原核微生物新

绪论微生物分类学microbial tasonomy 研究微生物分类理论和技术方法的学科称为微生物分类学。

分类classification 分类是根据一定的原则（表型特征相似性或系统发育相关性）对微生物进行分群归类，根据相似性或相关性水平排列成系统，并对各个分类群的特征进行描述，以便查考和对未被分类的微生物进行鉴定。

命名nomenclature 命名是根据命名法规，给每一个分类群一个专有的名称。

鉴定identification 指借助于现有的微生物分类系统，通过特征测定，确定未知的、新发现的或未明确分类地位微生物所应归属分类群的过程。

分类单元taxon, 复数taxa 是指具体的分类群，如原核生物界（Procaryotae）、肠杆菌科（Enterobacteriaceae）、枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）等都分别代表一个分类单元。

种species 种是生物分类中基本的分类单元和分类等级。

微生物的种可以看作是：具有高度特征相似性的菌株群，这个菌株群与其他类群的菌株有很明显的区别。

属g enus 是介于种（或亚种）与科之间的分类等级，也是生物分类中的基本分类单元。

通常是把具有某些共同特征或密切相关的种归为一个高一级的分类单元，称之属。

.居群population 是指一定空间中同种个体的总和。

每一个物种早自然界中的存在，都有一定的空间结构，在其分散的、不连续的居住场所或分布区域内，形成不同的群体单元，这些群体单元就称居群。

亚种subspecies, subsp., ssp. 当某一工人种内的不同菌株存在少数明显而稳定的变异特征或遗传性状而又不足以区分成新种时，可以将这些菌株细分成两个或更多的小的分类单元称为亚种。

亚种是正式分类单元中地位最低的分类等级。

变种variety 变种是亚种的同义词。

在《国际细菌命名法规》（1976年修订本）发表以前，变种是种的亚等级，因“变种”一词易引起词义上的混淆，1976年后，细菌种的亚等级一律采用亚种，而不再使用变种。

微生物名词解释（路福平）版整理者：Chuck1.微生物（microorganism，microbe）：是指绝大多数肉眼看不见或看不清，必须借助显微镜才能看见和看清，以及少数能直接通过肉眼看见的单细胞、多细胞和无细胞结构的微小生物的总称。

2.原核生物（prokaryotes）：即广义的细菌，指一大类细胞核无核膜包裹，只存在称作核区的裸露的DNA的原始单细胞生物，包括真细菌和古细菌两大类群。

3.细菌（bacteria）：是指细胞短（直径约0.5u m，长度约0.5～5um）、结构简单、胞壁坚韧、多以二分裂方式繁殖和水生性较强的原核生物。

4.杆菌：细胞呈杆状或圆柱形，一般其粗细（直径）比较稳定，而长度则常因培养时间、培养条件不同而有较大变化。

5.细胞壁（cell wall）：是位于细胞最外的一层较为坚韧、略具弹性的结构，具有固定细胞外形和保护细胞不受损伤等多种生理功能。

6.肽聚糖（peptidoglycan）：又称粘肽、胞壁质或粘质复合物，是一种大分子聚合物，是真细菌细胞壁的特有成分。

7.磷壁酸（teichoic acid）：是结合在G+细菌细胞壁上的一种酸性多糖，主要成分是甘油磷酸或核糖醇磷酸。

8.外膜（outer membrane）：又称外壁，是Gˉ细菌细胞壁所特有的结构，它位于肽聚糖层外，化学成分为脂多糖、磷脂和脂蛋白。

9.脂多糖（lipopolysaccharide, LPS）：是位于Gˉ细菌细胞壁最外层的一层较厚（8～10nm）的类脂多糖物质。

由类脂A、核心多糖和O-特异侧链3部分组成。

10.外膜蛋白（outer membrane proteins）：指嵌合在LPS和磷脂层外膜上的20余种蛋白，多数功能还不清楚。

11.孔蛋白（porins）：是由三个相同分子量（36000）蛋白亚基组成的一种三聚体跨膜蛋白，中间有一直径约1 nm的孔道，通过孔的开、闭，可对进入外膜层的物质进行选择。

