【微知識】微生物學—原核生物

2021-01-21 國際微生物

   像所有其他生物樣,微生物能被分 為原核生物或真核生物。兩類生物是根據電子顯微鏡觀察到的細胞結構、亞細胞結構和超微結構不同而劃分的。微生物中細菌是原核生物，而其他的微生物包括真菌、原生動物、單細胞藻類是真核生物。複雜的植物和動物也是真核生物。

   原核生物和真核生物有許多生理學和結構方面的差異。真核生物細胞有核膜包裹的細胞核(nucleus)以及如線粒體高爾基體、內質網和溶酶體等細胞器(organelle)。相反,原核生物沒有真正的細胞核(它們的遺傳物質不是包裹在膜中的)，也沒有細胞器。它們的核糖體(ri-bosome)比真核生物細胞中要小。在原核生物細胞裡沒有有絲分裂結構的跡象(紡錘體、赤道板和星狀骨針)，而遺傳物質(DNA)以單個、閉環的染色體形式存在。真核生物細胞有許多成對的染色體，染色體的結構特徵包括有絲分裂。

   原核生物和真核生物有共同特徵，其中包括核酸和其他有機物質如蛋白質和糖類。此外，它們採用相似的代謝反應，如糖酵解和營養物運輸的化學滲透以及能量和廢物的產生。它們也表現出許多相同的生理特徵，如運動、生殖，儘管生殖的方式和運動的器官可能不同。

   不，病毒是非細胞，上述二類中沒有適合它的類目。病毒是由核酸(DNA或RNA)片段和外面包裹的蛋白殼(衣殼粒)組成。它們不能自我複製或依靠它們自己執行代謝功能。

   在生物五界分類系統中，原核生物組成原核生物界。原核生物界有細菌、藍細菌和許多小形態的細菌如立克次氏體( rickettsiae)、衣原體(chlamydiae)和支原體(mycoplasmas)。這些細菌稱為真細菌(Eubacteria)。和真細菌放在一起的也有絲狀細菌滑行細菌、鞘細菌和許多類似真菌的種類。原核生物中另一個大的類目是古細菌( Archaebacteria)，它們被認為是地球上最早出現的一種生命形態。古細菌和其他許多細菌將在後續中介紹。

   最小的細菌衣原體，直徑大約0.2μm,而較大的細菌範圍在10~20μm長(某些細菌甚至更大)。有三種基本形態:球狀稱為球菌(coccus，複數cocci);杆狀稱為桿菌(bacillus,複數ba-cill);螺旋狀、細胞壁堅硬的稱為螺菌(spirillum,複數spirilla)及細胞壁是可以彎曲的稱為螺旋體(spirochete)。三種形態見圖4- 1所示。枯草芽孢桿菌( Bacillus subtilis)是桿菌的一個例子,是一一種普通革蘭氏陽性、可形成芽孢的杆狀細菌;釀膿鏈球菌是球菌的一個例子，是猩紅熱的病原體;小螺菌(Spirillumminor)是螺旋菌的一個例子，是鼠咬熱的病原體;布氏疏螺旋體(Borrelia burgdorferi )是螺旋體的一個例子,引起萊姆病(菜姆氏疏螺旋體病)。

圖：細菌的三種主要形態，基本形態中又有幾種排列方式

   細胞膜中含有的蛋白質分子以不同方式排列。例如,某些蛋白質分子在膜的表面,另一些則從外膜至內膜貫穿於雙分子層中。膜上還有一些具酶功能的蛋白質，而另一些為抑制蛋白質。多數結合糖類分子的是糖蛋白。蛋白質分子可在磷脂雙分子層中自由運動，看起來細胞膜像是連續不斷變化的。因此，將細胞膜描述為流動鑲嵌模型(fluid mosaic model)，如圖所示。

圖:細胞膜流動鑲嵌模型 。磷脂雙分子層構成細胞膜的最大部分，各種類型蛋白分子在脂雙層中自由運動。

   原核生物和真核生物細胞中營養物質跨膜有幾種方法:單純擴散(simple diffusion)順濃度梯度,可溶性分子穿過膜時只能從濃度高的區域到濃度低的區域。促進擴散( acilitated dif- fusion)分子也從高濃度梯度到低濃度梯度運動，但膜上有載體蛋白幫助這種運輸。

圖:原核生物和真 核生物細胞。(A) 光學顯微鏡所見細菌染色塗片(X 1000)，細菌是相當簡單的原核生物細胞，內部結構很少,某些細菌有腫脹狀態的芽孢;(B)光學顯微鏡下酵母菌的白假絲酵母(Candida albicans )的觀察(X 1000)，這種真核生物相當大，有明顯的內部結構。細胞的鏈增長成環，卵形細胞在鏈的頂端。

