微生物的生理功能有哪些

『壹』 微生物營養的二,微生物的營養物質及其生理功能

通過了解微生物的化學組成,可見微生物在新陳代謝活動中,必須吸收充足的水分以及構成細胞物質的碳源和氮以及鈣,鎂,鉀,鐵等多種多樣的礦質無素和一些必須的生長輔助因子,才能正常地生長發育. 水分是微生物細胞的主要組成成分,大約占鮮重的70%～90%.不同種類微生物細胞含水量不同.同種微生物處於發育的不同時期或不同的環境其水分含量也有差異,幼齡菌含水量較多,衰老和休眠體含水量較少.微生物所含水分以游離水和結合水兩種狀態存在,兩者的生理作用不同.結合水不具有一般水的特性,不能流動,不易蒸發,不凍結,不能作為溶劑,也不能滲透.游離水則與之相反,具有一般水的特性,能流動,容易從細胞中排出,並能作為溶劑,幫助水溶性物質進出細胞.微生物細胞游離態的水同結合態的比例為4:1.
微生物細胞中的結合態水約束於原生質的膠體系統之中,成為細胞物質的組成成份,是微生物細胞生活的必要條件.游離水是細胞吸收營養物質和排出代謝產物的溶劑及生化反應的介質;一定量的水分又是維持細胞滲透壓的必要條件.由於水的比熱高又是熱的良導體,能有效地調節細胞內的溫度.微生物如果缺乏水分,則會影響代謝作用的進行. 凡是可以被微生物利用,構成細胞代謝產物碳素來源的物質,統稱為碳源物質.碳源物質通過細胞內的一系列化學變化,被微生物用於合成各代謝產物.微生物對碳素化合物的需求是極為廣泛的,根據碳素的來源不同,可將碳源物質分為無機碳源物質和有機碳源物質.糖類是較好的碳源,尤其是單糖(葡萄糖,果糖),雙糖(蔗糖,麥芽糖,乳糖),絕大多數微生物都能利用.此外,簡單的有機酸,氨基酸,醇,醛,酚等含碳化合物也能被許多微生物利用.所以我們在製作培養基時常加入葡萄糖,蔗糖作為碳源.澱粉,果膠,纖維素等,這些有機物質在細胞內分解代謝提供小分子碳架外,還產生能量供合成代謝需要的能量,所以部分碳源物質既是碳源物質,同時又是能源物質.
在微生物發酵工業中,常根據不同微生物的需要,利用各種農副產品如玉米粉,米糠,麥麩,馬鈴薯,甘薯以及各種野生植物的澱粉,作為微生物生產廉價的碳源.這類碳源往往包含了幾種營養要素. 微生物細胞中大約含氮5%～13%,它是微生物細胞蛋白蛋和核酸的主要成分.氮素對微生物的生長發育有著重要的意義,微生物利用它在細胞內合成氨基酸和鹼基,進而合成蛋白質,核酸等細胞成分,以及含氮的代謝產物.無機的氮源物質一般不提供能量,只有極少數的化能自養型細菌如硝化細菌可利用銨態氮和硝態氮在提供氮源的同時,通過氧化產生代謝能.
微生物營養上要求的氮素物質可以分為三個類型:
1.空氣中分子態氮 只有少數具有固氮能力的微生物(如自生固氮菌,根瘤菌)能利用.
2.無機氮化合物 如銨態氮(NH4+),硝態氮(NO3-)和簡單的有機氮化物(如尿素),絕大多數微生物可以利用.
3.有機氮化合物 大多數寄生性微生物和一部分腐生性微生物需以有機氮化合物(蛋白質,氨基酸)為必需的氮素營養..
在實驗室和發酵工業生產中,我們常常以銨鹽,硝酸鹽,牛肉膏,蛋白腖,酵母膏,魚粉,血粉,蠶蛹粉,豆餅粉,花生餅粉作為微生物的氮源. 微生物細胞中的礦物元素約占乾重的3%～10%左右,它是微生物細胞結構物質不可缺少的組成成分和微生物生長不可缺少的營養物質.許多無機礦物質元素構成酶的活性基團或酶的激活劑;並具有調節細胞的滲透壓,調節酸鹼度和氧化還原電位以及能量的轉移等作用.微生物需要的無機礦質元素分為常量元素和微量元素.