12.脂蛋白(lipoprotein)：是一种通过共价键使外膜层牢固地连接在肽聚糖内壁层上的蛋白，分子量约为7200。

微生物的基因重组1. 内容一、原核微生物（细菌）的基因重组1.转化：受体菌直接吸收供体菌的DNA片段而获得后者部分遗传性状的现象，通过转化而形成的杂种后代，称转化子。

转化因子的本质是离体的DNA片段（核基因组断裂的碎片，并能与受体菌的核染色体组发生重组）。

除dsDNA或ssDNA外，质粒DNA也是良好的转化因子，但它们通常并不能与核染色体组发生重组。

2.转导：以缺陷噬菌体为媒介，把供体细胞的小片段DNA携带到受体细胞中，通过交换与整合，使后者获得前者部分遗传性状的现象。

由转导作用而获得部分新性状的重组细胞，称转导子。

⏹普遍性转导（完全转导）：通过极少数完全缺陷噬菌体对供体菌基因组上任何小片段DNA进行“误包”，而将其遗传性状传递给受体菌的现象。

⏹局限性转导：通过部分缺陷的温和噬菌体把供体菌的少数特定基因携带到受体菌中，并与后者的基因组整合、重组，形成转导子的现象。

3.接合：供体菌（“雄性”）通过性菌毛与受体菌（“雌性”）直接接触，把F质粒或其携带的不同长度的核基因组片段传递给后者，使后者获得若干新遗传性状的现象，通过接合而获得新遗传性状的受体细胞，称为接合子。

E.coli的4种接合型菌株：F+菌株、F-菌株、Hfr菌株、F’菌株。

4.原生质体融合：用人工方法使遗传性状不同的两个细胞的原生质体进行融合，借以获得兼有双亲遗传性状的稳定重组子的过程。

二、真核微生物（真菌）的基因重组1.有性生殖：真菌的有性生殖和性的融合发生于单倍体核之间。

大多数真菌核融合后进行减数分裂，并发育成新的单倍体细胞。

亲本的基因重组主要是通过染色体的独立分离和染色体之间的交换。

2.准性生殖：有一类不产生有性孢子的丝状真菌，不经过减数分裂就能导致染色体单元化和基因重组，由此导致的变异过程。

（异核体的形成、核融合形成杂合二倍体、单倍体化进行体细胞重组）2. 练习一、选择题1. 准性生殖：（）A.通过减数分裂导致基因重组B.有可独立生活的异核体阶段C.可导致高频率的基因重组D.常见于子囊菌和担子菌中答案：B2. F+ F-杂交时，以下哪个表述是错误的？（）A.F-细胞转变为F+细胞B.F+细胞转变为F-细胞C.染色体基因不转移D.细胞与细胞间的接触是必须的答案：B二、填空1. 四种引起细菌基因重组的方式是____________、______________、_________________和________________。

