细胞按其基本结构,可分为两大类,一类是原核细胞,一类是真核细胞.原始细胞指构成细菌和蓝藻等低等生物的细胞,比较原始,在进化上比较低等,结构也比较简单,没有典型的细胞核和细胞器.
真核细胞与原核细胞不同,具有明显的细胞核结构和各种细胞器.其结构远比原核细胞复杂,由细胞膜、细胞质和细胞核三个基本部分组成.现在存活的150多万种生物中绝大部分是由真核细胞组成的.
碳、氢、氧、氮、磷、硫6种元素是组成细胞原生质的主要元素.构成细胞的有机物一般指含碳化合物或碳氢化合物及其衍生物的总称.由碳、氢、氧、氮、硫、磷等结合所构成的有机化合物――糖类、脂肪、蛋白质和核酸等,是生物体中最重要的有机化合物,也是细胞中最重要的有机化合物.
微生物的种类繁多,有数十万种以上.按其大小,结构,组成等,分为三大类:
1.非细胞型微生物:最小.无典型的细胞结构,无产生能量的酶系统,只在活细胞内生长繁殖.核酸类型为DNA活或RNA,两者不同时存在.病毒属于这一类.
2.原核细胞型微生物:这类微生物的原始核为环状裸DNA团状结构,无核膜,核仁,细胞器很不完善,只有核糖体.DNA和RNA同时存在.这类微生物种类繁多,有细菌,支原体,衣原体,立克次氏体,螺旋体和放线菌.由于后五类结构和组成与细菌相似.将其列入广义细菌范畴.
3.真核细胞型微生物:细胞核分化程度高,有核膜与核仁,细胞器完整.真菌属此类.
不同于以上三类微生物的一个特殊:前一时期的疯牛病的病原体是朊粒(prion)又称传染性蛋白粒子,是医学生物学领域中至今未彻底弄清的一种蛋白质传染因子.其最主要成分是一种蛋白酶抗性蛋白(PrP),至今未发现核酸,对各种理化因素抵抗力强.具有传染性,潜伏期长.在人和动物中引起海绵状脑病(TSE)为特征的致死性中枢神经系统的慢性退化性疾患
国际上微生物指单细胞生物,也就整个生命周期是以未分化单个细胞进行的生物。
单细胞生物可以大体分为细菌、古菌、单细胞真核生物。细菌和古菌都是原核生物,没有细胞核,真核生物有细胞核和复杂的细胞器。古菌的细胞膜由醚脂构成,细菌和真核生物的细胞膜由酯脂构成。细菌和古菌都是环状染色体,真核生物有多条线状染色体。古菌和真核生物对DNA进行解码和转录的机制相似,细菌则有自己的模式。古菌的代谢方式为产甲烷作用,细菌有多种代谢方式其中包括光合作用和呼吸作用。真核生物的代谢方式是光合作用和呼吸作用。古菌和细菌只能进行无性繁殖,通过基因横向转移进行遗传物质交换。真核生物可以进行有性和无性繁殖。
单细胞真核生物不是一个严格意义上的分类,只是动物、多细胞真菌、多细胞植物、褐藻以外的真核生物。可以细分成相当多的子类,各有各的特点。
微生物(microorganism, 简称microbe)是一些肉眼看不见的微小生物的总称。作为地球上最古老的生物,微生物无处不在。几乎所有生物体——植物或动物的生命,都与微生物有关。新冠病毒的爆发将大众带入了一个微观世界,其实自然界存在的微生物达数十万种,广泛分布在土壤、空气、水、人与动物的体表及其外界相通的腔道,如呼吸道、消化道、泌尿生殖道等部位。绝大多数微生物对人类和动植物的生存是有益的,有些甚至是必要的。只有少数能引起人类及动植物发生病害,称为病原微生物。
一、微生物的类型
按照微生物细胞结构和组成不同将其分成三种类型:
1、原核细胞型微生物:仅有原始核,无核膜、无核仁,染色体仅为单个裸露的DNA分子,无有丝分裂,缺乏完整的细胞器。如细菌、放线菌、螺旋体、支原体、衣原体、立克次体。
2、真核细胞型微生物:细胞核分化程度较高,有典型的核结构(有核膜、核仁、染色体,由DNA和组蛋白组成),行有丝分裂。胞浆内有多种完整的细胞器。如真菌、藻类。
3、非细胞型微生物:结构最简单,体积最微小,能通过细菌滤器,无细胞结构,由单一核酸(DNA或RNA)和(或)蛋白质外壳组成,无产生能量的酶系统。必须寄生在活的易感细胞内生长繁殖。如病毒、亚病毒和朊粒。
二、常见的几种微生物
下面我们来详细了解一下几种常见的微生物:
1、细菌:
