細(xì)胞生物學(xué)全套資料--第二節(jié)原核細(xì)胞與古核細(xì)胞2

1、第二節(jié) 原核細(xì)胞與古核細(xì)胞一、細(xì)菌二、支原體支原體（mycoplasma）* 大小通常為0.20.3m，可通過(guò)濾菌器* 無(wú)細(xì)胞壁不能維持固定的形態(tài)，呈現(xiàn)多形性（圖3-17）圖3-17 肺炎支原體 圖片來(lái)自/BI330A/* 細(xì)胞膜中膽固醇含量較多，約占36%這對(duì)保持細(xì)胞膜的完整性是必需的凡能作用于膽固醇的物質(zhì)如，皂素等均可引起支原體膜的破壞，而使支原體死亡。* 支原體基因組，為一環(huán)狀雙鏈DNA分子量小，僅有大腸桿菌的五分之一合成與代謝很有* 肺炎支原體的一端有一種特殊的末端結(jié)構(gòu)（terminal structure）能使支原體粘附于，呼吸道粘膜上

2、皮細(xì)胞表面與致病性有關(guān)三、衣原體和立克次氏體衣原體（Chlamydia） 立克次氏體（Rickettsia）* 衣原體很小，直徑200nm-500nm，能通過(guò)細(xì)菌濾膜立克次氏體（Rickettsia）略大，大多不能通過(guò)濾菌膜* 它們都有DNA和RNA，細(xì)胞壁含有肽聚糖* 酶系統(tǒng)不完全，必須在寄主細(xì)胞內(nèi)生活有攝能寄生物(energe parasite)之稱* 砂眼是衣原體引起的1956年，我國(guó)著名微生物學(xué)家湯飛凡 助手張曉樓等人首次分離到沙眼的病原體 衣原體生活史特殊* 具有感染力的個(gè)體，稱為原體(elementory body)體積小，有堅(jiān)韌的細(xì)胞壁（圖3-18）* 在宿主細(xì)胞內(nèi)，原體逐漸伸長(zhǎng)

3、形成無(wú)感染力的個(gè)體，稱作始體(initial body)* 始體，是一種薄壁的球狀細(xì)胞，體積較大以二等分裂的方式，在宿主細(xì)胞內(nèi)形成一個(gè)“微菌落”隨后大量的始體，有分化為具有感染能力的原體圖3-18 衣原體Chlamydia pneumoniae 梨形的原體（EBs），左、吸附在巨噬細(xì)胞表面；右、進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部的原體圖片來(lái)自/2002/v7/e/hahn/figures.htm立克次氏體（圖3-19）* 專性細(xì)胞內(nèi)寄生主要寄生于節(jié)肢動(dòng)物（蟋蟀、蝗蟲(chóng)）有的會(huì)，通過(guò)蚤、虱、蜱、螨 傳入人體蜱（蜘蛛一類的動(dòng)物）如，斑疹傷寒、戰(zhàn)壕熱* 美國(guó)醫(yī)生H.T.Ric

4、hetts （1909年）首次發(fā)現(xiàn)，是斑疹傷寒的病原體并于1910年?duì)奚诖瞬『笕朔Q這類病原體為，立克次氏體* 與衣原體的不同處，在于其較大無(wú)濾過(guò)性合成能力較強(qiáng)，且不形成包涵體圖3-19 附著在內(nèi)皮細(xì)胞表面的立克次氏體和細(xì)胞內(nèi)包含立克次氏體的內(nèi)吞體 圖片來(lái)自/四、藍(lán)藻藍(lán)藻（圖3-20）又稱藍(lán)細(xì)菌（cyanobacterium）* 有類似于高等植物的光合作用（以水為電子供體，放出O）與光合細(xì)菌的光合作用的機(jī)制，不一樣被認(rèn)為是最簡(jiǎn)單的植物* 藍(lán)藻沒(méi)有葉綠體僅有十分簡(jiǎn)單的，光合作用結(jié)構(gòu)裝置* 藍(lán)藻細(xì)胞遺傳信息載體是一個(gè)環(huán)狀DNA分子，但遺傳信息

5、量很大可與高等植物相比* 藍(lán)藻細(xì)胞的體積，比其它原核細(xì)胞大得多直徑一般在10m左右，甚至可達(dá)70m（顫藻）* 藍(lán)藻屬單細(xì)胞生物有些藍(lán)藻，經(jīng)常以絲狀的細(xì)胞群體存在如：屬藍(lán)藻門念珠藻類的發(fā)菜（nostoc commune var.flagtlliforme）就是藍(lán)藻的絲狀體；做綠肥的紅萍實(shí)際上是一種固氮藍(lán)藻 水生蕨類滿江紅的共生體圖3-20 項(xiàng)圈藻Anabaena Cyanobacteria 圖片來(lái)自 /五、古細(xì)菌（archaebacteria）古細(xì)菌* 是一類很持殊的細(xì)菌多生活在極端的生態(tài)環(huán)境中* 具有原核生物的某些特征如，無(wú)核膜 內(nèi)膜系統(tǒng)

