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2-4 原 核 生 物 細 菌 藍 綠 藻 焦 點 1 原 核 生 物 一 構 造 : 原 核 生 物 均 為 構 造 較 簡 單 無 核 膜 的 單 細 胞 生 物 1. 缺 少 核 膜 和 核 仁 : 遺 傳 物 質 (DNA) 無 核 膜 包 圍, 環 狀 DNA 裸 露 於 細 胞 質 中 原 核 生 物 僅 具 有 較 小 且 簡 單 的 基 因 組, 遺 傳 複 製 基 因 表 現 基 因 重 組 等, 在 一 些 細 節 上 不 同 於 真 核 生 物 2. 細 胞 質 中 沒 有 胞 器 的 特 化 : 缺 粒 線 體 葉 綠 體 高 基 氏 體 內 質 網 溶 體 細 胞 骨 架, 僅 具 有 核 糖 體 參 與 蛋 白 質 合 成 3. 新 陳 代 謝 主 要 藉 由 特 殊 的 內 膜 來 表 現, 內 膜 是 由 細 胞 膜 凹 陷 而 成 4. 無 粒 線 體, 於 細 胞 膜 形 成 ATP 5. 原 核 生 物 細 胞 壁 的 主 要 成 分 為 肽 聚 糖, 完 全 不 同 於 植 物 和 真 菌 的 細 胞 壁 6. 缺 有 絲 分 裂 和 減 數 分 裂 二 特 性 : 1. 代 謝 歧 異 度 : 原 核 生 物 的 生 物 代 謝 歧 異 度 > 真 核 生 物 的 生 物 代 謝 歧 異 度 2. 種 類 多 數 量 多 分 布 廣 : (1) 目 前 地 球 上 存 在 的 原 核 生 物, 不 論 種 類 或 數 目, 都 超 過 所 有 真 核 生 物 的 總 合 現 今 的 原 核 生 物 不 論 在 構 造 和 生 理 上, 均 有 極 大 的 差 異 目 前 已 知 的 原 核 生 物 種 類 約 有 4000 種, 但 估 計 其 真 正 的 種 類 數 應 在 40 萬 至 400 萬 之 間 (2) 只 要 有 生 物 生 存 的 地 方, 都 可 以 發 現 有 原 核 生 物 部 分 原 核 生 物 可 生 存 於 極 端 的 環 境 中, 不 論 高 溫 低 溫 極 酸 極 鹼 高 鹽 的 環 境 中, 都 有 原 核 生 物 生 存 41

3. 只 有 一 些 種 類 的 原 核 生 物 會 造 成 人 類 與 其 他 生 物 的 疾 病 4. 地 球 上 所 有 生 物 都 必 須 依 賴 原 核 生 物 才 得 以 生 存 (1) 某 些 種 類 的 原 核 生 物 可 分 解 動 植 物 的 屍 體, 並 將 生 物 體 中 的 化 學 物 質 以 無 機 物 型 式 回 歸 自 然 環 境 中, 使 得 植 物 可 以 再 利 用, 並 得 以 養 活 動 物 (2) 假 若 因 某 些 原 因 使 所 有 的 原 核 生 物 死 亡, 將 導 致 所 有 的 真 核 生 物 因 化 學 物 質 循 環 的 停 頓 而 無 法 生 存 三 營 養 方 式 : (1) 大 部 分 原 核 生 物 為 分 解 者 : 例 如 土 壤 中 大 部 分 的 細 菌 異 營 生 活 (2) 部 分 原 核 生 物 為 消 費 者 : 例 如 葡 萄 球 菌, 可 以 感 染 人 類 或 其 他 生 物, 甚 至 引 起 疾 病 (1) 少 部 分 原 核 生 物 可 行 光 合 作 用, 例 如 : 藍 綠 藻 ( 藍 綠 菌 ) 紫 硫 菌 自 營 生 活 綠 硫 菌 (2) 少 部 分 原 核 生 物 可 行 化 學 合 成, 例 如 : 硝 細 菌 亞 硝 化 菌 硫 化 菌 四 古 細 菌 與 真 細 菌 : 比 較 不 同 原 核 生 物 類 型 的 rrna( 核 糖 體 RNA), 以 及 其 他 的 基 因 產 物, 可 以 發 現 原 核 生 物 有 二 個 主 要 的 演 化 分 支 : 古 細 菌 和 真 細 菌 (1) 古 細 菌 生 活 於 極 端 環 境 中, 例 如 : 高 溫 高 鹽 高 酸 鹼 缺 氧 的 沼 澤 溫 泉 熱 泉 鹽 湖 ( 但 是 少 有 其 他 生 物 能 生 存 在 這 些 與 原 始 地 球 相 似 的 環 境 中 ) 古 細 菌 (2) 古 菌 界 在 演 化 上 自 成 一 個 體 系, 且 古 細 菌 出 現 在 地 球 上 的 時 間 早 於 真 細 菌 古 細 菌 意 指 它 們 是 從 原 始 生 命 中 較 古 老 的 一 群 中 演 變 而 來 的 (3) 根 據 分 子 生 物 學 的 證 據 顯 示, 古 細 菌 與 真 核 生 物 的 關 係 較 親 密 (1) 大 多 數 原 核 生 物 屬 於 真 細 菌, 包 括 : 細 菌 藍 綠 菌 真 細 菌 (2) 真 細 菌 分 佈 較 廣 泛, 在 一 般 環 境 中 生 長, 主 要 構 造 生 化 和 生 理 特 性, 均 與 古 細 菌 不 同 五 原 核 生 物 與 真 核 生 物 之 間 的 關 係 : 1. 部 分 原 核 生 物 與 真 核 生 物 之 間 的 關 係 十 分 密 切, 具 有 共 生 的 關 係 2. 原 核 生 物 與 真 核 生 物 的 共 生 關 係, 最 具 歷 史 意 義 的, 就 是 現 今 真 核 細 胞 內 的 葉 綠 體 和 粒 線 體, 它 們 是 原 核 生 物 在 較 大 的 真 核 細 胞 中 生 存 所 產 生 的 結 果 3. 動 物 植 物 真 菌 原 生 生 物, 都 可 能 是 由 原 核 生 物 演 化 而 來 的 42

焦 點 2 細 菌 的 形 態 與 種 類 一 細 菌 的 發 現 : 1. 雷 文 霍 克 ( 荷 蘭 人 ) 於 1647 年 以 自 製 的 單 鏡 片 顯 微 鏡 ( 放 大 300 倍 ) 看 到 細 菌 模 糊 的 外 形, 他 將 棒 狀 的 細 菌 稱 為 桿 菌, 圓 形 的 細 菌 稱 為 球 菌, 螺 旋 形 的 細 菌 稱 為 螺 旋 菌, 這 些 名 詞 沿 用 至 今 2. 十 九 世 紀 : 複 式 顯 微 鏡 改 良 可 清 晰 觀 察 細 菌 3. 二 十 世 紀 中 葉 之 後 : 電 子 顯 微 鏡 + 生 物 化 學 + 分 子 生 物 技 術 可 觀 察 細 菌 的 細 微 構 造 43

