人教版高中生物教科书中的微生物

秦四哥

在人教版高中生物学教材中与微生物相关的知识主要集中在必修1和必修3，涉及的重点知识主要有：细胞的多样性和统一性；细胞的结构、功能及生命历程；细胞的物质输入和输出；细胞的能量供应和利用；实验室安全问题；基因的本质；作物育种与基因工程；种群的数量关系及种间关系。笔者归纳了人教版必修教材中所涉及的微生物，将其中的代表类型按照病毒类、原核类和真核类介绍如下。

1病毒类（9种）

1.1主要类型

病毒类微生物无细胞结构，营寄生生活，主要由蛋白质和核酸（DNA或RNA）组成，依据宿主细胞的不同，分为以下3种类型：

（1）动物病毒。脊髓灰质炎病毒、流感病毒、艾滋病病毒、SARS病毒、Rons肉瘤病毒（RNA类），乙肝病毒、黏液瘤病毒（DNA类）。

（2）植物病毒。烟草花叶病毒（RNA类）。

（3）微生物病毒。噬菌体（DNA类）。

1.2代表生物

（1）噬菌体。是一大类能特异性寄生在藻类、细菌、真菌等生物体内的病毒的总称，因部分能引起宿主菌裂解，故称为噬菌体。典型的噬菌体侵染细菌的过程可分为吸附、注入、合成、组装和释放5个阶段。在人教版教材中，主要涉及以大肠杆菌为专一宿主的T2和T4噬菌体。其中T2噬菌体被赫尔希等选做证明DNA是遗传物质的材料，并因此荣获了1969年的诺贝尔生理学或医学奖；T4噬菌体则贡献了T4DNA连接酶，能连接平末端和黏性末端，是基因工程中不可或缺的“针线”。

（2）烟草花叶病毒。是人类发现的第一个病毒，它是一种单链RNA病毒，极其稳定，寄主范围很广，现已知对单子叶植物22科198种植物具有寄生性。该病毒的初侵染源为带病残体和其他寄主植物，另外未充分腐熟的烟草花叶病毒带毒肥料也可引致初侵染。而在田间，其主要通过病苗与健苗摩擦或农事操作进行再侵染，此外烟田中的蝗虫、烟青虫等咀嚼式口器的昆虫也可传播该病毒。

（3）SARS病毒。是严重急性呼吸综合征（SARS）的病原体，属于巢状病毒目，冠状病毒科，冠状病毒属，有包膜，单股正链RNA。2003年SARS在中国多地爆发，感染者以干咳、发热、胸闷为主要症状，严重者出现呼吸系统衰竭，从而直接导致死亡。

（4）HIV病毒。1983年，人类免疫缺陷病毒首次在美国发现，它是反转录病毒的一种，直径约120nm，大致呈球形。病毒外膜是类脂包膜，来自宿主细胞，并嵌有病毒的蛋白。衣壳内含有病毒的RNA基因组、酶以及利用宿主细胞合成的其他组成成分。HIV病毒是艾滋病的病原体，以性接触、血液和母婴传播为主，通过攻击参与人体特异性免疫的T淋巴细胞，使人体易感各种病原体，患癌的概率也会大大提高，最后不治身亡。为提高公众对HIV和艾滋病认识，1988年1月，世界卫生组织将每年的12月1日定为“世界艾滋病日”。

2原核类（16种）

2.1主要类型

原核类微生物具细胞结构，胞内无核膜、核仁分化，除核糖体外无其他细胞器，包括：细菌、放线菌、蓝细菌、支原体、衣原体、立克次氏体、螺旋体。在人教版必修教材中只涉及以下几类：

（1）细菌，乳酸菌、硝化细菌、肺炎双球菌S型和R型、根瘤菌、圆褐固氮菌、大肠杆菌、破伤风芽孢杆菌、苏云金芽孢杆菌、谷氨酸棒状杆菌、醋酸杆菌；

（2）蓝细菌，蓝藻（颤藻、发菜、蓝球藻、念珠藻）；

（3）支原体。

2.2代表生物

（1）蓝藻。又称蓝细菌，繁殖方式为营养繁殖或孢子繁殖。体内含藻蓝素和叶绿素，能进行光合作用，代谢类型为自养需氧型，是地球上最原始、最古老的一群生物，大约出现在距今35~33亿年前，分布十分广泛，遍及世界各地（已知蓝藻约2000种，中国已有记录的约900种）。

（2）大肠杆菌。变形菌门、肠杆菌目、埃希氏菌属，兼性厌氧菌，革兰氏阴性，是人和动物肠道中主要的寄生菌，大部分菌型不致病，能合成维生素B和K，并分泌具杀菌作用的大肠杆菌素。大肠杆菌是现代生物学中研究最多的一种细菌，作为最常见的受体细胞，广泛应用于基因工程。

（3）肺炎双球菌。厚壁菌门、乳杆菌目、链球菌属，呈圆形或披针形，无芽孢，无鞭毛，兼性厌氧型，直径为0.5~1.5μm，革兰氏染色阳性，老龄菌常呈阴性反应。在机体内形成荚膜，经人工培养后荚膜逐渐消失，菌落由光滑型变为粗糙型。1928年和1944年英国科学家格里菲斯和美国科学家艾弗里通过著名的小鼠体内、体外肺炎双球菌转化实验，证明DNA是遗传物质。

