第四章原核微生物—细菌和古生菌
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微生物学复习资料第一章原核微生物的形态、构造和功能伴孢晶体:少数芽孢杆菌在形成芽孢的同时,会在芽孢旁形成一颗菱形、方形或不规那么形的碱溶性蛋白质晶体,称为伴孢晶体〔即ð内毒素〕。
L型细菌:在某些环境条件下〔实验室或宿主体内〕通过自发突变而形成的遗传性稳定的细胞壁缺陷变异型。
1.没有完整而坚韧的细胞壁,细胞呈多形态,有些能通过细菌滤器,故又称“滤过型细菌〞。
对渗透敏感,在固体培养基上形成“油煎蛋〞似的小菌落〔直径在左右〕古生菌:又称古细菌,是一个在进化途径上特别早就与真细菌和真核生物相互独立的生物类群,要紧包括一些独特生态类型的原核生物,如产甲烷菌及大多数嗜极菌。
革兰氏染色机制:结晶紫液初染和碘液媒染:在细菌的细胞膜内可形成不溶于水的结晶紫与碘的复合物。
乙醇脱色:G+细胞壁较厚、肽聚糖网层次多和交联致密且不含类脂,把结晶紫与碘的复合物牢牢留在壁内,使其维持紫色;G-细胞壁薄、外膜层类脂含量高、肽聚糖层薄和交联度差,结晶紫与碘复合物的溶出,使细胞退成无色。
复染:G-细菌呈现红色,而G+细菌那么仍维持最初的紫色。
重要性:革兰氏染色有着十分重要的理论与实践意义。
通过这一染色,几乎可把所有的细菌分成革兰氏阳性菌与革兰氏阴性菌两个大类,因此它是分类鉴定菌种时的重要指标。
又由于这两大类细菌在细胞结构、成分、形态、生理、生化、遗传、免疫、生态和药物敏感性等方面都呈现出明显的差异,因此任何细菌只要通过简单的革兰氏染色,就可提供许多其他重要的生物学特性方面的信息。
第二章真核微生物的形态、构造和功能1子实体:是指在其里面或上面可产生无性或有性孢子,有一定外形和构造的任何菌丝体组织2菌物界:指与动物界,植物界相并列的一大群无叶绿素,依靠细胞外表汲取有机养料,细胞壁一般含几丁质的真核微生物3二级菌丝:又称气生菌丝,由基内营养菌丝长出培养基外伸向空间的菌丝。
它是担子菌中由相应的异性的初生菌丝进行体细胞接合而形成的菌丝。
古菌、细菌和真核生物古菌、细菌和真核生物00三域系统三域系统是由Carl Woese在1990年提出的生物分类﹐将原核生物分成了两大类﹐起初称为真细菌(Eubacteria)和古细菌(Archaebacteria).Woese 依据16S rRNA序列上的差别﹐认为这两组生物和真核生物从一个具有原始遗传机制的共同祖先分别进化而来﹐因此将三者各划为一类﹐作为比界高的分类系统,称作"域"(Domain)或者"总界"(Superkingdom).目前这三域分别命名为细菌域(Bacteria)﹑古菌域(Archaea)和真核域(Eukarya).然而﹐rRNA树有可能将进化太快的类群放错位置(比如微孢子虫).有人认为生物的根应该在真细菌之内﹐很多真细菌的类群在古细菌之前分支出来﹐很晚古细菌和真核生物才彼此分开.三域特征比较特征细菌(Bacteria) 古菌(Archaea) 真核生物(Eukarya)形态和遗传原核细胞结构是是否共价闭合环状DNA 是是否组蛋白无有有被膜包围的核无无有细胞壁含胞壁酸不含胞壁酸不含胞壁酸膜脂质酯键连接醚键连接酯键连接核糖体大小 70S 70S 80S起始tRNA 甲酰蛋氨酸蛋氨酸蛋氨酸多数基因中有内含子否否是操纵子有有无mRNA加帽和聚A尾无无有质粒有有稀少核糖体对白喉毒素敏感否是是RNA聚合酶 1个(4亚基) 几个(各8~12亚基) 