A. 如何理解微生物的生物界之最
最快的繁殖這是微生物最高超的本領,任何高等生物都要甘拜下風,望塵莫及。 最強的抗性微生物對外界各種惡劣環境的抵抗能力,可算是生物界的「絕對冠軍」了。 這里所介紹的幾個生物之最,還僅是部分,但已告知人們微生物的無窮奧秘。
微生物是一切微小生物的總稱。它們都是些小兒微小,構選簡單的低等原始物生,包括屬於原核類的細菌、放線菌、立克氏體和非細胞類的病毒;屬於真核類的黴菌、酵母菌、小型藻類和原生動物等。
微生物的身體是那麼微小,簡直無法與高等生物相比,它那麼微小的身體,卻產生了它特有的小體積大面積的體形,這體形帶來的許多特徵使高等生物也無法與它相比,因此使微生物獲得了許多「生物界之最」的桂冠。
最小的個體
微生物的個體小到什麼程度呢?要測量它們都是以微米(um,百萬分之一米)或納米(nm,十億分之一米)作單位。現在就以微生物中最常見的細菌作為代表來說明其個體的大小。
細菌中最普遍的是桿菌。它們的平均長度是2微米,1500個桿菌頭尾相接,只有一粒芝麻長。它們的寬是0.5微米,60~80個桿菌肩排列只夠一根頭發線那麼粗。至於桿菌的體重更為渺小,每毫克有10億~100億個,象一粒莧菜籽的重量,竟可包含與目前地球上人口總數相等的44億個桿菌。據目前所知,最小的微生物是馬鈴薯紡錘塊莖病的類病毒,長度為50納米。
微生物這樣微小的身體有什麼作用呢?任何物體被分割得越細小,則其單位體積所佔的表面積越大。微生物就有這樣的特點,可以使它極大地擴大與外界的接觸面,有利於物質交換、能量和信息的交換。微生物的一切特徵都是從這一點引起的。
最大的胃口
微生物是沒有口的,它是通過細胞膜的滲透作用來「吃東西」的,由於它是上體積大面積,所以胃口特別大。例如,在適合環境下,一個大腸桿菌生小時吸收消耗的糖,是它自身重量的200位。如果以人來換算的話,這自身重量200倍的糖,要從吃500年的糧食中才能吸收得到。
最廣的食譜
微生物什麼都「吃」,凡是一切動植物能吃的東西它都吃,動植物不能吃的東西,它能吃,甚至有毒的或極毒的東西它也能吃。例如,任何動物吃的焦,任何植物所吸收的養料,微生物都能吸收。而象纖維素、木質素、幾丁質、角蛋白、石油、甲醇、天然氣、塑料、酚類、合成葯物、極毒的氰化物,微生物都吃。可以這樣說,凡有機化學家所能合成出來的東西,不管它們的結構是何等
B. 談談你對微生物的理解
一般的話 按五界分的話 原核生物界 原生生物界 真菌界(大部分) 可以稱為微生物 。。。 其實微生物就是小的看不到的生命
C. 微生物和病毒怎樣理解
微生物(microorganism簡稱microbe)是包括細菌、病毒、真菌以及一些小型的原生動物等在內的一大類生物群體,當然也包括病毒,但是微生物、動物、植物都是由細胞構成錯了,准確的是:除病毒外的所有生物,都由細胞構成。另外, 全部病毒都沒有細胞結構.
D. 怎樣理解微生物對人類是一把雙刃劍
微生物是人類生活所不可缺少的,在食品、石油工業、化工業、醫葯業有重大作用,人類自身帶有一定數量的有益菌群,比如腸道內的菌群可以幫助我們更好的吸收營養.如果是世界上沒有細菌,絕度沒有我們今天的生活.