二 細 菌 的 大 小 :( 細 菌 是 最 小 的 生 物 ) 1. 一 般 的 細 菌 : 長 2~10µm, 寬 0.5~2µm 2. 立 克 次 體 菌 : 長 0.8~2µm, 寬 0.3~0.5µm 三 細 菌 的 形 態 與 種 類 :( 皆 為 單 細 胞 原 核 生 物 ) 細 菌 為 單 細 胞 原 核 生 物, 其 形 態 與 大 小 有 很 大 的 差 異 : 球 菌 無 鞭 毛, 不 會 運 動, 例 如 : 淋 病 雙 球 菌 肺 炎 雙 球 菌 分 裂 後 常 會 排 列 在 一 起 : 金 黃 色 葡 萄 球 菌 腦 膜 炎 成 對 排 列 雙 球 菌 敗 血 病 猩 紅 熱 鏈 狀 排 列 鏈 球 菌 例 如 : 破 傷 風 桿 菌 大 腸 菌 桿 菌 大 多 數 桿 菌 具 有 鞭 毛, 可 運 動, 枯 草 菌 霍 亂 弧 菌 乳 酸 菌 白 喉 桿 菌 的 種 類 最 多 百 日 咳 肺 炎 赤 痢 胃 炎 鼠 疫 肺 結 核 螺 旋 菌 有 鞭 毛, 種 類 最 少, 無 致 病 力 菌 體 外 具 有 可 彎 曲 的 細 胞 壁 例 如 : 硫 化 螺 旋 菌 螺 旋 體 無 鞭 毛, 以 軸 絲 運 動 例 如 : 梅 毒 螺 旋 體 回 歸 熱 披 衣 菌 最 小 的 原 核 生 物 之 一, 缺 乏 能 量 代 謝 系 統 不 能 人 工 培 養 引 起 砂 眼 結 膜 炎 角 膜 炎 又 稱 為 衣 原 菌 44

四 革 蘭 氏 染 色 法 : 1884 年, 德 國 科 學 家 革 蘭 發 明 了 革 蘭 氏 染 色 法, 藉 以 鑑 定 因 肺 炎 死 亡 的 病 人 肺 組 織 中 的 球 菌 依 據 革 蘭 是 染 色 法 的 結 果, 可 將 細 菌 分 為 兩 大 群 : 革 蘭 氏 陽 性 菌 革 蘭 氏 陰 性 菌, 這 兩 群 細 菌 最 大 的 區 別 就 是 細 胞 壁 的 構 造 (1) 革 蘭 氏 陽 性 菌 的 細 胞 壁 構 造 較 單 純, 主 要 由 多 層 結 構 堅 固 緻 密 的 肽 聚 糖 所 組 成, 不 具 外 膜 (2) 經 革 蘭 氏 染 色 法 染 色 後, 細 胞 壁 會 吸 收 且 保 留 染 料, 染 色 後 的 革 蘭 氏 陽 性 菌 革 蘭 氏 陽 性 菌 呈 紫 色 黑 色 (3) 細 胞 壁 較 厚 較 堅 固, 不 易 受 外 力 毀 損, 但 易 受 水 解 酵 素 溶 體 素 溶 菌 酶 所 溶 解 (4) 例 如 : 金 黃 色 葡 萄 球 菌 屬 於 革 蘭 氏 陽 性 菌 (1) 革 蘭 氏 陰 性 菌 的 細 胞 壁 構 造 較 複 雜, 細 胞 壁 較 薄 僅 含 少 量 疏 鬆 的 肽 聚 糖, 細 胞 壁 外 具 有 外 膜 ( 主 要 成 分 是 多 量 的 脂 質 脂 多 醣 脂 蛋 白 ) 革 蘭 氏 陰 性 菌 (2) 經 革 蘭 氏 染 色 法 染 色 後, 細 胞 壁 不 易 吸 收 保 留 染 料, 染 色 後 的 革 蘭 氏 陰 性 菌 呈 紅 色 (3) 革 蘭 氏 陰 性 菌 的 細 胞 壁 外 具 有 外 膜 可 防 止 酵 素 侵 害 (4) 例 如 : 大 腸 桿 菌 屬 於 革 蘭 氏 陰 性 菌 45

試 題 範 例 1. 下 列 有 關 於 細 菌 的 敘 述, 何 者 錯 誤? (A) 細 菌 屬 於 原 核 生 物 (B) 其 外 形 須 藉 電 子 顯 微 鏡 觀 察 (C) 部 分 能 固 定 氮 素, 使 土 壤 肥 沃 (D) 部 分 細 菌 是 使 人 體 罹 病 的 病 原 體 答 案 (B) 光 學 顯 微 鏡 ( 高 倍 ) 即 可 觀 察 細 菌 外 形 2. 下 列 有 關 於 細 菌 的 敘 述, 何 者 錯 誤? (A) 所 有 的 細 菌 都 是 單 細 胞 的 個 體 (B) 相 互 連 接 成 長 鏈 的 每 個 細 菌 都 是 獨 立 生 活 的 (C) 細 菌 主 要 是 靠 分 裂 生 殖 的 方 式 進 行 生 殖 的 (D) 腸 道 內 的 大 腸 桿 菌 屬 於 自 養 的 細 菌 答 案 (D) 腸 道 內 的 大 腸 桿 菌 屬 於 異 養 ( 異 營 ) 的 細 菌 焦 點 3 細 菌 的 構 造 細 菌 屬 於 原 核 生 物, 不 具 核 膜 和 核 仁 ( 遺 傳 物 質 沒 有 核 膜 包 圍 起 來 ), 不 具 胞 器 細 菌 細 胞 的 構 造, 一 般 分 為 : 原 生 質 細 胞 膜 細 胞 壁 胞 外 附 加 物 46

