《工业微生物学》课程教学资源（课件讲义）第一章 微生物与工业微生物学（2/3）

1.3.2细菌细胞膜 细胞质膜( cytoplasmic membrane),又称质膜( plasma membrane)、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7~8ηm,由磷脂(占20% 30%)和蛋白质(占50%~70%)组成。 一F细胞膜 asma membrane Peptidoglycan Outer membrane (a) Plasma membranes in cell

1.3.2 细菌细胞膜 细胞质膜（cytoplasmic membrane），又称质膜（plasma membrane）、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 Ught area Dark area s glycerol portion of region of fatty aods Cytoplasmic membrane x phospholipid (hydrophilic) (hyd FIGURE 3.32 High magnfication thin section of the cell envelope of Eschenchia coll showing the periplasmic gel bounded by the outer mem brane and the cytoplasmic membrane. The large dark particles in the cytoplasm are ribosomes. The thickness of the cytoplasmic membrane is 7.5 nm

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 Outside cell Pore 内嵌蛋白 磷脂双层 7 nm 外周蛋白 Inside cell (b)Phospholipid bilayer of membrane

(1)细胞膜的化学组成与结构模型 内嵌蛋白 外周蛋白 磷脂双层

A、磷脂 CH,-O-C O CH-O R-O-P-O-CH2 甘油-3-磷酸 长链脂肪酸 亲水的极性端 疏 主端 冰水的非极性 图3-10磷脂的分于构 Hydrophilic H2O 在极性头的甘油3C上 乍极性尾则由长链 不同种微生物具有不同 脂肪酸通过酯键连 r的R基,如磷脂酸、磷 acids 接在甘油的C1和C2+o 脂酰甘油、磷脂酰乙醇 位上组成,其链长gm 胺、磷脂酰胆碱、磷脂 和饱和度因细菌种 3836丝氨酸玻裤挂酰朋醇 类和生长温度而异。 等 Glycerol ooOOOOoOPhosphate HO

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， 不同种微生物具有不同 的R基，如磷脂酸、磷 脂酰甘油、磷脂酰乙醇 胺、磷脂酰胆碱、磷脂 酰丝氨酸或磷脂酰肌醇 等。 非极性尾则由长链 脂肪酸通过酯键连 接在甘油的C1和C2 位上组成，其链长 和饱和度因细菌种 类和生长温度而异

磷脂 在生理温度下,脂肪酸未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 图2-23细胞膜中的脂肪酸 A.饱和脂肪酸的排列(固相),B、C,不饱和脂防酸的排列(液相) 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

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自( integral protein)或内嵌蛋白( intrinsic protein Glycolipid Oligosaccharide Integral Integral protoin protein Hydrophobic a helix Hopanold Phospholipid Poripheral protoin 具有酶促作用的周边蛋白( peripheral protein)或膜外蛋白( extrinsIc protein) 膜蛋日约占细菌细胞膜的50%70%,比任何种生物膜都高

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 mosaic model) ①膜的主体是脂质双分子层 ②脂质双分子层具有流动性; ③整合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 ④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 ⑤脂质分子间或脂质与蛋白质分子间无共价结合; ⑥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. Nicolson)

（2）液态镶嵌模型(fluid mosaic model) ①膜的主体是脂质双分子层； ②脂质双分子层具有流动性； ③整合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； ④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； ⑤脂质分子间或脂质与蛋白质分子间无共价结合； ⑥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 barophilic / Phospholipid Hydrophobic groups Phospholipid Proteins

液态镶嵌模型(fluid mosaic model)

Peptidoglycan Outside 液态镶嵌模型3000-0300 Channel Integral Phospholipid polar(hydrophobe g. tails(fatty acids) eripheral ai Polar(hydrophilic Inside Election tomiya protein heads(phosphate group and glycerol) FIGURE 4.11 Plasma membrane. (a) Electron micrograph showing the phospholipid bilayer forming the plasma membrane of the bacterium Bacillus brevis Layers of the cell wall can be seen outside the plasma membrane. (b)Drawing of membrane showing phospholipid bilayer and proteins. The outer membrane of ram-negative bacteria is also a phospholipid bilayer. (c) Space-filling models of everal molecules as they are arranged in the phospholipid bilayer

液态镶嵌模型(fluid mosaic model)

(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髙膜的稳定性 Site for ester bond->HO with fatty acids H H2C Cell Cholesterol H c CH- CH Globular protein 磷脂「∧胆固醇 H CH-CH CH CH Formula for Cholesterol ure 2.19

磷脂 胆固醇 （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