无处不在的微生物

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姜老师又和微生物兴趣 小组的同学们见面了。今 天，大家一起讨论微生物 是如何生长繁殖的。 “生长和繁殖是所有生命 的共同特征，大型生物的 生长过程和繁殖过程是可 以明显区分的。哪位同学 能举个例子呢？”姜老师问 道。“我知道！”活泼好动的 凌凌同学回答，“从树苗长 成参天大树是生长过程， 而大树开花结果形成种子 、种子发芽是繁殖过程。” 姜老师向凌凌竖起大拇指 ，又继续说道：“然而，对 于个体微小的微生物（特 别是细菌）来说，其个体 生长的过程就是细胞分裂 和分化的过程，也是它们 的繁殖过程。所以，微生 物的生长和繁殖不像大型 生物那样是区别明显的两 个过程，微生物学工作者 也通常把生长和繁殖合并 起来，笼统叫作生长繁殖 。上周我们完成的细菌培 养，就是细菌的生长繁殖 过程。” 细菌的繁殖方式看起来 非常简单，一个细胞一分 为二变成两个细胞，就完 成了繁殖过程。这种繁殖 方式是一种无性繁殖，也 叫二分裂或者裂殖（图1-4 ）。更加细致的过程是： 细菌细胞内DNA分子复制 并向细胞两端移动，细胞 膜向内四陷形成一层垂直 于细胞长轴的细胞质隔膜 ，使细胞质和核质均匀分 配到两个子细胞中；同时 ，母细胞的细胞壁也从外 部向中心延伸，逐渐形成 子细胞各自完整的细胞壁 ；最后，母细胞分裂，形 成两个大小基本相等的子 细胞。细胞分裂过程是连 续的，子细胞在形成的同 时，自己也成为新的母细 胞，细胞的中间又形成横 隔，开始第二次分裂。有 时也会看到细菌形成子代 时像竹笋出芽一样的繁殖 方式；有些细菌的子细胞 在分裂后形成分开的单个 菌体，有的则不分开，而 且会形成一定的排列方式 ，如链球菌、链杆菌等的 子细胞就是不分开的。细 菌繁殖一代需要的时间叫 作倍增时间，也叫“代时”， 它是描述细菌繁殖速度快 慢的一个指标。在营养充 足的环境中，一般细菌（ 如大肠杆菌）20-30分钟就 可以分裂次，它们的倍增 时间就是20-30分钟；也有 一些细菌（如结核分枝杆 菌）的繁殖速度较慢，需 要15-18小时才能繁殖一代 ；还有生长速度更慢的微 生物，例如厌氧氨氧化细 菌的倍增时间是几个月。 酵母菌是一类真核微生 物，蒸馒头或者做面包时 用到的干酵母就是用酵母 菌粉制成的。酵母菌具有 无性繁殖和有性繁殖两种 繁殖方式。无性繁殖是酵 母菌进行繁殖的主要方式 ，又被形象地称为出芽繁 殖。成熟的酵母菌细胞， 先长出一个小芽，芽细胞 长到一定程度，脱离母细 胞继续生长，而后形成新 个体。在营养状况不好时 ，有些酵母菌会形成子囊 孢子，进而采取有性繁殖 的方式。有性繁殖的具体 过程是：两个临近的酵母 细胞各自伸出一根管状的 原生质突起，相互接触、 融合，形成一个通道，两 个细胞核就在这个通道内 结合，形成双倍体的细胞 核，然后进行减数分裂形 成子细胞核（多为4个，偶 尔也有8个的情况），每一 个子细胞核与其周围的原 生质形成孢子，即子囊孢 子，形成子囊孢子的细胞 称为子囊。在营养条件合 适时，子囊孢子可以萌发 ，恢复生长繁殖。 P6－8