原核微生物名词解释原核微生物是一类基因组结构比较简单的微生物，经常被用来研究遗传学和演化。

它们能够在多种环境中生存，包括海洋、湖泊和沙漠，以及医用工程设施等。

原核微生物也被用来协助研究其他物种的演化过程，以及揭示某些生物的形成机制。

原核微生物的类别包括细菌、古菌、双细胞生物和原核动物。

细菌是指只能通过细胞核进行分裂的单细胞生物，它们主要存在于地球上的空气、水、土壤和植物表面中。

古菌与细菌在细胞结构上有相似之处，但具有特殊的膜特征，这类微生物主要来自古老环境。

双细胞生物有膜结构，是原核微生物界中最复杂的一类，它们有两个或多个细胞，可以完成自己的生理功能。

原核动物也有膜结构，与双细胞生物非常相似，但其三维结构更加复杂，在外形上类似于蚊子、螺旋体或壳虫。

自从原核微生物被发现以来，人们对它们的研究一直持续不断。

在细菌学的研究中，研究人员探索了细菌细胞的结构、生物学和分子遗传学，这些都是原核微生物的重要研究课题。

此外，研究人员还着手研究原核动物的表观遗传学（肿瘤基因组学）、演化、繁殖和免疫学等。

原核微生物的研究也被用来改良和生产微生物，以用于工业应用。

例如，研究人员可以利用原核微生物来开发可用于制造某种化学物质或疫苗的菌种，从而改善工业的效率和成本。

此外，原核微生物也被用来制造用于治疗疾病的药物，防止病毒引发的疾病，以及改善医疗设施的清洁条件，以确保患者的健康。

原核微生物是一类充满了可能性的微生物，因其复杂的生物学特性，而被广泛用于研究和工业应用。

此外，原核微生物还被用来改良人类疾病治疗的方法，这些措施既可以减少疾病的影响，也可以保护人们健康。

因此，原核微生物既有学术价值，也有重要的社会价值和工业用途。

原核微生物基因重组的方式引言原核微生物是一类单细胞的微生物，其具有简单的细胞结构和基因组组成。

基因重组是指将不同的DN A片段组合在一起，创造出新的基因组序列的过程。

原核微生物基因重组的方式多种多样，本文将对其中的几种常见方式进行介绍。

1.水平基因转移水平基因转移是指基因从一种微生物向另一种微生物传递的过程。

常见的水平基因转移方式包括共轭转移、转导和转化。

1.1共轭转移共轭转移是指两个细菌之间通过直接接触传递质粒或染色体的过程。

质粒是一种环状D NA分子，它可以携带多种基因。

在共轭转移中，质粒通过共轭桥从一个细菌传递到另一个细菌。

这种方式使得基因可以在不同的细菌之间进行传递和交换，从而促进了基因的多样性。

1.2转导转导是指细菌间通过噬菌体传递D NA的过程。

噬菌体是一种寄生于细菌的病毒，它在感染细菌时会将自己的遗传物质注入到宿主细菌中。

如果宿主细菌的D NA与噬菌体D NA发生重组，那么在噬菌体复制时就会将宿主细菌的某些基因带走，并在感染新的细菌时将这些基因传递给后代细菌。

1.3转化转化是指细菌从周围环境中吸收外源D NA，并将其整合到自身的基因组中。

在转化过程中，外源D NA经过特殊的转化过程，如细菌细胞壁的转换、D NA的摄取和基因组的整合等，最终被细菌利用。

2.基因重组的限制和调控在原核微生物中，基因重组遭遇到一些限制和调控。

这些限制和调控有助于维持基因组的稳定性和适应环境的能力。

2.1限制酶限制酶是一种存在于细菌中的酶，它能够识别并切割特定的DN A序列。

限制酶的作用是保护细菌免受外源D NA的入侵。

当细菌吸收外源D NA时，限制酶可以切割这些外源DN A，从而阻止外源基因的整合。

2.2修饰酶修饰酶是一种存在于细菌中的酶，它能够在自己的DN A上添加化学修饰。

这些修饰可以阻止限制酶切割宿主细菌的DN A，从而保护宿主细菌的基因组。

2.3受体蛋白受体蛋白是一种存在于细菌中的蛋白质，它能够识别外源D NA并与之结合。

课后习题答案《环境工程微生物学》绪论1、何谓原核微生物？它包含什么微生物？答：原核微生物的核很原始，发育不全，只有DNA链高度折叠形成的一个核区，没有核膜，核质裸露，与细胞质没有明显界限，叫拟核或者似核。