一 細 胞 壁 : 1. 構 造 :(1) 細 菌 細 胞 壁 的 主 要 成 分 為 肽 聚 糖 (2) 某 些 細 菌 的 細 胞 壁 構 造 較 為 複 雜, 尚 含 有 脂 質 及 多 醣 類 等 成 分 2. 特 性 : 溶 菌 酶 和 部 分 抗 生 素 ( 例 如 青 黴 素 ) 可 破 壞 細 菌 的 細 胞 壁 二 細 胞 膜 : 1. 構 造 : 細 菌 的 細 胞 膜 也 是 由 雙 層 磷 脂 質 構 成 2. 位 置 : 細 菌 的 細 胞 膜 位 於 細 胞 壁 內 側 3. 功 能 : (1) 細 菌 的 細 胞 膜 是 選 擇 性 通 透 膜 ( 選 擇 性 半 透 膜 ), 可 選 擇 性 地 吸 收 所 需 物 質 管 制 物 質 的 出 入, 還 擔 負 代 謝 的 功 能, 並 可 將 體 內 的 代 謝 廢 物 排 出 體 外 (2) 細 胞 膜 之 功 能 與 複 雜 性 : 原 核 生 物 > 真 核 生 物 由 於 原 核 細 胞 沒 有 胞 器, 所 以 許 多 真 核 細 胞 的 功 能, 皆 需 利 用 細 胞 膜 來 完 成, 例 如 : 代 謝 作 用 細 胞 呼 吸 形 成 ATP, 皆 是 在 細 胞 膜 上 進 行 三 原 生 質 :( 細 胞 質, 封 套 內 的 所 有 物 質 ) 1. 功 能 : 原 生 質 是 進 行 生 理 活 動 產 生 化 學 能 合 成 新 物 質 儲 存 及 複 製 遺 傳 物 質 的 場 所 2. 成 分 : 水 分 ( 約 佔 70~80%) 有 機 物 無 機 鹽 酵 素 ( 進 行 代 謝 ) 染 色 體 ( 由 環 狀 DNA 組 成 ) 核 糖 體 ( 合 成 蛋 白 質 ) 顆 粒 ( 儲 存 特 殊 物 質 ) 四 染 色 體 : 1. 構 造 : 細 菌 的 染 色 體 僅 由 一 條 環 狀 的 雙 股 DNA 組 成 不 含 蛋 白 質, 細 菌 的 DNA 約 含 有 2000~3000 個 基 因 ( 部 分 細 菌 的 染 色 體 含 少 量 蛋 白 質, 鏈 黴 菌 的 染 色 體 是 由 線 狀 DNA 組 成 ) 2. 位 置 : 細 菌 不 具 細 胞 核, 其 染 色 體 聚 集 在 細 菌 原 生 質 中 一 處 稱 為 類 核 區 的 特 定 區 域 47

五 質 體 :( 質 粒 ) 1. 構 造 : 有 些 細 菌 具 有 質 體, 質 體 為 染 色 體 外 游 離 的 一 小 段 環 狀 DNA 分 子, 大 小 約 為 細 菌 染 色 體 的 1/100 2. 特 性 : (1) 質 體 帶 有 特 殊 的 基 因 : 1 修 補 輻 射 線 傷 害 的 基 因 2 製 造 細 菌 毒 素 的 基 因 3 抗 藥 性 基 因 加 速 抗 藥 性 細 菌 的 形 成 (2) 質 體 所 攜 帶 的 基 因, 不 影 響 細 菌 的 正 常 生 理, 與 細 菌 的 生 存 無 關 (3) 質 體 可 自 行 複 製, 子 代 會 有 相 同 的 質 體 質 體 亦 可 隨 著 細 菌 細 胞 的 分 裂 而 複 製, 但 與 細 菌 染 色 體 複 製 無 關 (4) 質 體 可 在 細 菌 細 胞 之 間 移 動 ( 基 因 轉 移 ), 以 增 加 基 因 重 組 3. 應 用 : 質 體 易 於 在 實 驗 室 中 操 作, 而 且 能 重 新 置 入 細 菌 細 胞 內, 可 作 為 遺 傳 工 程 的 載 體 ( 基 因 轉 殖 的 工 具 ), 以 攜 帶 他 種 生 物 的 DNA 六 莢 膜 : 1. 構 造 : 有 些 細 菌 具 有 莢 膜, 細 菌 莢 膜 的 主 要 成 分 是 多 醣 類, 以 及 少 量 的 蛋 白 質 2. 位 置 : 細 菌 的 莢 膜 位 於 細 胞 壁 的 外 側 3. 特 性 : (1) 莢 膜 具 有 保 護 和 附 著 的 功 能, 可 防 水 分 和 養 分 流 失 (2) 莢 膜 可 協 助 細 菌 抵 抗 宿 主 白 血 球 的 吞 噬 作 用, 因 此 具 有 莢 膜 的 細 菌 才 具 有 致 病 性 48

七 鞭 毛 : 1. 構 造 : 細 菌 的 鞭 毛 是 由 蛋 白 質 組 合 而 成, 起 自 細 胞 膜, 經 細 胞 壁 伸 出 體 外 2. 功 能 : 鞭 毛 的 擺 動 可 協 助 細 菌 趨 向 營 養 物 質 逃 離 有 害 物 質 八 線 毛 : 1. 構 造 : 細 菌 的 線 毛 是 由 蛋 白 質 組 合 而 成 2. 功 能 : (1) 線 毛 可 協 助 細 菌 附 著 於 宿 主 細 胞 表 面, 與 細 菌 的 致 病 性 有 關 (2) 在 細 菌 的 接 合 作 用 中, 線 毛 可 形 成 接 合 管, 作 為 傳 送 遺 傳 物 質 的 管 道 (3) 部 分 噬 菌 體 以 線 毛 作 為 附 著 於 細 菌 表 面 的 接 受 器 試 題 範 例 1. 下 圖 是 細 菌 構 造 之 模 式 圖, 試 根 據 此 圖 回 答 下 列 問 題 : (1) 甲 由 哪 一 類 物 質 組 成? 其 功 能 為 何? (2) 丙 由 哪 一 類 物 質 組 成? 其 功 能 為 何? (3)ATP 的 形 成 在 何 處 進 行? 其 名 稱 為 何? (4) 控 制 甲 生 成 的 因 子 是 哪 一 類 物 質? 存 在 於 何 處? 答 案 (1) 多 醣 類, 避 免 被 白 血 球 吞 噬 (2) 蛋 白 質, 運 動 (3) 戊, 細 胞 膜 (4)DNA, 染 色 體 ( 己 ) 2. 下 列 哪 一 構 造 會 產 生 ATP? (A) 菌 類 的 細 胞 壁 (B) 藻 類 的 核 糖 體 (C) 細 菌 的 細 胞 膜 (D) 病 毒 的 外 殼 91 指 考 答 案 (C) 細 菌 的 細 胞 膜 可 產 生 ATP 49

