李昀諺
微生物是地球上最古老和最多樣化的生命形式之一,包括細菌、真菌、原生生物和病毒。它們是生態系統的中流砥柱,對海陸空及各界生物都有著重大影響(對你我健康也是)。
課程摘要
歷史
人類對微生物的觀察和了解可以追溯到古代。然而,現代微生物學的基礎是在17世紀後期和18世紀早期的科學革命時期奠定的。Antonie van Leeuwenhoek荷蘭著名的微生物學家,被認為是現代微生物學之父。他使用自製的單鏡頭顯微鏡首次觀察到了微生物並解成功紀錄了它們的形態和運動。
在早期,人們普遍認為生物可以自然地從非生物物質生成(自然發展說 )。直到路易斯·巴斯德等科學家的實驗中被推翻,並提出:「生物只能從現有生物中繁殖」,而此為微生物學的奠基石之一。
微生物根據其結構、功能和遺傳特徵進行分類,主要包括細菌、真菌、原生生物和病毒。
分類
尺寸
病毒是最小的生物單位,直徑一般在20至300納米之間,只能在宿主細胞內進行複製。細菌的大小從0.2微米到10微米不等,通常為單細胞,形態多樣,例如球形、桿狀和螺旋形。真菌通常比細菌大,大小從幾微米到幾厘米不等,是多細胞的生物,具有真核細胞核和細胞壁。原生生物是單細胞的微生物,大小從幾微米到數百微米不等,形態和結構十分多樣化。
gram stain最常用於鑑別細菌,下面是其屬四個步驟 。
初染(結晶紫):先將樣本染上結晶紫染料,結晶進入細菌的細胞壁,並與細胞內的核酸和蛋白質結合,使所有細菌呈現紫色。
媒染(碘液):碘液被用來形成結晶紫-碘複合物,這能增強染色的效果,固定染料在細菌的細胞內,使其難以被去除。
去色(酒精):酒精被用來去除細菌中多餘的結晶紫染料,但對Gram陽性細菌的厚壁保持染色,對Gram陰性細菌的較薄細胞壁則使其失去染色。
反染(番紅):最後,使用番紅染色來反染Gram陰性細菌,使其呈現粉紅色,而Gram陽性細菌因已染有結晶紫-碘複合物,仍呈紫色。
Gram stain
格蘭氏
陽性細菌
具有厚且多層的層狀細胞壁,可以保留靛青染料,染色後為藍色或紫色。這些細菌通常比較容易受到抗生素和消毒劑的影響,但也因此在某些環境下較為耐久。其中包括梭狀芽孢桿菌(Clostridium)和炭疽桿菌(Bacillus)。
細胞壁較薄且複雜,不保留靛青染料,染色後呈現紅色(最後反染的顏色)。這類細菌通常比較耐受抗生素和消毒劑的影響,但也因此較易受到環境壓力的影響。包括大腸桿菌(Escherichia coli 或者E.coli)和沙門氏菌(Salmonella)。
格蘭氏
陰性細菌