3个(各12~14亚基)需要转录因子否是是启动子结构 -10和-35序列 TATA框TATA框生理产甲烷作用无有无硝化有无无脱氮有有无固氮有有无基于叶绿素的光合作用有无有(在叶绿体中)基于视紫红质的能量代谢有有无化能无机营养(Fe, S, H2) 有有无气泡有有无聚-b-羟基脂肪酸作为碳储存颗粒有有无在80℃以上生长有有无原核生物Procaryotic organism原核生物(Procaryotic organism) 是由原核细胞组成的生物,包括蓝细菌、细菌、古细菌、放线菌、立克次氏体、螺旋体、支原体和衣原体等.原核生物具有以下的特点:①核质与细胞质之间无核膜因而无成形的细胞核;②遗传物质是一条不与组蛋白结合的环状双螺旋脱氧核糖核酸(DNA)丝,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);③以简单二分裂方式繁殖,无有丝分裂或减数分裂;④没有性行为,有的种类有时有通过接合、转化或转导,将部分基因组从一个细胞传递到另一个细胞的准性行为(见细菌接合);⑤没有由肌球、肌动蛋白构成的微纤维系统,故细胞质不能流动,也没有形成伪足、吞噬作用等现象;⑥鞭毛并非由微管构成,更无"9+2"的结构,仅由几条螺旋或平行的蛋白质丝构成;⑦细胞质内仅有核糖体而没有线粒体、高尔基器、内质网、溶酶体、液泡和质体(植物)、中心粒(低等植物和动物)等细胞器;⑧细胞内的单位膜系统除蓝细菌另有类囊体外一般都由细胞膜内褶而成,其中有氧化磷酸化的电子传递链(蓝细菌在类囊体内进行光合作用,其他光合细菌在细胞膜内褶的膜系统上进行光合作用;化能营养细菌则在细胞膜系统上进行能量代谢);⑨在蛋白质合成过程中起重要作用的核糖体散在于细胞质内,核糖体的沉降系数为 70S;⑩大部分原核生物有成分和结构独特的细胞壁等等.总之原核生物的细胞结构要比真核生物的细胞结构简单得多.70年代分子生物学的资料表明:产甲烷细菌、极端嗜盐细菌、极端耐酸耐热的硫化叶菌和嗜热菌质体等的16S rRNA核苷酸序列,既不同于一般细菌,也不同于真核生物.此外,这些生物的细胞膜结构、细胞壁结构、辅酶、代谢途径、tRNA和rRNA的翻译机制均与一般细菌不同.因而有人主张将上述的生物划归原核生物和真核生物之外的"第三生物界"或古细菌界.与真核生物的种类相比,已发现的原核生物种类虽不甚多,但其生态分布却极其广泛,生理性能也极其庞杂.有的种类能在饱和的盐溶液中生活;有的却能在蒸馏水中生存;有的能在0℃下繁殖;有的却以70℃最适温度;有的是完全的无机化能营养菌,以二氧化碳为唯一碳源;有的却只能在活细胞内生存.在行光合作用的原核生物中,有的放氧,有的不放氧;有的能在PH为10以上的环境中生存,有的只能在PH为1 左右的环境中生活;有的只能在充足供应氧气的环境中生存,而另外一些细菌却对氧的毒害作用极其敏感.有的可利用无机态氮,有的却需要有机氮才能生长;还有的能利用分子态氮作为唯一的氮源等.古细菌archaeobacteria古细菌(archaeobacteria) (又可叫做古生菌或者古菌)是一类很特殊的细菌,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.历史古细菌这个概念是1977年由Carl Woese和George Fox提出的,原因是它们在16SrRNA的系统发生树上和其它原核生物的区别.