什么是微生物学？
主体影响力
微生物学是高等院校生物学专业的一门重要基础课或专业基础课，也是现代高新生物技术的理论和技术基础。基因工程、细胞工程、酶工程和发酵工程是在微生物学原理和技术的基础上形成和发展起来的。微生物学也是高等农林院校生物专业发展和农林现代化的重要基石之一。随着生物技术的广泛应用，微生物学将对现代和未来人类的生产活动和生活产生重大影响。
2、吸收多，转化快1，体积小，比表面积大在um，但比表面积大(表面积/体积)，(插入表格)，必须有一个巨大的表面用于营养吸收，代谢废物排泄和环境信息接收。这一特征也是区分微生物和所有大型生物的关键。比如:乳酸菌:120000；鸡蛋:1.5；人(200斤):0.3 2。高吸收、快转化的特点，为快速生长繁殖和大量代谢产物的产生提供了充足的物质基础。比如:3克仓鼠每天消耗的食物重量与体重相当；1克闪绿蜂鸟每天消耗体重两倍的食物；大肠杆菌每小时消耗2000倍重量的糖；乳糖发酵菌能在1小时内分解自身重量1，000 ~ 1万倍的乳糖，并产生乳酸。1公斤酵母一天能发酵几千公斤糖产生酒精；3、生长旺盛，繁殖迅速，生长繁殖速度极高，例如大肠杆菌20-30每20-30分钟分裂一次。如果不停止分裂，48小时内细菌数量增加2.2×1043，会限制生长速度。这一特性可以在短时间内将大量底物转化为有用的产品，缩短科研周期。也有不利之处，如疾病和谷物霉变。如大肠杆菌在最适生长条件下每12.5~20分钟可分裂一次；在液体培养基中，细菌细胞的浓度一般为108~109个细胞/ml；谷氨酸短杆菌:摇瓶种子→50吨发酵罐:52小时内细胞数可增加32亿倍。利用微生物的这一特性，可以实现发酵工业的短时高效生产。比如生产鲜酵母，每12小时可以收获一次，一年几百次。表某些微生物的世代和日增殖率微生物名称世代日分裂次数温度日增殖率
乳酸菌38分38 25 2.7×1011
大肠杆菌18得分80 37 1.2×1024
根瘤菌110分13 25 8.2×103。
枯草芽孢杆菌31得分46 30 7.0×1013
光合细菌144分10 30 1.0×103。
酿酒酵母120分12 30 4.1×103。
小球藻7小时3.4 25 10.6
地木耳* 23小时1.04 25 2.1
硅藻17小时1.4 20 2.64
草履虫10.4小时2.3 26 4.92
*是念珠藻的旧称，与细菌同属原核生物。4.适应性强，易变异，适应性极其灵活，对极端环境的适应能力惊人，遗传物质易变异。更重要的是，微生物的生理代谢和代谢产物种类繁多。比如在万米深海，85公里高空，128米，地层以下427米的沉积岩中都有微生物。微生物的种类数，按1972:种类低，种类数高。
病毒和立克次体1217 1217 1217
支原体42 42 42
细菌和放线菌>:1000 1500 1500
蓝藻1227 1500 1500
藻类15051 23100 23100
真菌37175 47300 68939
原生动物
总计79780 98727 127298
5.分布广，种类多，分布区域广，分布环境广。生理代谢类型多，代谢产物种类多，种类多。更重要的是微生物对青霉素的生理代谢。
种类多，代谢物多。在任何有其他生物存在的环境中都可以发现微生物，在其他生物无法生存的极端环境中也存在微生物。例如，产黄青霉(产黄晴霉菌)的产量为1943，每毫升发酵液中含有20单位青霉素。40年来，经过全世界微生物遗传育种家的不懈努力，产黄青霉产量的变异逐渐积累，发酵条件得到改善。目前世界先进国家的发酵水平已经超过每毫升5万单位，甚至接近654.38+万单位。在动植物育种中，通过微生物数量性状的变异和育种来提高产量是绝对不可能的。正因为如此，几乎所有的微生物发酵厂都非常重视菌种的选择。微生物作用:1、在自然物质循环中的作用2、空气和水的净化、污水处理3、工农业生产:细菌、代谢物、代谢活动4、对生命科学的贡献。
编辑此段落的分类和命名
