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文檔簡介
高中生物學教材中微生物
人教版高中生物學教材中與微生物相關的知識主要集中在必修
1和選擇性必修2,涉及的重點知識主要有:細胞的多樣性和統(tǒng)一性;
細胞的結構、功能及生命歷程;細胞的物質輸入和輸出;細胞的能量
供應和利用;實驗室安全問題;基因的本質;作物育種與基因工程;
種群的數(shù)量關系及種間關系。
1.病毒類(9種)
1.1主要類型
病毒類微生物無細胞結構,營寄生生活,主要由蛋白質和核酸(DNA
或RNA)組成,依據(jù)宿主細胞的不同,分為以下3種類型:
(1)動物病毒。脊髓灰質炎病毒、流感病毒、艾滋病病毒、SARS
病毒、Rons肉瘤病毒(RNA類),乙肝病毒、黏液瘤病毒(DNA
類)。
(2)植物病毒。煙草花葉病毒(RNA類)。
(3)微生物病毒。噬菌體(DNA類)。
1.2代表生物
(1)噬菌體。是一大類能特異性寄生在藻類、細菌、真菌等生物體
內的病毒的總稱,因部分能引起宿主菌裂解,故稱為噬菌體。典型的
噬菌體侵染細菌的過程可分為吸附、注入、合成、組裝和釋放5個階
段。在人教版教材中,主要涉及以大腸桿菌為專一宿主的T2和T4
噬菌體。其中T2噬菌體被赫爾希等選做證明DNA是遺傳物質的材
料,并因此榮獲了1969年的諾貝爾生理學或醫(yī)學獎;T4噬菌體則貢
獻了T4DNA連接酶,能連接平末端和黏性末端,是基因工程中不可
或缺的“針線”。
(2)煙草花葉病毒。是人類發(fā)現(xiàn)的第一個病毒,它是一種單鏈RNA
病毒,極其穩(wěn)定,寄主范圍很廣,現(xiàn)已知對單子葉植物22科198種
植物具有寄生性。該病毒的初侵染源為帶病殘體和其他寄主植物,另
外未充分腐熟的煙草花葉病毒帶毒肥料也可引致初侵染。而在田間,
其主要通過病苗與健苗摩擦或農事操作進行再侵染,此外煙田中的蝗
蟲、煙青蟲等咀嚼式口器的昆蟲也可傳播該病毒。
(3)SARS病毒。是嚴重急性呼吸綜合征(SARS)的病原體,屬于
巢狀病毒目,冠狀病毒科,冠狀病毒屬,有包膜,單股正鏈RNA。
2003年SARS在中國多地爆發(fā),感染者以干咳、發(fā)熱、胸悶為主要
癥狀,嚴重者出現(xiàn)呼吸系統(tǒng)衰竭,從而直接導致死亡。
(4)HIV病毒。1983年,人類免疫缺陷病毒首次在美國發(fā)現(xiàn),它是
反轉錄病毒的一種,直徑約120nm,大致呈球形。病毒外膜是類脂
包膜,來自宿主細胞,并嵌有病毒的蛋白。衣殼內含有病毒的RNA
基因組、酶以及利用宿主細胞合成的其他組成成分。HIV病毒是艾
滋病的病原體,以性接觸、血液和母嬰傳播為主,通過攻擊參與人體
特異性免疫的T淋巴細胞,使人體易感各種病原體,患癌的概率也
會大大提高,最后不治身亡。為提高公眾對HIV和艾滋病認識,1988
年1月,世界衛(wèi)生組織將每年的12月1日定為“世界艾滋病日”。
2.原核類(16種)
2.1主要類型
原核類微生物具細胞結構,胞內無核膜、核仁分化,除核糖體外無其
他細胞器,包括:細菌、放線菌、藍細菌、支原體、衣原體、立克次
氏體、螺旋體。在人教版必修教材中只涉及以下幾類:
(1)細菌,乳酸菌、硝化細菌、肺炎雙球菌S型和R型、根瘤菌、
圓褐固氮菌、大腸桿菌、破傷風芽泡桿菌、蘇云金芽胞桿菌、谷氨酸
棒狀桿菌、醋酸桿菌;
(2)藍細菌,藍藻(顫藻、發(fā)菜、藍球藻、念珠藻);
(3)支原體。
2.2代表生物
(1)藍藻。又稱藍細菌,繁殖方式為營養(yǎng)繁殖或抱子繁殖。體內含
藻藍素和葉綠素,能進行光合作用,代謝類型為自養(yǎng)需氧型,是地球
上最原始、最古老的一群生物,大約出現(xiàn)在距今35?33億年前,分布
十分廣泛,遍及世界各地(已知藍藻約2000種,中國已有記錄的約
900種)。
(2)大腸桿菌。變形菌門、腸桿菌目、埃希氏菌屬,兼性厭氧菌,
革蘭氏陰性,是人和動物腸道中主要的寄生菌,大部分菌型不致病,
能合成維生素B和K,并分泌具殺菌作用的大腸桿菌素。大腸桿菌
是現(xiàn)代生物學中研究最多的一種細菌,作為最常見的受體細胞,廣泛
應用于基因工程。
(3)肺炎雙球菌。厚壁菌門、乳桿菌目、鏈球菌屬,呈圓形或披針
形,無芽抱,無鞭毛,兼性厭氧型,直徑為0.5?革蘭氏染色
陽性,老齡菌常呈陰性反應。在機體內形成莢膜,經人工培養(yǎng)后莢膜
逐漸消失,菌落由光滑型變?yōu)榇植谛汀?928年和1944年英國科學家
格里菲斯和美國科學家艾弗里通過著名的小鼠體內、體外肺炎雙球菌
