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细菌的一般形态和结构


蓝细菌的细胞有几种特化形式,较重要的是异形胞、 静息孢子、链丝段和内孢子。异形胞是存在于丝状体蓝 细菌中的较营养细胞稍大,色浅、壁厚、位于细胞链中 间或末端,且数目少而不定的细胞。异形胞是固氮蓝细 菌的固氮部位。营养细胞的光合产物与异形胞的固氮产 物,可通过胞间连丝进行物质交换。静息孢子是一种着 生于丝状体细胞链中间或末端的形大、色深、壁厚的休 眠细胞,胞内有贮藏性物质,具有抗干旱或冷冻的能力。 链丝段又称连锁体或藻殖段,是长细胞断裂而成的短链 段,具有繁殖功能。内孢子是少数蓝细菌种类在细胞内 形成许多球形或三角形的内孢子,成熟后可释放,具有 繁殖功能。
真核细胞具有双层膜结构的核膜将细胞 内部分成细胞核与细胞质两部分,核膜 上有核孔,核内有核仁,其绝大多数遗 传物质就分布在细胞核内,双层核膜的 出现为遗传物质结构的演化提供了良好 的微环境,使高度复杂的遗传装置相对 独立起来,也使基因的表达具有严格的 区域性。
真核细胞遗传信息的载体DNA与原核 细胞的DNA相比,其结构与数量都有 变化。数量由几千发展到几万甚至十万 以上;结构为线状,线状的DNA分子 能与多种组蛋白结合,形成直径10nm 的核小体结构,然后再以核小体为结构 单位高度螺旋盘绕形成复杂的染色体或 染色质
细胞壁上的差异
原核细胞细胞壁的成分主要是肽聚糖和胞壁酸,还有脂 多糖、脂蛋白等成分。细胞壁除
对细胞有保护作用外,还对物质交换起部分调节作用, 其成分还与抗原性、致病性等方面有
关。真核细胞中动物细胞没有细胞壁,植物细胞的细胞 壁成分主要是纤维素和果胶,起支持
和保护作用。
细胞核与染色体水平
原核生物的特征是体积较小,直径由0.2~10µm,进 化地位较原始,现存资料可以证明真核细胞是由原核细 胞进化而来。
件下吸收水分,孢子肿胀,萌发出芽,进一步向基质的 四周表面和内部伸展,形成基内菌丝,又称初级菌丝 (primary mycelium)或者营养菌丝(vegetative mycelium),直径在0.2~0.8微米之间,色淡,主要 功能是吸收营养物质和排泄代谢产物。可产生黄、蓝、 红、绿、褐和紫等水溶色素和脂溶性色素,色素在放线 菌的分类和鉴定上有重要的参考价值。放线菌中多数种 类的基内菌丝无隔膜,不断裂,如链霉菌属和小单孢菌 属等;但有一类放线菌,如诺卡氏菌型放线菌的基内菌 丝生长一定时间后形成横隔膜,继而断裂成球状或杆状 小体。
是当气生菌丝发育到一定程度,其顶 端分化出的可形成孢子的菌丝,叫孢子 丝,又称繁殖菌丝。孢子成熟后,可从 孢子丝中逸出飞散。
放线菌孢子丝的形态及其在气生菌 丝上的排列方式,随菌种不同而异,是 链球菌菌种鉴定的重要依据。孢子丝的 形状有直形、波曲、钩状、螺旋状,螺 旋状的孢子丝较为常见,其螺旋的松紧、 大小、螺数和螺旋方向因菌种而异。孢 子丝的着生方式有对生、互生、丛生与 轮生(一级轮生和二级轮生)等多种。
生态危害
在一些营养丰富的水体中,有些蓝藻常于夏季大量 繁殖,并在水面形成一层蓝绿色而有腥臭味的浮沫,称 为“水华”,大规模的蓝藻爆发,被称为“绿潮”(和 海洋发生的赤潮对应)。绿潮引起水质恶化,严重时耗 尽水中氧气而造成鱼类的死亡。