微生物的分类单位:门、纲、目、科、属和种是最基本的分类单位。在每个分类单元之后，可以有亚门、亚纲、亚目和亚科...以啤酒酵母为例。其分类学地位如下:Kindom: Phyllum: Class:子囊菌:科:属:酵母种:目酵母种:它是一个基本的分类学单位。是一大群表型特征高度相似、亲缘关系极其密切、与同属其他物种有明显差异的菌株的总称。(1)菌株是指由一个独立的单细胞繁殖的任何纯种种群及其所有后代(起源于* * *的同一祖先并保持其祖先特征的一组纯种后代菌群)。因此，来自不同来源的微生物的纯培养物可以被称为该菌株的菌株。该品系强调遗传纯度的血统。比如大肠杆菌的两个菌株的表达:大肠杆菌和大肠杆菌12:如果一个物种是分类学的基本单位，那么菌株实际上就是应用的基本单位，因为同一物种的不同菌株在产酶或代谢产物方面会有很大的差异！(2)亚种或变种:种内的再分类。当一个种内不同品系存在少数明显而稳定的变异特征或遗传形态，不足以将其区分为新种时，这些品系可以细分为两个或两个以上的小的分类学单位——亚种。变种是亚种的同义词，因为“变种”这个词容易引起意思上的混淆。1976之后，不再使用“变体”一词。在实验室获得的突变菌株通常被称为亚种。例如，大肠杆菌k12(野生型)不需要特殊的aa，但经过实验室突变后，可以从k12中获得一个缺失型的aa，称为大肠杆菌k12的亚种。(3)形式:常指亚种以下的细分。当同一种或亚种内不同品系间的差异不足以划分为新的亚种时，可以细分为不同的类型。比如不同血清型微生物的名称是根据抗原特性的差异来划分的:微生物的名称有两种:通用名和学名。如:红面包霉菌——粗糙脉孢菌；绿脓杆菌-绿脓杆菌。学名——是微生物的学名，根据国际微生物分类委员会拟定的规则命名。学名由拉丁词或拉丁借词组成。学名的命名有两种:二名法和三名法。(1)二项式法:学名=属名+种名+(第一次)+现名人名+命名年份属名:用作名词的拉丁名词或形容词，单数，大写，表示微生物的主要特征，由微生物构造并定型或由科学家命名。名称:带小写前缀的拉丁文形容词，是微生物的次要特征，如微生物的色素、形状、来源或科学家的名字。例如:大肠杆菌(Migula)Castellanietchalmers 1919金黄色葡萄球菌1884当泛指微生物的某一属，而非指该属的某一种(或未指明的种)时，sp。或者ssp。(分别代表。例如，酵母菌。代表酵母属中的一个物种。菌株名称:在植物名称后加数字、地名或符号，例如:枯草芽孢杆菌1.389As =中研院枯草芽孢杆菌BF7658BF =丙酮丁醇梭菌824。
微生物的定义
现代定义:微生物是所有肉眼不可见或不清楚的微小生物的总称。通常用光学显微镜和电子显微镜能看清楚的身体小、结构简单的生物统称为微生物。(但是可以看到一些微生物，比如蘑菇和灵芝，属于真菌。)
特性
一般来说，个体很小
分类
原核生物:三个细菌，三个身体。三菌:细菌、蓝藻、放线菌:支原体、衣原体、立克次氏体；真核生物:真菌、原生动物和微藻。无细胞类:病毒、亚病毒(类病毒、假病毒、朊病毒)。
五* * *性:
体积小，面积大；高吸收快速转化微生物
；繁荣的增长和快速的再生产；适应性强，易变异；分布广泛，种类繁多。
编辑此群
原核生物:细菌、放线菌、螺旋体、支原体、立克次体、衣原体。真核生物；真菌
、藻类、原生动物。无细胞类:病毒和亚病毒。一般来说，在中国大陆的教科书中，微生物分为以下八类:细菌、病毒、真菌、放线菌、立克次体、支原体、衣原体和螺旋体。
胚芽
(1)定义:一类原核生物，细胞短小，结构简单，细胞壁坚韧，二分分裂样繁殖，水生性强(2)分布:温暖、潮湿，富含有机质(3)结构:主要为单细胞原核生物，球形和杆状、螺旋状基本结构:细胞膜、细胞壁、细胞质、核质，特殊结构:荚膜、鞭毛、菌毛、孢子(4)繁殖:主要以二分分裂形式存在(5)菌落:单个细菌肉眼不可见。当单个细菌或少数细菌在固体培养基上大量繁殖时，会形成具有一定形态结构的子细胞群落。菌落是菌株鉴定的重要依据。不同种类的细菌。
