微生物

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    目錄
    1. 拼音
    2. 微生物的代謝
    3. 主要分類
    4. 微生物在自然界的存在
    5. 微生物的作用
    6. 微生物與人類健康
    7. 對現代生物學研究與醫學技術的貢獻
    8. 相關文獻

    拼音

    wēi shēng wù

    微生物是指一切肉眼看不到或看不清楚,因而需要借助顯微鏡觀察的微小生物。微生物包括原核微生物(如細菌)、真核微生物(如真菌、藻類和原蟲)和無細胞生物(如病毒)三類。

    主要特性

    微生物最大的特點,不但在于體積微小,而且在結構上亦相當簡單。由于微生物體積極之微小,故相對面積較大,物質吸收快,轉化快。微生物在生長與繁殖上亦是很迅速的,而且適應性強。從寒冷的冰川到極酷熱的溫泉,從極高的山頂到極深的海底,微生物都能夠生存。

    由于微生物適應性強,又容易在較短時間內積聚非常多的個體(例如10^10個/毫升的數量級),因此容易篩選并分離突變株。容易得到微生物突變株的性質,給人類利用與開發微生物帶來廣闊契機,但也是導致抗藥性的內在原因。

    微生物的代謝

    主條目:代謝

    微生物的代謝指微生物(細胞)內發生的全部化學反應。 微生物的代謝異常旺盛,這是由于微生物的表面積與體積比很大(約是同等重量的成年人的30萬倍),使它們能夠迅速與外界環境進行物質交換。

    代謝產物 微生物在代謝過程中,會產生多種代謝產物。根據代謝產物與微生物生長繁殖的關系,可以分為初級代謝產物和次級代謝產物兩類。 初級代謝產物是指微生物通過代謝活動產生的、自身生長和繁殖所必須的物質,如氨基酸核苷酸多糖、脂質、維生素等。在不同種類的微生物細胞中,初級代謝產物的種類基本相同。 次級代謝產物是指微生物生長到一定階段才產生的化學結構十分復雜,對該微生物無明顯生理功能,或并非是微生物生長和繁殖所必須的物質,如抗生素毒素激素、色素等。不同種類的微生物所產生的次級代謝產物不相同,它們可能積累在細胞內,也可能排到外環境中。

    代謝的調節 微生物在長期的進化過程中,形成了一整套完善的代謝調節系統,以保證證代謝活動經濟而高效地進行。微生物的代謝調節主要有兩種方式:酶合成的調節和酶活性的調節。 另外人工控制微生物代謝的措施包括改變微生物遺傳特征,控制生產過程中的各種條件等。

    主要分類

    微生物主要分為以下幾類:(參見生物分類總表)

    原核微生物 細菌(Bacteria) 古菌(Archaea) 真核微生物 真菌(Fungi) 原生生物(protozoan) 藻類(algae) 無細胞生物 病毒(virus) 類病毒(virusoid) 擬病毒(viroid) 朊毒體(亦稱朊病毒蛋白質感染性顆粒)(prion)

    微生物在自然界的存在

    微生物在自然界中廣泛存在,數目巨大。下表為一些生態環境中微生物細胞數目的估計:

      密度 全球總數
    海水 108~109 L-1 約1029
    海洋沉積物 109 g-1 約3×1029
    動物消化道 1011 g-1 約1025
    地表或海底下深處 102~108 約1030

    原核生物共構成全球生物量的25~50%。

    微生物的作用

    微生物與人類的生產、生活和生存息息相關。有很多食品(如醬油、醋、味精、酒、酸奶奶酪蘑菇)、工業品(如皮革、紡織、石化)、藥品(如抗生素、疫苗、維生素、生態農藥)是依賴于微生物制造的;微生物在礦產探測與開采、廢物處理(如水凈化、沼氣發酵)等各種領域中也發揮重要作用。微生物是自然界唯一認知的固氮者(如大豆根瘤菌)與動植物殘體降解者(如纖維素的降解),同時位于常見生物鏈的首末兩端,從而完成碳、氮、硫、磷等生物質在大循環中的銜接。若沒有微生物,眾多生物就失去必需的營養來源、植物的纖維質殘體就無法分解而無限堆積,就沒有自然界當前的繁榮與秩序或人類的產生與維續。

    此外,微生物對地球上氣候的變化也起著重要作用。許多微生物直接參與了溫室氣體的排放或者吸收,而也有很多微生物可以成為未來的生物燃料[1]。

    微生物與人類健康

    微生物與人類健康密切相關。多數微生物對人體是無害的。實際上,人體的外表面(如皮膚)和內表面(如腸道)生活著很多正常、有益的菌群。它們占據這些表面并產生天然的抗生素,抑制有害菌的著落與生長;它們也協助吸收或親自制造一些人體必需的營養物質,如維生素和氨基酸。這些菌群的失調(如抗生素濫用)可以導致感染發生或營養缺失。然而另一方面,人類與動植物的疾病也有很多是由微生物引起,這些微生物叫做病原微生物(pathogenic microorganism)或病原(pathogen)。重要的人類致病微生物列于下表中。

    主要的人類致病微生物

    疾病名稱 致病原 全球感染(攜帶者)人數 每年新發病例數 每年死亡人數
    結核 結核分枝桿菌 ~20億人(全球三分之一人口) 881萬例 (2003 [1]) 175萬人 (2003 [2])
    艾滋病 人類免疫缺陷病毒 4200萬人 550萬例 310萬人
    痢疾 志賀氏菌痢疾桿菌大腸埃希氏桿菌   27億例 190萬人
    瘧疾 瘧原蟲   3-5億例 100萬人
    乙型肝炎 乙型肝炎病毒   1000-3000萬例 100萬人
    麻疹 麻疹病毒   3000萬例 90萬人
    登革熱 登革病毒   2000萬例 2萬4千人
    流感 流感病毒 幾乎全部人口 300-500萬例 25萬人
    黃熱病 黃熱病毒   20萬例 3萬人

    其他經常聽說的致病微生物還有:流行已經完全得到控制或消滅的天花病毒(引起天花)和脊髓灰質炎病毒(導致小兒麻痹癥);引起炭疽病炭疽桿菌;以及近年來顯現的薩斯冠狀病毒(引起嚴重急性呼吸道綜合癥,又名薩斯、也俗稱非典型肺炎)和可能將在人類流行的禽流感。

    對現代生物學研究與醫學技術的貢獻

    現代生物學的若干基礎性的重大發現與理論,是在研究微生物的過程中或以微生物為實驗材料與工具取得的。這些理論包括:

    證明DNA脫氧核糖核酸)是遺傳信息的載體(三大經典實驗:肺炎球菌的轉化實驗、噬菌體實驗、植物病毒的重組實驗) DNA的半保留復制方式(雙螺旋的每一條子鏈分別、都是復制模板) 遺傳密碼子的解讀(64個密碼子各對應20種氨基酸及終止信號的哪一種) 基因轉錄調節(operon, promoter, operator, repressor, activator的概念與調節方式) 信使RNA的翻譯調節(terminator) 等等……(請添加)

    現在,很多常用、通用的生物學研究技術依賴于微生物,比如:

    分子克隆組蛋白在細菌或酵母中的表達

    很多醫學技術也依賴于微生物。比如:

    以病毒為載體的基因治療

    相關文獻

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    • 評論總管
      2014-9-1 15:30:01 | #0
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