細菌と菌類　高校生物

【 note : https://note.com/yaguchihappy 】 細菌と菌類について講義します。生物基礎では、細菌の仲間として大腸菌、乳酸菌、シアノバクテリア（ネンジュモ、イシクラゲ）が、菌の仲間として酵母菌がよくテストに出ます。 語呂「菌は厳禁。ただしパンとお酒は神格化（菌とつく生き物は原核生物が多いが、パン酵母やビール酵母などの酵母菌は例外的に真核生物）」 ●菌類（酵母菌など）は真核生物。 ●細菌・古細菌は原核生物。 ●ウイルスは生物ではない（感染性の粒子）。 問題：真核生物をすべて選べ。 ①乳酸菌 ②根粒菌 ③大腸菌 ④酵母菌 答え：④（他は細菌＝原核生物） ●菌と細菌とウイルスは違う。「ウイルスを殺菌する」という言い方は厳密には変である。ウイルスは菌ではないし、そもそも生きていない。 ●驚くべきことに、現在、哺乳類の脳の正常な発生に、腸内細菌の生産する物質が不可欠であるという事実が明らかになりつつある。我々哺乳類は、細菌と共進化してきたのである。細菌の生産した物質が血中に入って、脳の発生を調節していることが、マウスを用いた実験で示されている。腸内細菌ー腸ー脳という方向性のある軸があるのだ。哺乳類は細菌と共進化をしてきた結果、細菌なしには正常に発生できなくなってしまった可能性が高い。宿主である我々は、その正常な発生と健康のために、共生細菌の定着を必要としているのかもしれない。 ●細胞数で考えれば、我々の身体内の90％の細胞は細菌である。 ●好気性細菌にはミトコンドリアのクリステのような細胞膜の陥入膜が、シアノバクテリアには葉緑体のようなチラコイド膜が存在する。どちらもミトコンドリアと葉緑体そのものは細胞内には持たないが、呼吸、光合成を行う。それぞれミトコンドリア、葉緑体の起源になった生物とされる。 ●シアノバクテリアのバクテリアは細菌という意味である。当然シアノバクテリアは細菌類、原核生物である。 ●高校で習う化学合成細菌という言い方は、専門的な言い方ではない。本来は「独立栄養化学合成細菌」と言わなければならない。 ●マメ科植物についている根粒は、昔から学者たちの注意をひいていた。1888年に、根粒菌を発見し純培養したのは微生物学者バイエリンクである。それからしばらくたった1902年、フランスの細菌学者ウィノグラドスキーが、土の中で独立して生活している細菌にも窒素固定能力があることを発見した。この細菌にアゾトバクターという名がついた。 ●ニトロゲナーゼ活性を維持するため、根粒内は極めて低い酸素分圧になっているが、これは根粒中に存在するレグヘモグロビンが、酸素に対して強い親和性をもっているために可能になっていると言われている。 ●マメ科植物は、硝酸など窒素栄養が豊富な土壌では、窒素源を土壌から直接得る戦略に切り替え、根粒菌との共生に伴う不必要なエネルギーの消費（光合成産物の無駄な根粒菌への献上）を防いでいると考えられている。マメ科植物は、根粒菌に「寄生」されないために、さまざまな機構で根粒菌のつきすぎを防いでいるとされる。しかし、この仕組みは完全には解明されていない。 ●生物が空気中の不活性な分子状窒素をアンモニアに還元することを窒素固定という。 窒素固定生産物であるアンモニアは、グルタミン酸などに同化される。 単独で窒素固定をする生物は好気性細菌であるアゾトバクター、嫌気性細菌であるクロストリジウムの各属の多くの種や、緑色硫黄細菌など各種光合成細菌、および多種類のシアノバクテリアがある。 それ以外に、根粒菌がマメ科植物と、ある種の放線菌がハンノキやヤマモモと共生することにより窒素固定を行う。 根粒菌は独立生活を行うことがあるが、その場合は窒素固定しない。マメ科植物と共生した時のみ窒素固定を行う。 分子状窒素をアンモニアに還元するためには、反応を触媒する酵素ニトロゲナーゼのほかにATPが必要である。 ニトロゲナーゼは酸素により速やかに失活するため、通性嫌気性細菌では無酸素下でのみ、好気性の場合は低酸素分圧下か、または細胞内で酸素濃度を低下させるための特別な機構をもつ場合(シアノバクテリアの異質細胞など)に、大気中で窒素固定が行われる。 異質細胞をもたないシアノバクテリアは、低濃度の酸素条件下でなければ窒素固定を行わない。 ●フレミングは、大雑把な性格で、失敗したシャーレを捨てずに放っておくような人だったらしい。フレミングが外出から帰ってシャーレを見てみると、混入したアオカビの周りにだけ細菌が繁殖していなかった。これがペニシリンの発見につながった。 アオカビは菌類である。菌類が、同じ生活空間をめぐって細菌と争う際に使う抗細菌抗生物質がペニシリンだったのである。 ペニシリンは人類の平均寿命を向上させたといわれる。 ちなみに、リゾチームの発見もフレミングが行なっている。 ●分類の階層が異なる用語を並列させていますが、大学入試で勝つためです。ご容赦ください。 0:00 細菌（原核生物） 7:44 古細菌（原核生物） 9:09 菌（真核生物） 10:56 ウイルス（生物ではない） 11:38 おわりに（雑談） #高校生物 #生物基礎 #細菌 #菌