这两组原核生物起初被定为古细菌(Archaebacteria)和真细菌(Eubacteria)两个界或亚界.Woese认为它们是两支根本不同的生物,於是重新命名其为古菌(Archaea)和细菌(Bacteria),这两支和真核生物(Eukarya)一起构成了生物的三域系统.古菌、细菌和真核生物在细胞结构和代谢上,古菌在很多方面接近其它原核生物.然而在基因转录这两个分子生物学的中心过程上,它们并不明显表现出细菌的特徵,反而非常接近真核生物.比如,古菌的转译使用真核的启动和延伸因子,且转译过程需要真核生物中的TATA框结合蛋白和TFIIB.古菌还具有一些其它特徵.与大多数细菌不同,它们只有一层细胞膜而缺少肽聚糖细胞壁.而且,绝大多数细菌和真核生物的细胞膜中的脂类主要由甘油酯组成,而古菌的膜脂由甘油醚构成.这些区别也许是对超高温环境的适应.古菌鞭毛的成分和形成过程也与细菌不同.基於rRNA序列的系统发生树,显示了可明显区别的三支:细菌(Bacteria)、古菌(Archaea)和真核生物(Eukarya)生存环境很多古菌是生存在极端环境中的.一些生存在极高的温度(经常100℃以上)下,比如间歇泉或者海底黑烟囱中.还有的生存在很冷的环境或者高盐、强酸或强碱性的水中.然而也有些古菌是嗜中性的,能够在沼泽、废水和土壤中被发现.很多产甲烷的古菌生存在动物的消化道中,只有在熟识国际游戏规则的情况下,如反刍动物、白蚁或者人类.古菌通常对其它生物无害,且未知有致病古菌.形态单个古菌细胞直径在0.1到15微米之间,有一些种类形成细胞团簇或者纤维,长度可达200微米.它们可有各种形状,如球形、杆形、螺旋形、叶状或方形.它们具有多种代谢类型.值得注意的是,盐杆菌可以利用光能制造ATP,尽管古菌不能像其他利用光能的生物一样利用电子链传导实现光合作用.进化和分类从rRNA进化树上,古菌分为两类,泉古菌(Crenarchaeota)和广古菌(Euryarchaeota).另外未确定的两类分别由某些环境样品和2002年由Karl Stetter发现的奇特的物种纳古菌(Nanoarchaeum equitans)构成.Woese认为细菌、古菌和真核生物各代表了一支具有简单遗传机制的远祖生物的后代.这个假说反映在了"古菌"的名称中(希腊语archae为"古代的").随后他正式称这三支为三个域,各由几个界组成.这种分类后来非常流行,但远组生物这种思想本身并未被普遍接受.一些生物学家认为古菌和真核生物产生於特化的细菌.古菌和真核生物的关系仍然是个重要问题.除掉上面所提到的相似性,很多其他遗传树也将二者并在一起.在一些树中真核生物离广古菌比离泉古菌更近,监听器,但生物膜化学的结论相反.然而,在一些细菌,(如栖热袍菌)中发现了和古菌类似的基因,使这些关系变得复杂起来.一些人认为真核生物起源於一个古菌和细菌的融合,二者分别成为细胞核和细胞质.这解释了很多基因上的相似性,但在解释细胞结构上存在困难.目前有22个古菌基因组已经完全结束了测序,另外15个的测序工作正在进行中.代表性古细菌极端嗜热菌(themophiles):能生长在90℃以上的高温环境.如斯坦福大学科学家发现的古细菌,最适生长温度为100℃,80℃以下即失活,德国的斯梯特(K. Stetter)研究组在意大利海底发现的一族古细菌,能生活在110℃以上高温中,最适生长温度为98℃,降至84℃即停止生长;美国的J. A. Baross发现一些从火山口中分离出的细菌可以生活在250℃的环境中.嗜热菌的营养范围很广,多为异养菌,其中许多能将硫氧化以取得能量.极端嗜盐菌(extremehalophiles):生活在高盐度环境中,盐度可达25%,如死海和盐湖中.