但是:由於環境問題導致的基因突變使得很多耐葯性極強的細菌泄露到實驗室以外,引起的疾病目前人類沒法治療,其實這可能是某些工作者的失職,最嚴重的後果,就變成科幻小說中的細菌戰了。
優點:1微生物遺傳穩定,繁殖周期短,能夠快速生長。
2.且其培養條件簡單,容易培養。
3.可以對其進行定向改造,生產人們所需要的產品。
缺點:1致病微生物不好管理,存在風險。
2突變菌株容易混入環境中,雜交造成污染。
E. 你如何理解微生物不僅僅是一種病原微生物
因為微生物不一定都是有害的,也有有益的
(5)如何去理解微生物擴展閱讀:
微生物千姿百態,有些是腐敗性的,即引起食品氣味和組織結構發生不良變化。當然有些微生物是有益的,它們可用來生產如乳酪,麵包,泡菜,啤酒和葡萄酒。微生物非常小,必須通過顯微鏡放大約1000 倍才能看到。比如中等大小的細菌,1000個疊加在一起只有句號那麼大。
微生物能夠致病,能夠造成食品、布匹、皮革等發霉腐爛,但微生物也有有益的一面。最早是弗萊明從青黴菌抑制其它細菌的生長中發現了青黴素,這對醫葯界來講是一個劃時代的發現。後來大量的抗生素從放線菌等的代謝產物中篩選出來。抗生素的使用在第二次世界大戰中挽救了無數人的生命。一些微生物被廣泛應用於工業發酵,生產乙醇、食品及各種酶制劑等;一部分微生物能夠降解塑料、處理廢水廢氣等等,並且可再生資源的潛力極大,稱為環保微生物;還有一些能在極端環境中生存的微生物,例如:高溫、低溫、高鹽、高鹼以及高輻射等普通生命體不能生存的環境,依然存在著一部分微生物等等。看上去,我們發現的微生物已經很多,但實際上由於培養方式等技術手段的限制,人類現今發現的微生物還只佔自然界中存在的微生物的很少一部分
工業微生物涉及食品、制葯、冶金、采礦、石油、皮革、輕化工等多種行業。通過微生物發酵途徑生產抗生素、丁醇、維生素C以及一些風味食品的制備等;某些特殊微生物酶參與皮革脫毛、冶金、採油采礦等生產過程,甚至直接作為洗衣粉等的添加劑;另外還有一些微生物的代謝產物可以作為天然的微生物殺蟲劑廣泛應用於農業生產。通過對枯草芽孢桿菌的基因組研究,發現了一系列與抗生素及重要工業用酶的產生相關的基因。乳酸桿菌作為一種重要的微生態調節劑參與食品發酵過程,對其進行的基因組學研究將有利於找到關鍵的功能基因,然後對菌株加以改造,使其更適於工業化的生產過程。國內維生素C兩步發酵法生產過程中的關鍵菌株氧化葡萄糖酸桿菌的基因組研究,將在基因組測序完成的前提下找到與維生素C生產相關的重要代謝功能基因,經基因工程改造,實現新的工程菌株的構建,簡化生產步驟,降低生產成本,繼而實現經濟效益的大幅度提升。對工業微生物開展的基因組研究,不斷發現新的特殊酶基因及重要代謝過程和代謝產物生成相關的功能基因,並將其應用於生產以及傳統工業、工藝的改造,同時推動現代生物技術的迅速發展
F. 如何理解微生物的"無處不在,無孔不入","無所不能"所包含的生物學意義
微生物一詞來自英文Microorganism,指生活在顯微尺寸下的生物,可以是單細胞或多細胞生物,包括:細菌、真菌、病毒以及一些小型的原生動物等 等。從1674年列文虎克(Antonie van Leeuwenhoek) 發明顯微鏡開始,微生物逐漸被人們科學地認識,曾經有報道指出地球上存在1萬億種微生物,但其中只有非常小的比例被人描述過。
從對流層頂部的大氣層到海洋深處,從冰山之巔到生命禁區的沙漠之深,從近百攝氏度的海底火山口到高鹽的鹽湖,都有微生物的身影。在我們的身體上,微生物從 皮膚到我們的腸道,凡是跟外界接觸的地方都有它們的存在。微生物比人類更早的出現在地球上,它們無孔不入、無處不在。目前,美國航空航天局(NASA)的 科學家在追尋宇宙微生物的存在。
地球上存在1萬億種微生物,但其中只有非常小的比例被人描述過
微生物對人類的重要意義