焦 點 4 細 菌 的 增 殖 一 細 菌 的 分 裂 生 殖 : 1. 細 菌 藉 無 性 生 殖 來 增 殖 個 體, 最 典 型 的 是 分 裂 生 殖, 一 個 細 菌 可 以 直 接 分 裂 為 兩 個 子 細 菌 例 如 : 大 腸 菌 每 30 分 鐘 分 裂 一 次 2. 分 裂 過 程 : 吸 收 養 分, 合 成 細 菌 生 長 所 需 的 脂 質 醣 類 蛋 白 質 間 期 細 菌 體 積 增 加 ( 體 積 倍 增 ) 細 菌 的 染 色 體 在 分 裂 之 前 完 成 複 製 : 複 製 期 以 原 有 的 環 狀 DNA 為 模 板 複 製 出 新 的 環 狀 DNA 以 確 保 分 裂 後 的 子 細 菌 具 有 與 原 細 菌 完 全 相 同 的 遺 傳 物 質 (1) 在 酵 素 的 作 用 下,DNA 從 複 製 起 點 開 始 進 行 複 製 (2)DNA 複 製 完 成 後, 藉 酵 素 將 DNA 分 割 為 二 條 DNA (3) 二 條 DNA 分 開 並 向 細 胞 兩 端 移 動 染 色 體 各 自 附 著 在 細 胞 膜 上 分 裂 期 (4) 中 間 部 位 的 細 胞 膜 及 細 胞 壁 向 內 凹 陷 在 中 間 癒 合 形 成 隔 板 及 細 胞 壁 分 隔 形 成 二 個 子 細 菌 (5) 有 些 細 菌 在 分 裂 之 後, 子 細 菌 仍 然 互 相 連 接 成 串 例 如 : 雙 球 菌 鏈 球 菌 3. 特 性 : (1) 細 菌 不 行 有 絲 分 裂, 細 菌 的 分 裂 過 程 中 不 形 成 紡 錘 體 (2) 細 菌 分 裂 增 殖 後 形 成 菌 落 : 一 個 菌 落 是 由 一 個 細 菌 增 殖 而 成, 同 一 菌 落 內 的 細 菌 具 有 完 全 相 同 的 基 因 (3) 養 分 不 足 代 謝 廢 物 累 積 限 制 細 菌 分 裂 50

細 菌 的 染 色 體 複 製 二 影 響 細 菌 生 長 的 因 素 : 1. 適 當 的 營 養 環 境 的 溫 度 酸 鹼 度 氧 氣 濃 度 含 水 量 等 理 化 因 素, 皆 會 影 響 細 菌 的 生 長 2. 避 免 食 物 因 細 菌 孳 生 腐 敗 的 方 法 : (1) 將 食 物 放 置 在 低 溫 條 件 下, 以 減 緩 細 菌 的 生 長 速 率 (2) 將 食 物 以 高 濃 度 的 鹽 浸 漬, 使 細 菌 死 亡 或 停 止 生 長 (3) 使 用 真 空 方 式 包 裝 食 物, 使 細 菌 因 缺 氧 而 停 止 生 長 (4) 降 低 食 物 中 的 含 水 量, 使 細 菌 無 法 生 長, 例 如 : 牛 肉 乾 蘿 蔔 乾 試 題 範 例 1. 有 關 於 細 菌 的 繁 殖 方 式, 下 列 敘 述 何 者 正 確? (A) 能 行 有 性 生 殖 (B) 其 分 裂 生 殖 屬 於 典 型 的 有 絲 分 裂 (C) 分 裂 生 殖 是 細 菌 的 主 要 生 殖 方 式 (D) 細 菌 也 有 遺 傳 物 質 重 組 的 現 象 (E) 細 菌 藉 減 數 分 裂 產 生 配 子 答 案 (C)(D) 詳 解 (A) 細 菌 不 行 有 性 生 殖 (B) 細 菌 缺 紡 錘 體, 不 具 典 型 的 有 絲 分 裂 (E) 細 菌 不 行 減 數 分 裂 不 產 生 配 子 51

焦 點 5 細 菌 的 遺 傳 變 異 細 菌 沒 有 減 數 分 裂, 也 不 行 有 性 生 殖, 只 有 在 某 些 特 殊 情 況 下, 具 有 遺 傳 物 質 轉 移 遺 傳 物 質 重 組 的 現 象 一 性 狀 轉 變 :( 格 里 夫 茲 發 現 肺 炎 雙 球 菌 具 有 性 狀 轉 變 的 現 象 ) 實 驗 材 料 肺 炎 雙 球 菌 老 鼠 S 菌 菌 落 光 滑 菌 落 較 大 具 有 莢 膜 具 致 病 力 R 菌 菌 落 粗 糙 菌 落 較 小 不 具 莢 膜 無 致 病 力 A. 活 S 菌 老 鼠 得 肺 炎 死 亡 實 驗 步 驟 活 R 菌 老 鼠 不 會 得 肺 炎 死 S 菌 老 鼠 不 會 得 肺 炎 B. 活 R 菌 + 死 S 菌 鼠 死 亡 ( 死 鼠 體 內 發 現 有 活 S 菌 ) 實 驗 結 果 活 R 菌 + 死 S 菌 鼠 死 亡 ( 死 鼠 體 內 發 現 有 活 S 菌 ) 推 論 死 的 莢 膜 雙 球 菌 具 有 某 種 物 質 ( 由 他 人 證 實 為 DNA) 可 使 無 莢 膜 雙 球 菌 的 子 代 遺 傳 性 狀 改 變 而 成 為 有 莢 膜 的 雙 球 菌 52

二 基 因 重 組 : 李 德 柏 & 特 吞 : 以 紫 外 線 誘 導 大 腸 菌 突 變 發 現 細 菌 有 基 因 重 組 的 現 象 53

三 接 合 作 用 : 細 菌 的 接 合 作 用 特 徵 發 生 角 色 正 交 配 型 ( 正 品 系 ) 有 線 毛 ( 線 毛 形 成 接 合 管 ) 基 因 的 複 製 轉 移 基 因 的 供 給 者 負 交 配 型 ( 負 品 系 ) 無 線 毛 基 因 的 重 組 轉 移 基 因 的 接 受 者 負 交 配 型 細 菌 獲 得 正 交 配 型 細 菌 的 DNA 負 交 配 型 細 菌 進 行 DNA 重 組 負 交 配 型 細 菌 具 有 正 交 配 型 細 菌 的 遺 傳 性 狀 細 菌 的 接 合 作 用 並 非 有 性 生 殖, 不 增 殖 個 體, 僅 供 進 行 基 因 轉 移 ( -) 試 題 範 例 1. 有 關 於 細 菌 的 接 合 作 用, 下 列 敘 述 何 者 正 確? (A) 可 增 加 細 菌 的 個 體 數 (B) 兩 個 體 間 互 換 遺 傳 物 質 (C) 可 產 生 變 異 的 個 體, 增 加 生 存 機 會 (D) 利 用 鞭 毛 形 成 接 合 管, 進 行 基 因 轉 移 答 案 (C) 利 用 線 毛 形 成 接 合 管, 進 行 基 因 轉 移, 但 與 增 加 個 體 數 無 關 焦 點 6 細 菌 的 生 活 方 式 一 細 菌 的 分 佈 : 1. 根 據 化 石 證 據 顯 示, 細 菌 早 在 三 十 億 年 前 就 已 生 存 在 地 球 上 了 2. 細 菌 幾 乎 無 所 不 在, 高 熱 的 溫 泉 濃 鹽 的 湖 泊 酸 性 或 鹼 性 的 水 域, 也 都 可 以 發 現 細 菌 的 存 在, 細 菌 具 有 非 常 大 的 多 樣 性 3. 自 然 界 中 只 有 少 數 細 菌 有 害, 大 多 數 細 菌 對 人 類 是 有 益 的 二 細 菌 的 生 活 方 式 : 好 氣 性 厭 氣 性 兼 氣 性 自 營 性 固 氮 光 合 細 菌 乳 酸 菌 根 瘤 菌 大 腸 菌 亞 硝 化 菌 固 氮 桿 菌 ( 單 棲 固 氮 ) 肉 毒 桿 菌 肺 炎 雙 球 菌 白 喉 桿 菌 硝 化 菌 根 瘤 菌 ( 共 生 固 氮 ) 破 傷 風 桿 菌 硫 細 菌 54

