李連發(fā)
摘 要:高中生物教材中的微生物介紹是學生學習中比較容易混淆和難于掌握的部分,由于微生物的分類多,每一類微生物又會有其子類別,每個類別的微生物之間既有不同的部分,又有很大程度的相似性,對微生物進行準確的分類,讓學生對其結構特點有深刻的理解和準確地掌握是教學的最終目的,本文就相關知識要點進行總結歸納。
關鍵詞:高中生物教學;微生物種類;結構特點
現(xiàn)行高中生物教材中涉及的微生物都是比較常規(guī)的種類。高中生物的新的教學大綱提出了知識教育、思想教育、能力培養(yǎng)的明確目標,并對相關的知識內容、主要知識點進行了更新。教材中將微生物分為三大塊來分別講解,包括真核微生物、原核微生物和病毒。本文主要對這三大類微生物的子類別和其結構特點進行分析歸納。
一、微生物的定義及常見的微生物種類
1.微生物的定義
微生物指的是形態(tài)微小、結構簡單、肉眼無法看見或看清的單細胞、多細胞的一類微小生物。絕大多數(shù)微生物的觀察與研究要通過光學顯微鏡或者電子顯微鏡才能進行。
2.與身體健康和生活過程相關的常見微生物種類
(1)與身體健康相關的常見菌種:大腸桿菌。大腸桿菌是寄宿于大腸內的一種原核微生物,是動物體內數(shù)量最多的一種細菌。大腸桿菌也有不同的菌型分類,除了部分引發(fā)腹瀉的菌型外,大部分的菌型對人體是有益的,尤其是其具有合成維生素K和維生素B族的功能,是人體保持健康不可或缺的種類。大腸桿菌既有異養(yǎng)需氧型,也有兼性需氧型。
肺炎雙球菌。肺炎雙球菌是異養(yǎng)兼性厭氧型的原核生物。也分兩類,一類是正常寄居在鼻咽腔中的菌型,通常是無莢膜的;一類是會引起肺炎、中耳炎、細菌性腦膜炎等多種疾病的病原體,通常是有莢膜的。
(2)與生活過程相關的常見菌種:蘑菇。食用的蘑菇是真核生物的一大類,屬于真菌界。蘑菇富含維生素D,種類眾多,味道鮮美,是餐桌上常見的食材。
酵母菌和乳酸菌。酵母菌是單細胞真核生物,是酒精生產(chǎn)、面食烹飪等過程中必不可少的菌種。酵母菌是異養(yǎng)兼性厭氧型,最適宜的生長環(huán)境是pH4.5~pH5.0之間。乳酸菌則是泡菜、酸奶等生產(chǎn)過程中必要的青貯飼料,同時也跟人體健康息息相關;200多種乳酸菌中,大部分都是人體需要的生理功能的菌群,存在于腸道,有助于身體健康。
草履蟲。以細菌為食,可以用于污水處理的單細胞原生動物,屬于原核生物。
根瘤菌。桿狀需氧型細菌,與豆科植物互利共生,能在其根瘤內形成類菌體,用以固氮。
藍藻。能進行光合作用的單細胞原核生物。因為藍藻本身含有葉綠素和藍藻素,是最原始的藻類,屬于自養(yǎng)型生物,繁殖很快,藍藻暴發(fā)會引起水質惡變,嚴重時會耗盡水中氧氣而造成大面積魚類死亡。尤其是藍藻的部分菌型會產(chǎn)生霉素,從而導致魚類和人畜受到毒害,甚至誘發(fā)癌癥。
二、微生物的種類及其相關的結構特點
1.原核微生物
原核微生物指的是由原核細胞構成的一類微小生物。原核細胞中的細胞質中只有核糖體;細胞沒有膜包圍的細胞核,有擬核,染色體分散在細胞質中;細胞壁主要成分是肽聚糖。主要類別有藍藻、細菌、放線菌、支原體和衣原體。
(1)藍藻。能進行光合作用的大型原核微生物,是最簡單、最原始的原核微生物,既可以進行營養(yǎng)繁殖,又可以進行孢子生殖。其多存在于湖泊等水體中,大量繁殖會引發(fā)“綠潮”。是生活中常見的菌種之一。
