微生物的概念和特点

2021/1/201微生物的概念及其特点2021/1/202一、微生物的概念和种类2021/1/203（一）、微生物的概念简单来讲：微生物是一群形体微小、结构简单的低等生物的统称。既然是“生物”，必然具有“生物”的特征。生物的特征：具有生命现象，可以生长繁殖，可以遗传变异。所以：人们把那些形体微小，结构简单，适宜环境条件下生长繁殖及发生遗传变异，肉眼难以看见，只有在光学显微镜或电子显微镜下才能看清的一大类低等微小生物统称为微生物。2021/1/204注意：微生物并不是生物分类学中的专有名词，没有任何分类意义。因为：微生物是形体微小，用肉眼难以看见的低等微小生物的统称（类群庞杂，形态各异，大小不同，生物特性差异极大）。2021/1/205非细胞型微生物：病毒、类病毒、朊病毒、拟病毒细胞型微生物原核微生物：细菌、放线菌、蓝细菌、支原体等真核微生物：真菌（霉菌、酵母菌、蕈菌）、藻类、原生动物等（二）、微生物的种类2021/1/206①非细胞类微生物病毒、类病毒、拟病毒等HIV病毒2021/1/207②原核细胞类微生物细菌、放线菌、立克次氏体、衣原体等大肠杆菌0157:H7放线菌2021/1/208③真核细胞类微生物酵母菌和霉菌，单细胞藻类、原生动物等酵母菌霉菌分生孢子2021/1/209二、微生物的特点结构简单、个体微小；分布广，种类多；代谢强，繁殖快；适应性强，易变异。2021/1/2010（一）.个体微小、结构简单个体微小:“um”作为细菌个体大小的度量单位，个体更小的病毒则以“nm”为度量单位。肉眼的分辨能力：mm微生物大小近似值细胞特征病毒0.01～0.25μm非细胞细菌0.1～10μm原核生物真菌2μm～1m真核生物原生动物2～1000μm真核生物藻类1μm～几米真核生物微生物大小和细胞类型2021/1/2011μm级需要借助光学显微镜观察2021/1/2012nm级需要借助电子显微镜观察。2021/1/2013肉眼可观察到微生物聚集的群体－菌落2021/1/2014德国科学家H.N.Schulz等1999年在纳米比亚海岸的海底沉积物中发现的一种硫磺细菌（sulfurbacterium）其大小可达0.75mm--------“纳米比亚硫磺珍珠”最大的细菌最小的细菌：芬兰科学家E.O.Kajander等发现了一种能引起尿结石的纳米细菌，其直径最小仅为50nm。例外肉眼可以看见的细菌——纳米比亚硫磺珍珠；真菌的子实体、较大的藻类。2021/1/2015结构简单单细胞简单的多细胞有些甚至没有细胞，只有蛋白质外壳包围着的遗传物质，有些如引起疯牛病的朊病毒仅为蛋白质颗粒2021/1/2016（二）分布广，种类多分布广泛土壤、水域、空气、动植物体内、食品、极端环境。人迹可到之处，微生物的分布必然很多，在人类可以生存的环境中，微生物无处不在一般城市街道每m3的空气中约含5000个普通宿舍的空气中每m3约含20000个每g肥沃土壤中可含数亿个甚至更多的微生物人体携带的微生物约100～400种，个体总数大于100万亿，总重约1271g，其中肠道中1000g，唾液中可培养细菌总数6×109/ml唾液，1g干粪便约有细菌4×1011个，占干粪重量40%左右2021/1/2017人口腔中的微生物2021/1/2018而人迹不到的地方，也有大量的微生物存在！数十公里的高空（最高为离地85公里，须用火箭采样）；几千米的地下；强酸、强碱、高热的极端环境；常年封冻的冰川；2021/1/20192021/1/2020可以说：微生物是“无处不在，处处在”的。2021/1/2021种类多动物：150万种植物：50万种微生物：10多万种病毒：4000多种原核生物：5000多种藻类：23100种真菌：47300种原生动物：24000种随着人类认识和研究工作的深入，生活在自然界中的微生物还会继续被发现。2021/1/2022（三）代谢强、繁殖快代谢能力强微生物的代谢能力比动植物强得多。例如：大肠杆菌每小时可分解自重1000～10000倍的乳糖；乳酸细菌每小时可产生自重1000倍的乳酸；产朊假丝酵母(Candidautilis)合成蛋白质的能力是大豆的100倍，是肉用公牛的10万倍。微生物高效率的吸收转化能力具有极大的应用价值。2021/1/2023原因：个体小、比表面积大微生物的表面积与体积的比值称为比表面积。球菌：面积=4πR2体积=4/3πR3面积/体积=3/R（R越小，比表面积越大）比表面积越大，与外界环境的接触面越大，从外界环境吸收营养和排出代谢废物的速度就越快，所以小的微生物代谢旺盛。面积/体积比：人=1，大肠杆菌=30万2021/1/2024消耗自身重量2000倍食物的时间：大肠杆菌：1小时人：500年（按400斤/年计算）电视剧“康熙王朝”主题歌：好想再活500年乳酸杆菌的比表面积为12万，鸡蛋为1.5，而90kg体重的人比表面积只有0.3。2021/1/2025繁殖快：24h后：272=4.722×1023个后代，重量达4722t。48h后：2.2×1043个后代，重量达2.2×1025t。相当于4000个地球的重量！大肠杆菌一个细胞重约10–12克，平均20min繁殖一代一头500kg的公牛，24小时生产0.5kg蛋白质,而同样重量的酵母菌，以糖液（如糖蜜）和氨水为原料，24小时可以生产50000kg优质蛋白质。2021/1/2026（四）适应能力强，易发生变异个体小结构简单，易受到环境变化影响引起遗传性发生变异繁殖快各种物理、化学因子处理微生物可促进微生物变异细菌自发突变的频率为1O-8左右突变包括正突变、负突变。2021/1/2027适应能力强微生物具有极灵活的适应性，这也是动植物无法比拟的。为了适应多变的环境条件，微生物在长期的进化中产生了许多灵活的代谢调控机制，并有很多种诱导酶。微生物对环境条件尤其是恶劣的“极端环境”具有惊人的适应能力。2021/1/2028例如:海洋深处的某些硫细菌可在10O℃以上的高温下正常生长，一些嗜盐细菌能在32％的盐水中正常活动。许多微生物尤其是产芽孢的细菌可在干燥条件下保藏几十年、几百年甚至上千年；氧化硫硫杆菌是耐酸菌的典型，它的一些菌株能生长在pH0.5的H2SO4中；有些耐碱的微生物如脱氮硫杆菌的生长最高pH值为10.7，有些青霉和曲霉也能在pH9～11的碱性条件下生长。2021/1/2029易发生变异微生物个体微小，易受环境条件影响，加之繁殖快，数量多，容易产生大量变异的后代。对人类有利的方面，可从不良菌种诱变为优良菌种，大大提高质量、数量；不利的方面，使优良菌种退化成劣质菌株，或者突变一个人类不能对付的菌株而遭灾。2021/1/2030例如，青霉素生产菌产黄青霉(Penicilliumchrysogenum)1943年每毫升发酵液只含约20单位的青霉素。经过多年的选育，变异逐渐积累，该菌目前每毫升发酵液青霉素含量已接近10万单位。当然，事物总是一分为二的。微生物容易发生变异的特性在某些方面对人类也有害，如致病菌对青霉素等抗生素的抗药性，几十年来由于变异的不断积累，使抗生素的治疗效果不断下降。这一特性还常导致菌种衰退。2021/1/2031