极端嗜酸菌(acidophiles):能生活在pH值1以下的环境中,往往也是嗜高温菌,窃听卡,生活在火山地区的酸性热水中,能氧化硫,硫酸作为代谢产物排出体外.极端嗜碱菌(alkaliphiles):多数生活在盐碱湖或碱湖、碱池中,生活环境pH值可达11.5以上,最适pH值8~10.产甲烷菌(metnanogens):是严格厌氧的生物,能利用CO2使H2氧化,生成甲烷,同时释放能量.CO2+4H2rCH4+2H2O+能量补充资料二分法和三域学说地球上究竟有几种生命形式?当亚里士多德建立生物学时,他用二分法则将生物分为动物和植物.显微镜的诞生使人们发现了肉眼看不见的细菌.细菌在细胞结构上与动植物的最根本差别是,动植物细胞内有细胞核,遗传物质DNA 主要储存于此,而细菌则没有细胞核,DNA游离于细胞质中.由于动物与植物的差别小于它们与细菌的差别,沙东(E. Chatton)于1937年提出了生物界新的二分法则,即生物分为含细胞核的真核生物和不含细胞核的原核生物.动植物属于真核生物,而细菌属于原核生物.1859年达尔文发表《物种起源》以后,生物学家便开始建立基于进化关系而非表型相似性的分类系统,即所谓系统发育分类系统.可是,由于缺乏化石记录,这种分类方法长期未能有效运用于原核生物的分类.1970年代,随着分子生物学的发展,伍斯终于在这方面获得了意义重大的突破.在漫长的进化过程中,每种生物细胞中的信息分子(核酸和蛋白质)的序列均不断发生着突变.许多信息分子序列变化的产生在时间上是随机的,进化速率相对恒定,即具有时钟特性.因此,物种间的亲缘关系可以用它们共有的某个具有时钟特性的基因或其产物(如蛋白质)在序列上的差别来定量描述.这些基因或其产物便成了记录生物进化历程的分子记时器(chronometer).显然,这种记录生物系统发育历程的分子记时器应该广泛分布于所有生物之中.基于这一考虑,伍斯选择了一种名为小亚基核糖体核酸(SSU rRNA)的分子,作为分子记时器.这种分子是细胞内蛋白质合成机器mm核糖体的一个组成部分,而蛋白质合成又是几乎所有生物生命活动的一个重要方面.因此,把SSU rRNA分子作为分子记时器是合适的.在比较了来自不同原核及真核生物的SSU rRNA序列的相似性后,伍斯发现原先被认为是细菌的甲烷球菌代表着一种既不同于真核生物,也不同于细菌的生命形式.考虑到甲烷球菌的生活环境可能与生命诞生时地球上的自然环境相似,伍斯将这类生物称为古细菌.据此,伍斯于1977年提出,生物可分为三大类群,即真核生物、真细菌和古细菌.基于SSU rRNA分析结果的泛系统发育(进化)树随后诞生了.进一步的研究表明,进化树上的第一次分叉产生了真细菌的一支和古细菌/真核生物的一支,古细菌和真核生物的分叉发生在后.换句话说,古细菌比真细菌更接近真核生物.据此,1990年伍斯提出了三域分类学说:生物分为真核生物、真细菌和古细菌三域,域被定义为高于界的分类单位.为突出古细菌与真细菌的区别,伍斯将古细菌更名为古菌.真细菌改称细菌.三域学说使古菌获得了与真核生物和细菌等同的分类学地位.自诞生之日起,伍斯的三域学说便遭到部分人,特别是微生物学领域外的人反对.反对者坚持认为:原核与真核的区分是生物界最根本的、具有进化意义的分类法则;与具有丰富多样性表型的真核生物相比,古菌与细菌的差异远没有大到需要改变二分法则的程度.但在詹氏甲烷球菌基因组序列测定完成前的近20年中,采用多种分子记时器进行的系统发育学研究一再证明,古菌是一种独特的生命形式.