6、* 也有真核生物的特征如，以甲硫氨酸，起始蛋白質(zhì)的合成核糖體對(duì)氯霉素不敏感RNA聚合酶，與真核細(xì)胞的相似DNA具有內(nèi)含子，并結(jié)合組蛋白；* 此外還具有，既不同于原核細(xì)胞也不同于真核細(xì)胞的特征如：細(xì)胞膜中的脂類，是不可皂化的；細(xì)胞壁不含肽聚糖，有的以蛋白質(zhì)為主，有的含雜多糖，有的類似于肽聚糖但都不含胞壁酸、D型氨基酸 二氨基庚二酸極端嗜熱菌（themophiles）：能生長(zhǎng)在90以上的高溫環(huán)境，如，* 斯坦福大學(xué)科學(xué)家，發(fā)現(xiàn)的古細(xì)菌最適生長(zhǎng)溫度為100，80以下即失活* 德國(guó)的斯梯特（K. Stetter）研究組在意大利海底，發(fā)現(xiàn)的一族古細(xì)菌能生活在110以上高溫中最適生長(zhǎng)溫度為98降至84即停

7、止生長(zhǎng)；* 美國(guó)的J. A. Baross發(fā)現(xiàn)一些從火山口中分離出的細(xì)菌可以生活在250的環(huán)境中。* 嗜熱菌的營(yíng)養(yǎng)范圍很廣，多為異養(yǎng)菌其中許多能將硫氧化，以取得能量極端嗜鹽菌（extremehalophiles）：生活在高鹽度環(huán)境中，鹽度可達(dá)25%，如，死海和鹽湖中極端嗜酸菌（acidophiles）：* 能生活在pH值1以下的環(huán)境中* 往往也是嗜高溫菌，生活在火山地區(qū)的酸性熱水中* 能氧化硫，硫酸作為代謝產(chǎn)物排出體外極端嗜堿菌（alkaliphiles）：* 多數(shù)生活在鹽堿湖、堿湖、堿池中* 生活環(huán)境pH值可達(dá)11.5以上最適pH值810產(chǎn)甲烷菌（metnanogens）：嚴(yán)格厭氧的生物能利

8、用CO2使H2氧化，生成甲烷，同時(shí)釋放能量。CO24H2CH42H2O能量古細(xì)菌* 古細(xì)菌所棲息的環(huán)境與地球發(fā)生的早期有相似之處如：高溫、缺氧* 古細(xì)菌在結(jié)構(gòu)和代謝上的特殊性它們可能代表，最古老的細(xì)菌* 它們保持了古老的形態(tài)，很早就與其它細(xì)菌分手了人們提出將古細(xì)菌，從原核生物中分出古細(xì)菌成為與原核生物、真核生物并列的一類表3-2 原核細(xì)胞與真核細(xì)胞的區(qū)別區(qū)別原核細(xì)胞真核細(xì)胞大小110m10100m細(xì)胞核無(wú)核膜有雙層的核膜染色體形狀環(huán)狀DNA分子線性DNA分子數(shù)目一個(gè)基因連鎖群2個(gè)以上基因連鎖群組成DNA裸露或結(jié)合少量蛋白質(zhì)DNA同組蛋白和非組蛋白結(jié)合DNA序列無(wú) or 很少有重復(fù)序列有重復(fù)序列

9、基因表達(dá)RNA和蛋白質(zhì)，在同一區(qū)間合成RNA在核中合成、加工；蛋白質(zhì)在細(xì)胞質(zhì)中合成細(xì)胞分裂二分 or 出芽有絲分裂和減數(shù)分裂，少數(shù)出芽生殖。內(nèi)膜無(wú)獨(dú)立的內(nèi)膜有分化的各種細(xì)胞器鞭毛構(gòu)成鞭毛蛋白微管蛋白光合、呼吸酶分布質(zhì)膜線粒體 葉綠體核糖體70S（50S+30S）80S（60S+40S）營(yíng)養(yǎng)方式吸收，有的行光合作用吸收，光合作用，內(nèi)吞細(xì)胞壁肽聚糖、蛋白質(zhì)、脂多糖、脂蛋白纖維素、半纖維素果膠（植物細(xì)胞）六、細(xì)胞結(jié)構(gòu)與生物系統(tǒng)傳統(tǒng)分類法* 根據(jù)生物的營(yíng)養(yǎng)方式、運(yùn)動(dòng)能力 細(xì)胞結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)把生物劃分為，動(dòng)物界 植物界* 植物細(xì)胞的主要特征是具有硬的細(xì)胞壁 進(jìn)行光合作用的葉綠體* 按傳統(tǒng)分類系統(tǒng)雖然大多數(shù)生

10、物種容易歸類* 可對(duì)某些生物來(lái)說(shuō)，卻遇到了分類上的困難例如，眼蟲(chóng)（Euglena）是一種單細(xì)胞生物含有葉綠體，卻不具有細(xì)胞壁細(xì)菌 真菌，則有細(xì)胞壁而無(wú)葉綠體支原體，既無(wú)葉綠體也無(wú)細(xì)胞壁古細(xì)菌，既有原核生物的特征也具有真核生物的特征* 這些生物按照傳統(tǒng)分類法進(jìn)行分類顯然就要遇到困難* 1970年C. Woese根據(jù)對(duì)16S rRNA核苷酸順序的同源性比較提出將生命，劃分為三界即：真細(xì)菌（Eubacteria）真核生物Eucaryotes古細(xì)菌（Archaes）。* 1996年Bult領(lǐng)導(dǎo)的研究小組在Science上發(fā)表了詹氏甲烷球菌（Methanococcus jannaschii）的全基因組序列進(jìn)一步證明它既不是典型的細(xì)菌也不是典型的真核生物而是介于兩者之間的生命體即生命的第三形式表3-3 幾種分類系統(tǒng)傳統(tǒng)分類按細(xì)胞結(jié)構(gòu)分類細(xì)胞類型Whittaker 1969Dodson 1971植物界細(xì)菌藍(lán)藻原核生物界細(xì)菌藍(lán)細(xì)菌原核生物界細(xì)菌藍(lán)