放线菌
(1)定义:主要生长在菌丝中，靠孢子繁殖的一类陆生原核生物。
(2)分布:含水量低、有机质丰富的弱碱性土壤；(3)形态结构:主要由菌丝组成，包括基质菌丝和气生菌丝(部分气生菌丝可成熟分化为孢子体产生孢子)；(4)繁殖:通过形成无性孢子进行无性繁殖；(5)菌落:在固体培养基上干燥、不透明、有性繁殖。
病毒
(1)定义:一种由核酸和蛋白质组成的“无细胞生物”，但其生存必须依赖活细胞。(2)结构:[font class = " apple-style-span " style = " font-family:-Webkit-monospace；font-size:13px；行高:正常；空白:预换行；"蛋白质衣壳和核酸(核酸是DNA或RNA)[/font] (3)大小:一般直径约100nm，最大病毒直径200nm，最小病毒直径28nm。(4)增殖:病毒生命活动的一个显著特征是寄生。病毒只能生活在某些活细胞中。并利用宿主细胞内的环境和原料快速复制增值。在非寄生状态下，它是晶态的，不能进行独立的代谢活动。以噬菌体为例:吸附→DNA注射→复制、合成→组装→释放噬菌体感染细菌。
编辑本段中微生物的特征。
微生物的化学成分
碳、氢、氧、氮、磷、硫等元素。
微生物营养
1水和无机盐2碳源:任何能为微生物的生长和繁殖提供碳的营养源3氮源:任何能为微生物提供必需氮的营养源:主要用于合成蛋白质、核酸和含氮代谢产物4能源:能为微生物生命活动提供初始能源的营养物或辐射能。
根据碳源和能源的分类
5生长因子:微生物生长不可缺少的微量有机物
能引起人和动物疾病的微生物称为病原微生物，有八大类:1。真菌:引起皮肤病。深层组织感染。放线菌:皮肤、伤口感染。3螺旋体:皮肤病、血液感染如梅毒、钩端螺旋体病。细菌:皮肤病化脓、上呼吸道感染、尿路感染、食物中毒、败血症、急性传染病等。5立克次体:斑疹伤寒等。衣原体:沙眼、泌尿生殖道感染。病毒:肝炎、日本脑炎、麻疹、艾滋病等。支原体:肺炎、尿路感染。生物界有成千上万种微生物，大部分对人类有益，只有少数能致病。有些微生物通常不致病，但在一定情况下能引起感染，称为条件致病菌。它能引起食物变质腐败，也正是因为它们分解自然物，自然界的物质循环才能完成。
微生物的作用
编辑此投稿
现代生物学的一些基本的、重要的发现和理论，都是在研究微生物或利用微生物作为实验材料和工具的过程中获得的。这些理论包括:证明DNA(脱氧核糖核酸)是遗传信息的载体(三个经典实验:肺炎球菌转化实验、噬菌体实验、植物病毒重组实验)。DNA的半保守复制模式(双螺旋的每一条链都是一个复制模板)。遗传密码子的解读(64个密码子对应20个氨基酸，终止信号是哪一个)。基因的转录调控(opera、启动子、操纵子、复制子和激活子的概念和调控方式)。信使RNA的终止子等等。如今，许多常用和通用的生物学研究技术都依赖于微生物，如分子克隆和在细菌或酵母中表达重组蛋白。很多医学技术也依赖于微生物，比如以病毒为载体的基因治疗。
编辑本段中微生物在整个生命世界中的位置
人类在发现和研究微生物之前，将所有生物分为两个截然不同的世界——动物界和植物界。随着人们对微生物认识的逐渐深入，从二境界体系经历了三境界体系、四境界体系、五境界体系甚至六境界体系。直到20世纪70年代末，美国人Woese等人发现了地球上的第三种生命形式——古生菌，才导致了生命三界说的诞生。根据这个理论，生命是由古细菌、细菌和真核生物组成的。在图示的“生物系统进化树”中，左边黄色分支是细菌结构域；中间棕色和紫色的树枝是古细菌；右边的绿色分支是真核领域。古细菌包括圆古菌门、广古菌门和古菌门。细菌结构域包括细菌、放线菌、蓝藻以及除古细菌以外的各种其他原核生物；真核领域包括真菌、原生动物、动物和植物。除了动物和植物，其他大多数生物都属于微生物的范畴。可见，微生物在生物学的分类中占有特别重要的地位。生命进化一直是人们关注的焦点。根据平行同源基因构建的“Cenancestor”进化树，布朗认为生命的祖先Cenancestor是一种原生动物。原生动物在进化过程中产生了两个分支，一个是原核生物(细菌和古细菌)，一个是原核生物。在随后的进化过程中，细菌和古细菌先是朝着不同的方向进化，然后原核生物吞噬了一种古细菌，用古细菌的DNA替换了宿主的RNA基因组，产生了真核生物。从进化的角度来看，微生物是所有生物的老前辈。如果把地球的年龄比作一年，那么微生物将在3月20日诞生，人类将在2月31日晚上7点左右出现在地球上。