三 大 多 數 細 菌 為 異 營 菌 : 腐 生 菌 分 解 動 植 物 遺 骸 促 進 物 質 元 素 循 環 ( 分 解 者 ) 釋 出 酶 至 菌 體 外, 以 分 解 動 植 物 遺 骸 使 成 為 小 分 子 物 質 再 吸 收 利 用 寄 生 菌 直 接 吸 收 宿 主 的 養 分 而 生 活 由 宿 主 得 到 養 分, 但 不 危 害 宿 主 且 對 宿 主 有 益 共 生 菌 例 如 : 根 瘤 菌 生 活 於 豆 科 植 物 之 根 部, 豆 科 植 物 供 應 根 瘤 菌 所 需 養 ( 消 費 者 ) 分, 而 根 瘤 菌 可 行 固 氮 作 用 以 供 豆 科 植 物 合 成 蛋 白 質 四 少 數 細 菌 為 自 營 菌 : 光 合 自 營 具 細 菌 葉 綠 素, 可 行 光 合 作 用 ( 例 如 : 紫 硫 菌 綠 硫 菌 紅 硫 菌 ) 利 用 外 界 無 機 物 氧 化 所 釋 放 之 能 量 來 合 成 體 質 1Fe 2+ 鐵 細 菌 Fe 3+ 化 學 自 營 硫 細 菌 2H 2 S S H 2 SO 4 亞 硝 化 菌 硝 化 菌 3NH 3 HNO 2 HNO 3 五 固 氮 菌 :( 合 成 含 氮 化 合 物, 例 如 : 固 氮 桿 菌 根 瘤 菌 ) 雙 氮 N 2 +8H + +8e - 2NH3 +H 2 溶 於 水 NH 3 NH4 + :(1) 供 植 物 吸 收 利 用,(2) 減 少 化 學 氮 肥 的 使 用 六 最 適 宜 溫 度 :20 ~45 1. 在 4 ~65 之 間 都 是 適 合 細 菌 生 長 和 繁 殖 的 溫 度 範 圍 溫 度 改 變 有 不 同 的 細 菌 族 群 生 長 2. 好 高 溫 細 菌 適 合 生 長 於 45 以 上 ( 例 如 : 乳 酸 菌 ) 溫 泉 細 菌 可 以 在 90 以 上 的 溫 泉 熱 水 中 生 活 55

3. 好 低 溫 細 菌 適 合 生 長 於 0~20 ( 例 如 : 海 洋 發 光 細 菌 ) 有 些 細 菌 可 在 -14 的 低 溫 下 休 眠 不 會 死 亡 七 內 孢 子 : 1. 少 數 種 類 細 菌 在 環 境 不 適 宜 時 可 形 成 內 孢 子 : 內 孢 子 為 休 眠 狀 態 的 厚 壁 構 造 可 度 過 惡 劣 環 境 2. 內 孢 子 對 冷 熱 乾 燥 放 射 性 化 學 藥 品 殺 菌 酵 素 抗 生 素 具 很 強 抵 抗 力 環 境 惡 劣 3. 內 孢 子 與 生 殖 無 關 : 一 個 細 菌 僅 形 成 一 個 內 孢 子 環 境 適 宜 一 個 內 孢 子 萌 發 為 一 個 細 菌 4. 乳 酸 菌 不 會 產 生 內 孢 子 八 滅 菌 法 : 1. 破 壞 細 菌 的 內 孢 子 : (1) 高 壓 蒸 氣 滅 菌 法 : 溫 度 121, 蒸 氣 壓 1.1Kg/cm 2, 加 熱 15 分 鐘 消 毒 培 養 基 (2) 乾 熱 滅 菌 法 : 溫 度 160, 加 熱 2 小 時 消 毒 空 玻 璃 瓶 (3) 強 酸 強 鹼 酒 精 消 毒 劑 紫 外 線 加 熱 處 理 56

2. 破 壞 細 菌 的 細 胞 壁 : (1) 溶 菌 酶 可 分 解 原 核 生 物 的 肽 聚 糖 細 胞 壁 溶 菌 酶 但 不 能 分 解 真 核 生 物 的 纖 維 素 細 胞 壁 (2) 眼 淚 蛋 類 噬 菌 體 皆 具 有 溶 菌 酶 (1) 佛 萊 明 ( 英 國 人 ):1928 年 發 現 青 黴 素 ( 盤 尼 西 林 ) (2) 瓦 克 斯 曼 ( 美 國 人 ):1943 年 發 現 土 壤 中 的 細 菌 可 分 泌 抗 生 素 (3) 目 前 已 有 2500 種 抗 生 素, 大 多 提 煉 自 土 壤 中 的 細 菌 (4) 抗 生 素 抑 制 細 菌 增 殖 的 原 理 : 抗 生 素 1 抑 制 細 菌 合 成 細 胞 壁, 例 如 : 青 黴 素 頭 孢 菌 素 萬 古 黴 素 2 抑 制 細 菌 合 成 蛋 白 質, 例 如 : 氯 黴 素 四 環 黴 素 3 抑 制 細 菌 合 成 核 酸 4 抑 制 細 菌 細 胞 膜 功 能 試 題 範 例 1. 有 關 於 細 菌 的 莢 膜 與 內 孢 子, 下 列 敘 述 何 者 正 確? (A) 具 有 莢 膜 與 內 孢 子 的 細 菌, 均 可 增 強 細 菌 的 致 病 力 (B) 內 孢 子 是 一 種 度 過 不 適 環 境 的 休 眠 孢 子 (C) 莢 膜 的 成 分 通 常 由 多 醣 或 多 肽 構 成 (D) 內 孢 子 是 桿 菌 常 見 的 生 殖 構 造 (E) 莢 膜 可 防 止 水 分 及 養 分 自 細 菌 體 內 流 出 答 案 (B)(C)(E) 詳 解 (A) 僅 莢 膜 可 增 強 細 菌 的 致 病 力 (D) 內 孢 子 與 生 殖 無 關 2. 有 關 於 細 菌 的 生 活 方 式, 下 列 敘 述 何 者 錯 誤? (A) 細 菌 的 營 養 方 式 均 為 異 營 (B) 寄 生 性 的 細 菌 通 常 因 缺 少 某 種 酵 素 所 致 (C) 硝 化 細 菌 亦 屬 於 自 營 性 (D) 乳 酸 菌 是 一 種 好 低 溫 細 菌 (E) 大 腸 菌 是 一 種 好 氣 性 細 菌 答 案 (A)(D)(E) (A) 光 合 細 菌 與 硝 化 細 菌 均 屬 於 自 營 性 (D) 乳 酸 菌 是 一 種 好 高 溫 細 菌 (E) 大 腸 菌 是 兼 氣 性 細 菌, 有 無 氧 氣 均 可 存 活 57

