問 題
グラム染色の手順及び使用する薬品を記せ。また、その際に異なる色に染色される原理について説明せよ。
解 説
【グラム染色の基礎知識】
細菌はグラム染色によって、グラム陽性菌とグラム陰性菌に分類されます。グラム陽性は青紫色に、グラム陰性は、赤色に染色されます。グラム染色の流れは、以下の通りです。
色の違いは、細胞の外側構造の違いを反映しています。共通構造として、ペプチドグリカンがあります。グラム陰性菌ではこのペプチドグリカン層が薄い代わりに、外膜と呼ばれる膜があります。外膜には、内毒素であるリポ多糖を含みます。ちなみに、細胞質膜と外膜の間はペリプラズムと呼ばれます。
基礎知識をふまえた回答例
1. グラム染色の手順及び使用する薬品
① 染色（前染色）：クリスタルバイオレット溶液を用いて、菌体を青紫色に染色する 。
② 媒染：ルゴール溶液を作用させ、クリスタルバイオレットとヨウ素の不溶性複合体を形成させる 。
③ 脱色：エタノール（アルコール）で処理し、特定の菌群から複合体を脱色する 。
④ 対比染色（後染色）：サフラニン溶液を用いて、脱色された菌体を赤色に染色する 。
2. 異なる色に染色される原理
細菌の細胞壁（外側構造）の構造的違いに起因する 。
グラム陽性菌（青紫色に染色）は、厚いペプチドグリカン層を持つため、脱色剤であるエタノールを通しにくく、①・②で形成された青紫色の複合体が細胞内に保持される 。そのため、最後の対比染色後も青紫色を呈する 。
グラム陰性菌（赤色に染色）は、ペプチドグリカン層が薄く、その外側に脂質を多く含む外膜を持つ 。エタノール処理によって外膜の脂質が溶解し、ペプチドグリカン層も薄いため、青紫色の複合体が容易に洗い流されて無色になる 。その後、④ のサフラニン溶液によって赤色に染色される 。
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