原核微生物

这是一篇关于原核微生物的思维导图，主要内容包括：古菌，蓝细菌，细菌，放线菌。有需要的朋友赶紧收藏吧！

原核微生物

细菌

细菌

定义

细胞细短，结构简单，细胞壁坚韧，多以二分裂方式繁殖且水性较强的原核生物

细菌形态

基本形态

球状

特点：直径0.2~2um

菌类：单球菌、双球菌、四链球菌、八叠球菌、链球菌、葡萄球菌

杆状

径宽比差异（一般写宽*长）

长杆菌

短杆菌

菌体边缘

平截式、钝圆式、尖式

螺旋式

特点

写长*宽时仅限一个弧度内的长度

种类

弧菌

菌体弯曲小于一周

螺菌

螺旋体

特殊形态

柄杆菌

星形细菌

方形细菌

丝状细菌

异常形态

特性：当环境条件恢复正常时可以恢复正常形态

形成原因

理化条件不适阻碍了细胞的正常发育

培养时间过长

细胞衰老

营养缺乏

代谢产物积累过多

细菌结构

基本结构

细菌结构

细胞壁

特点：细菌细胞最外层厚10~80nm，约占细胞干重10~25%。 细菌细胞壁的收缩性强于植物细胞

分类

革兰氏阳性菌（G+）

特点：单层，后20~80nm

组成

肽聚糖

特点：原核微生物特有的一类高分子复合物

结构

主链

可以被溶菌酶分解

组成：由N乙酰胺胞壁酸与N乙酰葡萄糖胺通过B（beta）-1，4糖苷键互相连接

肽尾：可以被青霉素分解（但是只对G+有用，对G-无用，因为G-的细胞壁肽聚糖含量较少）

肽桥：可以被头孢霉素分解

磷壁酸

特点：G+特有的成分

结构：由核糖醇或甘油残基通过磷酸二酯键连接而成的多聚物，弱酸性物质

作用：位于细胞质膜和细胞壁中，与细胞膜和细胞壁肽聚糖结合纵向加强细胞壁和细胞膜结构联系，增强细胞膜表面负电荷含量，有利于阳离子吸收。

革兰氏阴性菌G-

结构

外壁层

厚度：8~10nm

组成

磷脂

外膜蛋白

脂多糖（LPS）

G-特有成分，组成复杂，因菌种不同有差异

结构

O-特异侧链

核心多糖

类脂A:细菌的内毒素

内壁层

厚度：约1~3nm

组成：1-2层肽聚糖

特点：交联度低，疏松（存在部分肽尾间无肽桥，肽尾直接相连）

细菌的革兰氏染色

原理

G+与G-的细胞壁肽聚糖含量不同且疏松性不同，致使在酒精脱色时，脱色效果不同，再次染色氏染色效果不同，从而区分G+与G-

过程

结晶紫（初染剂）染色

G+与G-均变为紫色

滴加碘液（媒染剂）

碘液会与结晶紫结合形成可以使细菌呈紫黑色的复合剂，该复合剂可以和G+结合不易被脱色，同时防止复染时G+再次被染色

乙醇（脱色剂）脱色

G+细胞壁厚阻止了上一步形成的复合剂的外渗，则不会被脱色，G-则因壁薄，则会被脱色

番红（复染剂）复染

G-呈番红的红色；G+呈结晶紫与碘液结合的颜色紫色。

功能

保持菌体正常形态，坚韧，抗机械损伤

细胞内外物质交换运输的屏障（阻止大分子物质的进入）

细胞生长分裂，运输所必须

与菌体抗原性、致病力及对抗生素、噬菌体的敏感性有关

缺细胞壁的原核微生物

实验室或宿主体内形成

缺壁突变（遗传）：L型细菌

G-、G+细胞壁缺陷型遗传菌株

形态：呈高度多形性，大小不一