三域学说的第一个基因组学证据尽管对古菌已有了上述认识,当人们第一次面对詹氏甲烷球菌的全基因组序列时,监听卡又萌发出了旺盛的生命力.,还是大吃了一惊.詹氏甲烷球菌共有1738个基因,其中人们从未见过的基因竟占了56%!相比之下,在这之前完成测序的流感嗜血菌(Haemophilus influenzae)和生殖道枝原体(Mycoplasma genitalium)基因组中未知基因仅占20%左右.于是人们终于在基因组水平上认识到,古菌是一种崭新的生命形式.更有趣的是,詹氏甲烷球菌基因组中占总数44%的那些功能或多或少已经知道的基因似乎勾勒出了古菌与另两类生物之间的进化关系:古菌在产能、细胞分裂、代谢等方面与细菌相近,而在转录、翻译和复制方面则与真核生物类似.换言之,一个生活在大洋底部热溢口处的、习性古怪的微生物,在遗传信息传递方面竟有着与人(而不是与人的消化道中细菌)相似的基因!在赞叹生命奇妙的同时,许多人开始欢呼三域学说的最终确立.美国《科学》周刊在把詹氏甲烷球菌基因组序列测定工作列为1996年度重大科学突破之一时宣称,这一成果使围绕三域学说的争论差不多可以结束了.对伍斯进化树的新挑战就在古菌的悬念似乎行将消失时,接踵而来的新发现却使人们重新陷入困惑之中.各类完整的微生物基因组序列一个接一个出现在人们轻点鼠标便可查阅的数据库中,在已发表的18种生物基因组序列中,古菌的占了4个.采用更灵敏的方法对这些基因组(包括詹氏甲烷球菌基因组)进行分析,得到了令人吃惊的结果:詹氏甲烷球菌基因组中只有30%(不是先前估计的半数以上)的基因编码目前未知的功能,这与细菌基因组相近.古菌的神秘性和独特性因此减少了许多.对三域学说更为不利的是,多国语言翻译机,在詹氏甲烷球菌的那些可以推测功能的基因产物(蛋白质)中,44%具有细菌蛋白特征,只有13%的像真核生物的蛋白质.在另一个古菌,嗜热碱甲烷杆菌(Methanobacterium thermoaotutrophicum)的基因组中也有类似情况.因此,从基因组比较的数字上看,古菌与细菌间的差异远小于古菌与真核生物间的差异,不足以说服三域学说的反对者.更令人难以理解的是,利用同一生物中不同基因对该物种进行系统发育学定位常常会得到不同的结果.最近,一种能在接近沸点温度下生长的细菌(Aquifex aeolicus)的基因组序列测定完成.对该菌的几个基因进行的系统发育学研究表明:如果用参与细胞分裂调控的蛋白质FtsY作为分子记时器,该菌与伍斯进化树上位于细菌分枝的一个土壤细菌mm枯草芽孢杆菌相近;如果以一种参与色氨酸合成的酶为准,该菌应属于古菌;而当比较该菌和其他生物的合成胞苷三磷酸(DNA的基本结构单位之一)的酶时,竟发现古菌不再形成独立的一群.看来不同的基因似乎在诉说不同的进化故事.那么,古菌还能是独特的、统一的生命形式吗?属于真核生物的啤酒酵母基因组序列测定完成后,三域学说遇到了更大危机.酵母细胞核基因中,与细菌基因有亲缘关系的比与古菌有亲缘关系的多一倍.有人还对在三种生命形式中都存在的34个蛋白质家族进行了分析,发现其中17个家族来源于细菌,只有8个显示出古菌与真核生物的亲缘关系.如果伍斯进化树正确、古菌与真核生物在进化历程中的分歧晚于两者与细菌的分歧的话,那么怎样才能解释上面这些结果呢?根据细胞进化研究中流行的内共生假说,真核细胞细胞器(线粒体、叶绿体)的产生源于细菌与原真核生物在进化早期建立的内共生关系.在这种关系中,真核细胞提供稳定的微环境,内共生体(细菌)则提供能量,久而久之,内共生体演变为细胞器.