微生物組(Microbiome)是指一個特定環境中的微生物群,它們生活在一定環境空間,相互影響並彼此平衡,從而形成了相對穩定的生態環境。微生物不僅能保持生態系統的健康功能,並且影響人類健康、氣候變化、糧食安全等。部分功能性微生物還與人類的慢性疾病相關,如肥胖、糖尿病、哮喘等。它們在農業生產力、生物燃料的生產以及食品加工等領域也發揮重要作用。
事實上,人類對微生物最早的認識,可能是食用發酵變質後的食物引起中毒時的痛苦記憶。後來人類就開始學會使用酵母菌來發酵生產易於消化的食物,如麵包、醋 和酒類等。自200年前發酵工業興起之時,人們開始大規模使用工業微生物,其中著名的是酵母菌以及生產各種抗生素使用的工業菌。利用微生物生產阿片類葯物 以及紫杉醇、青蒿素等葯物,也已不再新鮮。有科學家在研究通過微生物來生產人類需要的所有食物、葯品、消耗品等生活所需。目前,基於工業微生物的發酵工業 產值已經超過4000億元,而且人類對工業微生物的需求還在擴大。
在人類曲折的歷史上,微生物也引發了造成大量死亡的流行性疾病,如黑死病、流感、瘧疾等。雖然很多微生物是人類的致病原,但我們也應看到,它們也可產生像青黴素這樣的抗生素。隨著科技的發展以及知識的更新,人們逐步利用微生物來生產疫苗、抗生素等,幫助人們戰勝傳染病。
腸道微生物是近些年的研究熱點,它們寄生在人類腸道中,數量是我們自身細胞的數倍。雖然人類很久以前就已了解到腸道微生物跟人類的關系密切,但直至近些年來,研究者才揭示腸道微生物在人類健康和疾病中起到重要作用。通 過與我們的大腦的關聯,腸道菌群既可控制人類的情緒,還影響我們對食物的喜好。在人體免疫系統方面,研究者發現它們在免疫發展的過程中起到重要作用。微生 物還與人體呼吸性疾病、衰老以及癌症關系密切。在葯物使用方面,研究者也在關注腸道微生物與抗生素、免疫治療的關系。實際上,研究者已把腸道微生物作為用 葯的對象來對待,腸道菌群儼然已是一個不可忽視的器官。
研究迅速,了解有限
顯微鏡的出現,讓人們可以觀察微生物的形態。隨著各種微生物培養技術的成熟,人們可以對微生物持續的觀察,並根據形態等特徵進行分類。DNA 測序和分子遺傳學的發展,使得16sRNA基因測序成為微生物分類的主要研究方法。而高通量測序技術(Next Generation Sequencing,NGS)的出現則讓大量鑒定微生物成為可能。最近5年,微生物組的研究經常是頂級學術雜志的常客,甚至每一期的雜志都有微生物群落 的論文發表。
但對於地球上究竟有多少種微生物這一基本問題,至今依然沒有人能給出具體的答案。不僅因為微生物的數量龐大,種類繁多,另一方面,也是因為研究手段的缺乏,例如僅僅1克濕的土壤中就可能含有1010~1011個微生物個體,種類也可能超過1.6萬種。如果我們想理順它們的功能以及相互間的關系,那麼這一問題則更為復雜,期待NMI計劃能夠讓我們窺探微生物更多的秘密。
G. 什麼叫微生物
微生物是包括細菌、病毒、真菌以及一些小型的原生動物等在內的一大類生物群體,它個體微小,卻與人類生活密切相關。微生物在自然界中可謂「無處不在,無處不有」,涵蓋了有益有害的眾多種類,廣泛涉及健康、醫葯、工農業、環保等諸多領域。
微生物對人類最重要的影響之一是導致傳染病的流行。在人類疾病中有50%是由病毒引起。世界衛生組織公布資料顯示:傳染病的發病率和病死率在所有疾病中占據第一位。微生物導致人類疾病的歷史,也就是人類與之不斷斗爭的歷史。在疾病的預防和治療方面,人類取得了長足的進展,但是新現和再現的微生物感染還是不斷發生,像大量的病毒性疾病一直缺乏有效的治療葯物。一些疾病的致病機制並不清楚。大量的廣譜抗生素的濫用造成了強大的選擇壓力,使許多菌株發生變異,導致耐葯性的產生,人類健康受到新的威脅。一些分節段的病毒之間可以通過重組或重配發生變異,最典型的例子就是流行性感冒病毒。每次流感大流行流感病毒都與前次導致感染的株型發生了變異,這種快速的變異給疫苗的設計和治療造成了很大的障礙。而耐葯性結核桿菌的出現使原本已近控制住的結核感染又在世界范圍內猖獗起來。