常量礦質元素是磷,硫,鉀,鈉,鈣,鎂,鐵等.磷,硫的需要量很大,磷是微生物細胞中許多含磷細胞成分,如核酸,核蛋白,磷脂,三磷酸腺苷(ATP),輔酶的重要元素.硫是細胞中含硫氨基酸及生物素,硫胺素等輔酶的重要組成成分.鉀,鈉,鎂是細胞中某些酶的活性基團,並具有調節和控制細胞質的膠體狀態,細胞質膜的通透性和細胞代謝活動的功能.
微量元素有鉬,鋅,錳,鈷,銅,硼,碘,鎳,溴,釩等,一般在培養基中含有0.1mg/L或更少就可以滿足需要. 生長因子是微生物維持正常生命活動所不可缺少的,微量的特殊有機營養物,這些物質在微生物自身不能合成,必須在培養基中加入.缺少這些生長因子就會影響各種酶的活性,新陳代謝就不能正常進行.
生長因子是指維生素,氨基酸,嘌呤,嘧啶等特殊有機營養物.而狹義的生長因子僅指維生素.這些微量營養物質被微生物吸收後,一般不被分解,而是直接參與或調節代謝反應.
在自然界中自養型細菌和大多數腐生細菌,黴菌都能自己合成許多生長輔助物質,不需要另外供給就能正常生長發育.

『貳』 微生物有什麼作用

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49.877%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微生物的歷史，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。想像一下一滴牛奶，每毫升腐敗的牛奶中約有5千萬個細菌，或者講每誇脫牛奶中細菌總數約為50億。也就是一升牛奶中可有含有50億個細菌。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。微生物因為微生物很小，構造又簡單，所以人們充分認識它，並發展成為一門學科，與其他學科比起來，還是很晚的。盡管如此，人們已經在廣泛的應用微生物了。我國勞動人民很早就認識到微生物的存在和作用，也是最早應用微生物的少數國家之一。據考古學推測，我國在8000年前已經出現了曲櫱釀酒了，4000多年前我國釀酒已十分普遍，而且當時埃及人也已學會烤制麵包和釀制果酒。 2500年前中國人民發明釀醬、醋，知道用曲治療消化道疾病。公元6世紀（北魏時期），我國賈思勰的巨著《齊民要術》詳細地記載了制曲、釀酒、制醬和釀醋等工藝。在農業上，雖然還不知道根瘤菌的固氮作用，但已經在利用豆科植物輪作提高土壤肥力。這些事實說明，盡管人們還不知道微生物的存在，但是已經在同微生物打交道了，在應用有益微生物的同時，還對有害微生物進行預防和治療。為防止食物變質，採用鹽漬、糖漬、乾燥、酸化等方法。在我國隆慶年間就開始用人痘預防天花。人痘預防天花是我國對世界醫學上的一大貢獻，這種方法先後傳到俄國、日本、朝鮮、土耳其及英國，1798年英國醫生琴納（Jenner）提出用牛痘預防天花。微生物學作為一門學科，是從有顯微鏡開始的，微生物學發展經歷了三個時期：形態學時期、生理學時期和現代微生物學的發展。形態學時期微生物的形態觀察是從安東·列文虎克（Antony Van Leeuwenhock 1632-1732）發明的顯微鏡開始的，它是真正看見並描述微生物的第一人，他的顯微鏡在當時被認為是最精巧、最優良的單式顯微鏡，他利用能放大50～300倍的顯微鏡，清楚地看見了細菌和原生動物，而且還把觀察結果報告給英國皇家學會，其中有詳細的描述，並配有準確的插圖。1695年，安東·列文虎克把自己積累的大量結果匯集在《安東·列文虎克所發現的自然界秘密》一書里。他的發現和描述首次揭示了一個嶄新的生物世界——微生物世界。這在微生物學的發展史上具有劃時代的意義。
繼列文虎克發現微生物世界以後的200年間，微生物學的研究基本上停留在形態描述和分門別類階段。直到19世紀中期，以法國的巴斯德（Louis Pasteur,1822-1895）和德國的柯赫(Robert Koch,1843-1910)為代表的科學家才將微生物的研究從形態描述推進到生理學研究階段，揭露了微生物是造成腐敗發酵和人畜疾病的原因，並建立了分離、培養、接種和滅菌等一系列獨特的微生物技術。從而奠定了微生物學的基礎，同時開辟了醫學和工業微生物等分支學科。巴斯德和柯赫是微生物學的奠基人。
