微生物课上老师讲到细菌分类标准时问大家:同学们,如果以我们自身为例,评判性别的标准是什么呢?
甲同学:从外貌就能区分,像头发长短、个子高低和身材外形等都可以的。
老师:现在有的男的头发比女同志还长,不光长,还打卷;说到高矮,女性比男性高也不是什么新鲜事儿;再有一些男的看身材,比女性还柔美,论服饰比女性还花哨,有的甚至还要喷上点香水。所以,你说的恐怕行不通。
乙同学:专业点儿讲,还是要看第二性特征,比如喉结和胡须。
老师:但是,不少男性喉结也不明显,没胡须的男性大把大把的。
学霸:要看染色体的,带Y的就是男性。
……
面对活跃的课堂气氛,老师适时点评说:还是学霸厉害,一锤定音。但是,轮到微生物情况就发生变化了。首先,微生物同动物不同,不能以雌雄进行区分。其次,微生物种类之多,远超人们的预期。有种说法是,现在人类发现的微生物种类之和,可能仅仅是自然界全部微生物种类的1%-10%。随后,话锋一转,引出了此次课程的重点——细菌分类研究中最为常用的革兰氏染色法。
革兰氏染色法于1884年由丹麦的革兰(全名:汉斯·克里斯蒂安·约阿希姆·革兰,享年85岁)医生所创立,是众多鉴别细菌方法之中应用最为广泛的一种染色法。不同种属的细菌,会呈现紫色和红色两种染色结果。染色结果为紫色的,称之为革兰氏阳性细菌,而红色的就是革兰氏阴性细菌了。这里的阴阳,与通常人们所说的雌雄、男女和公母的意义不同,仅仅是细菌分类上的一个指标(“阳性”译自英文Positive,“阴性”译自Negative)。实际上,将其称之为革兰氏染色阳/阴性反应细菌更为恰当。
有了上述概念之后,再来了解下革兰氏染色的实验步骤和方法原理。整个流程包括四个步骤,依次为初染 → 媒染 → 脱色 → 复染。初染所用试剂主要是草酸铵结晶紫(呈紫色),媒染要用到碘液,常用脱色剂为95%的酒精溶液(纯乙醇不行),而复染则涉及蕃红或沙黄(二者皆为红色燃料)染液。整个实验的关键环节为第三步(脱色),其中酒精洗脱时间的长短更是重中之重。革兰氏染色法之所以能够将细菌进行区分,是利用了不同细菌细胞壁构成上存在的差异。

图1、革兰染色法
一般而言,阳性细菌同阴性细菌相比,细胞壁更为厚实,脂含量低,透性屏障(肽聚糖层)厚且胶联度高。细菌经初染和媒染之后,其细胞壁中便会出现结晶紫和碘的复合物,而这种复合物是水不溶性的。到了脱色步骤,阳性细菌遇到酒精时因其细胞壁厚实,肽聚糖层紧实,且脂含量低,上述复合物会嵌留在细胞壁内,并因此使菌体呈紫色(实际为紫中带红,参见图1)。与之相对,阴性细菌遇到脱色剂后,水不溶性复合物会出现洗脱现象(此时菌体为无色),后经复染,菌体便被染为红色了(如图2所示)。

图2、革兰氏阳性细菌显微照(无乳链球菌)

图3、革兰氏阴性细菌显微照(人苍白杆菌)
一般而言,有芽胞(一种细菌休眠体)的杆菌和绝大多数球菌,以及所有的放线菌都属革兰氏阳性细菌,而弧菌、螺旋体,以及大多数致病且无芽胞的杆菌则多为革兰氏阴性细菌。人们常听闻的阳性细菌主要有芽孢杆菌、葡萄球菌、炭疽杆菌、肺炎双球菌和链球菌等,而阴性细菌则包括大肠杆菌、假单胞菌、伤寒杆菌、霍乱弧菌、绿脓杆菌、痢疾杆菌和百日咳杆菌等。从医学角度来看,大多数革兰氏阳性细菌都对青霉素敏感,而革阴性细菌则对氯霉素和链霉素等抗生素敏感,对青霉素不敏感。由此可知,革兰氏染色法除细菌分类之用,在抗生素研发等活动中也是有用武之地的。
-END-
本文为《胖魔王的微生物阵地》首发,任何媒体转载时须保留《胖魔王的微生物阵地》名称及微信号。未经许可,严禁对包括标题在内的任何改动。
文中图片大部分引自网络,如不慎侵权请告知。欢迎朋友们就内容进行斧正,一切为了更好的科普。
来源: 胖魔王的科普阵地
来源: 胖魔王的科普阵地
科普中国公众号
科普中国微博

帮助
胖魔王的科普阵地 