微生物能夠致病,能夠造成食品、布匹、皮革等發霉腐爛,但微生物也有有益的一面。最早是弗萊明從青黴菌抑制其它細菌的生長中發現了青黴素,這對醫葯界來講是一個劃時代的發現。後來大量的抗生素從放線菌等的代謝產物中篩選出來。抗生素的使用在第二次世界大戰中挽救了無數人的生命。一些微生物被廣泛應用於工業發酵,生產乙醇、食品及各種酶制劑等;一部分微生物能夠降解塑料、處理廢水廢氣等等,並且可再生資源的潛力極大,稱為環保微生物;還有一些能在極端環境中生存的微生物,例如:高溫、低溫、高鹽、高鹼以及高輻射等普通生命體不能生存的環境,依然存在著一部分微生物等等。看上去,我們發現的微生物已經很多,但實際上由於培養方式等技術手段的限制,人類現今發現的微生物還只佔自然界中存在的微生物的很少一部分。
微生物間的相互作用機制也相當奧秘。例如健康人腸道中即有大量細菌存在,稱正常菌群,其中包含的細菌種類高達上百種。在腸道環境中這些細菌相互依存,互惠共生。食物、有毒物質甚至葯物的分解與吸收,菌群在這些過程中發揮的作用,以及細菌之間的相互作用機制還不明了。一旦菌群失調,就會引起腹瀉。
隨著醫學研究進入分子水平,人們對基因、遺傳物質等專業術語也日漸熟悉。人們認識到,是遺傳信息決定了生物體具有的生命特徵,包括外部形態以及從事的生命活動等等,而生物體的基因組正是這些遺傳信息的攜帶者。因此闡明生物體基因組攜帶的遺傳信息,將大大有助於揭示生命的起源和奧秘。在分子水平上研究微生物病原體的變異規律、毒力和致病性,對於傳統微生物學來說是一場革命。
以人類基因組計劃為代表的生物體基因組研究成為整個生命科學研究的前沿,而微生物基因組研究又是其中的重要分支。世界權威性雜志《科學》曾將微生物基因組研究評為世界重大科學進展之一。通過基因組研究揭示微生物的遺傳機制,發現重要的功能基因並在此基礎上發展疫苗,開發新型抗病毒、抗細菌、真菌葯物,將對有效地控制新老傳染病的流行,促進醫療健康事業的發展產生巨大影響。牛痘疫苗的應用使人類歷史上首次成功消滅了一種疾病——天花,而目前的基因工程疫苗也為疾病的有效預防發揮了巨大作用,如乙肝病毒的預防等。
從分子水平上對微生物進行基因組研究為探索微生物個體以及群體間作用的奧秘提供了新的線索和思路。為了充分開發微生物(特別是細菌)資源,1994年美國發起了微生物基因組研究計劃(MGP)。通過研究完整的基因組信息開發和利用微生物重要的功能基因,不僅能夠加深對微生物的致病機制、重要代謝和調控機制的認識,更能在此基礎上發展一系列與我們的生活密切相關的基因工程產品,包括:接種用的疫苗、治療用的新葯、診斷試劑和應用於工農業生產的各種酶制劑等等。通過基因工程方法的改造,促進新型菌株的構建和傳統菌株的改造,全面促進微生物工業時代的來臨。
工業微生物涉及食品、制葯、冶金、采礦、石油、皮革、輕化工等多種行業。通過微生物發酵途徑生產抗生素、丁醇、維生素C以及一些風味食品的制備等;某些特殊微生物酶參與皮革脫毛、冶金、採油采礦等生產過程,甚至直接作為洗衣粉等的添加劑;另外還有一些微生物的代謝產物可以作為天然的微生物殺蟲劑廣泛應用於農業生產。通過對枯草芽孢桿菌的基因組研究,發現了一系列與抗生素及重要工業用酶的產生相關的基因。乳酸桿菌作為一種重要的微生態調節劑參與食品發酵過程,對其進行的基因組學研究將有利於找到關鍵的功能基因,然後對菌株加以改造,使其更適於工業化的生產過程。國內維生素C兩步發酵法生產過程中的關鍵菌株氧化葡萄糖酸桿菌的基因組研究,將在基因組測序完成的前提下找到與維生素C生產相關的重要代謝功能基因,經基因工程改造,實現新的工程菌株的構建,簡化生產步驟,降低生產成本,繼而實現經濟效益的大幅度提升。對工業微生物開展的基因組研究,不斷發現新的特殊酶基因及重要代謝過程和代謝產物生成相關的功能基因,並將其應用於生產以及傳統工業、工藝的改造,同時推動現代生物技術的迅速發展。