原核微生物没有细胞器，只有由细胞质膜内陷形成的不规则的泡沫体系，如间体核光合作用层片及其他内折。

也不进行有丝分裂。

原核微生物包含古菌（即古细菌）、真细菌、放线菌、蓝细菌、粘细菌、立克次氏体、支原体、衣原体与螺旋体。

2、何谓真核微生物？它包含什么微生物？答：真核微生物由发育完好的细胞核，核内由核仁核染色质。

由核膜将细胞核与细胞质分开，使两者由明显的界限。

有高度分化的细胞器，如线粒体、中心体、高尔基体、内质网、溶酶体与叶绿体等。

进行有丝分裂。

真核微生物包含除蓝藻以外的藻类、酵母菌、霉菌、原生动物、微型后生动物等。

3、微生物是如何分类的？答：各类微生物按其客观存在的生物属性（如个体形态及大小、染色反应、菌落特征、细胞结构、生理生化反应、与氧的关系、血清学反应等）及它们的亲缘关系，由次序地分门别类排列成一个系统，从大到小，按界、门、纲、目、科、属、种等分类。

种是分类的最小单位，“株”不是分类单位。

4、生物的分界共有几种分法，他们是如何划分的？答：1969年魏泰克提出生物五界分类系统，后被Margulis修改成为普遍同意的五界分类系统：原核生物界(包含细菌、放线菌、蓝绿细菌)、原生生物界（包含蓝藻以外的藻类及原生动物）、真菌界（包含酵母菌与霉菌）、动物界与植物界。

我国王大教授提出六界：病毒界、原核生物界、真核生物界、真菌界、动物界与植物界。

7、微生物有什么特点？答：（一）个体极小微生物的个体极小，有几纳米到几微米，要通过光学显微镜才能看见，病毒小于0.2微米，在光学显微镜可视范围外，还需要通过电子显微镜才可看见。

（二）分布广，种类繁多环境的多样性如极端高温、高盐度与极端pH造就了微生物的种类繁多与数量庞大。

原核微生物和真核微生物的区别：原核微生物的核很原始，发育不全只是DNA链高度折叠形成的一个核区，没有核膜，核质裸露，与细胞质没有明显界限，叫拟核或似核。

原核微生物没有细胞器，只有由细胞质膜内陷形成的不规则的泡沫结构体系。

真核微生物有发育完好的细胞核，内有核仁和染色质，其有核膜将细胞核和细胞质分开，使两者有明显的界限，其有高度分化的细胞器，进行有丝分裂病毒的繁殖过程：1吸附：大肠杆菌T系噬菌体以它的尾部末端吸附到敏感细胞表面上某一特定的化学成分2侵入：尾部借助尾丝的帮助，固着在敏感细胞的细胞壁上，尾部的酶水解细胞壁的肽聚糖形成小孔，尾鞘消耗A TP获得能量而收缩，将尾髓压入宿主细胞内，尾髓将头部的DNA注入宿主细胞内，蛋白质外壳留在宿主细外，此时，宿主细胞壁上的小孔被修复3复制与聚集：噬菌体侵入宿主细胞后，立即引起宿主的代谢改变，抑制宿主细胞内的DNA、RNA和蛋白质合成，宿主的核酸不能按自身的遗产特性复制和合成蛋白质，而由噬菌体核酸所携带的遗传信息控制，借用宿主细胞的合成机构和核糖体mRNA tRNA A TP 及酶等复制核酸，进而合成噬菌体的蛋白质，核酸和蛋白质聚集合成新的噬菌体，这过程叫装配4宿主细胞裂解和成熟噬菌体粒子的释放：噬菌体粒子成熟后，噬菌体的水解酶水解宿主细胞壁而使宿主细胞裂解，噬菌体被释放出来。

烈性噬菌体：侵入宿主细胞后，随即引起宿主细胞裂解的噬菌体温和噬菌体：侵入宿主细胞后，其核酸附着并整合在宿主染色体上，和宿主的核酸同步复制，宿主细胞不裂解而继续生长。