焦 點 7 細 菌 與 人 類 的 關 係 一 細 菌 的 危 害 : 1. 細 菌 對 人 類 的 害 處 主 要 是 導 致 人 體 生 病, 病 原 菌 大 多 是 藉 由 空 氣 飲 食 直 接 接 觸 等 方 式 感 染 人 體 2. 致 病 細 菌 附 著 表 皮 層, 增 殖 形 成 菌 落 分 泌 酵 素 或 毒 素 3. 致 病 菌 進 入 人 體 組 織 後, 分 泌 毒 素 破 壞 被 感 染 者 的 組 織 細 胞 引 起 發 炎 使 人 體 組 織 發 炎 潰 爛 抑 制 防 禦 機 制 產 生 局 部 或 全 身 性 的 症 狀 例 如 : 結 核 菌 會 破 壞 肺 部 組 織, 引 發 出 血 疼 痛 4. 細 菌 進 入 人 體 的 途 徑 具 有 專 一 性, 例 如, 白 喉 桿 菌 不 會 造 成 腸 道 疾 病, 大 腸 桿 菌 不 會 造 成 上 呼 吸 道 的 疾 病 5. 目 前 大 多 數 細 菌 引 起 的 疾 病, 已 經 能 以 適 當 的 藥 物 控 制 避 免 病 菌 感 染 的 方 法 : (1) 保 持 良 好 的 衛 生 習 慣 (2) 接 受 預 防 注 射 口 腔 中 的 細 菌 二 細 菌 的 毒 素 : 外 毒 素 內 毒 素 成 分 活 菌 分 泌 至 菌 體 外 的 蛋 白 質 細 菌 死 亡 破 裂 才 釋 出 的 脂 多 醣 來 源 革 蘭 氏 陽 性 菌 革 蘭 氏 陰 性 菌 特 性 不 易 受 溫 度 影 響, 不 易 引 起 免 疫 反 應, 易 受 高 溫 破 壞, 易 引 起 免 疫 反 應, 毒 性 較 弱 常 須 較 大 量 才 能 致 病 毒 性 較 強 少 量 即 能 致 病 或 殺 死 宿 主 大 多 引 起 腸 內 的 疾 病 58

外 毒 素 內 毒 素 (1) 神 經 毒 素 ( 傷 害 神 經 系 統 ): (1) 凝 固 酶 : 1 肉 毒 桿 菌 毒 素 : 可 使 肌 肉 舒 張 病 菌 進 入 人 體 內 促 使 血 凝 塊 形 成, 應 用 於 治 療 內 斜 視 及 消 除 皺 紋 使 血 液 不 流 通 2 破 傷 風 毒 素 : (2) 血 纖 維 蛋 白 溶 酶 : 造 成 人 體 四 肢 痙 攣 癱 瘓 可 分 解 寄 主 體 內 的 血 凝 塊, 增 強 細 (2) 腸 毒 素 ( 傷 害 消 化 器 官 ): 菌 散 佈 能 力 及 引 起 內 部 出 血 種 類 霍 亂 弧 菌 : (3) 膠 元 酶 : 分 泌 毒 素, 影 響 小 腸 黏 膜 功 能, 引 可 破 壞 寄 主 組 織 中 的 膠 元 蛋 白, 促 起 嚴 重 腹 瀉 造 成 人 體 水 分 及 電 解 進 細 菌 在 寄 主 體 內 的 散 佈 質 的 大 量 流 失 (4) 青 黴 素 酶 : (3) 溶 血 素 ( 分 解 紅 血 球 ): 猩 紅 熱 能 分 解 青 黴 素, 使 其 藥 性 失 效 (4) 白 喉 桿 菌 : 分 泌 白 喉 毒 素 (5) 溶 血 素 : 可 溶 解 紅 血 球 三 炭 疽 病 : 炭 疽 病 ( 炭 疽 熱 ) 是 由 炭 疽 桿 菌 所 引 起 的 一 種 急 性 傳 染 病 病 原 體 炭 疽 桿 菌 會 形 成 內 孢 子 感 染 宿 主 炭 疽 熱 經 常 發 生 於 溫 血 動 物 ( 牛 羊 豬 鳥 ), 也 會 意 外 的 感 染 人 類 初 期 症 狀 類 似 感 冒, 數 天 後 可 能 會 變 成 嚴 重 呼 吸 困 難 和 (1) 呼 吸 道 炭 疽 休 克, 死 亡 率 很 高 主 要 食 用 受 感 染 之 肉 品 所 致, 病 癥 有 如 急 性 腸 胃 炎 感 染 途 徑 (2) 消 化 道 炭 疽 初 期 症 狀 包 括 噁 心 嘔 吐 發 燒 隨 後 會 有 腹 痛 吐 血 及 嚴 重 下 痢, 若 未 治 療 則 死 亡 率 可 達 25~60% 經 由 皮 膚 傷 口 感 染, 初 期 會 感 覺 皮 膚 癢 腫 起, 隨 後 潰 (3) 皮 膚 炭 疽 瘍, 其 中 有 黑 色 區, 死 亡 率 較 低 防 治 方 法 1 預 防 疫 苗 接 種,2 使 用 抗 生 素 對 抗 細 菌,3 使 用 抗 生 素 中 和 毒 素 59