   某些種類的原核生物能夠形成高度抗性的結構稱為內生孢子(endospore),也稱芽孢(spore)。芽孢桿菌屬(Bacillus)和梭菌屬(Clostridium)的成員以形成芽孢能力著稱。這些微生物平常以營養細胞生長和繁殖，但當環境條件不適宜時，每個細胞回復成為一個芽孢。

   芽孢(sporulation)形成時，細胞中的DNA和少量細胞質聚集在細胞的一端，如圖4-5所示。梭菌屬的細菌,通常芽孢在細胞的一端形成，這種情況稱為端生芽孢(terminalsporula-tion)，而芽孢桿菌屬的細菌，通常在中央形成，稱中生芽孢(centralsporulation)。在原始的芽孢外面,有多層芽孢殼，形成多層保護層對抗環境的變動。

   細菌芽孢為自然界中已知具有最大抗性的一種生命形態。它們具有抗熱(沸水溫度)、抗乾旱抗消毒劑、抗抗生素和其他許多藥物的能力。殺滅芽孢必須用高壓蒸汽滅菌法處理。在醫學微生物中，芽孢是極其重要的，因為破傷風、肉毒中毒、氣性壞疽和炭疽的病原體，能夠形成芽孢並以芽孢進行傳播。最近芽孢已經從幾百萬年前琥珀的樣品中培養出來。