菌胶团：有些细菌由于其遗传特性决定，细菌之间按一定的排列方式互相黏集在一起，被一个公共荚膜包围形成一定形状的细菌集团。

鞭毛：具有鞭毛的细菌都能运动，不具鞭毛的细菌一般不能运动。

鞭毛靠细胞质膜上的A TP 酶水解A TP时释放的能量而运动。

菌落：由一个细菌繁殖起来的，由无数细菌组成具有一定形态特征的细菌集团。

按生长情况判断细菌呼吸类型：如果细菌在培养基的表面及穿刺线的上部生长者为好氧菌，沿穿刺线自上而下生长者为兼性厌氧菌或兼性好氧菌，如果只在穿刺线的下部生长者为厌氧菌。

第二章原核微生物原核微生物：细菌，放线菌，蓝细菌，支原体，衣原体，立克次氏体（四菌三体）细胞型真核微生物:真菌、单细胞藻类、原生现代生物学将微生物分为病毒非细胞型亚病毒:朊病毒、类病毒、卫星病毒第一节细菌•原核微生物是指一大类没有核膜和核仁，仅含有一个由裸露的DNA分子构成的原始核区的单细胞生物。

细菌•细菌是一类细胞细而短，结构简单，细胞壁坚韧，以二等分裂方式繁殖，水生性较强的单细胞原核微生物。

一、细菌的形态与排列方式1、形态：基本形态：球状、杆状、螺旋状。

细胞的形态明显地影响着细菌的行为及其稳定性。

自然界存在的细菌中，杆菌最为常见，球菌次之，螺旋菌最少。

细菌形态的多变性•环境因素：培养温度、培养时间、培养基成分、渗透压、pH值等条件。

•典型的菌体形态：一般以在适宜条件下培养18～24小时的培养物。

•陈旧老化培养基或不适宜的环境中常出现不规则的形态，称为衰退型。

2、细菌细胞的大小：细菌的大小测量单位是um•一般细菌的大小范围：球菌：以直径表示0.5 ~ 2μm （直径）•杆菌：以宽度(或直径）×长度表示0.5~ 1 μm（直径）×1~ 5μm（长度）•螺旋菌：以宽度(或直径）×弯曲长度表示0.25~ 1.7 μm（直径）X 2~ 60 μm（长度）(弯曲长度是菌体两端点之间的距离，而非实际长度)•细菌大小的测量及表示方法如下图所示•利用显微镜测微尺，显微照相后根据放大倍数进行测算二、细菌的细胞结构（细菌是单细胞微生物）•基本结构（一般细菌共有）包括：细胞壁、细胞膜、核区、细胞质及其内含物（核糖体、气泡和储藏物）。

•特殊结构（某些细菌特有）包括：荚膜、鞭毛、纤毛、芽孢等一般结构：一般细菌都有的构造特殊结构：部分细菌具有的或一般细菌在特殊环境下才有的(1)、细胞壁细胞壁（cell wall）是位于细胞表面，内侧紧贴细胞膜的一层较为坚韧，略具弹性的细胞结构。