四 細 菌 的 益 處 : 1. 與 人 體 共 生 : 在 人 體 的 皮 膚 表 面 口 腔 消 化 道 生 殖 泌 尿 道 的 表 層, 有 共 生 的 無 害 細 菌, 不 但 可 以 協 助 人 體 避 免 病 菌 入 侵, 還 可 製 造 維 生 素 供 人 體 利 用 例 如 : 大 腸 菌 可 分 泌 大 腸 菌 素 抑 制 其 他 腸 道 病 原 菌 的 生 長, 大 腸 菌 亦 可 產 生 維 生 素 B K 供 應 人 體 所 需 2. 食 品 藥 物 的 製 造 : (1) 可 利 用 細 菌 製 造 人 類 日 常 生 活 中 所 需 的 食 品 飲 料 醫 藥 等 例 如 : 乳 酸 菌 可 製 造 優 酪 乳 泡 菜, 醋 酸 菌 可 將 酒 精 醱 酵 為 醋 (2) 約 八 千 年 前, 人 類 開 始 製 造 乳 酪 : 1 乳 酪 是 以 細 菌 醱 酵 生 產 的 食 品, 與 西 方 人 的 生 活 密 不 可 分 2 乳 酪 是 一 種 保 存 牛 乳 的 方 法 細 菌 醱 酵 產 生 酸 性 物 質, 可 使 牛 乳 中 的 蛋 白 質 變 性 而 呈 固 態 3 乳 酪 製 作 過 程 中 又 去 除 了 大 部 分 的 水, 使 其 他 微 生 物 無 法 在 乳 酪 中 生 存, 但 可 保 存 牛 乳 中 主 要 的 營 養 成 分 4 估 計 全 世 界 有 二 千 種 左 右 的 乳 酪, 由 於 所 用 的 菌 種 及 製 造 的 過 程 不 同, 其 硬 度 風 味 及 顏 色 皆 有 差 異 (3) 美 國 科 學 家 瓦 克 斯 曼 於 1943 年 發 現 某 些 土 壤 中 的 細 菌 可 分 泌 抑 制 細 菌 生 長 的 物 質, 從 此 科 學 家 發 現 了 更 多 土 壤 中 細 菌 分 泌 的 這 一 類 物 質, 統 稱 為 抗 生 素 到 目 前 為 止, 科 學 家 發 現 的 抗 生 素 已 有 二 千 五 百 種 左 右 3. 協 助 植 物 生 長 : 許 多 細 菌 是 植 物 生 長 所 不 可 或 缺 的 例 如 : 與 豆 科 植 物 根 部 共 生 的 根 瘤 菌 可 將 氮 轉 變 為 氨, 硝 化 菌 和 亞 硝 化 菌 可 將 氨 轉 變 為 硝 酸 鹽 4. 生 態 系 中 的 分 解 者 : 腐 生 細 菌 是 生 態 系 中 的 分 解 者, 將 其 應 用 於 污 染 防 治, 可 以 有 效 分 解 人 類 日 常 生 活 及 工 業 製 造 過 程 中, 所 產 生 的 有 機 廢 物 固 態 有 機 廢 物 經 過 細 菌 的 轉 變, 甚 至 可 產 生 甲 烷 等 可 供 人 類 利 用 的 能 源 5. 防 治 病 蟲 害 : (1) 可 利 用 細 菌 來 防 治 對 農 作 物 有 害 的 昆 蟲 例 如 : 蘇 力 菌 就 是 廣 泛 用 於 生 物 防 治 的 細 菌, 可 殺 死 危 害 穀 類 蔬 菜 水 果 的 有 害 昆 蟲 (2) 某 些 枯 草 桿 菌 屬 的 細 菌, 可 廣 泛 用 來 殺 死 侵 噬 榖 類 水 果 蔬 菜 的 昆 蟲, 目 前 這 種 生 物 性 殺 蟲 劑 可 對 付 超 過 140 種 害 蟲, 為 農 業 生 產 減 少 數 十 億 元 的 損 失 60

6. 防 治 環 境 污 染 : (1) 人 類 製 造 的 毒 性 物 質 及 塑 膠 製 品, 對 環 境 造 成 很 大 的 危 害 科 學 家 在 1960 年 代 以 後, 陸 續 在 土 壤 中 發 現 了 一 些 能 分 解 人 工 合 成 有 毒 物 質 的 細 菌, 其 中 許 多 是 綠 膿 桿 菌 屬 的 細 菌, 這 些 細 菌 能 將 2,4-D 水 陽 酸 等 很 難 被 一 般 細 菌 分 解 的 殺 草 劑 或 藥 物, 分 解 成 沒 有 毒 性 的 物 質 (2) 部 分 綠 膿 桿 菌 屬 的 細 菌, 具 有 分 解 碳 氫 化 合 物 的 能 力, 可 以 用 來 清 除 石 油 污 染 微 生 物 學 家 又 進 一 步 以 遺 傳 工 程 的 方 法, 製 造 出 一 種 能 分 解 石 油 的 細 菌, 可 以 解 決 漏 油 事 件 所 造 成 的 環 境 污 染 7. 遺 傳 工 程 的 應 用 : (1) 透 過 遺 傳 工 程 技 術, 許 多 細 菌 可 用 來 製 造 蛋 白 質 製 劑, 例 如 : 胰 島 素 人 類 生 長 素 (2) 許 多 臨 床 用 藥 物, 例 如 : 抗 生 素 維 生 素 C 維 生 素 B 12 膽 固 醇 等, 皆 是 來 自 於 細 菌 等 微 生 物 的 產 物 8. 製 造 有 機 化 合 物 : (1) 二 十 世 紀 初 期, 工 業 界 主 要 由 石 油 中 提 煉 出 丙 酮 丁 醇 甘 油 等 有 機 溶 劑 第 一 次 世 界 大 戰 期 間, 由 於 石 油 原 料 的 短 缺, 使 英 國 德 國 等 參 戰 國 缺 乏 製 造 有 機 溶 劑 的 原 料, 於 是 參 戰 國 大 量 應 用 微 生 物 製 造 丙 酮 丁 醇 甘 油 等 有 機 溶 劑 (2) 雖 然 以 微 生 物 製 造 有 機 溶 劑 的 工 業, 在 石 油 供 應 恢 復 正 常 後, 即 逐 漸 沉 寂 下 來 ; 但 是, 當 石 油 逐 漸 枯 竭 時, 微 生 物 可 能 又 會 重 返 歷 史 舞 台, 為 人 類 帶 來 一 線 生 機 (3) 近 年 來, 微 生 物 工 業 雖 然 不 以 製 造 有 機 溶 劑 為 主 要 目 的, 但 是 透 過 微 生 物 特 殊 的 代 謝 途 徑, 使 許 多 製 造 酵 素 及 特 殊 化 合 物 ( 例 如 染 料 等 ) 的 步 驟 簡 化 成 本 降 低 試 題 範 例 1. 颱 風 來 襲 造 成 水 患 後, 待 清 理 的 垃 圾, 往 往 堆 積 如 山, 衛 生 單 位 因 此 呼 籲 民 眾 注 意 身 體 及 飲 食 衛 生, 以 防 皮 膚 及 腸 胃 道 感 染, 也 應 該 盡 快 恢 復 環 境 清 潔, 以 防 病 媒 蚊 引 起 登 革 熱 等 傳 染 病 下 列 敘 述 何 者 正 確? (A) 皮 膚 或 腸 胃 道 感 染 後, 最 佳 的 治 療 方 法 是 立 刻 服 用 抗 生 素 (B) 水 患 使 下 水 道 的 污 水 溢 出 地 面, 這 些 污 水 中 的 微 生 物 都 是 致 病 菌 (C) 引 起 腸 胃 道 感 染 與 引 起 登 革 熱 的 微 生 物 皆 可 行 分 裂 生 殖 (D) 有 些 細 菌 以 煮 沸 方 式 處 理 仍 然 無 法 去 除, 主 要 由 於 這 些 細 菌 會 產 生 內 孢 子 91 學 測 答 案 (D) 詳 解 (A) 由 病 毒 感 染 的 皮 膚 或 腸 胃 道 疾 病 登 革 熱, 抗 生 素 無 法 治 癒 61