相關焦點

  • 【知識加油站】原核生物知識點匯總
    思維導圖：原核生物是由原核細胞構成的生物，如細菌、放線菌、藍藻、支原體等。
  • 真核生物與原核生物
  • 什麼是原核生物？什麼是真核生物？
    什麼是原核生物？什麼是真核生物？盧達晨 中學地理問答 地理問答 有問必答答：原核生物：缺乏將細胞核和其他細胞成分分割開來的膜結構的細胞或生物體。包括病毒、細菌和藍綠藻。（《放射醫學與防護名詞》第一版）真核生物：由真核細胞構成的生物。具有細胞核和其他細胞器。所有的真核生物都是由一個類似於細胞核的細胞（胚、孢子等）發育出來，包括除病毒和原核生物之外的所有生物。與古核生物、原核生物並列構成現今生物三大進化譜系。
  • 原核生物轉錄的場所是哪裡 原核生物轉錄的場所在哪裡
    在我們的生活中，細菌無處不在，而且細菌的種類非常繁多，其中有一些細菌叫原核生物，細菌是我們肉眼看不見，但是在一些書籍中我們會看到它們的名稱。下面我們一起了解一下原核生物轉錄的場所是哪裡。
  • 高中生物 | 原核生物與真核生物的區別
    原核生物與真核生物都是由細胞構成的，在細胞結構和生命活動等方面存在著許多差異。
  • 2011環境微生物學考研試題及答案(二)
    原噬菌體是整合在宿主DNA上的DNA片段,它不能獨立進行繁殖。(  )2. 細菌的異常形態是細菌的固有特徵。（  ）3. 真核微生物比原核微生物更能在高溫下生長。（  ）4. 芽孢是芽孢細菌的繁殖器官。（  ）5. 光合細菌和藍細菌都是產氧的光能營養型微生物。(  )6. 用來固化細菌培養基的多糖是瓊脂。
  • 初二《生物》第十三章 第三節 原核生物界
    2.舉例說明原核生物人類的關係及其在自然界中的作用。（二）能力目標：1.通過對細菌和整合生物細胞結構的比較，培養學生對不同類型生物的識別能力，以及概括總結能力。2.培養學生應用所學知識解釋和解決實際問題的能力。
  • 2011環境微生物學考研試題及答案
    原噬菌體是整合在宿主DNA上的DNA片段,它不能獨立進行繁殖。(  )2. 細菌的異常形態是細菌的固有特徵。（  ）3. 真核微生物比原核微生物更能在高溫下生長。（  ）4. 芽孢是芽孢細菌的繁殖器官。（  ）5. 光合細菌和藍細菌都是產氧的光能營養型微生物。(  )6. 用來固化細菌培養基的多糖是瓊脂。
  • 「真核」「原核」傻傻分不清楚?
    「真核」「原核」傻傻分不清楚?真核細胞和原核細胞是我們生物學科在教資考試中的一個常考點，據小編的可靠統計，在初中生物學科的近四次考試中考查了兩次，在高中生物學科的近四次考試中考查了三次，既然這部分知識這麼「重要」，那麼一起來學的更透徹一點吧!真核細胞和原核細胞的主要區別：有無以核膜為界限的細胞核。
  • 原核生物的分類介紹
    原核生物指的是無真正細胞核的一類具有細胞結構的生物，它包括細菌（杆狀、球狀、螺旋狀）、放線菌、支原體、衣原體、立克次氏體、螺旋體。
  • [趣味生物]原核與真核生物的細胞壁
    3.真核生物植物細胞的細胞壁是具有一定硬度和彈性的固體結構。    其主要成分是纖維素(在初生壁上還有半纖維素和果膠質),它形成了細胞壁的網狀框架。在電子顯微鏡下可以看到這種框架是由微纖絲系統組成。在完整的壁上,在微纖絲之間的空間,可以由其他物質所填充。
  • 高中教材中的「原核生物」
    高考中每年都有涉及原核生物，為了方便同學們在題海訓練中能迅速和相應考題建立條件反射，在此總結高中生物常見的原核生物及考點
  • 不管原核生物還是真核生物,釋放因子都作用於A位點
    無論原核生物還是真核生物都有三種終止密碼子UAG，UAA和UGA。沒有一個tRNA能夠與終止密碼子作用，而是靠特殊的蛋白質因子促成終止作用。這類蛋白質因子叫做釋放因子，原核生物有三種釋放因子：RF1，RF2t RF3。RF1識別UAA和UAG，RF2識別UAA和UGA。RF3的作用還不明確。真核生物中只有一種釋放因子eRF，它可以識別三種終止密碼子。
  • 微生物學2020網課答案-中國大學mooc
    131、原核生物細胞膜上的磷脂是由醚鍵而不是酯鍵連接的。132、原核微生物的細胞質是不流動的，這一點與真核生物不同。133、原核微生物的細胞核數量與細胞的生長速率有關。134、質粒作為細菌最常見的核外染色體，與細菌的生存密切相關。
  • 古細菌,一種最古老的生物體,細胞起源於原核生物?
    據專家介紹，單細胞微生物與真核生物一樣，沒有細菌，細胞中只包含了細胞核和細胞膜。目前，我國研究所所認知的古細菌，與細菌有很大的相似之處，簡單來說，他們都缺乏細胞中的細胞核和細胞膜，因此在此種情況下，細菌可以到任何地方。目前，我們擁有了一種生命起源的假說，那就是細胞起源於原核生物。
  • Nature綜述新一代微生物學研究方法,單細胞水平生物技術「顯身手」
    它們是全球生物地球化學循環的主要驅動力，並與幾乎所有的多細胞生命形式（包括植物、動物和人類）相關聯，因此對微生物的了解研究至關重要。 而傳統的微生物學研究方法面臨著頗多挑戰。 為了將這些新穎的方法與傳統方法學區分開來，新一代微生物生理學研究方法（Next-generation physiology approaches）的概念應運而生，其獨立於微生物群落遺傳組成的先驗知識的需求，而側重於細胞功能。它們不需要實驗室培養，並且是非破壞性的，因此微生物學家能夠彌合微生物組學研究歷史上分離領域之間的鴻溝。
  • 生物簡史：從原核生命到人類文明
    ，為了保證有機體與外界正常的物質交換，原始生命在演化過程中，形成了細胞膜，出現了細胞結構的原核生物。原核生物是指一類細胞核無核膜包裹，只存在稱作核區的裸露DNA的原始單細胞生物。它包括細菌、放線菌、立克次氏體、衣原體、支原體、藍細菌和古細菌等。它們都是單細胞原核生物，結構簡單，個體微小，一般為1～10 µm，僅為真核細胞的十分之一至萬分之一。
  • 2018年自考微生物學與免疫學基礎複習資料:第一章
    第一章     緒論一、學法指導學習緒論應以掌握微生物、免疫的基本概念為主，進一步搞清醫學微生物學與醫學免疫學的研究內容，了解其發展簡史，為學好本門課程二、內容綱要（一）微生物的概念也分類個體微小，結構簡單，用肉眼不能直接看見，必須用顯微鏡放大後才能看到的微小生物叫微生物。根據分化程度，微生物分三大類：1、真核細胞型微生物，有真正的核，有核膜核仁，如真菌。
  • 原核生物的蛇毒素能夠產生多種抗病毒分子
    原核生物的蛇毒素能夠產生多種抗病毒分子 作者：小柯機器人 發布時間：2020/9/18 15:45:18 近日，以色列魏茨曼科學研究所Rotem Sorek等研究人員發現，原核生物的蛇毒素能夠產生多種抗病毒分子
  • 為什麼原核生物的染色體選用了封閉的環形DNA、而真核生物的染
    首先，原核生物沒有細胞分化與細胞衰老，在條件適宜下靠一分為二繁殖，基因表達譜一成不變，細胞的壽命是無限的。而真核生物，一生要經過細胞分化與細胞衰老和個體發育、成熟、衰老與死亡，在這樣一個不斷變化的生命周期中，