约占干重的10－25%不同细菌细胞壁的化学组成和结构不同，通过革兰氏染色法可将所有的细菌分为革兰氏阳性（G+）和革兰氏阴性（G‐）。

原核微生物的应用及其原理一、什么是原核微生物原核微生物是一类没有真核细胞核的微生物，包括细菌和古细菌两个主要类型。

它们是生物界中最古老和最简单的生物之一，在自然界广泛存在于各种环境中，包括土壤、水体、消化道等。

二、原核微生物的应用原核微生物在许多领域都有广泛的应用，下面分别介绍其在环境清洁、农业和医学领域的具体应用。

2.1 环境清洁1.污水处理：原核微生物如细菌可以分解污水中有机物，起到净化水体的作用。

2.土壤修复：一些细菌能够降解土壤中的有毒污染物，帮助恢复受污染的土壤环境。

3.废弃物处理：原核微生物可以利用废弃物进行发酵产生有价值的化合物，例如生物质发酵可产生生物能源。

2.2 农业1.有益菌施用：原核微生物中的一些细菌能够与植物根系共生，提供植物所需的营养物质，增强植物的抗病性和适应性。

2.土壤改良：通过添加具有有益活性的原核微生物，可以改善土壤质地，提高土壤养分和保水性。

2.3 医学1.益生菌：原核微生物中的某些细菌和酵母菌被广泛应用于制剂中，帮助调节消化系统菌群平衡，改善消化道健康。

2.发酵食品：原核微生物在食品制造中被用于发酵，产生乳酸等有益化合物，例如酸奶、酸菜等。

3.生物制药：原核微生物中的一些细菌或酵母可用于生产各种药物，例如抗生素、激素等。

三、原核微生物应用的原理原核微生物应用的原理主要涉及它们的生理特性和代谢能力。

以下是其应用原理的具体描述：1.降解能力：原核微生物中一些细菌具备降解各种有机物的能力，通过产生特定的酶，将有机物分解为无机物，实现环境的清洁和修复。

2.生物固氮：一些细菌具有固氮能力，可以将大气中的氮气转化为植物可利用的氨氮，提供植物所需的养分，促进植物生长。

3.共生关系：原核微生物中的一些细菌与植物形成共生关系，利用植物提供的能量和栖息地，同时为植物提供养分和保护，增强植物的生长和抗病能力。

4.发酵代谢：原核微生物中的一些细菌和酵母菌具有发酵代谢能力，可以将废弃物、粮食等有机物转化为有用的化合物，有助于资源的利用和回收。

原核微生物的定义名词解释原核微生物（Prokaryotes）是指细胞结构中缺乏真核细胞特征的微生物，其分类包括细菌和蓝藻。

它们在地球上的存在时间比真核生物要长得多，是地球生命的早期形式之一。

本文将针对原核微生物的定义、特征、重要性以及应用展开讨论，以深入了解这一微观生物的多样性和重要性。

一、定义与特征原核微生物是单细胞生物，其特征是没有真核细胞所拥有的细胞核和真核细胞器，例如线粒体和叶绿体。

这使得原核微生物的基因组都位于细胞质中，通常以环状DNA的形式存在。

与此同时，原核微生物的细胞形态也相对较小简单，常常呈现出球形、杆状、螺旋形等几种形态。

原核微生物的细胞壁结构也与真核细胞不同。

细菌的细胞壁主要由肽聚糖构成，而蓝藻则含有特殊的特聚糖和羽毛酸。

这使得原核微生物对抗生素的敏感程度以及对外界环境的适应能力各不相同。

二、多样性与分布原核微生物的多样性极为丰富。

细菌的数量非常庞大，目前已经发现的细菌种类超过6000种，而实际上尚未被鉴定的细菌可能远远超过这个数字。

细菌广泛分布于各种环境中，包括陆地、淡水、海洋、极地等等。

除了细菌，还有蓝藻，它们在水中和土壤中也起着重要作用。

在分布上，原核微生物几乎无处不在。

它们存在于人类的肠道中，参与人体的消化过程；它们也在各种生态系统中繁衍生息，将有机物分解为无机物，使其再次循环利用。

此外，原核微生物还常常与其他生物形成共生关系，共同生存和繁衍。

三、生态与进化意义原核微生物在地球生态系统中担负着至关重要的角色。

它们不仅参与着能量流动和物质循环，还与其他生物相互作用，对维持生态平衡起着至关重要的作用。

例如，原核微生物在氮循环中扮演着关键角色。

它们能够将大气中的氮气转化为植物可利用的氨和硝酸盐，进而进入食物链。

此外，原核微生物还可以参与有机物的降解与分解，将死亡有机物质还原为无机物，提供给其他生物利用。

原核微生物的进化对地球的演变与生命的多样性发展也有着重要影响。

由于其短短的生命周期和极高的繁殖率，原核微生物很容易产生遗传变异，驱动着物种的进化与演化。