文档介绍：细菌的特殊结构5
1、特殊的休眠构造——芽孢某些细菌在其生长发育后期,在细胞内形成一个圆形或椭圆形、厚壁、含水量极低、抗逆性极强的休眠体,称为芽孢(或“内生孢子”)。每一营养细胞内仅生成一个芽孢。芽孢是整个生物界中抗逆性最强的生命体,在抗细菌的特殊结构5
1、特殊的休眠构造——芽孢某些细菌在其生长发育后期,在细胞内形成一个圆形或椭圆形、厚壁、含水量极低、抗逆性极强的休眠体,称为芽孢(或“内生孢子”)。每一营养细胞内仅生成一个芽孢。芽孢是整个生物界中抗逆性最强的生命体,在抗热、抗化学药物、抗辐射和抗静水压等方面,更是首屈一指。
(1)产芽孢细菌的种类能产芽孢的细菌属不多,最主要的是属于革兰氏阳性杆菌的两个属——好氧性的芽孢杆菌属和厌氧性的梭菌属。球菌中只有芽孢八叠球菌属产生芽孢。螺菌中的孢螺菌属也产芽孢。此外,还发现少数其他杆菌可产生芽孢,如芽孢乳杆菌属、脱硫肠状菌属、考克斯氏体属、鼠孢菌属和高温放线菌属等。芽孢的有无、形态、大小和着生位置是细菌分类和鉴定中的重要指标。
(2)芽孢的构造
芽泡膜
卜梭心
II晦m
圏313细菌芽抱构适模式图
抱外壁
•芽抱衣
芽抱核区丿
■芽抱異:是产芽抱菌的营养细胞外売
产芽抱细苗X
[抱外壁:土要含脂蛋白,透性址〈有的芽抱无此层)芽抱衣:主要含疏水性角蛋白,抗胡解、抗药物、多价阳离子难通过I芽抱丿皮层:主要含芽抱然聚糖及UPA-Cat体积大、渗透压高
[芽抱壁:含肽聚犍,可发展成新细胞的壁芽抱质膜:含磷脂、蛋白质,可发展成新细胞的膜
芽抱质:含DPA-CX核糖依、RNA和酶类
核区:含DNA
皮层:在芽抱中占有很大体积(36%〜60%),内含大量为芽抱皮层所特有的芽抱肽聚糖,其特点是呈纤维束状、交联度小、负电荷强、可被溶菌酶水解。此外,皮层中还含有占芽孢干重7%〜10%的吡啶二羧酸钙盐(DPA-Ca),但不含磷壁酸。皮层的渗透压可高达20个大气压左右,含水量约70%,略低于营养细胞(约80%),但比芽孢整体的平均含水量(40%左右)高出许多。芽抱的核心(core)又称芽抱原生质体,由芽抱壁、芽抱质膜、芽抱质和核区四部分组成,它的含水量极低(10%〜25%),因而特别有利于抗热、抗化学药物(如HO),并可避免酶的失活。除芽抱壁中不含磷壁酸以及芽抱质中含
DPA-Ca外,核心中的其他成分与一般细胞相似。
产芽孢的细菌当其细胞停止生长即环境中缺乏营养及有害代谢产物积累过多时,就开始形成芽孢。从形态上来看,芽孢形成可分七个阶段:
DNA浓缩,束状染色质形成;
细胞膜内陷,细胞发生不对称分裂,其中小体积部分即为前芽抱;
前芽抱的双层隔膜形成,这时芽抱的抗辐射性提高;
在上述两层隔膜间充填芽抱肽聚糖后,合成DPA,累积钙离子,开始形成皮层,再经脱水,使折光率增高;
芽孢衣合成结束;
皮层合成完成,芽抱成熟,抗热性出现;
芽抱囊裂解,芽抱游离外出。在枯草芽抱杆菌中,芽抱形成过程约需8h,其中参与的基因约有200个。在芽孢形成过程中,伴随着形态变化的还有一系列化学成分和生理功能的变化。
(4)芽孢萌发由休眠状态的芽孢变成营养状态细菌的过程,称为芽孢的萌发,它包括活化、出芽和生长三个具体阶段。
发芽的速度很快,一般仅需几分钟。接着,芽孢衣上的蛋白质逐步降解,外界阳离子不断进入