高中生物學(xué)教材中微生物

高中生物學(xué)教材中微生物

人教版高中生物學(xué)教材中與微生物相關(guān)的知識(shí)主要集中在必修

1和選擇性必修2,涉及的重點(diǎn)知識(shí)主要有:細(xì)胞的多樣性和統(tǒng)一性；

細(xì)胞的結(jié)構(gòu)、功能及生命歷程；細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出；細(xì)胞的能量

供應(yīng)和利用；實(shí)驗(yàn)室安全問(wèn)題；基因的本質(zhì)；作物育種與基因工程;

種群的數(shù)量關(guān)系及種間關(guān)系。

1.病毒類(lèi)（9種）

1.1主要類(lèi)型

病毒類(lèi)微生物無(wú)細(xì)胞結(jié)構(gòu)，營(yíng)寄生生活，主要由蛋白質(zhì)和核酸（DNA

或RNA）組成，依據(jù)宿主細(xì)胞的不同，分為以下3種類(lèi)型：

（1）動(dòng)物病毒。脊髓灰質(zhì)炎病毒、流感病毒、艾滋病病毒、SARS

病毒、Rons肉瘤病毒（RNA類(lèi)），乙肝病毒、黏液瘤病毒（DNA

類(lèi)）。

（2）植物病毒。煙草花葉病毒（RNA類(lèi)）。

（3）微生物病毒。噬菌體（DNA類(lèi)）。

1.2代表生物

(1)噬菌體。是一大類(lèi)能特異性寄生在藻類(lèi)、細(xì)菌、真菌等生物體

內(nèi)的病毒的總稱(chēng)，因部分能引起宿主菌裂解，故稱(chēng)為噬菌體。典型的

噬菌體侵染細(xì)菌的過(guò)程可分為吸附、注入、合成、組裝和釋放5個(gè)階

段。在人教版教材中，主要涉及以大腸桿菌為專(zhuān)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(zhì)的材

料，并因此榮獲了1969年的諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)；T4噬菌體則貢

獻(xiàn)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(xiàn)”。

(2)煙草花葉病毒。是人類(lèi)發(fā)現(xiàn)的第一個(gè)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(duì)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?bào)w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(guò)病苗與健苗摩擦或農(nóng)事操作進(jìn)行再侵染,此外煙田中的蝗

蟲(chóng)、煙青蟲(chóng)等咀嚼式口器的昆蟲(chóng)也可傳播該病毒。

(3)SARS病毒。是嚴(yán)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(guó)多地爆發(fā)，感染者以干咳、發(fā)熱、胸悶為主要

癥狀，嚴(yán)重者出現(xiàn)呼吸系統(tǒng)衰竭，從而直接導(dǎo)致死亡。

(4)HIV病毒。1983年，人類(lèi)免疫缺陷病毒首次在美國(guó)發(fā)現(xiàn)，它是

反轉(zhuǎn)錄病毒的一種，直徑約120nm,大致呈球形。病毒外膜是類(lèi)脂

包膜，來(lái)自宿主細(xì)胞，并嵌有病毒的蛋白。衣殼內(nèi)含有病毒的RNA

基因組、酶以及利用宿主細(xì)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(guò)攻擊參與人體

特異性免疫的T淋巴細(xì)胞，使人體易感各種病原體，患癌的概率也

會(huì)大大提高，最后不治身亡。為提高公眾對(duì)HIV和艾滋病認(rèn)識(shí)，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(lèi)(16種)

2.1主要類(lèi)型

原核類(lèi)微生物具細(xì)胞結(jié)構(gòu)，胞內(nèi)無(wú)核膜、核仁分化，除核糖體外無(wú)其

他細(xì)胞器，包括：細(xì)菌、放線(xiàn)菌、藍(lán)細(xì)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(lèi)：

(1)細(xì)菌，乳酸菌、硝化細(xì)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(fēng)芽泡桿菌、蘇云金芽胞桿菌、谷氨酸