微生物巴斯德原是化學家，曾在化學上做出過重要的貢獻，後來轉向微生物學研究領域，為微生物學的建立和發展做出了卓越的貢獻。主要集中在下列三個方面：① 徹底否定
了「自然發生」學說。「自生說」是一個古老學說，認為一切生物是自然發生的。到了17世紀，雖然由於研究植物和動物的生長發育和生活循環，是「自生說」逐漸消弱，但是由於技術問題，如何證實微生物不是自然發生的仍是一個難題，這不僅是「自生說」的一個頑固陣地，同時也是人們正確認識微生物生命活動的一大屏障。巴斯德在前人工作的基礎上，進行了許多試驗，其中著名的曲頸瓶試驗無可辯駁地證實，空氣內確實含有微生物，他們引起有機質的腐敗。巴斯德自製了一個具有細長而彎曲的頸的玻瓶，其中盛有有機物水浸液，經加熱滅菌後，瓶內可一直保持無菌狀態，有機物不發生腐敗，一旦將瓶頸打斷，瓶內浸液中才有了微生物，有機質發生腐敗。巴斯德的試驗徹底否定了「自生說」，並從此建立了病原學說，推動了微生物學的發展。 ② 免疫學——預防接種。Jenner雖然早在1798年發明了種痘法可預防天花，但卻不了解這個免疫過程的基本機制，因此，這個發現沒能獲得繼續發展。1877年，巴斯德研究了雞霍亂，發現將病原菌減毒可誘發免疫性，以預防雞霍亂病。其後它又研究了牛、羊炭疽病和狂犬病，並首次製成狂犬疫苗，證實其免疫學說，為人類防病、治病做出了重大貢獻。 ③ 證實發酵是由微生物引起的。究竟發酵是一個由微生物引起的生物過程還是一個純粹的化學反應過程，曾是化學家和微生物學家激烈爭論的問題。巴斯德在否定「自生說」的基礎上，認為一切發酵作用都可能與微生物的生長繁殖有關。經不斷地努力，巴斯德終於分離到了許多引起發酵的微生物，並證實酒精發酵是由酵母菌引起的。還研究了氧氣對酵母菌的發育和酒精發酵的影響。此外，巴斯德還發現乳酸發酵、醋酸發酵和丁酸發酵都是不同細菌所引起的。為進一步研究微生物的生理生化奠定了基礎。 ④ 其它貢獻。一直沿用至今天的巴斯德消毒法（60～65℃作短時間加熱處理，殺死有害微生物的一種消毒法）和家蠶軟化病問題的解決也是巴斯德的重要貢獻，它不僅在實踐上解決了當時法國酒變質和家蠶軟化病的實際問題，而且也推動了微生物病原學說的發展，並深刻影響醫學的發展。
柯赫是著名的細菌學家，由於他曾經是一名醫生，因此對病原細菌的研究做出了突出的貢獻：①具體證實了炭疽病菌是炭疽病的病原菌；②發現了肺結核病的病原菌，這是當時死亡率極高的傳染性疾病，因此柯赫獲得了諾貝爾獎；③提出了證明某種微生物是否為某種疾病病原體的基本原則——柯赫原則：首先在患病肌體里存在著一種特定的病原菌，並可以從該肌體里分離得到純培養；然後用得到的純培養接種敏感動物，表現出特有的性狀；最後從被感染的敏感動物中又一次獲得與原病原菌相同的純培養。由於柯赫在病原菌研究方面的開創性工作，自19世紀70年代至20世紀20年代成了發現病原菌的黃金時代，所發現的各種病原微生物不下百餘種，其中還包括植物病原菌。柯赫除了在病原菌方面的偉大成就外，在微生物基本操作技術方面的貢獻更是為微生物學的發展奠定了技術基礎，這些技術包括：①用固體培養基分離純化微生物的技術，這是進行微生物學研究的基本前提，這項技術一直沿用至今；②配製培養基，也是當今微生物研究的基本技術之一。這兩項技術不僅是具有微生物研究特色的重要技術，而且也為當今動植物細胞的培養做出了十分重要的貢獻。巴斯德和柯赫的傑出工作，使微生物學作為一門獨立的學科開始形成，並出現以他們為代表而建立的各分支學科，例如細菌學（巴斯德、柯赫等）、消毒外科技術（J. Lister），免疫學（巴斯德、Metchnikoff、Behring、Ehrlich等）、土壤微生物學（Beijernck Winogradsky 等）、病毒學（Ivanowsky、Beijerinck等）、植物病理學和真菌學（Bary、Berkeley等）、釀造學（Hensen、Jorgensen 等）以及化學治療法（Ehrlish 等）。微生物學的研究內容日趨豐富，使微生物學發展更加迅速。