轉化實驗,證明DNA是遺傳物質。
(4)乳酸菌。是一類能利用碳水化合物發(fā)酵產生大量乳酸的細菌的
通稱。無芽泡、革蘭氏陽性,耐酸性,最適pH為5.5~5.8,常見類
型為乳酸桿菌和乳酸鏈球菌。它們不僅在生物研究中具有重要的理論
價值,而且在農牧業(yè)、食品和醫(yī)藥等與人類生活密切相關的重要領域
也具有極高的應用價值。
(5)硝化細菌。無芽抱、革蘭氏陰性,自養(yǎng)需氧型,有球形、桿狀、
螺旋形等,有些有鞭毛能運動,有些無鞭毛不能運動。硝化細菌為化
能合成細菌,可以通過氧化NH3獲得能量,將CO2和H2O合成有
機物,在自然界的氮素循環(huán)中具有重要作用。
3.真核類(16種)
3.1主要類型
真核類微生物具復雜的細胞器和成形的細胞核,包括:
(1)真菌類。酵母(酵母菌)、霉菌(米曲霉、鏈抱霉、青霉菌)、
蕈菌(大型真菌)等。
(2)單細胞藻類。水綿、桂藻、傘藻、麗藻、輪藻、綠藻、小球藻、
褐藻、紅藻、衣藻等。
(3)原生動物。大草履蟲、小草履蟲、變形蟲、眼蟲、間日瘧原蟲
等。
3.2代表生物
(1)草履蟲。纖毛綱的代表種,也是原生動物的代表種,生活在淡
水中,一般池沼、小河中都可采到。世界已知22種,常見有大草履
蟲(長220~400gm)>雙小核草履蟲(長80~170gm,有兩個伸縮泡,
兩個小核)、多小核草履蟲(長180?310pm,有時有3個伸縮泡,
小核泡型,有3?12個)、綠草履蟲(體長80?150nm,細胞質內有
綠藻共生,在見光處培養(yǎng)后通體呈綠色,小核2個),其中大草履蟲
是最常見者。
(2)水綿。綠藻門、接合藻綱、水綿科、水綿屬植物。藻體是由一
列圓柱狀細胞連成的不分枝的絲狀體。顯微鏡下可見每個細胞中有一
至多條帶狀葉綠體,螺旋繞生于緊貼細胞壁內方的細胞質中,在葉綠
體上有一列蛋白核,細胞中央有一個大液泡,細胞核位于液泡中央的
一團細胞質中。水綿屬是常見的淡水綠藻,在小河、池塘等處均可見,
繁盛時大片生于水底或成大塊漂浮水面,由于藻體表面有較多的果膠
質,用手觸及有黏滑的感覺。有性生殖多發(fā)生在春季或秋季。1880
年美國科學家恩格爾曼選用水綿和好氧細菌證實了葉綠體的功能,并
發(fā)現(xiàn)光合作用的產物中包含02。
(3)傘藻。綠藻門、絨枝藻科、傘藻屬的通稱,分布在熱帶和亞熱
帶海中,中國有7種,產于東海南部和南海。傘藻屬是海生單細胞藻
類,細胞長2~5cm,可分為帽、柄和假根3部分,細胞核在基部。藻
體鈣化,有一條直立而不分枝的主軸,借主軸基部不規(guī)則分枝的假根
固著在基質上。德國藻類學家黑默林曾用一種海產的傘藻作了一系列
實驗研究,闡明了有關細胞核和細胞質的關系。
(4)小球藻。綠藻綱、小球藻科,球形單細胞淡水浮游藻類,直徑
3?即m,是地球上最早的生命之一,出現(xiàn)在20多億年前。細胞球形、
橢圓形,細胞壁薄,內有一個周生、杯狀或片狀的色素體。無性繁殖,
每個細胞可以產生2,4,8,16個似親抱子,成熟時母細胞破裂,抱
子逸出,長大后即為新個體。目前世界上已知的小球藻約10種,加
上其變種可達數(shù)百種之多。小球藻廣泛分布于自然界,生長繁殖速度
快,易于培養(yǎng)。小球藻含有豐富的蛋白質、維生素、礦物質元素,而
其脂肪、糖含量及熱量較少,且具有某些特殊醫(yī)療保健功能。因此,
可作為食品添加劑或保健食品等優(yōu)質健康食品源。
(5)酵母菌。單細胞真菌,兼性厭氧菌,形態(tài)通常有球形、卵圓形
等,多數(shù)營腐生生活,少數(shù)營寄生生活,是人類文明史中被應用得最
早的微生物,也是遺傳工程和細胞周期研究的模式生物。目前酵母菌
已知類型有1000多種,根據(jù)其產生孩子的能力分為兩類:形成抱子
的株系屬于子囊菌和擔子菌;不形成抱子但主要通過出芽生殖來繁殖
的稱為不完全真菌,或者叫“假酵母”(類酵母)。酵母菌以出芽的方
式進行無性生殖,在芽未脫落之前呈暫時的有分枝的擬菌絲,每個芽
脫落后形成一個新個體。有性生殖時由兩個營養(yǎng)細胞或兩個子囊胞子
接合成子囊。酵母菌主要用于釀酒,在無氧的條件下,利用細胞內酶
的作用,將葡萄糖等單糖分解為CO2和酒精。產生的CO2可用于發(fā)
面包和饅頭,還可用于生產甘油、甘露醇等。
(6)青霉菌。子囊菌亞門、不整囊菌綱、散囊菌目、散囊菌科、青
霉屬。多生于橘子、梨和蘋果上,也常侵害皮革、衣物和
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