【矩道生物虚拟实验】让人又爱又恨的细菌

2022/3/3 18:42:32 矩道科技 产品动态

细菌的发现历程

在荷兰人列文虎克发现这些呈杆状、螺旋状或球状的小生物前,人们并不知道有细菌这样的一类生物。列文虎克是在一位从未刷过牙的老人牙垢上发现它们的,但那时的科学家认为细菌是自然产生的。直到19世纪中叶,巴斯德用鹅颈瓶实验指出,细菌是由空气中已有细菌产生的,而不是自行产生,并发明了“巴氏消毒法”,被后人誉为“微生物之父”。细菌这个名词最初由德国科学家埃伦伯格在1828年提出,用来指代某种细菌。

 

细菌长什么样?

现今原核生物与细菌几乎就是同义词,细菌又可分为两个域:真细菌和古核生物。依靠高倍显微镜或电镜的帮助,我们能看见许多微小的细菌,虽然细菌的种类很多且大多都为单细胞,但是根据细菌外部形态的不同,大致可以分为三类:外形圆圆滚滚的,叫球菌;身材相对苗条竖直的,是杆菌;而蜿蜒曲折的,称螺旋菌。

 

细菌的内部结构

世界对他的恶意这么大,它当然要穿上厚厚的盔甲,那就是它的“外壳”,称为荚膜,细菌就靠它来保护自己。荚膜的下面是“细胞壁”,但它也不能与世隔绝呀,于是紧贴细胞壁内部有一层相对柔软的膜,称为细胞膜,它是食物和废物进出细胞的“门户”。细胞膜里面充满着粘稠的液体,这是细胞质,含有各种微粒和贮藏物质。细菌的遗传物质是拟核,没有成形的细胞核。因此这样的生物被称为原核生物。有的细菌还有长长的“尾巴”,那就是鞭毛,别小瞧它,它的左右摆动能让细菌快速移动。比如霍乱弧菌凭借鞭毛的摆动,1小时内能“飞奔”18厘米,这段距离相当于它身长的9万倍!

 

细菌的生殖方式

细菌是依靠分裂进行生殖的,它们繁殖的速度也是相当惊人,如果环境适宜,不到半小时,细菌就能分裂一次。芽孢是一个让人们非常头疼的东西,它是细菌的休眠体。有些细菌在生长发育后期,细胞壁增厚,个体缩小从而凝聚成椭圆形的休眠体,这就是芽孢。芽孢在恶劣生长条件下过几十年仍有活力,一旦环境适宜,芽孢就会吸水萌发,又成为一个有活力的菌体。这些特性使他们无处不在。

 

细菌的作用

一提到细菌人们往往都会皱起眉头。因为许多疾病都是由细菌引起的,所以人们对它总有一种厌恶和恐惧的感觉。其实,有害的细菌只占一小部分,多数细菌不仅能和我们和平共处,还可以为人类造福。例如,生物圈中的每分每秒都有生命的更迭,千万年世纪的变换,却始终让生物们有一个合适的空间生存,但它们的遗体不会凭空消失。这就是细菌和其他微生物的功劳。它们就是地球的清洁工,分解动植物躯体的同时转化成植物能够利用的养料,为促进自然界的物质循环立下了汗马功劳。

 

放线菌(真细菌域)

放线菌的个体由一个细胞组成,这与细菌十分相似,因此它们常被当作细菌家族中的一个独立的大家庭。不过,放线菌又有许多真菌家族的特点,例如菌体由许多无隔膜的菌丝体组成,所以从生物进化的角度看,它是介于细菌与真菌之间的过渡类型。

放线菌在土壤中分布最广泛,它们中绝大多数是腐生菌,能将动植物的遗体分解,然后转化成有利于植物生长的营养物质。医生常常使用链霉素、红霉素这一类抗生素治病,将许多生命从死神的手中抢回。主角就是在真细菌类群中唯一的单细胞放线菌——链霉菌属。目前发现的几千种抗生素中,有一半以上是由放线菌产生的。它的菌落颜色鲜艳,呈放射状,对人体无害,因此,人们常用它作食品染色剂,既美观,又安全。利用放线菌还可以生产维生素B12、蛋白酶和葡萄糖异构酶等医药用品。

 

大肠杆菌

 

大肠杆菌一直与我们的生活息息相关,它是我们肠道中十分重要的正常菌群,能够提供我们自身合成不了的维生素K2。不过,它也有发威的时候:当我们免疫力下降时,它就会成为致病菌,有可能引起我们肠道外的感染,比如败血症、泌尿道感染等;另一方面,有个别种类的大肠杆菌是有致病性的,能引起人类肠胃炎,导致腹痛、发热、腹泻等,对儿童来说更为严重。大肠杆菌在基因工程、生物能源方面的应用更加广泛。传统能源,像石油、煤炭等总会有用尽的一天,而对于研发它们的替代品,科学家们也做了不少的研究。例如生物柴油:通过基因改造,使得大肠杆菌可以生产出丙烷,丙烷是一种清洁能源。

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