微生物20世紀上半葉微生物學事業欣欣向榮，微生物學沿著兩個方向發展，即應用微生物學和基礎微生物學。在應用方面，對人類疾病和軀體防禦機能的研究，促進了醫學微生物學和免疫學的發展。青黴素的發現（Fleming,1929）和瓦克斯曼（Waksman）對土壤中放線菌的研究成果導致了抗生素科學的出現，這是工業微生物學的一個重要領域。 環境微生物學在土壤微生物學研究的基礎上發展起來。微生物在農業中的應用使農業微生物學和獸醫微生物學等也成為重要的應用學科。應用成果不斷涌現，促進了基礎研究的深入，於是細菌和其它微生物的分類系統在20世紀中葉出現了，對細胞化學結構和酶及其功能的研究發展了微生物生理學和生物化學，微生物遺傳和變異的研究導致了微生物遺傳學的誕生。微生物生態學在20世紀60年代也形成了一個獨立學科。20世紀80年代以來，在分子水平上對微生物研究迅速發展，分子微生物學應運而生。在短短的時間內取得了一系列進展，並出現了一些新的概念，較突出的有，生物多樣性、進化、三原界學說；細菌染色體結構和全基因組測序；細菌基因表達的整體調控和對環境變化的適應機制；細菌的發育及其分子機理；細菌細胞之間和細菌同動植物之間的信號傳遞；分子技術在微生物原位研究中的應用。經歷約150年成長起來的微生物學，在21世紀將為統一生物學的重要內容而繼續向前發展，其中兩個活躍的前沿領域將是分子微生物遺傳學和分子微生物生態學。 微生物產業在21世紀將呈現全新的局面。微生物從發現到現在短短的300年間，特別是20世紀中葉，已在人類的生活和生產實踐中得到廣泛的應用，並形成了繼動、植物兩大生物產業後的第三大產業。這是以微生物的代謝產物和菌體本身為生產對象的生物產業，所用的微生物主要是從自然界篩選或選育的自然菌種。21世紀，微生物產業除了更廣泛的利用和挖掘不同生境（包括極端環境）的自然資源微生物外，基因工程菌將形成一批強大的工業生產菌，生產外源基因表達的產物，特別是葯物的生產將出現前所未有的新局面，結合基因組學在葯物設計上的新策略將出現以核酸（DNA或RNA）為靶標的新葯物（如反義寡核苷酸、肽核酸、DNA疫苗等）的大量生產，人類將完全征服癌症、艾滋病以及其他疾病。此外，微生物工業將生產各種各樣的新產品，例如降解性塑料、DNA晶元、生物能源等，在21世紀將出現一批嶄新的微生物工業，為全世界的經濟和社會發展做出更大貢獻。
中國是具有5000年文明史的古國，中國勞動人民對微生物的認識和利用是最早的幾個國家之一。特別是在制酒、醬油、醋等微生物產品以及用種痘、麥曲等進行防病治療等方面具有卓越的貢獻。但微生物作為一門科學進行研究，中國起步較晚。中國學者開始從事微生物學研究在20世紀之初，那時一批到西方留學的中國科學家開始較系統的介紹微生物知識，從事微生物學研究。1910-1921年微生物間伍連德用近代微生物學知識對鼠疫和霍亂病原的探索和防治，在中國最早建立起衛生防疫機構，培養了第一支預防鼠疫的專業隊伍，在當時這項工作居於國際先進地位。20世紀20-30年代，中國學者開始對醫學微生物學有了較多的試驗研究，其中湯飛凡等在醫學細菌學、病毒學和免疫學等方面的某些領域做出過較高水平的成績，例如沙眼病原體的分離和確認是具有國際領先水平的開創性工作。 20世紀30年代開始在高校設立釀造科目和農產品製造系，以釀造為主要課程，創建了一批與應用微生物學有關的研究機構，魏岩壽等在工業微生物方面做出了開拓性工作。戴芳瀾和俞大紱等是中國真菌學和植物病理學的奠基人；陳華癸和張憲武等對根瘤菌固氮作用的研究開創了中國農業微生物學；高尚蔭創建了中國病毒學的基礎理論研究和第一個微生物學專業。但總的來說，在新中國成立之前，我國微生物學的力量較弱且分散，未形成中國自己的隊伍和研究體系，也沒有中國自己的現代微生物工業。微生物新中國成立以後，微生物學在中國有了劃時代的發展，一批主要進行微生物學研究的單位建立起來了，一些重點大學創設了微生物學專業，培養了一大批微生物學人才。