(B) 污 水 中 的 微 生 物 大 多 具 有 分 解 者 功 能, 僅 部 分 種 類 為 致 病 菌 (C) 登 革 熱 係 由 病 毒 感 染, 而 病 毒 不 具 分 裂 生 殖 2. 有 關 於 細 菌 與 人 類 的 關 係, 下 列 敘 述 何 者 錯 誤? (A) 正 常 情 況 下, 人 體 對 細 菌 有 防 禦 能 力, 故 大 多 數 細 菌 無 法 侵 害 人 體 (B) 細 菌 在 人 體 內 必 定 會 引 起 疾 病 (C) 大 腸 菌 所 分 泌 的 大 腸 菌 素 可 促 使 細 菌 大 量 繁 殖 (D) 百 日 咳 的 病 菌 所 釋 出 的 毒 素 屬 於 外 毒 素 (E) 有 些 細 菌 具 有 固 氮 能 力 答 案 (B)(C)(D) (B) 不 一 定 引 起 疾 病, 例 如 正 常 微 生 物 相 (C) 可 抑 制 腸 道 病 原 菌 的 生 長 (D) 屬 於 內 毒 素 焦 點 8 探 討 活 動 細 菌 的 觀 察 與 培 養 一 實 驗 步 驟 : 固 定 標 本 片 用 火 焰 微 熱 數 下 固 定 染 色 觀 察 以 結 晶 紫 染 色 ( 染 色 30 秒 ) 用 水 洗 去 多 餘 的 染 色 劑 用 油 鏡 觀 察 不 加 蓋 玻 片 二 培 養 基 上 因 有 不 同 的 細 菌 生 長, 故 其 所 成 菌 落 的 大 小 形 狀 顏 色 也 各 異 三 空 氣 中 或 手 指 上 的 細 菌 並 不 能 在 所 用 培 養 基 上 全 部 培 養 出 來, 因 所 需 養 分 不 同 62

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試 題 範 例 1. 在 牙 垢 中 細 菌 的 觀 察 實 驗 中, 觀 察 到 如 下 圖 的 某 細 菌, 請 依 據 圖 示 回 答 : (1) 將 塗 有 牙 垢 的 載 玻 片 在 酒 精 火 焰 上 來 回 數 下 的 主 要 目 的 為 何? 觀 察 細 菌 時 通 常 以 何 種 染 色 劑 來 染 色? (2) 細 菌 的 ATP 是 在 何 處 產 生?( 填 代 號 並 寫 出 名 稱 ) (3) 感 染 細 菌 的 病 毒 名 稱 為 何? 病 毒 在 感 染 細 菌 後, 其 核 酸 和 蛋 白 質 外 殼 分 別 在 何 處 可 找 到?( 填 代 號 並 寫 出 名 稱 ) (4) 在 遺 傳 工 程 時 常 以 何 種 構 造 作 為 載 體?( 填 代 號 並 寫 出 名 稱 ) 通 常 以 何 種 酵 素 來 剪 接 載 體? 答 案 (1) 將 細 菌 固 定 於 載 玻 片 上 (2) 乙, 細 胞 膜 (3) 噬 菌 體 ; 丙, 細 胞 質 ( 病 毒 的 蛋 白 質 外 殼 棄 置 於 細 菌 體 外, 病 毒 的 核 酸 則 位 於 細 菌 體 內 ) (4) 戊, 質 體 ; 限 制 酶 和 連 接 酶 2. 請 回 答 下 列 有 關 於 細 菌 的 觀 察 實 驗 的 問 題 : (1) 在 製 作 細 菌 塗 佈 前, 在 載 玻 片 上 須 先 滴 加 何 種 液 體? (2) 在 製 作 細 菌 塗 佈 後, 以 何 種 染 色 液 染 色? 約 需 多 久 時 間? (3) 為 何 需 使 用 油 鏡 觀 察? 答 案 (1) 水 (2) 結 晶 紫 染 液,30 秒 (3) 使 折 光 指 數 成 一 連 續 相, 增 強 光 線 進 入 視 野, 以 助 聚 光 65

焦 點 9 藍 綠 藻 ( 藍 綠 菌 ) 一 構 造 : 藍 綠 藻 ( 藍 綠 菌 ) 屬 於 原 核 生 物, 不 具 核 膜 核 仁 粒 線 體 葉 綠 體, 但 具 有 可 行 光 合 作 用 的 囊 狀 膜 ( 類 似 葉 綠 囊 ) 二 色 素 : 1. 藍 綠 藻 皆 含 藻 藍 素 和 葉 綠 素, 部 分 種 類 尚 含 有 藻 紅 素 等 色 素 2. 藍 綠 藻 所 含 色 素 的 種 類 和 比 例, 因 種 類 不 同 而 異, 因 此 不 同 種 類 的 藍 綠 藻 會 呈 現 草 綠 藍 綠 深 藍 黑 色 紅 色 等 各 種 不 同 顏 色 例 如 : 紅 顫 藻 造 成 紅 海 呈 紅 色 三 代 表 種 類 : 顫 藻 具 有 膠 質 鞘, 可 在 水 中 顫 動 滑 動 念 珠 藻 具 有 異 形 細 胞, 可 行 固 氮 作 用 ; 念 珠 藻 常 與 滿 江 紅 或 蘇 鐵 共 生 地 衣 地 衣 是 由 藍 綠 藻 和 真 菌 共 同 組 成 互 利 共 生 66

營 養 細 胞 異 形 細 胞 螺 旋 藻 67

試 題 範 例 1. 火 星 的 環 境 在 許 多 方 面 與 地 球 相 似, 其 表 面 亦 有 大 氣 層, 只 是 大 氣 層 的 主 要 成 分 是 二 氧 化 碳, 與 地 球 的 原 始 大 氣 組 成 類 似 在 地 球 人 口 爆 炸 的 現 在, 也 許 移 居 火 星 是 人 類 未 來 的 出 路 之 一 這 項 未 來 工 程 的 首 要 要 務 之 一 便 是 改 變 大 氣 組 成, 使 其 含 氧 量 增 大 如 果 參 照 地 球 過 去 的 發 展 歷 程, 下 列 哪 一 類 生 物 最 適 宜 先 送 上 火 星 進 行 移 植 實 驗? (A) 地 衣 (B) 眼 蟲 (C) 真 菌 (D) 變 形 蟲 (E) 藍 綠 藻 ( 菌 ) 93 學 測 答 案 (E) 藍 綠 藻 是 最 原 始 的 光 合 自 營 生 物, 可 進 行 光 合 作 用 產 生 氧 氣 68