[일반생물학실험]세균의 형태 관찰 1부

실험 목적

세균의 관찰을 통해 각각의 형태와 특징을 이해하고 모양과 배열에 따른 형태를 분류 할 수 있다.

실험 이론 및 원리 - 1

1. 세균

세균(bacteria)은 일반적으로 크기가 2.0～1.5㎛ x 1.0～0.5㎛이며, 세균을 사람정도로 확대시키면 사람은 같은 비율로 지구정도의 크기가 되며 약 10억 개의 세균세포가 모여서 그 중량이 약 1mg이 되므로 세균의 크기를 짐작할 수 있다.

세균은 단세포로 되어있으며, 그림에서 보는 바와 같이 보통 분열에 의해 증식한다. 세균의 외형적인 형태에 따라 구분하면 구형의 구균과 원통형의 간균, 나선균등으로 나눈다. 세균의 생육 특성에 따라 생육에 산소를 필요로 하는 호기성균과 산소가 있을 경우 생육 저해를 받는 혐기성 균으로 나누며, 호기성의 Bacillus속 과 혐기성의 Clostridium속의 세균은 생육환경이 나빠질 경우 생식세포인 포자를 형성한다. 이 포자는 휴면상태에 있어 열, 방사선, 화학약품에 대한 저항성이 강하여 살균하기가 어려운 문제가 생길 수 있다.

포자에 대하여 생육단계에 있는 일반세포를 영양세포라 한다. 포자를 형성하지 않는 대표적인 세균 종류로는 유산균, 초산세균 또는 coliform세균 등이 있다.

 

2. 세균의 분류

1) 세균의 세포벽에 따른 구분

세균은 세포벽 구조의 차이에 따라 구분하는 방법으로서 그람염색법에 의해 구분되는 그람양성균과 염색되지 않은 그람음성균으로 구분된다. 대표적인 그람양성세포는 고초균이다. 그람양성 세균의 세포는 단백질, 지질, 탄수화물로 구성된 지질 2중층의 내막인 세포질막과 teichoic acid와의 공유결합으로 연결된 여러 층의 펩티도글라이칸 층으로 두껍고 단단한 세포벽을 지니고 있다.

펩티도글라이칸 층은 여러 개의 펩티도 글라이칸 사슬로 구성되어 있으며, 펩티도글라이칸 사슬은 N-acetylglucosamine과 N-acetylmuramic acid가 교호결합을 하고 있다. 그람음성 세균의 세포는 내막과 얇은 펩티도글라이칸 층에 의해 지지되는 외막을 가지고 있다. 외막은 lipid, lipoprotein 등으로 구성되어 있다.

 

3. 세균의 형태에 따른 구분

박테리아의 외형은 박테리아에 따라 여러 가지 형태이지만 세포모양이 둥근 구균, 긴 형인 간균 그로 나선형인 나선균으로 크게 3형으로 나눌 수 있다.

분류	특징	Example
① 구균 (coccus)	단일구균, 쌍구균, 사르시나, 연쇄상구균, 포도상구균	Staphylococcus aureus Streptococcus pyogenes Streptococcus mutans
② 간균 (bacillus)	단일간균, 연쇄상간균, 비브리오(짧고 가볍게 휘어진 간균)	E. coil Bacillus anthracis
③ 나선균 (spiral bacteria)	스피릴름(spirillum)긴 나선형으로 유연성이 없는 고정형	Rhodo spirillum Treponema pallidum
	스피로헤타(spirocheta) 가늘고 긴 나선형세포가 몹시구부러진 형태로 유연성이 있고 재빨리 움직임

박테리아의 형태는 3형 속에 대체로 포함 시킬 수 있다. 그러나 그렇지 못한 경우도 있어 예를 들면 필라멘트 형이거나 부속지를 갖는 것 등이 있고 특히 세포가 생장하면서 환경에 따라 달라지는 다형체도 있다.

여러 가지 세균의 형태

1) 구균

대체로 둥근 공과 같은 모양의 구균 (coccus, 복수는 cocci)은 하나씩 따로 떨어져 있기도 하고 특정한 배열을 이루기도 한다. 구균의 배열행태는 세균을 동정할 때 기준이 된다. 쌍구균은(diplococcus) 분열한 구균이 떨어지지 않고 쌍을 이루어 존재하는 형태이다. 계속 한 방향으로 분열한 구균이 떨어지지 않으면 사슬모양이 된다.

연쇄상구균 (streptococcus), 장구균(Entercoccus), 젖산구균(Lactococcus)속의 세균이 이러한 형태를 이룬다. 포도상구균은 (Steptococcus)은 여러 방향으로 분열한 세포가 그래도 뭉쳐있어 불규칙하게 포도송이 모양으로 배열된다. 마이크로코커스(Micrococcus)속의 세균은 보통 두 평면에서 분열하여 세포 네 개가 네모를 이루는 사분체(tetrad)형태를 이룬다. Sarcina속의 구균은 세 개의 평면에서 분열하여 여덟 개의 세포가 정육면체를 형성한다.

2) 간균

막대모양의 간균(bacillus, 복수는 bacilli) 역시 아주 흔하다. Bacillus megaterium 은 전형적인 간균이다. 간균의 길이와 폭의 비율은 종류에 따라 다르다. 구형간균(coccobacilli)은 짧고 넓은 형태로 구균과 닮았다.

간균의 끝부분 모양역이 다양하여 납작한 것, 둥근 것, 담배모양을 한 것 두 갈래로 나뉘는 것 등이 있다. 간균은 대부분 하나씩 따로 존재하는 것이 많지만 분열한 다음 서로 붙어있어 Bacillus megaterium과 같이 긴 사슬 모양을 이루기도 한다. 막대 모양 세균 중에는 비브리오(Vibrio)와 같이 휘어져서 문장부호중의 콤마와 같은 형태를 한 것도 있다.

3) 나선균

세균은 단순하게 공 모양이나 막대모양을 한 것이 많기는 하지만 긴 막대모양의 세균가운데에는 나선형의 세균이 견고한 형태이면 나선균 (Spirillum 복수는 Spirlla)이라고 하고 쉽게 구부려지면 스피로헤타 라고 한다. 타원형 또는 배(pear) 모양을 하고 있는 Hypho microbium은 긴 균사의 끝에서 새로운 세포가 생겨 분열한다. Gallionella와 같은 세균은 가느다란 버팀대를 여러 개 만들어내고, 아주 납작한 세균도 있다. 

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