染色性：着色不均，革兰氏染色结果类似G-

生长要求

对渗透压敏感，营养要求高，不能再普通培养基上生长

在高渗血清培养基上培养，生长慢，形成三种菌落

人工去壁

基本去尽：原生质体G+

G+经过溶酶菌或青霉素处理，形成无细胞壁的球状细胞

部分去尽：球形体G-

自然进化形成：支原体

细胞膜，内膜系统

组成：磷脂20~30%、蛋白质60~70%

结构

磷脂双分子层

亲水端：甘油C3

疏水端：何帕烷类

蛋白质分子层

整合蛋白：参与运输物质

周边蛋白：参与酶促反应

功能

物质的选择性运输

能量转化场所

接受传递细胞内外化学信号

参与细胞细胞壁物质（如肽聚糖、荚膜、脂多糖<LPS>）的合成

细胞质

定义：被细胞膜包被除核区外一切半透明、胶状、颗粒状物的总称，含水量约为70%

成分

酶类和中间代谢物、营养物和有机大分子单体等

颗粒内含物

颗粒贮藏物

碳源/能源

糖原，脂肪粒、淀粉粒

细胞内碳素储藏形式，能源

大肠杆菌，克雷伯氏菌、芽孢杆菌、蓝细菌等

聚β羟丁酸(PHB)

特点：无毒、可塑、易降解

医用塑料、生物降解塑料、农用地膜

固氮菌、产碱菌、肠杆菌等

硫粒

自养硫细菌胞内积累的硫素储备形式及能源

紫硫细菌、丝硫细菌、贝氏硫杆菌等

氮源

藻青素：蓝细菌

藻清蛋白：蓝细菌

磷源

异染颗粒

多聚偏磷酸，磷素\能源储备形式

用美兰或甲苯胺蓝染成红紫色（白喉杆菌\鼠疫杆菌）

迂回螺菌、白喉棒杆菌、结核分枝杆菌

磁粒

存在于水生细菌和趋磁细菌

形态：正方形、长方形、刺状

结构：包被的Fe₃O₄晶体颗粒的膜状结构

功能：沿地磁场转向和迁移

趋磁性运动，向对细胞最有利泥、水界面微氧环境游动

核糖体

所有细胞均含有（除成熟的红细胞和植物的筛管细胞）

可以利用mRNA 合成蛋白质，同时它本生也是由RNA（rRNA）和蛋白质构成

细胞骨架（微管，微丝）

类囊体、羧酶体（少数细菌）

原核及质粒

原核（拟核或核区）

Feulgen染色呈紫色形态不定区域

无核膜、核孔、核仁等特定结构

环状、dsDNA紧密缠绕扭曲折叠成球状、棒状、哑铃状（电镜），DNA长0.25~3mm

功能：负载遗传信息，决定主要形状

质粒

质粒：独立于细菌染色体之外，自主复制的共价环状dsDNA

分子量：1——200×10⁶Da

功能：含有几个或数百个基因

控制细菌某些次要形状的表达

状态：游离、整合

特殊结构

荚膜（糖被）

定义：某些细菌细胞壁外的有无色透明粘稠物质构成的结构

组成：多糖、多肽或蛋白质（因菌种而异）

特点：难以被染色，多以负染色法制片观察

功能

保持水分，防止失水干燥

胞外储藏养分

保护菌体免受侵害、增强致病力

表面粘附（龋齿、菌胶团细菌净化污水）

鞭毛

定义：某些细菌表面长而弯曲丝状结构

形态

着生方式

分类

单生

丛生

周生

结构

基体（位于细胞膜上)

钩形鞘：（在细胞壁外）

鞭毛丝

功能:运动

细菌运动速度：20~80um/s，最高达100um/s;(3000倍体长/min)

鞭毛逆时针转动时，细菌向前直线运动； 相反则翻滚(短促的转向运动)