细菌是一类细胞细短,结构简单,胞壁坚韧,多以二分裂方式繁殖和水生性强的原核生物。分布在温暖,潮湿和富含有机质的地方。具有细胞膜、细胞壁、细胞质和核质。单个细菌用肉眼是看不见的,当单个或少数细菌在固体培养基上大量繁殖时,便会形成一个肉眼可见的,具有一定形态结构的子细胞群落。菌落是菌种鉴定重要的依据。不同种类的细菌菌落的大小,形状光泽度颜色硬度透明度都不同。
2、真菌:
真菌是一种具真核的、产孢的、无叶绿体的真核生物。真菌具有真正的细胞核;没有叶绿素,以吸收为营养方式的异养生物;其典型的营养体为丝状分支结构;细胞壁的主要成分为几丁质或纤维素或两者兼有。包含霉菌、酵母、蕈菌以及其他人类所熟知的菌菇类。真菌的细胞含甲壳素, 能通过无性繁殖和有性繁殖的方式产生孢子。
真菌的形态:
单细胞真菌呈圆形、椭圆形或圆柱形,包括酵母型和类酵母型真菌。多细胞真菌形态较复杂,由菌丝(hypha)和孢子(spore)两大基本结构组成。
菌丝:由成熟的孢子在基质上生出嫩芽,称为芽管,芽管逐渐延长呈丝状,称为菌丝。菌丝可长出许多分支,交织成团,称菌丝体(mycelium)。菌丝根据结构,分为有隔菌丝(有隔膜,将一条菌丝分隔为数个细胞)和无隔菌丝(无隔膜,一条菌丝即为一个细胞)。
根据功能,分为营养、繁殖、气生菌丝。根据形态,分为结节状、球拍状、螺旋状、鹿角状等。
孢子:是真菌的繁殖结构,是由生殖菌丝产生的一种繁殖体。真菌的孢子分为无性孢子和有性孢子两大类。
1)无性孢子:是指不经过两个性器官或性细胞的结合而产生的孢子。
a)叶状孢子。由菌丝细胞直接形成的生殖孢子。有3种类型①芽生孢子②关节孢子③厚膜孢子。
b)分生孢子。生殖菌丝末端及分支的细胞分裂或浓缩形成的单个、成簇或链状的孢子,是多细胞真菌最常见的一种无性孢子,有大小之分,分为大分生孢子和小分生孢子。
c)孢子囊孢子。由菌丝末端形成一种囊状结构即孢子囊,内有许多孢子称为孢子囊孢子。
2)有性孢子:是由同一菌体或不同菌体的两个细胞或性器官融合,经减数分裂所产生的孢子。产生的有性孢子分为四类。
a)卵孢子。在一个菌丝上生出两个配子囊,小的为雄器,大的是藏卵器,二者配合,雄器的内容物经由受精管进卵球,形成卵孢子。见于鞭毛菌亚门的卵菌纲。
b)接合孢子。两个菌丝侧枝肿胀,顶端接触结合而形成接合孢子。见于半知菌亚门接合菌纲。
c)子囊孢子。子囊的形成有单纯的和复杂的多种方式,子囊内有4~8个子囊孢子,有的外面有子囊壳,包有子囊果。见于子囊菌亚门。
d)担孢子。在担子梗顶端产生4个担孢子,由此不断产生孢子。见于担子菌亚门。
3、病毒:
病毒是一类由核酸和蛋白质等少数几种成分组成的“非细胞生物”,但是它的生存必须依赖于活细胞。一般直径在100nm左右,最大的病毒直径为200nm的牛痘病毒,最小的病毒直径为28nm的脊髓灰质炎病毒。
病毒的基本结构:病毒的蛋白质外壳称为衣壳,遗传物质多为RNA或DNA。衣壳与核酸分子统称为核衣壳。但以HIV为例,病毒表面还包裹着类似细胞膜的胞膜和刺突结构,与衣壳共同决定病毒的特异性。此外还有一些酶:如逆转录酶。 多数常见病毒由蛋白质外壳和一种核酸(DNA或RNA)组成;但是朊病毒没有核酸,只有蛋白质;还有类病毒没有蛋白质,只有一种核酸。病毒的形态主要有三种,杆状、球状、蝌蚪状。此外还有弹状、砖状。而有些病毒可具有多形性,如流感病毒可呈球形、丝状和杆状等多形态。
病毒分类:
病毒不仅分为植物病毒(如烟草花叶病毒等),动物病毒(如禽流感病毒、天花病毒、HIV等)和细菌病毒(噬菌体),也可根据戴维·巴尔的摩分类法(基于病毒mRNA的生成机制)分为以下几种:
(1)双链DNA病毒(如腺病毒、疱疹病毒、痘病毒)
(2)单链DNA病毒(如小DNA病毒)
(3)双链RNA病毒(如呼肠孤病毒)
(4)(+)单链RNA病毒(如微小核糖核酸病毒、冠状病毒、披膜病毒)
(5)(−)单链RNA病毒(如正黏液病毒、炮弹病毒)
(6)单链RNA反转录病毒(如反转录病毒科)
(7)双链DNA反转录病毒(如肝病毒)
