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1、n分化：是指细胞在一定的条件下，朝不同方向发展，分化：是指细胞在一定的条件下，朝不同方向发展，使其形态结构，生理功能发生一系列的变化，最终导使其形态结构，生理功能发生一系列的变化，最终导致一种细胞转变为另一种细胞的过程。致一种细胞转变为另一种细胞的过程。n微生物的分化一般只发生在微生物的分化一般只发生在细胞水平细胞水平，只有少数种类，只有少数种类的微生物会由分化细胞形成分化组织。的微生物会由分化细胞形成分化组织。n发育：生物体经过生长和发育使机体由小到大，由简发育：生物体经过生长和发育使机体由小到大，由简单到复杂，由性不成熟到性成熟的过程。单到复杂，由性不成熟到性成熟的过程。n微生物的发育阶段
2、远不象动植物那样清晰可辨，因此微生物的发育阶段远不象动植物那样清晰可辨，因此可以把微生物的发育定义为使机体进一步复杂化的过可以把微生物的发育定义为使机体进一步复杂化的过程。程。n对于单细胞的微生物来说，个体生长的过程或个体生对于单细胞的微生物来说，个体生长的过程或个体生长与分化的过程都可被认为是发育；而对于多细胞的长与分化的过程都可被认为是发育；而对于多细胞的微生物来讲，发育包括了生长、分化、性成熟，甚至微生物来讲，发育包括了生长、分化、性成熟，甚至多细胞结构（如子实体）形成的全部过程。多细胞结构（如子实体）形成的全部过程。球形细胞杆状细胞革兰氏反应阳性阴性细胞壁厚度厚，31nm薄，22nm肽
3、聚糖多糖链短，40长，114-135肽聚糖短肽交联度少多短肽交联方式由二苷肽相连直接相连鞭毛无有DNA较低较高（X2）RNA较低较高（X3）蛋白质较低较高（X3）cAMP水平高低肽聚糖裂解酶活性高低Candidiasis albicans 念珠菌念珠菌 n芽孢有比较厚的壁和高度的折光性，在光学显微镜下观察芽孢为一透明小体，由于普通碱性染料不易使芽孢着色，通常采用特殊的芽孢染色以便于观察。n利用电子显微镜，不仅可观察到芽孢的表面特征，还可观察到一个成熟的芽孢具有核心、内膜、初生细胞壁、皮层、外膜、外壳层及外孢子囊等多层结构。芽孢示意图芽孢示意图1.3 芽孢的形成n 轴丝形成轴丝形成 在营养细胞内
4、，分开存在的两个染色体首先发生构型变化，即两个染色体聚集在一起，以致密发育的形式，逐渐成为一个连续的、位于细胞中央的轴丝状结构，并通过中间体与细胞膜相连接。有人认为这是芽孢早期所具有的特异结构，是抗辐射的物质基础。n隔膜形成隔膜形成 在接近细胞一端处，细胞膜内陷，向心延伸，产生隔膜，将细胞分成大小两部分。与此同时，轴丝状结构也分为两部分。n 前孢子形成前孢子形成 在细胞中，较大部分的细胞膜围绕较小部分迅速地继续延伸，直至将小的部分完全包围到大的部分中为止。这个新形成的细胞(结构)称为前孢子(forespore)。此时前孢子由两层极性相反的细胞膜组成，其中内膜将发育成为营养细胞的细胞膜。n皮层形
5、成皮层形成 由于前孢子迅速进行合成作用，新形成的物质沉积于前孢子的两层极性相反的细胞膜之间，逐渐发育形成皮层(corter)。与此同时，随着 2,6-吡啶二羧酸(dipicolinic acid，简称 DPA)的合成，Ca 2+的吸收，出现 DPA-Ca 复合物；而且在前孢子的外面也开始形成外壳层。此时的皮层，似乎变成了一种呈现出条纹的多层结构。Sporulation involves successive changes in the sigma factors that control the initiation specificity of RNA polymerase.The cas
6、cades in the forespore(left)and the mother cell(right)are related by signals passed across the septum(indicated by horizontal arrows).英国英国NatureNature杂志，杂志，20062006年年5 5月月1818日出版日出版 封面故事：微观世界中合作与欺骗的演化封面故事：微观世界中合作与欺骗的演化Evolution of an obligate social cheater to a superior cooperator 2 2、柄细菌的分化、柄细菌的分化
7、从细胞表面延伸出一个柄；从细胞表面延伸出一个柄；新月柄细菌，细胞呈月牙状新月柄细菌，细胞呈月牙状2.12.1、生活周期、生活周期 一次分裂产生两种细胞，游动细胞叶柄状细胞一次分裂产生两种细胞，游动细胞叶柄状细胞 游动细胞：一极着生一根鞭毛一些纤毛，可以游动细胞：一极着生一根鞭毛一些纤毛，可以进行趋化运动，将柄细菌传播到新的环境进行趋化运动，将柄细菌传播到新的环境 叶柄状细胞：通常以叶柄部分或吸器固定在物体叶柄状细胞：通常以叶柄部分或吸器固定在物体表面，可以进行表面，可以进行DNADNA的复制细胞分裂，分裂后产的复制细胞分裂，分裂后产生一个游动细胞一个叶柄状细胞生一个游动细胞一个叶柄状细胞 游动
8、细胞代谢活跃，不能进行复制分裂，游动细胞代谢活跃，不能进行复制分裂，经过一段时间后，脱掉鞭毛纤毛，在该位置经过一段时间后，脱掉鞭毛纤毛，在该位置产生柄状结构，产生柄状结构，DNADNA开始复制。开始复制。在柄状结构的前端形成吸器，将细胞固定在在柄状结构的前端形成吸器，将细胞固定在固体表面。固体表面。柄状细胞拉长，在另一极合成鞭毛，形成一柄状细胞拉长，在另一极合成鞭毛，形成一个分裂前细胞。个分裂前细胞。分裂产生两个不同细胞。分裂产生两个不同细胞。2.22.2、柄细菌细胞结构的发育、柄细菌细胞结构的发育 首先要在一个特定位点进行膜的生物合成，首先要在一个特定位点进行膜的生物合成，且合成方向与细胞体上膜的合成方向垂直且合成方向与细胞体上膜的合成方向垂直 需要在细胞周期中的一个合适的时间启动需要在细胞周期中的一个合适的时间启动 受到磷酸盐水平的调控。受到磷酸盐水平的调控。梁永恒梁永恒南京农业大学生命科学学院微生物系南京农业大学生命科学学院微生物系办公室：生科楼办公室：生科楼C5009Tel:8439 6376(Office)E-mail: 2010年年1月月17日日8:00-10:00主楼主楼133
Chapter 11 微生物的分化和发育