鞭毛细菌运动时，两种运动状态交替进行

鞭毛细菌只能借助鞭毛运动

菌毛

菌毛：某些细菌表面短而直数量较多的丝状物

数量：一般多达250~300根/细胞

功能：吸附、附着

性毛

形态：某些细菌细胞表面着生的短直丝状结构

数量：1~4根/细胞

功能

介导不同性别的细菌菌株之间结合进行DNA传递

RNA噬菌体的吸附侵染位点

芽孢

定义：某些细菌结构在其生长发育特定阶段，在细胞内形成一个圆形或椭圆形、厚壁、含水量极低、抗逆性极强的休眠结构

形态

着生部位：菌体中部、近中部、末端

直径：正常形、膨大形

结构与组成

芽孢囊：是产生芽孢菌的营养的细胞外壳

芽孢

孢外壁：主要含脂蛋白、透性差（有的芽胞无此结构）

芽孢衣：主要含疏水性蛋白、抗酶解、抗药物、多价阳离子难通过

皮层：主要含芽孢肽聚糖及DPA-Ca，体积较大、渗透性高、含水量大

核心

芽孢壁、含肽聚糖、可发展成新细胞的壁

芽孢质膜：含磷脂、蛋白质、可发展成新细胞的膜

芽孢质：含DPA-Ca、核糖体、RNA和酶类

核区：含DNA

特性

强抗逆性（抗高温、干燥、辐射、化学药物等）

休眠体

长时间不死

条件

葡萄糖、L-Ala、Mn2+、D-Ala：芽孢转变为营养细胞

过程快速（活化、出芽、生长）

营养缺乏，环境恶化：营养细胞转变为芽孢

细菌繁殖（细胞数量的增加）≠细菌芽孢发育、形成与萌发（细胞数量未增加）

芽孢不是细菌的繁殖方式，同时芽孢抗化学药物的渗透，因而不易被染色

研究意义

细菌分类、鉴定的形态学指标（芽孢是细菌少有几个属特有的形态结构）

芽孢灭活是衡量细菌消毒灭菌的重要指标

产芽孢的病原细菌

破伤风梭菌——破伤风

产气荚膜梭菌——气性坏疽

肉毒梭菌——食物中毒（非肠胃炎型）

伴孢晶体

定义：苏云金杆菌芽孢旁形成的菱形碱溶性晶体

应用：可用于杀灭多数害虫（尤其是鳞翅目幼虫）

放线菌

定义：一类有分支倾向或者形成分支菌丝的原核生物

结构

个体结构

基内菌丝（生长在固体培养基里，用于吸收营养物质）

气生菌丝

孢子丝

孢子

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菌丝细胞结构

细胞壁：类似G+细菌

菌丝无横隔

呈现单细胞多核态

繁殖：一般以分生孢子繁殖；以菌丝分支片段繁殖

代表：链霉菌属

约500多种，分布于含水量低、通气性好的土壤中

约50%抗生素来自于链霉菌（氨基糖苷类抗生素——大环内酯类等）

蓝细菌

一类能进行产氧光合作用的原核生物

形态：单细胞、丝状体

细胞结构

细胞壁与G-相似，无鞭毛

细胞内：类囊体（有叶绿素a、α、β胡萝卜素、藻胆蛋白和光合电子传递链组分），无叶绿体

特点：分布广泛、起源古老、先锋生物

研究意义

农业

土壤肥力及氮素平衡重要因素

饲料与绿肥：鱼腥蓝细菌与红萍共生

食药用

环保：水体富营养化环境监测指标

赤潮、水华危害渔业和养殖业

古菌

定义介于真细菌与真核生物之外的第三种生命形式

生存环境：热泉、盐湖、厌氧沼泽等超高温、强酸碱、高渗透压、严格无氧等极端环境

生理特性

形态结构

主要类群

产甲烷菌

极端嗜盐菌

嗜热嗜酸菌（硫酸还原古菌、极端嗜热古菌）

转性嗜热

中心主题

主题

主题

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