例如新冠病毒,属于一种冠状病毒,是一种具有包膜结构,含有单股正链RNA(+RNA)的病毒。包膜可以帮助病毒粒子以类似于胞吞的方式侵入宿主细胞内,而单股+RNA链可以充当mRNA,直接进行翻译过程合成蛋白质。遗传物质在复制时,先以+RNA链为模板,遵循碱基互补配对原则合成互补-RNA链,再用-RNA链指导合成多条+RNA链,新合成的蛋白质与+RNA遗传物质链组装成新的病毒粒子。新冠病毒归属于RNA复制型病毒(如图中所示的1,2过程),而HIV病毒则是反转录型病毒(如图中所示的5,6,7过程)。
病毒的生命活动中一个显著的特点为寄生性,只能寄生在某种特定的活细胞内才能生活。并利用宿主细胞内的环境及原料快速复制增殖。在非寄生状态时呈结晶状,不能进行独立的代谢活动。生命过程大致分为:吸附,注入(遗传物质),合成(逆转录/整合入宿主细胞DNA),组装(利用宿主细胞转录RNA,翻译蛋白质再组装),释放五个步骤。
无处不在的微生物与人类共同生存了数百万年,它们曾造福于人类,也给人类造成过毁灭性的灾难,始终保持着“亦敌亦友”的奇妙关系。新冠肺炎疫情就是当今世界正在发生的最严重流行性疫病,已在世界各国蔓延近3年,尚未得到有效的控制。人类对微生物的了解、探索任重而道远,对微生物的认识和研究是我们打开未知世界大门的钥匙。通过不断进步的科技手段,我们期待着能够更好地了解和利用微生物,防治病原微生物,以应对当今和未来所面临的巨大挑战。
连彩 | 文案
生物细胞可分为两类,一类比较原始,结构简单,没有成形的细胞核,细胞质中也没有线粒体、叶绿体、内质网等复杂的细胞器,这一类细胞称为原核细胞;另一类细胞结构比较复杂,有核膜包围的成形的真正的细胞核,细胞质中有各种类型的细胞器,称为真核细胞。
根据细胞的有无以及细胞结构特点的不同,人们把微生物分为三大类,它们是原核细胞型微生物,例如细菌和放线菌;真核细胞型微生物,如真菌;非细胞型微生物,例如病毒等。
微生物个体很小,一般只有用显微镜把它们放大几百倍或几千倍,乃至几十万倍才能看清楚它们。
微生物结构都很简单;往往都是单细胞的,也就是说,一个细胞就是一个独立的生命体了。像无处不在的细菌、主要存在于土壤中的放线菌以及我们平时发面蒸馒头用的酵母菌等,都是单细胞微生物。
而有的微生物如病毒,小得连一个细胞都不是,它们专门生活在活细胞内。一个细胞里可以装下许多个病毒。在普通的光学显微镜下根本看不到病毒,只有在电子显微镜下把它们放大几万倍甚至几百万倍才能看清。
还有一些微生物的结构和生活介于细菌和病毒之间,它们有了类似细胞的结构,但是比细菌更简单,像病毒一样,也本能独立生活,必须寄生在活细胞内,如引起流行性斑疹伤寒的立克次氏体,引起人体原生性非典型肺炎的支原体,引起沙眼的衣原体等。
在微生物王国里,真菌属于真核细胞型微生物,它们的结构要比细菌、放线菌复杂一些。除了酵母菌是单细胞的以外,绝大多数真菌都是由许多细胞构成的。
真菌细胞的结构与高等植物细胞相差无几。在夏天里,如果食品放久了或衣物管理不当,就会长毛发霉,这是最常见的真菌,叫作霉菌。当然,在微生物的“小人国”里也有“巨人”,我们用肉眼就可以看到,如餐桌上常见的蘑菇、木耳、银耳、猴头菇等大型食用真菌。
地球上的微生物种类成千上万,它们无处不在,无所不能。可以说,我们每时每刻都在与微生物打着交道,甚至在我们的皮肤上、骨和肠道里也有大量微生物的存在。
动物细胞和植物细胞的结构区别主要有四个:细胞壁、液泡、叶绿体和中心体,其中细胞壁、液泡、叶绿体植物细胞有,动物细胞没有,中心体动物细胞和低等植物细胞有,高等植物细胞没有,液泡只在成熟植物细胞中明显,叶绿体只存在于植物的绿色部位,所以动、植物细胞最本质的区别是细胞壁。而微生物是一个泛称,不是一个分类单位,包括病毒、原核生物、原生生物和真菌四大类,病毒无细胞结构,原生生物和真菌是真核生物,所以原核细胞结构与真核细胞结构的最大区别是原核细胞无成形的(即由核膜包被的)细胞核,另外原核细胞无核仁和染色体,只有核糖体,无其它细胞器。
关键词:微生物细胞结构