械法破裂细胞后,分离得到纯的细胞壁
(4)制备原生质体,观察细胞形态的变化;
细胞壁的功能:
(1)固定细胞外形和提高机械强度;
(2)为细胞的生长、分裂和鞭毛运动所必需;
(3)渗透屏障,阻拦酶蛋白和某些抗生素等大分子物质(分子量大于800)进入细胞,保护细胞免受消化酶和青霉素等有害物质的损伤;
(4)细菌特定的抗原性、致病性以及对抗生素和噬菌体的敏感性的物质基础;
革兰氏染色与细胞壁:
革兰氏阳性细菌的细胞壁:肽聚糖,磷壁酸
肽聚糖,又称粘肽、胞壁质或粘质复合物,是真细菌细胞壁中的特有成分.
特点:厚度大(20~80nm)
化学组分简单,一般只含90%肽聚糖和10%磷壁酸.
磷壁酸:革兰氏阳性细菌细胞壁上特有的化学成分,主要成分为甘油磷酸或核糖醇磷酸.
主要生理功能:
1、细胞壁形成负电荷环境,增强细胞膜对二价阳离子的吸收;二价阳离子,特别是高浓度的Mg2+.的存在,对于保持膜的硬度,提高细胞膜上需Mg2+的合成酶的活性极为重要.
2、贮藏磷元素;
3、增强某些致病菌对宿主细胞的粘连、避免被白细胞吞噬以及抗补体的作用;
4、革兰氏阳性细菌特异表面抗原的物质基础;(可作为细菌分类、鉴定的依据)
5、噬菌体的特异性吸附受体;(可作为细菌分类、鉴定的依据)
6、能调节细胞内自溶素(autolysin)的活力,防止细胞因自溶而死亡.
细胞壁缺陷细菌:
(1)L型细菌:细菌在某些环境条件下(实验室或宿主体内)通过自发突变
而形成的遗传性稳定的细胞壁缺陷变异型
特点:
没有完整而坚韧的细胞壁,细胞呈多形态;
有些能通过细菌滤器,故又称“滤过型细菌”;
对渗透敏感,在固体培养基上形成“油煎蛋”似
的小菌落(直径在0.1mm左右);
(2)原生质体
特点:
对环境条件变化敏感,低渗透压、振荡、离心甚至通气等都易引起其破裂;
有的原生质体具有鞭毛,但不能运动,也不被相应噬菌体所感染;
在适宜条件(如高渗培养基)可生长繁殖、形成菌落,形成芽孢.及恢复成有细胞壁的正常结构.比正常有细胞壁的细菌更易导入外源遗传物质,是研究遗传规律和进行原生质体育种的良好实验材料.
(3)球状体
采用上述同样方法,针对革兰氏阴性细菌处理后而获得的残留部分细胞壁(外壁层)的球形体.与原生质体相比,它对外界环境具有一定的抗性,可在普通培养基上生长.
(4)支原体
在长期进化过程中形成的、适应自然生活条件的无细胞壁的原核生物.
2、细胞膜
生理功能:
①选择性地控制细胞内、外的营养物质和代谢产物的运送;
②是维持细胞内正常渗透压的屏障;
③合成细胞壁和糖被的各种组分(肽聚糖、磷壁酸、LPS、荚膜多糖等)的重要基地;
④膜上含有氧化磷酸化或光合磷酸化等能量代谢的酶系,是细胞的产能场所;
⑤是鞭毛基体的着生部位和鞭毛旋转的供能部位;
3、细胞质和内含物
概念:细胞质(cytoplasm)是细胞质膜包围的除核区外的一切半透明、胶状、颗粒状物质的总称.含水量约80%.
细胞质的主要成分为核糖体、贮藏物、多种酶类和中间代谢物、质粒、各种营养物和大分子的单体等,少数细菌还有类囊体、羧酶体、气泡或伴孢晶体等.
贮藏物
是一类由不同化学成分累积而成的不溶性沉淀颗粒,主要功能是贮存营养物.
1、聚-β-羟丁酸
类脂性质的碳源类贮藏物.它无毒、可塑、易降解,被认为是生产医用塑料、生物降解塑料的良好原料.
2、多糖类贮藏物:
在真细菌中以糖原为多
糖原粒较小,不染色需用电镜观察,用碘液染成褐色,可在光学显微镜下看到有的细菌积累淀粉粒,用碘液染成深兰色
3、异染粒:
颗粒大小为0.5~1.0μm,是无机偏磷酸的聚合物,
一般在含磷丰富的环境下形成.
功能是贮藏磷元素和能量,并可降低细胞的渗透压
4、藻青素:
一种内源性氮源贮藏物,同时还兼有贮存能源的作用.
通常存在于蓝细菌中.
5、硫粒:
很多真细菌在进行产能代谢或生物合成时,常涉及对还原性的硫化物如H2S,硫代硫酸盐等的氧化.
在环境中还原性硫素丰富时,常在细胞内以折光性很强的硫粒的形式积累硫元素.
当环境中环境中还原性硫缺乏时,可被细菌重新利用.
微生物储藏物的特点及生理功能:
1、不同微生物其储藏性内含物不同(例如厌气性梭状芽孢杆菌只含PHB,大肠杆菌只储藏糖原,但有些光和细菌二者兼有)
2、微生物合理利用营养物质的一种调节方式.当环境中缺乏能源而碳源丰富时,细胞内就储藏较多的碳源类内含物,甚至达到细胞干重的50%,如果把这样的细胞移入有氮的培养基时,
这些储藏物将被作为碳源和能源而用于合成反应
3、储藏物以多聚体的形式存在,有利于维持细胞内环境的平衡,避免不适合的pH,渗透压等的危害.(例如羟丅基丁酸分子呈酸性,而当其聚合成聚-β-羟丁酸(PHB)就成为中性脂肪酸了,这样便能维持细胞内中性环境,避免菌体内酸性增高.)
4、储藏物在细菌细胞中大量积累,还可以被人们利用
磁小体
趋磁细菌细胞中含有的大小均匀、数目不等的Fe3O4颗粒,外有一层磷脂、蛋白或糖蛋白膜包裹.
功能是导向作用,即借鞭毛游向对该菌最有利的泥、水界面微氧环境处生活
实用前景,包括生产磁性定向药物或抗体,以及制造生物传感器等
羧
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