问题

细菌都是什么颜色的?一种细菌长在不同的营养物质上颜色一样吗?

回答
细菌,这种微小的生命体,它们的颜色其实是丰富多彩的,并非单一的。你可能会立刻想到显微镜下那些透明或苍白的细小身影,但那只是它们在未经染色处理时的原始状态。实际上,细菌的“颜色”可以受到多种因素的影响,远比我们想象的要复杂。

细菌的颜色由来:一个多方面的故事

首先,我们得明白细菌本身,作为一种单细胞生物,其细胞壁和细胞膜的组成成分决定了它在特定光照条件下的基本光学特性。但这个“基本”往往是透明或白色的,因为它们体积太小,无法反射出我们肉眼可见的明显色彩。它们更像是微小的玻璃球,光线大多会穿透或者散射过去。

真正让细菌显现出“颜色”的,主要有以下几个方面:

1. 色素的产生: 这是最直接也是最常见的颜色来源。许多细菌能够利用其代谢途径合成各种色素。这些色素多种多样,有些是脂溶性的,有些是水溶性的。例如:
黄色和橙色: 许多金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)会产生金黄色素,这也是它名字的由来。一些类胡萝卜素(Carotenoids)也能赋予细菌橙色或黄色的外观。
红色: 有些细菌可以产生红色的血色素(Serratia marcescens 的红色素)或者其他的红色染料,比如粘质沙雷氏菌(Serratia marcescens)在特定条件下能长出鲜红色的菌落。
绿色: 一些产生绿脓素(Pyocyanin)的铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)在培养基上会呈现出绿色的外观。
蓝色和紫色: 有些细菌也能合成蓝色的色素。
黑色和棕色: 某些产生黑色素(Melanin)的细菌,比如一些海洋细菌,会呈现出深色外观。

2. 细胞本身的构成和光学特性: 有时候,即使没有合成特定的色素,细胞的内部结构和细胞壁的特殊构造也可能导致光线的衍射或干涉,从而产生一定的颜色感。但这通常比较微妙,而且需要特定的观察条件。

3. 代谢产物的影响: 细菌的代谢过程会产生各种各样的副产物。某些副产物如果与培养基中的成分发生反应,或者它们本身具有颜色,也可能使细菌或其周围的培养基呈现出特定的颜色。

4. 染色技术(我们常在实验室看到的“颜色”): 在生物学研究中,为了方便观察和区分细菌,我们常常会使用各种染色剂对其进行染色。这是一种人为赋予的颜色。例如:
革兰氏染色(Gram staining): 这是最基本的细菌分类染色方法。革兰氏阳性菌(如金黄色葡萄球菌)会被染成紫色,而革兰氏阴性菌(如大肠杆菌)则被染成粉红色。
其他染色: 还有很多特殊的染色方法,比如耐酸染色用于结核分枝杆菌,或者用荧光染料染色,使细菌在紫外光下发出特定的荧光颜色。
所以,当我们看到显微镜下五颜六色的细菌时,那大多是人为染色的结果,并非它们本身天然的颜色。

细菌在不同营养物质上的颜色表现:变化是常态

那么,一种细菌长在不同的营养物质上,颜色会一样吗?答案是:不一定,甚至很多时候会不一样。

这其中的原因主要与我们前面提到的几个方面紧密相关:

1. 营养成分的差异直接影响代谢和色素合成:
碳源: 不同的碳源(如葡萄糖、乳糖、蔗糖等)可能会影响细菌合成色素的种类和数量。例如,某种细菌可能在含有葡萄糖的培养基上产生黄色素,但在含有乳糖的培养基上则可能产生较少的色素,颜色变淡,甚至不产生。
氮源: 氮源的种类和浓度同样会影响细菌的生长速率和代谢活动,包括色素的合成。
微量元素和生长因子: 某些特定的金属离子(如铁、铜)或者维生素等,可能是某些细菌色素合成过程中必不可少的辅因子。如果培养基中缺乏这些关键成分,细菌可能就无法正常合成色素,导致颜色发生变化。
pH和氧气供应: 培养基的pH值、是否提供足够的氧气(好氧、厌氧或兼性厌氧)等环境因素,都会对细菌的代谢途径产生显著影响,进而可能改变色素的产生。

