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第8章 细菌是“小人国”的主角

当你漫步在微生物王国,会发现在这个“小人国”里,细菌是一个“人多势众”的大家族。

提起细菌,你或许会首先想到能引起疾病、残害生命的病原菌,恐惧感和厌恶感油然而生。其实,我们大可不必谈菌色变。确实,有许多细菌是引起人体疾病的罪魁祸首,像霍乱弧菌、结核杆菌、肺炎双球菌等。但这些作恶多端的病原菌毕竟只占细菌的一小部分,绝大部分的细菌对我们人类是有益的,它们是人类的朋友。

细菌的身材非常微小。打一个形象的比喻的话,就是让大约1000个细菌一个挨一个地并列起来的长度,才相当于一个小米粒那么大。如果从河沟中取一些污水,在洁净的载玻片上滴一滴,然后盖上盖玻片,放在显微镜下,放大几千倍甚至几万倍,你才可以一睹细菌的“芳容”!

细菌的种类繁多,长相多种多样,但都是以单个细胞形式存在。它们的基本形态大体分为三种,即球形、杆形和螺旋形,因而我们可相应地把细菌分为球菌、杆菌和螺旋菌三种。

有的细菌身体圆鼓鼓的,像个小球,它们是球菌。在球菌中,有的我行我素,独往独来,过着单身生活,例如尿素微球菌;有的喜欢出双入对,俩俩地存在,稍为双球菌,例如引起人肺炎、中耳炎、胸膜炎的肺炎双球菌;也有的球菌爱热闹,喜欢成群结队生活在一起,它们或者一个一个地排列形成链状,好像珍珠项链一样,我们称之为链球菌,它们往往对人体危害很严重,可以引起伤口化脓、扁桃体炎、肺炎、败血症以及儿童易患的猩红热;或者不规则地聚集成一簇,由于它像一串葡萄,因此称为葡萄球菌,如金黄色葡萄球菌就是最常见的引起化脓炎症的球菌。

有的细菌长得像一根火柴梗,称为杆菌。像大家非常熟悉的大肠杆菌,它生活在我们的肠道里,与我们终生相伴;也有许多杆菌是病原菌,如炭疽杆菌、结核杆菌、坏死杆菌、破伤风杆菌等,它们可引起烈性传染病,严重地危害人畜。有一种肉毒杆菌产生的肉毒素是目前已知的毒物中最毒的一种,1毫克这种毒素能杀死10亿只老鼠,也可使几十万人死亡。

还有一类细菌形体也像一根细棍,但它们不是直的。有的身体弯曲成弧线,我们称它为弧菌,最有代表性的弧菌就是霍乱弧菌,它是引起烈性传染病--霍乱的元凶;如果身体弯曲成一圈儿一圈儿的,像弹簧一样,这样的细菌就叫螺旋菌,常见的螺旋菌是口腔齿垢中的口腔螺旋体。

假如我们把细菌切成薄片,放在电子显微镜下观察,就会看到它的内部结构。细菌的最外层是一层坚韧的保护层,这是细胞壁,它包裹着整个菌体,使细胞有固定的形状。紧贴细胞壁的里面,有一层极薄而柔软的富有弹性的细胞膜,别看它薄,却起着重要的作用,它好比围城四周的岗哨,控制着细胞内外物质的出和进,关系着细胞的生死存亡。原来,细菌的细胞膜上设置了许多关卡,只有那些细菌生命活动需要的物质,它才允许放行进入,细菌代谢产生的废物也可以通过细胞膜排出去,其他物质则禁止通行,这种现象叫做细胞膜的选择透过性。包裹在细胞膜内的是细胞质和不成形的细胞核。细胞质由一团黏稠的胶状物质组成,它相当于细菌的“生产车间”

和“仓库”。细胞质中含有高效专一的生物催化剂--酶,保证了各种生命代谢活动的顺利进行;还有蛋白质的“装配机器”--核糖体,以及贮藏营养的“能源库”--淀粉粒等。细菌的细胞核物质裸露在细胞质内的一定区域,没有核膜包绕着,与高等生物的细胞核不同,只能叫做核区或原核,正因为如此,我们把细菌称为原核生物。核物质的主要成分是脱氧核糖核酸,简称DNA,它负责细菌的传种接代,生息繁衍。

各种细菌的基本结构都包括细胞壁、细胞膜、细胞质和核区。同时,不同细菌还有自己的一些特殊结构,主要有荚膜、芽孢和鞭毛。

某些细菌的细胞壁外,有一层疏松的、像果冻样的荚膜,它好比给细菌的身体包上了厚厚的保护层,可以帮助细菌抵御外界化学物质的侵袭。因此,荚膜与一些病原菌的毒力有密切关系,有荚膜的细菌毒力强,不易被药物杀死。比如,肺炎双球菌若失去了荚膜,致病能力就大大减弱。

有的细菌在遇到恶劣的环境时,细胞内会浓缩形成一个圆形或椭圆形的休眠体,我们称它为芽孢。像能在肉类罐头中繁殖的肉毒杆菌,在100摄氏度的水中煮七八个小时才死亡,就是因为它在高温下形成了芽孢的缘故。芽孢为什么具有这么强的抵抗力呢?原来芽孢的含水量特别低,细胞壁厚而致密,对寒冷、高温、干旱和化学药剂的抵抗能力很强。当遇到合适的环境时,芽孢又重新长成细菌体。因此,在食品、医药、卫生等部门都以杀死芽孢为标准来衡量灭菌是否彻底。

如果你用牙签挑一点自己的牙垢放在显微镜下观察,会发现许多细菌是非常活泼好动的,它们不停地你推我碰,四处乱窜,很是热闹。原来,有些杆菌和螺旋菌长有运动器官--鞭毛。鞭毛是从细菌内部长出的又细又长的丝状物,由于鞭毛的旋转摆动,就可使细菌迅速运动。细菌的运动速度是非常惊人的,许多细菌的运动速度平均为20~80微米/秒。单从这个数字来看,似乎它们跑得很慢,但如果与它们的身体长度相比,会使我们很惊讶!研究发现,跑得最快的猎豹每秒钟可跑出30.48米的距离,折算起来,每秒钟也只能跑出其身体长度的25倍,而细菌每秒钟的运动距离可达到自身长度的50~100倍。由于鞭毛太细了,在普通光学显微镜下很难看到,只有在电子显微镜下才能观察到鞭毛十分复杂而精细的结构。通常球菌没有鞭毛。

细菌是自然界中分布最广、数量最多、与人类和大自然关系最为密切的一类微生物。因此说,细菌是微生物“小人国”

的主角。

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