真核生物细胞核中一部分源于细菌的基因可能来自线粒体,这些为数不多的基因通常编码重新运回线粒体的蛋白质分子.可是,现在发现许多源于细菌的核基因编码那些在细胞质、而不是线粒体中起作用的蛋白质.那么,这些基因从何而来呢?显然,内共生假说已不足以挽救伍斯进化树.不过,伍斯进化树也不会轻易倒下,支撑它的假说依然很多.最近,有人提出了新版的"基因水平转移"假说.根据这个假说,基因组的杂合组成是进化过程中不同谱系间发生基因转移造成的.一种生物可以采用包括吞食等方式获得另一种、亲缘关系也许很远的生物的基因.伍斯推测,始祖生物在演化形成细菌、古菌和真核生物三大谱系前,生活于可以相互交换基因的"公社"中,来自这个"史前公社"的生物可能获得了不同的基因遗产.这一切使得进化树难以枝杈分明.不过,伍斯相信,基于SSU rRNA的进化树在总体上是正确的,三种生命形式是存在的.争论在继续三年前詹氏甲烷球菌基因组序列的发表,似乎预示着一场延续了20多年的、关于地球上到底有几种生命形式的争论的终结.古菌似乎被认定为生命的第三种形式.如今,仅仅过了三年,即使最乐观的人都无法预料伍斯进化树的命运.这场仍在继续的争论中,尽管古菌的分类地位遭到质疑,但古菌这一生命形式的独特性依然得到不同程度的肯定.目前,古菌研究正在世界范围内升温,这不仅因为古菌中蕴藏着远多于另两类生物的、未知的生物学过程和功能,以及有助于阐明生物进化规律的线索,而且因为古菌有着不可估量的生物技术开发前景.古菌已经一次又一次让人们吃惊,可以肯定,在未来的岁月中,这群独特的生物将继续向人们展示生命的无穷奥秘.真细菌Bacteria, eubacteria真细菌(Bacteria, eubacteria)除古细菌以外的所有细菌均称为真细菌.最初用于表示"真"细菌的名词主要是为了与其他细菌相区别.古菌域Archaea古细菌(古菌)是原核生物中的一大类.它们既与细菌(真细菌)有很多相似之处,同时另一些特征相似于真核生物.历史古细菌这个概念是1977年由Carl Woese和George Fox提出的,原因是它们在16SrRNA的系统发生树上和其它原核生物的区别.这两组原核生物起初被定为古细菌(Archaebacteria)和真细菌(Eubacteria)两个界或亚界.Woese认为它们是两支根本不同的生物,于是重新命名其为古菌(Archaea)和细菌(Bacteria),这两支和真核生物(Eukarya)一起构成了生物的三域系统.古菌、细菌和真核生物在细胞结构和代谢上,古菌在很多方面接近其它原核生物.然而在基因转录这两个分子生物学的中心过程上,它们并不明显表现出细菌的特征,反而非常接近真核生物.比如,古菌的转译使用真核的启动和延伸因子,且转译过程需要真核生物中的TATA框结合蛋白和TFIIB.古菌还具有一些其它特征.与大多数细菌不同,它们只有一层细胞膜而缺少肽聚糖细胞壁.而且,绝大多数细菌和真核生物的细胞膜中的脂类主要由甘油酯组成,而古菌的膜脂由甘油醚构成.这些区别也许是对超高温环境的适应.古菌鞭毛的成分和形成过程也与细菌不同.生境很多古菌是生存在极端环境中的.一些生存在极高的温度(经常100℃以上)下,比如间歇泉或者海底黑烟囱中.还有的生存在很冷的环境或者高盐、强酸或强碱性的水中.然而也有些古菌是嗜中性的,能够在沼泽、废水和土壤中被发现.很多产甲烷的古菌生存在动物的消化道中,如反刍动物、白蚁或者人类.古菌通常对其它生物无害,且未知有致病古菌.形态单个古菌细胞直径在0.1到15微米之间,有一些种类形成细胞团簇或者纤维,长度可达200微米.