真细菌域的细菌等是属于原核生物,具有拟核,拟核是 原核生物细胞内DNA分子所在区域,由一个环状DNA分 子卷曲折叠而成,DNA不与蛋白质结合,无染色体或染色 质没有核膜包围.原核细胞直径在1~10μm之间。多数 原核生物细胞膜外有一层细胞壁(cell wall)保护着, 主要成分为肽聚糖。细胞质中仅有核糖体以及各种内含 物,如糖原颗粒,脂肪颗粒。某些原核生物中有中膜体, 它是质膜内陷褶皱折叠而成的,其中有小泡和细管样结 构,含有琥珀酸脱氢酶和细胞色素类物质,与能量代谢 有关。分裂方式多为二分裂。
对水体的影响
蓝细菌与水体环境质量关系密切,在水体生长旺盛时, 能使水色变蓝或其他颜色,并且有的蓝细菌能发出草腥 味或霉味。湖波中常见的蓝细菌有铜绿微囊藻、曲鱼腥 藻等。某些种属的蓝细菌大量繁殖会引起“水华”(淡 水水体)或“赤潮”(海水),导致水质恶化,引起一 系列环境问题。在污水中或潮湿的土地上常见的有灰颤 藻或巨颤藻。
根据菌丝的着生部位、形态和功能的 不同,放线菌菌丝可分为基内菌丝、气 生菌丝和孢子丝三种,和霉菌不同,没 有直立菌丝(放线菌准确来说不能算细 菌,因为形态差异太大,可说霉菌又没 有准确特征)。
1.基内菌丝(substrate mycelium)
链霉菌的孢子落在适宜的固体基质表面,在适宜条
显微镜观察结果描述
细菌的一般形态、结构、和功能,真细菌、古细菌;
细菌的结构
特殊结构
荚膜 鞭毛 菌毛 芽胞
真细菌
细菌中的最大一类。多数为单细胞,呈球状、卵圆形、 杆状或螺旋状,有的含细菌色素,具有坚韧的细胞壁, 外形较固定。有非运动型或极生鞭毛和周生鞭毛运动型。 如链球菌、芽孢杆菌、大肠杆菌、乳杆菌等。除古细菌 以外的所有细菌均称为真细菌
蓝细菌在植物学和藻类学中被分类 为蓝藻门。由于它的细胞结构简单, 只具原始核,没有核膜和核仁,只 有拟核,具有叶绿素和藻蓝素,没 有叶绿体。故将它隶属于原核生物 界的蓝光合菌门,这一门的细菌叫 蓝细菌。它对于研究生物进化有重 要意义。
形态与构造
蓝细菌的细胞一般比细菌大,通常直径为3~ 10μm,最大的可达60μm,如巨颤蓝细菌。根据细胞 形态差异,蓝细菌可分为单细胞和丝状体两大类。单细 胞类群多呈球状、椭圆状和杆状,单生或团聚体,如粘 杆蓝细菌和皮果蓝细菌等属;丝状体蓝细菌是有许多细 胞排列而成的群体,包括;有异形胞的,如鱼腥蓝细菌 属;无异形胞的,如颤蓝细菌属;有分支的,如费氏蓝 细菌属。
显微镜观察结果描述
微生物的分类系统图;比较真核生物和原核生物
微生物的分类系统图
原核细胞与真核细胞的比较
细胞是除病毒以外的生物体结构和功能的基本单位。
在种类繁多的细胞世界中,根据其进化地位、
结构的复杂程度等方面的差异,可以将细胞分为原核细 胞和真核细胞两大类。原核细胞没有典型的细胞核,由 原核细胞构成的生物是原核生物;真核细胞有细胞核, 由真核细胞构成的生物是真核生物,但二者的区别还不 仅如此,现就高中阶段所学知识,性细菌相似。细胞壁有内 外两层,外层为脂多糖层,内层为肽聚层。许多种能不 断地向细胞壁外分泌胶粘物质,将一群细胞或丝状体结 合在一起,形成粘质糖被或鞘。细胞膜单层,很少有间 体。大多数蓝细菌无鞭毛,但可以“滑行”。蓝细菌
光合作用的部位称为类囊体,数量很多,以平行或卷曲 方式贴近地分布在细胞膜附近,其中含有叶绿素和藻胆 素(一类辅助光合色素)。蓝细菌的细胞内含有糖原、 聚磷酸盐、以及蓝细菌肽等贮藏物以及能固定的羧酶体, 少数水生性种类中还有气泡。
蓝细菌
