第二章原核微生物

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1、徹用/卜虫第二章原核微生物内容提要:本章介绍了细菌、放线菌、蓝细菌等原核微牛•物的形态、大小；细胞的结构、成分与功能以及它们的繁殖方式和菌落特征。按牛:物的系统发育和16srRNA分析，细胞牛物可分为细菌、古菌和真核牛:物，细菌和古菌同属于原核微牛:物。细菌有基本形态和特殊形态，细菌细胞的人小以pm度量。G・菌与G+菌的细胞壁在结构和成分上的差异决定了革兰氏染色的结果；细菌中还存在着缺壁菌。细菌细胞膜是细胞代谢活动的中心，此外有些细菌还存在著细胞内膜系统。细胞质中核蛋H体是多肽和蛋白质合成的场所，某些细菌细胞质内含冇各具不同功能的内含物。原核中的遗传物质

2、为DNA,质粒也具有储存和传递遗传信息的功能。一些细菌有特殊结构，包括荚膜、鞭毛、菌毛、芽孑包、伴孑包晶体、抱囊。细菌以裂殖方式繁殖，不同的细菌具有不同的菌落特征和液体培养特征。放线菌是分枝丝状的G+原核微生物，根据菌丝形态与功能可分为基内菌丝、气生菌丝打抱子丝，可形成分生砲子。放线菌有其独特的菌落特征。古菌的细胞壁、细胞膜、16SrRNA中核昔酸顺序等都与细菌中的不同，也与真核生物不同。冃前古菌分为4个类群，生长在独特的主态环境。蓝细菌细胞内含冇独特的内膜结构（内囊体）和特冇的色索蛋白（藻胆蛋白），是能进行光合作用的原核微生物。枝原体为无细胞壁的最小的

3、原核微生物。立克次氏体和衣原体都是专性细胞内寄生物，但它们的形态、大小、寄主各不相同。近代生物学把生物区分为细胞生物和非细胞生物两大类。细胞生物包括一切具冇细胞形态的生物，按系统发育和16S1RNA分析它们分属于细菌（广义的，Bacteria,曾用Eubacteria）、古菌（Archaea,曾用Archaebacteria）和真核生物（Eukaryota）（图1•1）。非细胞生物包括病毒和亚病毒。古生菌其核生物图1・1细胞生物的系统发育树（Madiganetal.,2000）原核生物与真核生物的区别原核牛.物包括古菌和细菌，与真核生物的区别综合列于表1

4、・1。主要差界有(1)、原核牛:物的遗传物质主要是以双螺旋DNA构成的一条染色体(chromosome),仅形成一个核区，没有核膜包围，无核仁，称为原核(nucleoid)或拟核，无组蛋白与之相结合。真核生物的遗传物质以双螺旋DNA构成一条或一条以上的多条染色体群，形成一个真核(nucleolus),有一核膜包围，膜上冇孔，冇核仁，明显冇别于周围的细胞质，并冇组蛋白与Z相结合。而各种细胞器如线粒体、叶绿体携带有自己的DNA,可自主复制。(2)、原核生物细胞的细胞质由细胞膜(cellmembrane)包围，并有细胞膜人量褶皴内陷入细胞质中形成中间体或称为间

5、体(mcsosomc)。不含其他分化明显的细胞器(organelles)。真核生物细胞同样由细胞膜包国，但不内陷，内含多种细胞器，如主要进行呼吸能量代谢的线粒体(mitochondria)和光合作用的叶绿体(chloroplast)等。各种细胞器有各白的膜包围，纽I胞器膜与细胞膜Z间无直接关系。(3)、原核生物和真核生物细胞的蛋白质合成都是在核蛋白体I：进行，但大小不同，原核生物的核蛋白体为70S，而真核生物的核蛋白体为80S，其细胞器的核蛋白体也为70S。而R它们各自的亚单位构成也不一样，原核牛物的核蛋口体是由50S和30S的两个亚单位构成，真核牛物的

6、核蛋白体是由60S和40S两个亚单位构成，各亚单位的构成上也有区别。古菌、细菌和真核生物三域原核生物中，古菌和细菌在细胞形态结构、生长繁殖、生理代谢、遗传物质存在方式等方面和类似，因而同属原核生物。但在分子牛物学水平上，古菌和细菌之间有明显差别，主要表现见表1・1。从这些差异可见，古菌确是不仅在细胞化学组成上更是在分了生物学水平上不同于同属于原核生物的细菌和真核生物的另一类特殊生物类群。古菌(archaea)、细菌(bacteria)和真核生物(eucaryoutcs)三域(urkingdoms)的概念是沃斯(Woesc)及其同事1977年根据对代表性细

7、菌类群的16SrRNA碱基序列进行广泛比较后提出的，认为牛物界的发育并不是一个由简单的原核生物发育到较完全、较复杂的真核生物的过程，而是明显存在着三个发育不同的基因系统，即古菌、细菌和真核生物。并认为这三个基因系统几乎是同时从某一起点各自发育而来，这一起点即是至今仍不明确的一个原始祖先。这一主物界三域观念已被广泛接受。表1-1古细茵、细茵和真核生物=域特性差异比较项目细胞大小核膜遗传物质染色体有丝分裂组蛋白细胞壁细胞膜真核牛物通常10pm+1条，环行染色体+1条，环行染色体+质通常1条以上线行染质粒粒色体+细胞器DNA——+一？+无或蛋口质亚单位，G+或

8、G—，总是动物无，或有纤维素,假胞壁质，无胞壁酸含有胞壁酸，枝原体属儿丁质等，无