棒狀桿菌、醋酸桿菌；

(2)藍(lán)細(xì)菌，藍(lán)藻(顫藻、發(fā)菜、藍(lán)球藻、念珠藻)；

(3)支原體。

2.2代表生物

(1)藍(lán)藻。又稱(chēng)藍(lán)細(xì)菌，繁殖方式為營(yíng)養(yǎng)繁殖或抱子繁殖。體內(nèi)含

藻藍(lán)素和葉綠素，能進(jìn)行光合作用，代謝類(lèi)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(lán)藻約2000種，中國(guó)已有記錄的約

900種)。

(2)大腸桿菌。變形菌門(mén)、腸桿菌目、埃希氏菌屬，兼性厭氧菌，

革蘭氏陰性，是人和動(dòng)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(xué)中研究最多的一種細(xì)菌，作為最常見(jiàn)的受體細(xì)胞，廣泛

應(yīng)用于基因工程。

(3)肺炎雙球菌。厚壁菌門(mén)、乳桿菌目、鏈球菌屬，呈圓形或披針

形，無(wú)芽抱，無(wú)鞭毛，兼性厭氧型，直徑為0.5?革蘭氏染色

陽(yáng)性，老齡菌常呈陰性反應(yīng)。在機(jī)體內(nèi)形成莢膜，經(jīng)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(guó)科學(xué)家

格里菲斯和美國(guó)科學(xué)家艾弗里通過(guò)著名的小鼠體內(nèi)、體外肺炎雙球菌

轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)，證明DNA是遺傳物質(zhì)。

(4)乳酸菌。是一類(lèi)能利用碳水化合物發(fā)酵產(chǎn)生大量乳酸的細(xì)菌的

通稱(chēng)。無(wú)芽泡、革蘭氏陽(yáng)性，耐酸性，最適pH為5.5~5.8,常見(jiàn)類(lèi)

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(jià)值，而且在農(nóng)牧業(yè)、食品和醫(yī)藥等與人類(lèi)生活密切相關(guān)的重要領(lǐng)域

也具有極高的應(yīng)用價(jià)值。

(5)硝化細(xì)菌。無(wú)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(yùn)動(dòng)，有些無(wú)鞭毛不能運(yùn)動(dòng)。硝化細(xì)菌為化

能合成細(xì)菌，可以通過(guò)氧化NH3獲得能量，將CO2和H2O合成有

機(jī)物，在自然界的氮素循環(huán)中具有重要作用。

3.真核類(lèi)(16種)

3.1主要類(lèi)型

真核類(lèi)微生物具復(fù)雜的細(xì)胞器和成形的細(xì)胞核，包括：

（1）真菌類(lèi)。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(xì)胞藻類(lèi)。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(dòng)物。大草履蟲(chóng)、小草履蟲(chóng)、變形蟲(chóng)、眼蟲(chóng)、間日瘧原蟲(chóng)

等。

3.2代表生物

（1）草履蟲(chóng)。纖毛綱的代表種，也是原生動(dòng)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(jiàn)有大草履

蟲(chóng)（長(zhǎng)220~400gm）＞雙小核草履蟲(chóng)（長(zhǎng)80~170gm,有兩個(gè)伸縮泡，

兩個(gè)小核）、多小核草履蟲(chóng)（長(zhǎng)180?310pm,有時(shí)有3個(gè)伸縮泡，

小核泡型，有3?12個(gè)）、綠草履蟲(chóng)（體長(zhǎng)80?150nm,細(xì)胞質(zhì)內(nèi)有

綠藻共生，在見(jiàn)光處培養(yǎng)后通體呈綠色，小核2個(gè)），其中大草履蟲(chóng)

