细菌细胞膜

细菌细胞膜 1.3.2 细菌细胞膜细胞质膜(cytoplasmic membrane)，又称质膜(plasmamembrane)、细胞膜(cell membrane)或内膜(inner membrane)，是紧贴在细胞壁内侧、包围着细胞质的一层柔软、脆弱、富有弹性的半透性薄膜，厚约7,8nm，由磷脂(占20,30)和蛋白质(占50,70)组成。 细胞膜 观察方法:质壁分离后结合鉴别性染色在光学显微镜下观察;原生质体破裂;超薄切片电镜观察;在上下两暗色层之间夹着一浅色中间层的双层膜结构1细胞膜的化学组成与结构模型 内嵌蛋白 磷脂双层 外周蛋白A、磷脂 亲水的极性端 疏水的非极性端 在极性头的甘油3C上，非极性尾则由长链 不同种微生物具有不同脂肪酸通过酯键连 的R基，如磷脂酸、磷接在甘油的C1和C2 脂酰甘油、磷脂酰乙醇位上组成，其链长 胺、磷脂酰胆碱、磷脂和饱和度因细菌种 酰丝氨酸或磷脂酰肌醇类和生长温度而异。 等。磷脂 在生理温度下，脂肪酸末端排列成固定的晶格。 不饱和脂肪酸的双键可导致膜结构的变形。 当磷脂分子中二者同时存在时，在一定条件 下就阻碍了形成晶格结构所需要的有秩序排列 膜的流动性很大程度上取决于不饱和脂肪酸的结构和相对含量。 细胞膜上长链脂肪酸的链长和饱和度因细菌种类和生长温度而 异，通常生长温度要求越高的种，其饱和度也越高，反之则低。B、膜蛋白具运输功能的整合蛋白(integral protein)或内嵌蛋白(intrinsic protein)具有酶促作用的周边蛋白(peripheral protein)或膜外蛋白extrinsic protein 膜蛋白约占细菌细胞膜的50,70，比任何一种生物膜都高， 而且种类也多。--------细胞膜是一个重要的代谢活动中心。(2)液态镶嵌模型fluid 膜的主体是脂质双分子层; ?脂质双分子层具有流动性; ?整合mosaic model ? 蛋白因其表面呈疏水性，故可“溶”于脂质双分子层 的疏水性内层中; ?周边蛋白表面含有亲水基团，故可通过静电引力与脂质 双分子层表面的极性头相连; ?脂质分子间或脂质与蛋白质分子间无共价结合; ?脂质双分子层犹如一“海洋”，周边蛋白可在其上作“漂浮” 运动，而整合蛋白则似“冰山”状沉浸在其中作横向移动。 1972年，辛格(J.S.Singer)和尼科尔森(G.L.Nicolson)液态镶嵌模型fluid mosaic model fluid mosaic model液 态 镶 嵌 模 型(3)甾醇类物质由磷脂分子形成的双分子膜中加入甾醇类物质可以提高膜的稳定性 磷脂 胆固醇 甾醇的一般结构 真核生物细胞膜中一般含有胆 固醇等甾醇，含量为5-25。亲水 疏水 原核生物与真核生物的最大区 别就是其细胞膜中一般不含胆 固醇，而是含有hopanoid。(4)细胞膜的生理功能:?选择性地控制细胞内、外的营养物质和代谢产物的运送;?是维持细胞内正常渗透压的屏障;?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;?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;?是鞭毛基体的着生部位和鞭毛旋转的供能部位; 5)间体(mesosome，或中体): 细胞质膜内褶而形成的囊状构造， 其中充满着层状或管状的泡囊。 间体 多见于革兰氏阳性细菌。青霉素酶分泌、DNA复制、分配以及细胞分裂有关“间体”仅是电镜制片时因脱水操作而引起的一种赝像 间体1.3.3核质体nuclear bodynucleoid 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:1—3mm 例:大肠杆菌的DNA长??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，而生长缓 慢的细菌细胞中一般只有1—2 个核，不在染色体复制时期一 般是单倍体。 功能:负载遗传信息。原核生物所特有的无核膜结构、无固定形态的原始细胞核1.3.4 细胞质和内含物细胞质(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。细胞质功能:细胞质中含有丰富的酶系，是营养物质合成、转化、代谢的场所。1核糖体(ribosome 是分散在细胞质中的颗粒状结构，由核糖体核酸(占60)和蛋白质(占40)组成。 细菌的核糖体 沉降系数为:70s，由 50s大亚基和 30s 小亚基 构成。 功能:是细胞合成蛋白 质的机构。 2颗粒状贮藏物reserve materials: 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。 糖原:大肠杆菌、克雷伯氏菌、芽孢杆菌和蓝细菌等 碳源及能源类 聚β-羟丁酸(PHB):固氮菌、产碱菌和肠杆菌等 硫粒:紫硫细菌、丝硫细菌、贝氏硫杆菌等贮藏物 藻青素:蓝细菌 氮源类 藻青蛋白:蓝细菌 磷源(异染粒):迂回螺菌、白喉棒杆菌、结核分枝杆菌?异染粒(metachromatic granule) 概念:是普遍存在的贮藏物，大小为0.5—1μm ，主要成分是多 聚偏磷酸盐的聚合物，分子呈线状，嗜碱性强，用美兰染色时着 色较深，呈紫红色，与菌体其他部位 种不同，故称异染粒。 功能:贮存磷元素和能量，降低渗透压。 含异染粒的细菌类:棒状杆菌和某些芽孢杆菌等. 在暗视野显微镜下看到的 迂回螺菌Spirillum volutans 异染粒(迂回体)多聚偏磷酸盐 p n ATP p ADP n1?聚-β-羟基丁酸(poly-β-hydroxybutirate，PHB) 聚β,羟丁酸颗粒是许多细菌细胞质 内常含有的碳源类储藏物.PHB不溶于 水易被脂溶性染料如苏丹黑着色。 功能:贮存碳源、能源和降低渗透压。 许多好氧菌和光合厌氧菌都含有聚β ,羟丁酸颗粒。 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。CH3—CHOH—CH2—COOH PHB