总结
微生物对人类最重要的影响之一就是传染病的流行。人类50%的疾病是由病毒引起的。根据世界卫生组织公布的数据，传染病的发病率和死亡率居所有疾病之首。微生物引发人类疾病的历史，也是人类不断与之斗争的历史。在疾病的预防和治疗方面，人类已经取得了很大的进步，但新的和再现的微生物感染不断发生，如大量的病毒性疾病一直缺乏有效的治疗药物。有些疾病的发病机制还不清楚。大量广谱抗生素的滥用造成了强大的选择压力，使许多菌株发生变异，产生耐药性，对人类健康造成新的威胁。有些节段病毒可以通过重组或重排发生变异，最典型的例子就是流感病毒。每次疫情流感发生时，流感病毒都会从上次导致感染的毒株变异而来。这种快速突变给疫苗的设计和治疗造成了很大的障碍。耐药结核杆菌的出现，使得原本几乎得到控制的结核病感染在全球范围内肆虐。微生物有很多种，其中一些是腐败的，即引起食物气味和组织结构的不良变化。当然，有些微生物是有益的。它们可以用来生产奶酪、面包、泡菜、啤酒和葡萄酒。微生物非常小，必须用显微镜放大才能看到。比如中等大小的细菌，1000就只有一个句号那么大。想象一滴牛奶，每毫升腐烂的牛奶中大约有5000万个细菌，或者说每夸脱牛奶中细菌总数大约是50亿个。也就是一滴牛奶可以含有50亿个细菌。微生物会致病，会引起食物、布匹、皮革等发霉腐烂，但微生物也有有益的一面。正是弗莱明首次从抑制其他细菌生长的青霉菌中发现青霉素，这是医学领域划时代的发现。后来从放线菌的代谢产物中筛选出大量抗生素。抗生素的使用在第二次世界大战中拯救了无数的生命。一些微生物被广泛用于工业发酵生产乙醇、食品和各种酶制剂。一些微生物可以降解塑料，处理废水和废气等。，并具有巨大的可再生资源潜力，被称为环境微生物；还有一些微生物可以在高温、低温、高盐、高碱、高辐射等极端环境下生存，还有一些微生物依然存在。看似发现了很多微生物，但实际上由于培养方法等技术手段的限制，人类今天发现的微生物只占自然界现存微生物的一小部分。微生物很小，结构也很简单，所以人们充分了解它，发展成为一门学科，相对于其他学科来说还是很晚的。尽管如此，人们一直在广泛使用微生物。我国劳动人民早就认识到微生物的存在和作用，也是少数几个最早使用微生物的国家之一。据考古推测，八千年前中国就出现了曲蘖酿酒，四千多年前酿酒在中国已经非常普遍。当时，埃及人还学会了烤面包和酿造果酒。2500年前，中国的人们发明了发酵酱和醋，他们知道如何用屈治疗消化道疾病。公元6世纪(北魏)，贾思勰的杰作《齐姚敏书》详细记载了制曲、酿酒、酱醋的技术。在农业上，虽然还不知道根瘤菌的固氮作用，但豆科植物轮作已被用来提高土壤肥力。这些事实表明，尽管人们不知道微生物的存在，但他们已经在与微生物打交道了。在施用有益微生物的同时，也防治有害微生物。为了防止食物变质，人们采用了腌制、加糖、干燥和酸化等方法。在中国隆庆，天花是由人痘预防的。人痘预防天花是中国对世界医学的一大贡献。这种方法首先传播到俄罗斯、日本、朝鲜、土耳其和英国。1798年，英国医生詹纳提出用牛痘预防天花。微生物学作为一门学科是从显微镜开始的，它的发展经历了三个时期:形态学时期、生理学时期和现代微生物学的发展。形态学时期对微生物的形态学观察始于安东尼·列文虎克(Antony van Leeuwenhock 1632-1732)发明的显微镜。他是第一个真正看到并描述微生物的人。他的显微镜被认为是当时最精致、最优秀的单体显微镜。他用放大50 ~ 300倍的显微镜，清晰地看到了细菌和原生动物。1695年，安东尼·列文虎克在《安东尼·列文虎克发现的自然秘密》一书中收集了大量积累的结果。他的发现和描述首次揭示了一个全新的生物世界——微生物世界。这在微生物学史上具有划时代的意义。