它们可有各种形状,如球形、杆形、螺旋形、叶状或方形.它们具有多种代谢类型.值得注意的是,盐杆菌可以利用光能制造ATP,尽管古菌不能像其他利用光能的生物一样利用电子链传导实现光合作用.进化和分类从rRNA进化树上,古菌分为两类,泉古菌(Crenarchaeota)和广古菌(Euryarchaeota).另外未确定的两类分别由某些环境样品和2002年由Karl Stetter发现的奇特的物种纳古菌(Nanoarchaeum equitans)构成.Woese认为细菌、古菌和真核生物各代表了一支具有简单遗传机制的远祖生物的后代.这个假说反映在了"古菌"的名称中(希腊语archae为"古代的").随后他正式称这三支为三个域,各由几个界组成.这种分类后来非常流行,英语翻译机,但远祖生物这种思想本身并未被普遍接受.一些生物学家认为古菌和真核生物产生于特化的细菌.古菌和真核生物的关系仍然是个重要问题.除掉上面所提到的相似性,很多其他遗传树也将二者并在一起.在一些树中真核生物离广古菌比离泉古菌更近,但生物膜化学的结论相反.然而,在一些细菌,(如栖热袍菌)中发现了和古菌类似的基因,使这些关系变得复杂起来.一些人认为真核生物起源于一个古菌和细菌的融合,二者分别成为细胞核和细胞质.这解释了很多基因上的相似性,但在解释细胞结构上存在困难.目前有22个古菌基因组已经完全结束了测序,另外15个的测序工作正在进行中.。
第一章:原核生物的形态、构造和功能1、原核生物: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DNA的原始单细胞生物,包括真细菌和古生菌两大类群。
2、细菌:狭义的细菌是指一类细胞细短、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。
3、革兰氏染色法:初染(结晶紫)、浸染(碘液)、脱色(乙醇)、复染(沙黄)4、肽聚糖:是真细菌细胞壁中特有的成分。
肽聚糖分子由肽和聚糖两部分组成,其中的肽包括四肽尾和肽桥两种,而聚糖则是由N-乙酰葡糖胺和N-乙酰胞壁酸两种单糖相互间隔连接成的长链。
5、脂多糖:是位于G-细菌细胞壁最外层的一层较厚的类脂多糖类物质,由类脂A、核心多糖、O-特异侧链3部分组成。
脂多糖的主要功能是:a、类脂A是G-细菌致病物质——内毒素的物质基础;b、脂多糖的负电荷较强,与G+菌的磷壁酸相似,也具有吸附镁离子、钙离子等两价阳离子以提高其在细胞表面浓度的作用;c、由于脂多糖的结构多变,使G-细菌细胞表面的抗原决定簇呈现多样性;d、是许多噬菌体在细胞表面的吸附受体;e、具有某种选择性吸收功能;6、抗酸细菌:抗酸细菌是指一类细胞壁中含有大量分枝菌酸等蜡质的特殊G+细菌。
因为它们呗酸性复红染上色以后就不能像其他G+菌那样被盐酸乙醇脱色,故称为抗酸细菌。
7、L型细菌:实验室或者宿主体内通过自发突变而形成的遗传性稳定的细胞壁缺损菌株8、原生质体:指在认为条件下,用溶菌酶除尽原有细胞壁或用青霉素抑制新生细胞壁合成后,所得到的仅有一层细胞膜包裹的圆球状渗透敏感细胞,它们只能用等渗或高渗培养液保存或维持生长。
9、糖被:包被于某些细菌细胞壁外的一层厚度不定的透明胶状物质。
成分一般是多糖,少数是蛋白质或多肽,也有多糖和多肽复合型的。
10、荚膜:包裹在单个细胞上的,在细胞壁上由固定层次的,厚度较厚的糖被11、芽孢:某些细菌在其生长发育后期,在细胞内形成的一个圆形或椭圆形、厚壁、含水量低、抗逆性强的休眠结构,称为芽孢。