蓝藻(Cyanobacteria)是原核生物,又叫蓝绿藻、蓝 细菌;大多数蓝藻的细胞壁外面有胶质衣,因此又叫粘 藻。在所有藻类生物中,蓝藻是最简单、最原始的一种。 蓝藻是单细胞生物,没有细胞核,但细胞中央含有核物 质,通常呈颗粒状或网状,染色质和色素均匀的分布在 细胞质中。有的含有蓝藻叶黄素,有的含有胡萝卜素, 有的含有蓝藻藻蓝素,也有的含有蓝藻藻红素。红海就 是由于水中含有大量藻红素的蓝藻,使海水呈现出红色。
细胞器水平
细胞器存在于细胞膜以内核膜以外具有 一定形态结构功能。原核细胞只具有一 种细胞器—核糖体。真核细胞除核糖体 外,还有具有双层膜结构的细胞器:线 粒体、叶绿体(植物细胞);单层膜结 构的细胞器:高尔基体、内质网、溶酶 体、液泡(植物细胞)和没有膜结构的 细胞器—中心体,它们分散在细胞质中, 每种细胞器都有各自的结构和功能,他 们之间协调配合来完成物质的代谢。
2.3 孢囊
生孢囊放线菌的特点是形成典型孢 囊,孢囊着生的位置因种而异。有的菌 孢囊长在气丝上,有的菌长在基丝上。 孢囊形成分两种形式:有些属菌的孢囊 是由孢子丝卷绕而成;有些属的孢囊是 由孢囊梗逐渐膨大。孢囊外围都有囊壁, 无壁者一般称假孢囊。孢囊有圆形、棒 状、指状、瓶状或不规则状之分。孢囊 内原生质分化为孢囊孢子,带鞭毛者遇 水游动,如游动放线菌属;无鞭毛者则 不游动,如链孢囊菌属。
放线菌种类很多,多数放线菌具有 发育良好的分支状菌丝体,少数为杆状 或原始丝状的简单形态。菌丝大多无隔 膜,其粗细与杆状细菌相似,直径为1 微米左右。细胞中具核质而无真正的细 胞核,细胞壁含有胞壁酸与二氨基庚二 酸,而不含几丁质和纤维素。以与人类 关系最密切、分布最广、种类最多、形 态最典型的链霉菌属为例。链霉菌主要 由菌丝和孢子两部分结构组成。
古细菌
古细菌(archaeobacteria)(又可叫做古生菌、古菌、 古核生物的结构核细胞或原细菌)是一类很特殊的,多 生活在极端的生态环境中。具有原核生物的某些特征, 如无核膜及内膜系统;也有真核生物的特征,如以甲硫 氨酸起始蛋白质的合成、核糖体对氯霉素不敏感、 RNA聚合酶和真核细胞的相似、DNA具有内含子并结 合组蛋白;此外还具有既不同于原核细胞也不同于真核 细胞的特征,如:细胞膜中的脂类是不可皂化的;细胞 壁不含肽聚糖,有的以蛋白质为主,有的含杂多糖,有 的类似于肽聚糖,但都不含胞壁酸、D型氨基酸和二氨 基庚二酸
代表性的原核生物有:细菌、蓝藻、支原体、衣原体、 立克次氏体等。
原核细胞与真核细胞最本质的区别就是 看有没有成型的细胞核,原核细胞没有 核膜将它的遗传物质与细胞质分隔开, 没有核膜、没有核仁、没有固定形态、 结构也较简单,其遗传信息量小,遗传 信息的载体是裸露的双链环状DNA分 子,没有与组蛋白结合,不构成染色体 (有的原核生物在其主基因组外还有更 小的能进出细胞的质粒DNA)。
与真细菌主要区别
1.形态学上,古细菌有扁平直角几何形状的细胞,而在真细菌 中从未见过 2.中间代谢上,古细菌有独特的辅酶。如产甲烷菌含有F420, F430和COM及B因数。 3.有无内含子(introns)上,许多古细菌有内含子。 4.膜结构和成分上,古细菌膜含醚而不是酯,其中甘油以醚键 连接长链碳氢化合物异戊二烯,而不是以酯键同脂肪酸相连 5.呼吸类型上,严格厌氧是古细菌的主要呼吸类型。 6.代谢多样性上,古细菌单纯,不似真细菌那样多样性。 7.在分子可塑性(molecular plasticity)上,古细菌比真细菌有 较多的变化。 8.在进化速率上,古细菌比真细菌缓慢,保留了较原始的特性。
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