【工具辅导类】世界科技全景百卷书 (66)认识微生物.pdf

认识微生物
微生物家族

微小世界的主角

提起细菌人们首先想到的是导致疾病、残害人命的病原菌,事实上病原
菌只是细菌的一部分,大多数细菌能给我们带来很大的好处,生产味精、积
累氮肥、净化环境都离不开细菌。
细菌是一类构造简单的单细胞生物,个体极小,必须用显微镜才能观察
得到。它没有成型的细胞核,只有一些核质分散在原生质中,或以颗粒状态
存在。所以,科学家们称它们是原核生物。
细菌的种类繁多,而且分布极广,地球上从万米的高空,到深度达
万米的海洋中到处都有细菌的踪影。
凡是与空气接触的物品就会带菌,而细菌遇到有充足养料之处就能很快
地生长繁殖。通常动物在出生或孵化前,体内是无菌状态的,然而在出生过
程或孵化时很快地污染了母体或卵壳上的细菌,因而在极短的时间内,细菌
就会布满其全身。这些细菌绝大多数是有益的,比如人和动物肠道中的细菌
能协助分解某些食物。动物体内的组织通常是无菌的,除非病时被病原菌侵
入。
细菌不仅种类繁多,它们的长相也各有不同,通常我们把细菌依它们的
外形区分为个类群:球状的细菌称为球菌,长圆柱形的称为杆菌,细胞略
呈弯曲或弓形的称为弧菌,呈螺旋状的称为螺旋菌。
在球菌中,有的独身只影,称为单球菌,如尿素小球菌;有的成双成对,
称为双球菌,如肺炎双球菌;有的四个菌体连在一起,称为四联球菌,如四
联小球菌;有的八个菌体选在一起,似“叠罗汉”,称为八叠球菌,如藤黄
八叠球菌;有的像一串串链珠,称为链球菌,如乳酸链球菌;也有的菌体不
规则的聚集在一起,像一串串葡萄,称为葡萄球菌,如金黄色葡萄球菌等。
杆菌,又分为长杆菌,如乳酸杆菌;短杆菌,如谷氨酸生产菌;
中型杆菌——介于长杆菌和短杆菌之间,如大肠杆菌等。有的杆状菌体能连
在一起,称为链杆菌,如炭疽杆菌;还有的杆菌体能长出侧枝,称为分枝杆
菌,如结核杆菌。
在弧菌中,最有代表性的就是霍乱弧菌。在螺旋菌中,常见的是口腔齿
垢中的口腔螺旋体。除了这类菌外,还有一类丝状细菌,其杆状菌体连成
长链,外面围有共同的粘质衣鞘,形成丝状或毛发状,叫鞘衣细菌,这类菌
常见于下水道或其他有机质丰富的水中。
如果我们把细菌切开来观察,细菌的最外层是结实的保护层,称为细胞
壁,它包裹着整个菌体使细胞有固定的形状。其主要成分是肽聚糖。细胞壁
的里面是一层薄而柔软的富有弹性的半透膜——细胞膜,它是细胞内外的交
换站,控制着细胞内外的物质交换。细胞膜是由脂类、蛋白质和糖类组成的。
细胞膜包裹着细菌的所有生命物质——细胞质,这是由一团粘稠的胶状物质
组成,内含各种酶系统,是生化反应的场所,也是贮藏代谢产物的“仓库”。
其化学组成主要是水、蛋白质、核酸和脂类等。在细胞质内,细菌具有一个
核区,不过,这种“核”和高等生物不同,它没有核膜围绕,只是由遗传物
质卷曲缠绕而成,其化学组成主要是核酸。
有些细菌除具有一般结构外,还具有特殊的结构:荚膜、芽孢、鞭毛。
某些细菌的细胞壁外,有一层粘液状、像果冻般的荚膜,具有保护细菌
的功能,以阻抗细菌周围的化学物质的侵害。因此有荚膜的细菌不易用药物
杀死。荚膜的成份因细菌而异,大多数是多糖或多肽。
某些细菌在其生长的一定阶段,于营养细胞内形成一个圆形或卵圆形的
内生孢子,称为芽孢。芽孢是细菌的休眠体。其含水量低,壁厚而致密,对
热、干燥、化学药剂的抵抗能力很强。因此,在食品、医药、卫生、工业部
门都以杀死芽孢为标准来衡量灭菌是否彻底。芽孢能脱离细胞独立存在,在
干燥情况下能活年之久,当条件适宜时,芽孢就发芽长成新的菌体。但是,
芽孢并不是细菌繁殖后代的方式,因为一个菌体只能产生一个芽孢。细菌繁
殖后代并不像动物那样是由老子生儿子。它们极为简单,是由一个菌体直接
平分就变成两个,两个继续平分就变成四个。因此,很难分清楚它们谁是老
子,谁是儿子。在应用中,把它们的菌体细胞分裂一次叫做繁殖一代。
细菌的繁殖速度一般来说相当快,据科学家计算,按每分钟细菌分裂
一次, 小时后一个细菌可变成个, 小时就可以变成个, 小时内可
以繁殖代,即多万亿亿个细菌。如果按一个细菌重× 克计算,
那么, 小时内一个细菌所形成的菌体重量将是多吨。当然,这种繁
殖速度是我们人为计算出来的。实际上,微生物即便在人工提供的最理想的
条件下,也很难维持很长时间。因为随着微生物数量的急聚增加,营养物质
很快就会被消耗掉,出现“饥饿”现象。同时,在微生物新陈代谢的过程中,
也产生了大量的代谢产物和废物。这些代谢产物和废物达到一定浓度后,就
会抑制微生物的生长和繁殖。限于当前的技术条件,