2. 信号分子和群体感应(Quorum Sensing):
许多细菌能够通过“群体感应”机制来调控基因表达,包括色素的产生。当细菌密度达到一定水平时,它们会释放信号分子,当这些信号分子积累到一定浓度时,就会触发特定基因的表达。
在不同的营养条件下,细菌的生长速率不同,种群密度达到触发群体感应的阈值所需的时间也不同。这意味着即使是同一种细菌,在一种营养物质上快速生长可能很快达到群体感应状态而产生色素,在另一种营养物质上生长缓慢则可能延迟或不产生色素。

3. 基因的调控: 细菌的基因表达是一个极其精细而复杂的调控过程。营养物质的改变就像一个开关,可以激活或抑制特定的基因。如果产生色素的基因受到营养环境的调控,那么在不同的营养基上,它们的表达水平就会不同,从而导致颜色差异。

举个具体的例子:

想象一下我们前面提到的铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)。它能够在伤口感染中致病,并且常在培养基上产生绿色的铜绿素(Pyocyanin)。但是,它的颜色表现会受到培养基的极大影响。在富含葡萄糖和氨基酸的营养琼脂上,它可能长出典型的绿色菌落。但如果是在缺乏某些特定营养物质(比如铁离子)的培养基上,它的生长可能会受限,并且铜绿素的产生量也会显著下降,菌落的颜色可能就会变成淡黄色或白色。甚至在某些特殊的培养基上,它可能会产生其他颜色的色素,或者完全不产生可观测到的颜色。

总而言之,细菌的颜色是一个动态的概念,它既可能由自身固有的色素决定,也深受其所处环境——尤其是营养物质——的影响。在不同的“餐桌”上,这些微小的生命体可能会换上不同的“外套”,以适应并更有效地利用它们所处的环境。因此,观察细菌在不同培养基上的颜色变化,也是微生物学家研究它们生理特性和代谢通路的重要线索之一。

网友意见

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谢萨尊邀~滚过来填坑 多图预警

首先题主图片上的是真菌,看菌落形状,应该属于霉菌,有颜色的部分是菌体产生的各种有色物质,按照菌落颜色不同,有例如 青霉菌 黑曲霉 黄曲霉等

下图是黄曲霉的菌落(懒人引自百度百科_(:зゝ∠)_)

如果说单个的霉菌菌体的话,很遗憾基本是没有平常意义上的颜色的

来一张相差显微镜的曲霉菌图片

平时,我们临床上鉴定霉菌使用的比较典型的染色方法是乳酸酚棉兰染色法

下图是网上扒的某位检验科的同人从显微镜下手机拍摄的乳酸酚棉兰染色的图片,具体是什么菌种,某表示不是专业做真菌的,不清楚(土下座)

真菌界除了霉菌之外,还有好多其他的种类,临床比较常见的是假丝酵母菌,比如白念、克柔、热带等、人类的浅表真菌感染大多来自这些种类。这些真菌不同于霉菌的特点是,菌落都是白色的,形状差不多,为了快速对它们做一些不那么严谨的鉴别,人们发明了显色培养基科马嘉

在这种培养基上不同的真菌菌落会显示不同的颜色哦~下图里绿色的是白念,紫色的是克柔?(不记得了,请同行打脸)

好啦,真菌告一段落吧,下面来看萌萌哒细菌

细菌也是酱婶,菌体本身在显微镜下没有颜色,比如这张尿液镜检图片(翻了半天,网上居然没啥好东西,不过细菌本来也不是啥检验重点)

小小的点点就是400倍普通显微镜下的尿沉渣样本中的细菌了,是不是很无聊=。=

然而智慧的人们发明了一种染色法,可以清楚的显现出细菌的形态,大小,和某些临床上关心的特性,这就是大名鼎鼎的革兰染色法

密集恐惧症退散



革兰染色阳性球菌


革兰染色阴性杆菌

具体区别不细说了,太多,而且估计没几个能看到这吧_(:зゝ∠)_ 都快成教科书了

和真菌一样,细菌的菌落也是可以呈现不同的形态和颜色的,有经验的检验技师往往看一眼培养基就能猜到是什么菌——比如金黄色葡萄球菌和铜绿假单胞菌都有各自独特的颜色和气味,十分容易分辨,这也是因为菌体产生独特的色素的关系。

金黄色葡萄球菌在血平板上的菌落 (beta溶血环和特征性色素)

铜绿假单胞菌(具体培养基不清楚)

绿脓纯培养菌落很可爱,有金属光泽,气味也很好闻_(:зゝ∠)_

红色的粘质沙雷菌,普通培养基

很美丽是不是!

累死答主我了,希望各位喜欢_(:зゝ∠)_

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