是最常見(jiàn)者。

（2）水綿。綠藻門(mén)、接合藻綱、水綿科、水綿屬植物。藻體是由一

列圓柱狀細(xì)胞連成的不分枝的絲狀體。顯微鏡下可見(jiàn)每個(gè)細(xì)胞中有一

至多條帶狀葉綠體，螺旋繞生于緊貼細(xì)胞壁內(nèi)方的細(xì)胞質(zhì)中，在葉綠

體上有一列蛋白核，細(xì)胞中央有一個(gè)大液泡，細(xì)胞核位于液泡中央的

一團(tuán)細(xì)胞質(zhì)中。水綿屬是常見(jiàn)的淡水綠藻，在小河、池塘等處均可見(jiàn)，

繁盛時(shí)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(zhì)，用手觸及有黏滑的感覺(jué)。有性生殖多發(fā)生在春季或秋季。1880

年美國(guó)科學(xué)家恩格爾曼選用水綿和好氧細(xì)菌證實(shí)了葉綠體的功能,并

發(fā)現(xiàn)光合作用的產(chǎn)物中包含02。

(3)傘藻。綠藻門(mén)、絨枝藻科、傘藻屬的通稱(chēng)，分布在熱帶和亞熱

帶海中，中國(guó)有7種，產(chǎn)于東海南部和南海。傘藻屬是海生單細(xì)胞藻

類(lèi)，細(xì)胞長(zhǎng)2~5cm,可分為帽、柄和假根3部分，細(xì)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(zhì)上。德國(guó)藻類(lèi)學(xué)家黑默林曾用一種海產(chǎn)的傘藻作了一系列

實(shí)驗(yàn)研究，闡明了有關(guān)細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)的關(guān)系。

(4)小球藻。綠藻綱、小球藻科，球形單細(xì)胞淡水浮游藻類(lèi)，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(xì)胞球形、

橢圓形，細(xì)胞壁薄，內(nèi)有一個(gè)周生、杯狀或片狀的色素體。無(wú)性繁殖，

每個(gè)細(xì)胞可以產(chǎn)生2,4,8,16個(gè)似親抱子，成熟時(shí)母細(xì)胞破裂，抱

子逸出，長(zhǎng)大后即為新個(gè)體。目前世界上已知的小球藻約10種，加

上其變種可達(dá)數(shù)百種之多。小球藻廣泛分布于自然界，生長(zhǎng)繁殖速度

快，易于培養(yǎng)。小球藻含有豐富的蛋白質(zhì)、維生素、礦物質(zhì)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(zhì)健康食品源。

(5)酵母菌。單細(xì)胞真菌，兼性厭氧菌，形態(tài)通常有球形、卵圓形

等，多數(shù)營(yíng)腐生生活，少數(shù)營(yíng)寄生生活，是人類(lèi)文明史中被應(yīng)用得最

早的微生物，也是遺傳工程和細(xì)胞周期研究的模式生物。目前酵母菌

已知類(lèi)型有1000多種，根據(jù)其產(chǎn)生孩子的能力分為兩類(lèi)：形成抱子

的株系屬于子囊菌和擔(dān)子菌;不形成抱子但主要通過(guò)出芽生殖來(lái)繁殖

的稱(chēng)為不完全真菌，或者叫“假酵母”(類(lèi)酵母)。酵母菌以出芽的方

式進(jìn)行無(wú)性生殖，在芽未脫落之前呈暫時(shí)的有分枝的擬菌絲，每個(gè)芽

脫落后形成一個(gè)新個(gè)體。有性生殖時(shí)由兩個(gè)營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞或兩個(gè)子囊胞子

接合成子囊。酵母菌主要用于釀酒，在無(wú)氧的條件下，利用細(xì)胞內(nèi)酶

的作用，將葡萄糖等單糖分解為CO2和酒精。產(chǎn)生的CO2可用于發(fā)

面包和饅頭，還可用于生產(chǎn)甘油、甘露醇等。

(6)青霉菌。子囊菌亞門(mén)、不整囊菌綱、散囊菌目、散囊菌科、青

霉屬。多生于橘子、梨和蘋(píng)果上，也常侵害皮革、衣物和