生理期
比如健康人的肠道内存在大量的细菌，称为正常菌群，包括上百种细菌。在肠道环境中，这些细菌相互依存，互惠互利。食物、有毒物质甚至药物的分解和吸收，菌群在这些过程中的作用，以及细菌之间的相互作用机制，都还是未知的。一旦菌群失衡，就会引起腹泻。随着医学研究进入分子水平，人们对基因、遗传物质等专业术语越来越熟悉。公认遗传信息决定了生物体的生命特征，包括外部形态和生命活动，而生物体的基因组就是这些遗传信息的载体。因此，弄清生物体基因组所携带的遗传信息，将对揭示生命的起源和奥秘有很大帮助。从分子水平上研究微生物病原体的变异、毒力和致病性是对传统微生物学的一次革命。以人类基因组计划为代表的微生物基因组研究已经成为整个生命科学研究的前沿，微生物基因组研究是其中的一个重要分支。世界权威杂志《科学》曾将微生物基因组研究评为世界重大科学进展之一。通过基因组研究揭示微生物的遗传机制，发现重要的功能基因，并在此基础上开发疫苗和新型抗病毒、抗菌、抗真菌药物，将有效控制新旧传染病的流行，促进医疗卫生事业的快速发展和壮大！在分子水平上研究微生物的基因组，为探索微生物个体和群体间相互作用的奥秘提供了新的线索和思路。为了充分开发微生物(尤其是细菌)资源，美国启动了微生物基因组研究计划(MGP)65438-0994。通过研究完整的基因组信息，不仅可以加深对微生物致病机理、重要代谢和调控机制的认识，还可以开发一系列与我们生活密切相关的基因工程产品，包括接种用疫苗、治疗用新药、诊断试剂以及应用于工农业生产的各种酶制剂。通过基因工程方法的改造，促进新菌株的构建和传统菌株的改造，全面推进微生物工业时代。工业微生物涉及食品、制药、冶金、采矿、石油、皮革、轻化工等多个行业。通过微生物发酵生产抗生素、丁醇、维生素C和制备一些风味食品；一些特殊的微生物酶参与皮革脱毛、冶金、采油和采矿，甚至直接用作洗衣粉的添加剂。此外，一些微生物代谢产物可作为天然微生物农药广泛应用于农业生产。通过对枯草芽孢杆菌基因组的研究，发现了一系列与生产抗生素和重要工业用酶相关的基因。乳酸菌作为一种重要的微生态调节剂，参与食品发酵过程。
编辑此段落的世界状态
人类在发现和研究微生物之前，将所有生物分为两个截然不同的世界——动物界和植物界。随着人们对微生物认识的逐渐深入，从二境界体系经历了三境界体系、四境界体系、五境界体系甚至六境界体系。直到20世纪70年代末，美国人Woese等人发现了地球上的第三种生命形式——古生菌，才导致了生命三界说的诞生。根据这个理论，生命是由古细菌、细菌和真核生物组成的。在图示的“生物系统进化树”中，左边黄色分支是细菌结构域；中间棕色和紫色的树枝是古细菌；右边的绿色分支是真核领域。古细菌包括圆古菌门、广古菌门和古菌门。细菌结构域包括细菌、放线菌、蓝藻以及除古细菌以外的各种其他原核生物；真核领域包括真菌、原生动物、动物和植物。除了动物和植物，其他大多数生物都属于微生物的范畴。可见，微生物在生物学的分类中占有特别重要的地位。生命进化一直是人们关注的焦点。根据平行同源基因构建的“Cenancestor”进化树，布朗认为生命的祖先Cenancestor是一种原生动物。原生动物在进化过程中产生了两个分支，一个是原核生物(细菌和古细菌)，一个是原核生物。在随后的进化过程中，细菌和古细菌先是朝着不同的方向进化，然后原核生物吞噬了一种古细菌，用古细菌的DNA替换了宿主的RNA基因组，产生了真核生物。从进化的角度来看，微生物是所有生物的老前辈。如果把地球的年龄比作一年，那么微生物将在3月20日诞生，人类将在2月31日晚上7点左右出现在地球上！！
有好有坏！！