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普通生物学/生物分类/真细菌

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在本页,我们将探讨真细菌界。细菌无处不在;它们存在于我们的身体和食物中。细菌也是原核生物;绝大多数以单细胞形式生存,但它们能够产生菌落或连接成链形成丝状体。

细菌分类

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有许多方法可以对细菌进行分类。

由于细菌通常独立生存,因此根据它们的形状很容易区分它们。细菌细胞有三种主要形状

1) 球菌:圆形,有突起

2) 杆菌:杆状,有裂缝

3) 螺旋菌:螺旋形,有凹槽

细菌的形状可以为细菌带来一些优势。例如,螺旋菌能够比球菌或杆菌更容易地穿过液体。

此外,细菌可以根据其生长特征模式(分组)进行分类。前缀双-表示成对排列的细胞。前缀葡萄-描述像葡萄一样成簇排列的细菌。前缀链-表示成链排列的细菌。

细胞壁结构

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1) 革兰氏阳性:革兰氏阳性细菌具有简单的细胞壁,在质膜前仅由一层肽聚糖组成。用紫色和红色染料染色时,革兰氏阳性细菌呈紫色。有时呈蓝色,取决于温度。这些细菌中大量的肽聚糖会将紫色染料困在细胞质中,掩盖红色染料。

2) 革兰氏阴性:革兰氏阴性细菌具有更复杂的细胞壁,由一层脂多糖膜和一层肽聚糖组成。革兰氏阴性细菌呈红色。

碳和能源来源

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生物体需要能量来做功和进行新陈代谢,还需要碳来构建有机细胞结构。

1) 光合自养生物 - 能量和碳都来自光合作用。

2) 光合异养生物 - 能量来自光合作用,但碳必须从食物中获得。

3) 自养生物 - 能量必须从食物中获得,而碳来自光合作用。

4) 异养生物 - 能量和碳都必须从食物中获得。

细菌的繁殖

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无性繁殖

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细菌通常进行无性繁殖。由于缺乏细胞核,它们无法通过有丝分裂或减数分裂进行繁殖。相反,它们会进行二元裂殖

1. 细菌复制其原始的单个染色体。

2. 复制了两份原始的单个染色体后,细胞伸长(拉伸)以分离两条染色体。

3. 两条染色体复制之间开始形成隔膜(分隔物)。

4. 隔膜形成完毕并将一个细菌分成两部分。

5. 细菌分裂成两个子细菌。

有性繁殖

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在不利条件下,细菌可以通过接合过程进行有性繁殖。

1. 两条细菌之间形成一个菌毛(桥接结构)作为连接。

2. 两条细菌中的一条将全部或部分染色体通过菌毛转移到另一条细菌中。

3. 接收了新的遗传物质后,接受菌然后进行二元裂殖,产生更多具有相同遗传组成的细胞。

孢子形成

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如果周围环境对细菌不利,它们可能会进入休眠状态以保护自己。在这种情况下,细菌会在其 DNA 和少量细胞质周围形成坚韧的外层包被。这会形成称为内生孢子的小型种子状结构。当生存环境再次变得有利时,内生孢子会分解。

当细菌受到内生孢子的保护时,它们更难以被杀死。但是,一种可靠的方法是对内生孢子进行高压灭菌,即用高压蒸汽的容器进行处理。

基因重组

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细菌的遗传组成可以通过三种方式改变:转导转化接合。并非所有细菌的染色体都位于细菌的核区。一些细菌的基因包含在质粒中,质粒是独立于主染色体的小环状 DNA。它们包含一个到几个基因,而且通常与染色体中发现的基因不同。

当噬菌体感染细菌并将噬菌体的核酸注入细菌时,就会发生转导。然后噬菌体的核酸成为细菌 DNA 的一部分。有关更多信息,请参阅有关病毒的课程:普通生物学/生物分类/病毒

1. 细菌遇到来自其他死亡或受损细菌的 DNA。

2. 接受菌接受核酸。

3. 接受菌和供体 DNA 结合。

4. 接受菌现在在遗传上发生了改变。

请参考上面关于有性繁殖的描述。

细菌与人类健康

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与大多数事物一样,细菌也有好坏之分。一些有益细菌的例子包括硝化细菌和乳酸杆菌属的成员。有害细菌会导致肺炎、肉毒杆菌中毒、感染以及人体内的许多其他疾病。

为了阻止人体内不必要的细菌生长,抗生素以多种方式影响细菌。一些抗生素会阻止细菌构建或修复细胞壁或膜,阻止其制造更多的 RNA 或 DNA,或针对某些细胞器。抗生素通常直接杀死细菌或抑制其生长,以便让身体的免疫系统完成工作。

为了选择最有效的抗生素,医生必须应用对细菌的了解和知识。例如,头孢菌素类抗生素对革兰氏阴性细菌更有效。

真细菌练习题

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1. 列举二元分裂和有丝分裂的两个相似之处。

2. 列举二元分裂和减数分裂的两个区别。

3. 将下列生物分类为光合自养、光合异养、化能自养或化能异养

a) 向日葵
b) 金鱼
c) 人类
d) 蓝细菌
e) 氧化铁细菌

4. 在球菌、杆菌和螺旋菌中,哪种细菌最能抵抗干燥?

5. 细菌可以通过共享遗传信息来帮助其他细菌抵抗抗生素。

a) 这种遗传信息位于细菌的哪个部位?
b) 细菌最有可能使用哪种基因转移方法来实现这一目的?

6. 一些细菌是否可能以内生孢子状态存活数百甚至数千年? 请阐述你的观点。

真细菌练习题答案

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