原核生物
大多數(shù)原核生物的半徑在0.5~3微米。不同種類(lèi)的原核生物
具有不同的外形,如橢球形或球形(例如葡萄球菌)、柱形或桿形(
大腸桿菌)、卷曲形或螺旋形(螺旋藻)。原核細(xì)胞生長(zhǎng)迅速,一般
其倍增時(shí)間為半小時(shí)到幾個(gè)小時(shí)。原核生物也能利用各種營(yíng)養(yǎng)作為
碳源,包括碳水化合物、烴和二氧化碳。
真細(xì)菌
真細(xì)菌可以分為幾種不同的類(lèi)型。其中一種分類(lèi)方法是以革蘭
染色為基礎(chǔ)的。染色步驟:首先要將細(xì)胞加熱固定;然后加入初染
料結(jié)晶紫,所有的菌被染為紫色;接著依次加入碘、乙醇,革蘭陽(yáng)
性菌將保持紫色,而革蘭陰性菌變?yōu)闊o(wú)色;最后用番紅進(jìn)行對(duì)比染
色,革蘭陽(yáng)性菌仍然保持紫色,而革蘭陰性菌變?yōu)榧t色。對(duì)革蘭染
色產(chǎn)生不同反應(yīng)的能力揭示了兩類(lèi)細(xì)胞外層結(jié)構(gòu)的本質(zhì)區(qū)別。
大腸桿菌是典型的革蘭陰性菌,它有一層由薄薄的肽聚糖層所
支撐的外膜。肽聚糖是多糖和氨基酸的復(fù)合物,其結(jié)構(gòu)類(lèi)似于一排
由鎖鏈連接的柵欄。大腸桿菌還有第二層膜(內(nèi)膜或細(xì)胞質(zhì)膜),它
和外膜被外周質(zhì)區(qū)分離。細(xì)胞質(zhì)膜中約含有50%的蛋白質(zhì),30%的
脂類(lèi)和20%的碳水化合物。細(xì)胞膜有助于保留重要的細(xì)胞化合物并
優(yōu)先清除胞內(nèi)環(huán)境中的廢物。細(xì)胞膜不完整將導(dǎo)致細(xì)胞的裂解(細(xì)
胞開(kāi)裂)和死亡。細(xì)胞膜對(duì)于物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的選擇性輸送是非常關(guān)
鍵的。
枯草芽孢桿菌是典型的革蘭陽(yáng)性菌。革蘭陽(yáng)性菌沒(méi)有細(xì)胞外膜
。確切地說(shuō),它們有一層非常厚而堅(jiān)硬的含有多層肽聚糖層的細(xì)胞
壁。革蘭陽(yáng)性菌還含有和肽聚糖共價(jià)結(jié)合的磷壁酸質(zhì)。因?yàn)楦锾m陽(yáng)
性菌只有一層細(xì)胞膜,通常它們更適合于分泌蛋白質(zhì)。當(dāng)所需要的
產(chǎn)品是這些蛋白質(zhì)時(shí),這種分泌作用在技術(shù)上是非常有利的。
有些細(xì)菌既不是革蘭陽(yáng)性菌,也不是革蘭陰性菌。例如:支原
體沒(méi)有細(xì)胞壁。這些細(xì)菌是非常重要的,不僅僅是在臨床上(例如
初期的非典型肺炎)重要,還因?yàn)樗鼈兺ǔ?duì)工業(yè)上用作動(dòng)物細(xì)胞
培養(yǎng)的培養(yǎng)基造成污染。
放線(xiàn)菌是細(xì)菌,但是從形態(tài)學(xué)而言,它所具有的長(zhǎng)而高度分枝
的菌絲和霉菌相似。然而,其不具有核膜,并根據(jù)細(xì)胞壁的組成將
其歸類(lèi)為細(xì)菌。放線(xiàn)菌是生產(chǎn)抗生素的重要資源。某些放線(xiàn)菌具有
淀粉和纖維素水解酶,能夠有效地酶解淀粉和纖維素。放線(xiàn)菌屬、
嗜熱單孢菌屬和鏈霉菌屬都屬于這類(lèi)微生物。
根據(jù)細(xì)胞營(yíng)養(yǎng)和能量代謝的比較,可以得出真細(xì)菌之間的其他
區(qū)別。一個(gè)重要的例子是光合作用。藍(lán)細(xì)菌(以前稱(chēng)為藍(lán)綠藻)含有
葉綠素,可以固定二氧化碳合成糖。厭氧光合細(xì)菌(紫細(xì)菌和綠細(xì)
菌)含有收集光能的色素,即細(xì)菌葉綠素。與真正的光合作用不同
的是,紫細(xì)菌和綠細(xì)菌并不能通過(guò)對(duì)水進(jìn)行分解而獲取還原力,并
且也不能生成氧氣。
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