農業微生物基因組研究認清致病機制發展控制病害的新對策
據資料統計,全球每年因病害導致的農作物減產可高達20%,其中植物的細菌性病害最為嚴重。除了培植在遺傳上對病害有抗性的品種以及加強園藝管理外,似乎沒有更好的病害防治策略。因此積極開展某些植物致病微生物的基因組研究,認清其致病機制並由此發展控制病害的新對策顯得十分緊迫。
經濟作物柑橘的致病菌是國際上第一個發表了全序列的植物致病微生物。還有一些在分類學、生理學和經濟價值上非常重要的農業微生物,例如:胡蘿卜歐文氏菌、植物致病性假單胞菌以及我國正在開展的黃單胞菌的研究等正在進行之中。日前植物固氮根瘤菌的全序列也剛剛測定完成。借鑒已經較為成熟的從人類病原微生物的基因組學信息篩選治療性葯物的方案,可以嘗試性地應用到植物病原體上。特別像柑橘的致病菌這種需要昆蟲媒介才能完成生活周期的種類,除了殺蟲劑能阻斷其生活周期以外,只能通過遺傳學研究找到毒力相關因子,尋找抗性靶位以發展更有效的控制對策。固氮菌全部遺傳信息的解析對於開發利用其固氮關鍵基因提高農作物的產量和質量也具有重要的意義。
環境保護微生物基因組研究找到關鍵基因降解不同污染物
在全面推進經濟發展的同時,濫用資源、破壞環境的現象也日益嚴重。面對全球環境的一再惡化,提倡環保成為全世界人民的共同呼聲。而生物除污在環境污染治理中潛力巨大,微生物參與治理則是生物除污的主流。微生物可降解塑料、甲苯等有機物;還能處理工業廢水中的磷酸鹽、含硫廢氣以及土壤的改良等。微生物能夠分解纖維素等物質,並促進資源的再生利用。對這些微生物開展的基因組研究,在深入了解特殊代謝過程的遺傳背景的前提下,有選擇性的加以利用,例如找到不同污染物降解的關鍵基因,將其在某一菌株中組合,構建高效能的基因工程菌株,一菌多用,可同時降解不同的環境污染物質,極大發揮其改善環境、排除污染的潛力。美國基因組研究所結合生物晶元方法對微生物進行了特殊條件下的表達譜的研究,以期找到其降解有機物的關鍵基因,為開發及利用確定目標。
極端環境微生物基因組研究深入認識生命本質應用潛力極大
在極端環境下能夠生長的微生物稱為極端微生物,又稱嗜極菌。嗜極菌對極端環境具有很強的適應性,極端微生物基因組的研究有助於從分子水平研究極限條件下微生物的適應性,加深對生命本質的認識。
有一種嗜極菌,它能夠暴露於數千倍強度的輻射下仍能存活,而人類一個劑量強度就會死亡。該細菌的染色體在接受幾百萬拉德a射線後粉碎為數百個片段,但能在一天內將其恢復。研究其DNA修復機制對於發展在輻射污染區進行環境的生物治理非常有意義。開發利用嗜極菌的極限特性可以突破當前生物技術領域中的一些局限,建立新的技術手段,使環境、能源、農業、健康、輕化工等領域的生物技術能力發生革命。來自極端微生物的極端酶,可在極端環境下行使功能,將極大地拓展酶的應用空間,是建立高效率、低成本生物技術加工過程的基礎,例如PCR技術中的TagDNA聚合酶、洗滌劑中的鹼性酶等都具有代表意義。極端微生物的研究與應用將是取得現代生物技術優勢的重要途徑,其在新酶、新葯開發及環境整治方面應用潛力極大。
H. 你如何理解微生物不僅僅是一種病原生物
因為微生物不止是帶來病害,還有許多作用。比如生產青黴素,生產胡蘿卜素,還有製作泡菜、釀酒等,對人類生產生活也是有很多作用的。所以它不僅僅是一種病原微生物,更加是一種重要的生物。
I. 微生物和病毒怎樣理解
微生物包括沒有細胞結構的病毒、原核生物界和真菌界、還有原生生物界。病毒是微生物中的一部分。