微生物的分化與發(fā)育

第五章微生物的分化與發(fā)育第一節(jié)營養(yǎng)體分化第二節(jié)孢子形成第三節(jié)多細(xì)胞結(jié)構(gòu)與分化分化與發(fā)育是極為普遍的生命活動(dòng)現(xiàn)象。它們不僅存在于高等動(dòng)、植物中，同樣也存在于各類微生物中。然而，微生物的分化與發(fā)育比高等動(dòng)物，植物的分化與發(fā)育簡單的多，原始的多。

所謂分化是指細(xì)胞在一定條件下，朝不同方向發(fā)展，使其形態(tài)結(jié)構(gòu)，生理功能發(fā)生一系列的變化，最終導(dǎo)致一種細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N細(xì)胞的過程。微生物的分化一般只發(fā)生在細(xì)胞水平，只有少數(shù)種類的微生物會(huì)由分化細(xì)胞形成分化“組織”，但決不像動(dòng)物，植物那樣形成由多種分化組織組成的器官及由多個(gè)分化器官形成的系統(tǒng)。

所謂發(fā)育是指生物體經(jīng)過生長和分化使機(jī)體由小到大，由簡單到復(fù)雜，由性不成熟到性成熟的過程。微生物的發(fā)育階段遠(yuǎn)不像動(dòng)植物那樣清晰可辨，因此可以把微生物的發(fā)育定義為使機(jī)體進(jìn)一步復(fù)雜化的過程。對于單細(xì)胞的微生物來說，個(gè)體生長的過程或個(gè)體生長與發(fā)育的過程都可以被認(rèn)為是發(fā)育；而對于多細(xì)胞的微生物來講，發(fā)育則包括了生長，分化，性成熟，甚至多細(xì)胞結(jié)構(gòu)（如子實(shí)體）形成的全部過程。

微生物的分化與發(fā)育現(xiàn)象雖然已被觀察到了很多年，但是有關(guān)微生物分化與發(fā)育的研究一直停留在形態(tài)變化的描述和環(huán)境條件的影響方面。最近十多年來，由于引進(jìn)了細(xì)胞學(xué)、生物化學(xué)、遺傳學(xué)的研究成果和采用了先進(jìn)的儀器設(shè)備與分析手段，使得微生物分化與發(fā)育的生理學(xué)研究日趨深入，逐步進(jìn)行分子水平。到目前為止，已對多種微生物的分化與發(fā)育進(jìn)行過深入研究，包括分化與發(fā)育同環(huán)境因素的關(guān)系，分化與發(fā)育的生化基礎(chǔ)，分化與發(fā)育基因調(diào)控以及分化細(xì)胞的分子結(jié)構(gòu)等。我們已經(jīng)了解到微生物分化與發(fā)育的一般規(guī)律，即二者均受環(huán)境條件啟動(dòng)，由指定基因控制，在一系列有序的生理生化反應(yīng)的基礎(chǔ)上表現(xiàn)出了形態(tài)上的變化。

研究微生物的分化與發(fā)育過程不僅有著重要的理論意義，有助于全面系統(tǒng)地揭示微生物生命活動(dòng)的規(guī)律，而且也有著重要的應(yīng)用價(jià)值。倘若我們了解和掌握了微生物分化與發(fā)育的規(guī)律，就可以人為地控制它們的分化與發(fā)育行為，造福人類。例如，白假絲酵母菌在寄生與非寄生條件下表現(xiàn)出二形態(tài)分化，了解這種分化的規(guī)律就能夠提供防止它們致病的手段與方法。又如，只要掌握了食用菌子實(shí)體發(fā)育的條件與規(guī)律就可以更加自覺地指導(dǎo)生產(chǎn)加強(qiáng)管理，不斷增加栽培品種和提高單位產(chǎn)量，生產(chǎn)出更多更好的食用菌以改善人們的生活。

對于微生物分化與發(fā)育的研究，盡管已經(jīng)廣泛開展并在某些種類的微生物中取得了很大的成就，但仍有不少問題不太清楚或根本就一無所知。根據(jù)現(xiàn)有資料可以將微生物的分化與發(fā)育分為三種類型：營養(yǎng)體分化，孢子形成和多細(xì)胞結(jié)構(gòu)的發(fā)育與分化。第一節(jié)營養(yǎng)體分化

一、節(jié)桿菌細(xì)胞形態(tài)的轉(zhuǎn)變二、根瘤菌的形態(tài)分化三、絲狀藍(lán)細(xì)菌的形態(tài)分化四、毛霉和酵母菌的形態(tài)分化

在一些微生物中，我們?？梢钥吹揭环N形態(tài)的營養(yǎng)細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N或幾種形態(tài)的營養(yǎng)細(xì)胞。這一轉(zhuǎn)變過程被稱為營養(yǎng)體分化。營養(yǎng)體分化常與環(huán)境條件的變化密切相關(guān)，是機(jī)體對環(huán)境條件的一種應(yīng)答。當(dāng)環(huán)境條件改變后，一種形態(tài)的營養(yǎng)細(xì)胞就啟動(dòng)與營養(yǎng)體分化有關(guān)的基因，于是細(xì)胞的代謝方式和細(xì)胞結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，隨即轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N形態(tài)的營養(yǎng)細(xì)胞。當(dāng)環(huán)境條件恢復(fù)后，這種營養(yǎng)體分化還可以向逆方向進(jìn)行，從而使細(xì)胞形態(tài)與生理功能復(fù)原。一、節(jié)桿菌細(xì)胞形態(tài)的轉(zhuǎn)變1.節(jié)桿菌細(xì)胞形態(tài)轉(zhuǎn)變的過程誘導(dǎo)階段→桿狀階段→回復(fù)