（4）乳酸菌。是一类能利用碳水化合物发酵产生大量乳酸的细菌的通称。无芽孢、革兰氏阳性，耐酸性，最适pH为5.5~5.8，常见类型为乳酸杆菌和乳酸链球菌。它们不仅在生物研究中具有重要的理论价值，而且在农牧业、食品和医药等与人类生活密切相关的重要领域也具有极高的应用价值。

（5）硝化细菌。无芽孢、革兰氏阴性，自养需氧型，有球形、杆状、螺旋形等，有些有鞭毛能运动，有些无鞭毛不能运动。硝化细菌为化能合成细菌，可以通过氧化NH3获得能量，将CO2和H2O合成有机物，在自然界的氮素循环中具有重要作用。

3真核类（16种）

3.1主要类型

真核类微生物具复杂的细胞器和成形的细胞核，包括：

（1）真菌类。酵母（酵母菌）、霉菌（米曲霉、链孢霉、青霉菌）、蕈菌（大型真菌）等。

（2）单细胞藻类。水绵、桂藻、伞藻、丽藻、轮藻、绿藻、小球藻、褐藻、红藻、衣藻等。

（3）原生动物。大草履虫、小草履虫、变形虫、眼虫、间日疟原虫等。

3.2代表生物

（1）草履虫。纤毛纲的代表种，也是原生动物的代表种，生活在淡水中，一般池沼、小河中都可采到。世界已知22种，常见有大草履虫（长220~400μm）、双小核草履虫（长80~170μm，有两个伸缩泡，两个小核）、多小核草履虫（长180~310μm，有时有3个伸缩泡，小核泡型，有3~12个）、绿草履虫（体长80~150μm，细胞质内有绿藻共生，在见光处培养后通体呈绿色，小核2个），其中大草履虫是最常见者。

（2）水绵。绿藻门、接合藻纲、水绵科、水绵属植物。藻体是由一列圆柱状细胞连成的不分枝的丝状体。显微镜下可见每个细胞中有一至多条带状叶绿体，螺旋绕生于紧贴细胞壁内方的细胞质中，在叶绿体上有一列蛋白核，细胞中央有一个大液泡，细胞核位于液泡中央的一团细胞质中。水绵属是常见的淡水绿藻，在小河、池塘等处均可见，繁盛时大片生于水底或成大块漂浮水面，由于藻体表面有较多的果胶质，用手触及有黏滑的感觉。有性生殖多发生在春季或秋季。1880年美国科学家恩格尔曼选用水绵和好氧细菌证实了叶绿体的功能，并发现光合作用的产物中包含O2。

（3）伞藻。绿藻门、绒枝藻科、伞藻属的通称，分布在热带和亚热带海中，中国有7种，产于东海南部和南海。伞藻属是海生单细胞藻类，细胞长2~5cm，可分为帽、柄和假根3部分，细胞核在基部。藻体钙化，有一条直立而不分枝的主轴，借主轴基部不规则分枝的假根固着在基质上。德国藻类学家黑默林曾用一种海产的伞藻作了一系列实验研究，阐明了有关细胞核和细胞质的关系。

（4）小球藻。绿藻纲、小球藻科，球形单细胞淡水浮游藻类，直径3~8μm，是地球上最早的生命之一，出现在20多亿年前。细胞球形、椭圆形，细胞壁薄，内有一个周生、杯状或片状的色素体。无性繁殖，每个细胞可以产生2，4，8，16个似亲孢子，成熟时母细胞破裂，孢子逸出，长大后即为新个体。目前世界上已知的小球藻约10种，加上其变种可达数百种之多。小球藻广泛分布于自然界，生长繁殖速度快，易于培养。小球藻含有丰富的蛋白质、维生素、矿物质元素，而其脂肪、糖含量及热量较少，且具有某些特殊医疗保健功能。因此，可作为食品添加剂或保健食品等优质健康食品源。

（5）酵母菌。单细胞真菌，兼性厌氧菌，形态通常有球形、卵圆形等，多数营腐生生活，少数营寄生生活，是人类文明史中被应用得最早的微生物，也是遗传工程和细胞周期研究的模式生物。目前酵母菌已知类型有1000多种，根据其产生孢子的能力分为两类：形成孢子的株系属于子囊菌和担子菌；不形成孢子但主要通过出芽生殖来繁殖的称为不完全真菌，或者叫“假酵母”（类酵母）。酵母菌以出芽的方式进行无性生殖，在芽未脱落之前呈暂时的有分枝的拟菌丝，每个芽脱落后形成一个新个体。有性生殖时由两个营养细胞或两个子囊孢子接合成子囊。酵母菌主要用于酿酒，在无氧的条件下，利用细胞内酶的作用，将葡萄糖等单糖分解为CO2和酒精。产生的CO2可用于发面包和馒头，还可用于生产甘油、甘露醇等。

（6）青霉菌。子囊菌亚门、不整囊菌纲、散囊菌目、散囊菌科、青霉属。多生于橘子、梨和苹果上，也常侵害皮革、衣物和纺织品。菌丝体淡绿色，主要以分生孢子进行繁殖，有性生殖极少见。孢子成熟后，随风散落，落在基质上，在适当的条件下，萌发为菌丝。产毒青霉菌是能够合成并分泌抗生素——青霉素的几种真菌之一。1928年英国生物化学家弗莱明在实验室中发现特异青霉菌具有杀菌作用，之后，从霉菌中确定并大量提取了青霉素；1938年由恩斯特•伯利斯•柴恩、弗洛里及希特利领导的团队提取出青霉素，从而改变了人类与传染病之间生死搏斗的历史。

——尚艳霞.中学生物教学.2017年第9期