【汉宁·科普】霜降:巴斯德的曲颈瓶实验

浏览:1586 作者: 来源:微信公众号文章 时间:2024-11-15 分类:节气
微生物研究的新纪元


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老树转斜晖,人家水竹围。

露深花气冷,霜降蟹膏肥。


——《舟中杂纪》元 · 王冕


霜降,是秋季的最后一个节气。霜降并不代表“降霜”,而是气温骤降,深秋景象渐趋明显,且被普遍认为是一年当中昼夜温差最大的时节。


本次的节气科普,将带大家一起了解巴斯德的曲颈瓶实验


如果让食物放置一段时间,它们就会腐烂。当用显微镜观察时,会发现这些腐烂的食物上长满了微生物。


那么,这些微生物是从哪里产生的呢?

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两大理论



在17世纪以前,社会普遍流行着一种 “自然发生说”。该学说认为,生命是从无生命的材料中自发产生的,尤其是像微生物这种微小的生命个体,是从易腐烂的材料本体自发产生的。


法国微生物学家路易斯·巴斯德 (Louis Pasteur, 1822-1895)是少数“自然发生说”的反对者。他认为微生物必有母体


腐烂材料中的微生物是从空气中进入的,或最初就存在于材料上的微生物的后代,如果处理食物的方式会破坏所有存在的生物体——也就是说,如果把它变得无菌——并且保持无菌状态,它就永远不会腐烂。


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 斯帕兰札尼的实验 

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图1:意大利生物学家斯帕兰札尼(左);

法国微生物学家路易斯·巴斯德(右)

1768年,意大利生物学家斯帕兰札尼 (Lazzaro Spallanzani, 1729-1799) 抓住了这一问题。


他首先将烧瓶中的营养液长时间加热,以消除溶液中、溶液上面的空气中以及瓶内壁的微生物,然后再将烧瓶密封防止新孢子进入。


经过长时间静置,他发现营养液中并没有微生物的产生,这意味着微生物不是自然发生的。


然而这一争论尚未结果。支持自然发生说的人坚持:由于长时间的煮沸,斯帕兰札尼破坏了空气中的某些“生机”,无法接触新的空气,微生物便不能繁殖。一个世纪以后,才由巴斯德彻底消除了这一异议。

巴斯德的曲颈瓶实验

Retort Experiment

1864年,巴斯德设计了一种只让空气进入而不许其中的微生物进入的烧瓶,现在被称为巴斯德烧瓶(图2)。


他将准备好的肉汤倒入烧瓶中,用火焰将瓶颈烧弯,再对烧瓶进行加热使肉汤煮沸灭菌。烧瓶冷却后,空气可以重新进入,但颈部的弯曲阻止了颗粒物质(包括微生物)进入营养液。

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图2:巴斯德的曲颈瓶实验


过了几天,人们惊奇的发现: 弯曲的烧瓶中的肉汤依然保持无菌状态。只有在允许烧瓶颈部的颗粒物质进入烧瓶后,肉汤才会腐烂(图2)。


这一实验彻底推翻了“自然发生说”,让人们明白生命是不可能凭空出现的,也带领人们进入了微生物研究的新纪元。



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汉宁“二十四节气”科普是汉宁化学推出的关于微生物的科普栏目。我们将以中国传统的二十四节气为时间线,定期推出微生物相关主题的科普短文。“四季有序,万物有时”,让我们“寄知识于时节”,一起探索微生物世界:汉宁与您应时相约、不见不散!


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