的結構圖|400px]]
細菌(真細菌)的細胞結構獨特,與古菌和真核生物細胞結構有很大不同。
細菌的細胞結構相比真核生物,要簡單很多。細菌最外層的結構爲細胞壁。往內,則依次爲細胞膜、細胞質及擬核(環形DNA)。部分細菌還具有莢膜、芽孢、鞭毛等特殊結構。另外,細菌還有膜內摺形成的間體結構。與真核細胞不同,細菌一般來說沒有核膜包被的細胞核,也沒有複雜的內膜系統。其唯一的細胞器爲核糖體。通過革蘭氏染色,可以將細菌分爲革蘭氏陽性菌與革蘭氏陰性菌。革蘭氏陽性菌與革蘭氏陰性菌的細胞壁、鞭毛等在結構上均存在差異。
值得注意的是,目前只有大約1%的細菌得到了充分闡釋,人們對細菌結構的認知也僅僅是以這些細菌爲基礎,對其共性進行歸納,不能保證能完全代表所有細菌。例如,已經發現並不完全符合典型革蘭氏陽性菌/革蘭氏陰性菌特徵的細菌;浮黴菌門的細菌的核有膜包被,等。
細胞壁
細胞壁爲細菌最外部的一層堅韌、厚實的外被。革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌的細胞壁結構有所不同(革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌細胞壁結構的差異也是革蘭氏染色法的基本原理)。
肽聚糖
革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌的細胞壁中均含有肽聚糖在格里菲斯實驗中,R型(無莢膜)的肺炎雙球菌正是攝取了位於質粒上的S型(有莢膜)肺炎雙球菌關於莢膜生成的DNA而轉化爲S型肺炎雙球菌的。
擬核
擬核爲細菌胞內遺傳物質的一個形狀不規則的環狀DNA,攜帶了原核生物大部分的遺傳物質。擬核會在細菌分裂前一分爲二。擬核無核膜,與細胞質基質無明顯的界限。而核膜的有無,常常是劃分原核細胞與真核細胞的標準。細菌一般含有1-4個擬核,但也有細菌含有20-25個(比如褐球固氮菌)。
芽孢
,芽孢被孔雀綠染成了綠色]]
芽孢(Endospore)係一種由部分細菌在生長發育後期產生的沒有繁殖能力的特殊休眠體,它可以在環境適宜時發育爲完整的營養細胞(該過程稱爲「萌發」)。其形狀通常爲梭狀或棒槌狀。它對環境擁有極強的耐受力,能夠在營養細胞不能存活的環境中存活。芽孢的含水量低(平均40%),壁緻密,擁有一種特殊的化學物質2,6-吡啶二羧酸鈣。有說法認爲,2,6-吡啶二羧酸鈣能夠加強芽孢內生物大分子的穩定性,從而讓芽孢的耐熱性得以提高。部分沈積於湖底淤泥中的芽孢能夠存活500-1000年,亦有記錄表明,部分芽孢可以存活3000年。但是,芽孢能存活數億年這種觀點受到了學界的質疑 。普通的巴氏消毒法不能殺死芽孢。
芽孢耐熱的機理至今也沒有得到完美解釋。能夠產生芽孢的細菌不多,大部分爲屬革蘭氏陽性菌的芽孢桿菌。球菌中只有極個別的物種,如芽孢八疊球菌屬的能夠產生芽孢。而科學家至今也未能發現能產生芽孢的典型螺旋菌。
細菌還有類似於芽孢的休眠體,比如固氮細菌的孢囊(cyst),粘球菌的粘液孢子(myxospore)等等。
鞭毛
某些細菌在體表上長有一種具有運動功能長絲狀、波曲的附屬物,該結構即爲鞭毛。鞭毛的直徑僅有0.01~0.02μm,必須通過電子顯微鏡才可以直接觀察到。但是,鞭毛在經過染料加粗後,也可以用光學顯微鏡觀察到。革蘭氏陰性菌的鞭毛結構比革蘭氏陽性菌的複雜。鞭毛的運動速度很快,可達20~80μm/秒。
菌毛
菌毛(Pilus)係生在在細菌表面的一種纖細(直徑約7-9奈米)、中空、短直的蛋白質附屬物。其數目較多(單個細菌250-300根),主要見於革蘭氏陰性菌上。菌毛的結構比鞭毛要簡單,能讓細菌較牢固地附着在物體上。菌毛分爲普通菌毛和比普通菌毛要來得粗的性菌毛兩種。其中,後者係由質粒攜帶的一種致育因子(Ferility factor)控制,它能夠在細菌之間傳遞DNA,使得細菌的毒性及耐藥性能通過這種方式在細菌間傳遞。有的性菌毛還是RNA噬菌體的吸附受體。
註釋
参考文献
參見
- 細菌形態分類
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