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細菌(Bacterium)
❐ 細菌的構造
細菌的外觀如<圖一>所示,各部位的名稱和功能如下:
➤鞭毛與纖維:為細菌的運動器官,可以幫助細菌快速自由移動。
➤菌毛與生殖菌毛:可以幫助細菌寄生,附著在宿主細胞表面,並且可以抵抗宿主的白血球吞噬,同時可以幫助細菌將遺傳物質(NDA)併入宿主細胞中。
➤莢膜:可以幫助細菌附著在不同的材質上,例如:附著在牙齒的琺瑯質上可以造成蛀牙,如果宿主體內沒有抵抗莢膜的抗體,莢膜也可以保護細菌。
➤細胞壁:可以保護細菌不受外界滲透壓大小的影響,使細菌維持原來的形狀,並且提供鞭毛固定的位置,協助決定要讓那些物質進入細菌內部。
細菌因為有細胞壁,所以可以保護細菌離開人體很久還能存活。例如:破傷風桿菌可以在生锈的金屬或泥土中存活很久,當我們不小心摔倒被生锈的金屬或泥土刮傷破皮流血時,破傷風桿菌就會入侵人體,而抗生素大多是抑制細菌細胞壁的合成,達到殺死細菌的目的。
圖一 細菌的構造。
資料來源:www.shutterstock.com。
❐ 細菌的變種
微生物最可怕的就是可以在短時間內產生變種,想到變種大家可能會想起電影裏入侵地球的外星人,寄生在人體內複製繁殖,呵呵~嚇到了吧!高等生物(例如:動物或植物)的變種必須遵守達爾文的進化論,所以短頸鹿要變種成長頸鹿必須經過數萬年,而細菌的變種可能在幾個月之內就發生,而且變種後的細菌往往會產生抗藥性,這下子可就難醫囉!我們先來介紹幾種細菌變種的機制:
➤轉形作用(Transformation):某些細菌會將環境中其他死亡細菌的DNA攝入,並且將這些攝入的DNA與本身的DNA重組,形成新的DNA,細菌產生抗藥性的主要原因,就是細菌的轉形作用。
➤轉導作用(Transduction):某些細菌會以噬菌體作為媒介,將一個細菌的DNA轉移到噬菌體內,再經由噬菌體轉移給另外一個細菌,而產生新品種的細菌,這個動作有點類似蚊子將病毒從一個人的身上吸出來,再轉移到另外一個人身上一樣。
➤接合作用(Conjugation):某些細菌會利用生殖菌毛,將一個細菌的DNA轉移給另外一個細菌,而產生新品種的細菌。知識力www.ansforce.com。
➤轉位作用(Transposition):某些細菌具有跳躍基因,跳躍基因又稱為「轉位子(Transposon)」,可以將某一個基因,由染色體上的某一個位置轉換到相同或不同染色體上的另外一個位置,細菌的抗藥性可以在不同的細菌之間傳遞的主要原因,就是細菌的轉位作用,換句話說,只要有一個細菌產生抗藥性的基因,就可以轉換到另外一個細菌,讓所有的細菌都具有抗藥性,可怕吧!
❐ 細菌的轉形作用
在這種我們介紹一個有趣的實驗來說明細菌的轉形作用,科學家先將一種有毒的細菌(有莢膜)注射到老鼠體內,發現老鼠死亡,如<圖二 (a)>所示;如果將這種細菌加熱殺死(仍然有莢膜)再注射到老鼠體內,發現老鼠存活,如<圖二(b)>所示;將另外一種無毒的細菌(無莢膜)注射到老鼠體內,發現老鼠存活,如<圖二(c)>所示;最後科學家將「加熱後的死細菌」與「無毒的細菌」混合注射到老鼠體內,照理說老鼠應該沒事才對,結果老鼠竟然死亡,如<圖二(d)>所示,原來是無毒性的細菌將加熱後的死細菌內的DNA併入,結果變成有毒的細菌,才會將老鼠殺死的,真是令人不寒而慄!
圖二 細菌的轉形作用。
資料來源:李權益,分子生物學,合記圖書出版社。<我要買書>
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