细菌的结构和繁殖方式:
1、细菌的结构:广义的细菌即为原核生物是指一大类细胞核无核膜包裹,只存在称作拟核区(或拟核)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。
①细菌主要由细胞膜、细胞质、核糖体等部分构成,有的细菌还有荚膜、鞭毛、菌毛等特殊结构。绝大多数细菌的直径大小在0.5~5μm之间。并可根据形状分为三类,即:球菌、杆菌和螺形菌(包括弧菌、螺菌、螺杆菌)。
②按细菌的生活方式来分类,分为两大类:自养菌和异养菌,其中异养菌包括腐生菌和寄生菌。按细菌对氧气的需求来分类,可分为需氧(完全需氧和微需氧)和厌氧(不完全厌氧、有氧耐受和完全厌氧)细菌。按细菌生存温度分类,可分为喜冷、常温和喜高温三类。
③细菌的发现者:荷兰商人安东-列文虎克。
④细菌的营养方式有自养及异养,其中异营的腐生细菌是生态系中重要的分解者,使碳循环能顺利进行。部分细菌会进行固氮作用,使氮元素得以转换为生物能利用的形式。
2、细菌的繁殖:
①细菌一般是以二分裂方式进行无性繁殖。
在适宜条件下,多数细菌繁殖速度极快,分裂一次需时仅20~30分钟。球菌可从不同平面分裂,分裂后形成不同方式排列。细菌的代时决定于细菌的种类又受环境条件的影响,细菌代时一般为20~30分钟,个别菌较慢,如结核杆菌代时为18~20小时。
②细菌分裂可分4步:第一步是核复制,细胞延长;第二步是形成横隔膜;第三步是形成明显的细胞壁;第四步是细胞分裂,子细胞分离。
球菌可沿一个平面或几个平面分裂,所以可以出现多种排列形态;杆菌一般沿横轴进行分裂。除无性繁殖外,已证明细菌存在着有性繁殖,不过频率很低。
3、细菌群体生长分为四个时期:迟缓期、对数期、稳定期、衰亡期。
知识拓展:
1、细菌的细胞壁:细胞壁厚度因细菌不同而异,一般为15-30nm。主要成分是肽聚糖,相邻聚糖纤维之间的短肽通过肽桥(革兰氏阳性菌)或肽键(革兰氏阴性菌)桥接起来,形成了肽聚糖片层,像胶合板一样,粘合成多层。革兰氏阳性菌细胞壁有的还具有少量蛋白质。革兰氏阴性菌细胞壁由外向内依次为脂多糖、细菌外膜和脂蛋白。
2、细菌细胞壁的功能包括:
①保持细胞外形,提高机械强度;
②抑制机械和渗透损伤(革兰氏阳性菌的细胞壁能耐受20kg/cm2的压力);
③介导细胞间相互作用(侵入宿主);
④防止大分子入侵;
⑤协助细胞运动和生长,分裂和鞭毛运动。
3、荚膜:许多细菌的最外表还覆盖着一层多糖类物质,边界明显的称为荚膜(capsule),如肺炎球菌,边界不明显的称为粘液层(slimelayer),如葡萄球菌。荚膜对细菌的生存具有重要意义,细菌不仅可利用荚膜抵御不良环境;保护自身不受白细胞吞噬;而且能有选择地粘附到特定细胞的表面上,表现出对靶细胞的专一攻击能力。例如,伤寒沙门杆菌能专一性地侵犯肠道淋巴组织。细菌荚膜的纤丝还能把细菌分泌的消化酶贮存起来,以备攻击靶细胞之用。
4、鞭毛:是某些细菌的运动器官,由一种称为鞭毛蛋白(flagellin)的弹性蛋白构成,结构上不同于真核生物的鞭毛。细菌可以通过调整鞭毛旋转的方向(顺和逆时针)来改变运动状态。
5、芽孢:芽孢是细菌的休眠体,对不良环境有较强的抵抗能力。小而轻的芽孢还可以随风四处飘散,落在适当环境中,又能萌发成为细菌。细菌快速繁殖和形成芽孢的特性,使它们几乎无处不在。
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