(2)細菌。細菌指的是一類形狀細(直徑一般在0.5~5μm之間)短,結構簡單,多以二分裂方式進行繁殖的原核生物。細菌是自然界中分布最為廣泛、個體數(shù)量最多的有機體,參與了絕大多數(shù)的大自然物質循環(huán)。
按照不同的分類方式,細菌的分類也不同。按其對氧氣的需求分,可分為需氧菌和厭氧菌兩類,也有兼氧性細菌。生活中常見的大腸桿菌、乳酸菌主要以厭氧為主,而根瘤菌、硝化細菌等則是需氧型的,它們都與人體健康和生活過程息息相關。如大腸桿菌和乳酸菌都是寄居在人體腸道內,與人體互利共生的,而根瘤菌、硝化細菌則是自然界中植物固氮必不可少的部分。
按照細菌的生活方式分類,可將其分為自養(yǎng)型細菌和異養(yǎng)型細菌,大多數(shù)的細菌是異養(yǎng)型的,如上面提到的大腸桿菌、乳酸菌、根瘤菌等,而硝化細菌則是自養(yǎng)型。硝化細菌是自養(yǎng)需氧型細菌,能將土壤中的銨鹽及氨轉化為硝酸鹽,供給植物必需的氮素營養(yǎng)。
按照細菌的形狀分類,可將其分為球菌、桿菌和螺形菌三類。
(3)放線菌。放線菌是原核微生物的一種,但不屬于細菌,這是學生學習過程中常見的錯誤。放線菌是由分枝發(fā)達的菌絲組成,介于細菌與真菌之間的絲狀微生物。放線菌的生殖方式是孢子繁殖,在合適的條件下,保證會萌發(fā),長出牙管,形成營養(yǎng)菌絲,并分化出氣生菌絲和繁殖菌絲。
放線菌具有產(chǎn)生抗生素的作用,包括鏈霉素、卡那霉素、四環(huán)素、土霉素等,占已知抗生素種類的近70%。
(4)支原體和衣原體。支原體指的是沒有細胞壁的一類革蘭陰性菌。支原體能形成細長分枝細絲,呈現(xiàn)絲狀、環(huán)狀、星狀等多種不同形態(tài)。支原體是目前發(fā)現(xiàn)的最小的原核微生物。
衣原體也是革蘭陰性菌,自身無法合成生物能量物質ATP,需要完全依賴被感染的宿主細胞提供。
2.真核微生物
真核微生物指的是由真核細胞構成的生物。不同于原核細胞,真核細胞同時具有細胞核和高度分化的各種細胞器。常見的真核微生物包括原生生物和真菌。
(1)原生生物。原生生物在自然界中屬于消費者。自然界中比較常見的原生生物包括草履蟲、變形蟲、衣藻等,它們都屬于單細胞生物,其中衣藻屬于自養(yǎng)需氧型,草履蟲和變形蟲是異養(yǎng)需氧型。
(2)真菌。真菌是真核微生物中十分重要的類別,包括霉菌、酵母菌等。
霉菌的形狀多為絲狀,且具有繁殖方式多樣、繁殖能力強的特點,既可以進行有性繁殖,也能進行無性繁殖。霉菌屬于異養(yǎng)需氧型微生物。
酵母菌與霉菌的繁殖方式相同,均既可以進行有性繁殖(孢子繁殖),也能進行無性繁殖。其特點在于生長迅速,易于培養(yǎng),在工業(yè)生產(chǎn)和生活中應用十分廣泛。其代謝類型屬于異養(yǎng)兼性厭氧。
(3)病毒。病毒指的是由一個核酸分子與蛋白質構成或只有蛋白質顆粒構成的靠寄生生活的生命體。
病毒與細菌間的最大區(qū)別是病毒形態(tài)更小,且病毒不具有細胞結構。病毒可以根據(jù)其核酸種類的不同將其分為RNA病毒和DNA病毒;也可以根據(jù)侵染的宿主細胞不同分為植物病毒、動物病毒、真菌病毒和細菌病毒。與人們生活關系比較密切的動物病毒中,我們熟知的有艾滋病病毒、SARS病毒、致癌病毒、瘋牛病病毒等。
通過對微生物的結構特點、繁殖方式、代謝特點等的把握,深入了解不同微生物種類的區(qū)別,是學好微生物這一部分的關鍵。
參考文獻:
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(作者單位:廣東省雷州市高級中學)endprint