現代化的發酵工業、抗生素工業、生物農葯和菌肥工作已經形成一定的規模，特別是改革開放以來，中國微生物學無論在應用和基礎理論研究方面都取得了重要的成果，例如中國抗生素的總產量已躍居世界首位，中國的兩步法生產維生素C的技術居世界先進水平。近年來，中國學者瞄準世界微生物學科發展前沿，進行微生物基因組學的研究，現已完成痘苗病毒天壇株的全基因組測序，最近又對中國的辛德畢斯毒株（變異株）進行了全基因組測序。1999年又啟動了從中國雲南省騰沖地區熱海沸泉中分離得到的泉生熱袍菌全基因組測序，目前取得可喜進展。中國微生物學進入了一個全面發展的新時期。但從總體來說，中國的微生物學發展水平除個別領域或研究課題達到國際先進水平，為國外同行承認外，絕大多數領域與國外先進水平相比，尚有相當大的差距。因此如何發揮中國傳統應用微生物技術的優勢，緊跟國際發展前沿，趕超世界先進水平，還需作出艱苦的努力。
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。微生物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迅速發展和壯大! 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。

『叄』 微生物有什麼作用

微生物的分布很廣泛，雖然它們對人類的生產生活有一定的積極作用，但它們也常常使工業器材受到腐蝕，使食品及原料腐敗和變質，甚至以食物作媒介引起人體中毒、染病、致癌和死亡。
1 、微生物的作用
1.1 微生物在物質循環中的作用
在生物圈內的物質循環過程中，以異樣型微生物為主的分解者，在有機物的礦質化過程中有著不可替代的作用，它於生產者一起共同推動著生物內的物質循環，使生態系統保持平衡。例如，在碳素循環中，地球上 90% 的 co 2 是由微生物的生命活動產生的；在氮素循環中，固氮作用、氨化作用、硝化作用、反硝化作用都有微生物的活動；在磷和硫的循環中同樣也需要各種微生物的活動。
1.2 微生物與污水處理
工業迅猛發展的同時也給人們帶來了一定的環境污染。在眾多的污水、廢水處理方法中，生物學的處理方法因具有經濟方便、效果好的突出優點而被廣泛應用。在污水的生物學處理過程中，微生物起著特別重要的作用，它們能將水體中的含碳有機物分解成 CO 2 、 H 2 s 、 CH 4 等氣體；將含氮有機物分解成氨、硝酸、亞硝酸和氮；能使汞、砷等對人類有毒的重金屬鹽在水體中進行轉化，以便於回收或除去，使許多病原性寄生生物常因與環境不適而死去。
1.3 有益於人體健康
人體腸道中含有很多種微生物，其中主要有大腸桿菌、產氣桿菌、變形菌、糞產鹼菌、產氣莢膜梭菌、乳酸桿菌和螺旋體等。人體為這些微生物提供了良好的棲息場所，而這些細菌生活在腸道中能合成核黃素、維生素 B12 維生素 K 等多種維生素以及氨基酸以供人體吸收利用。
2 、微生物的污染
2.1 工業產品中的微生物
各種工業器材，如金屬、儀表、電訊器材、絕緣材料和紡織品等，它們或含有一些可被微生物利用的成分，或因種種原因沾染了或多或少的有機物質，因此，都會受到微生物的侵蝕，使之老化變質。
2.1.1 鋁及其合金製品受到微生物的侵蝕。例如，曾發生過飛機的油槽因受到牙枝霉、銅綠色假單胞菌和弧菌等的腐蝕而漏油。飛機機翼的內鋁壁也受到上述微生物的侵蝕。鋼鐵及其製品因長期與水或土壤接觸，受到鐵細菌、硫細菌、硫酸還原細菌等的作用而腐蝕。電子設備、集成電路、絕緣材料等均可受到黴菌的侵蝕，由於黴菌的菌絲能導電，因此常能引起有關設備的失靈。
2.1.2 羊毛、棉紗、尼龍、聚制脂及其製品，也常受到微生物的侵蝕。污染漾奶、毛的微生物主要有銅綠色假單胞桿菌、微球菌、枯草桿菌、麴黴、青黴等。污染棉織品的主要是纖維素分解菌群的微生物。污染尼龍的有球二孢和紅麴黴等。微生物不僅能使纖維及其製品變質，而且與人體健康密切相關。例如，微球菌能使人的頭部生白斑，銅綠假單胞菌與支氣管炎、咽炎和耳、鼻、眼的炎症有關。
2.1.3 玻璃及其製品和顯微鏡、望遠鏡及照相機等器材的光學部分在溫暖潮濕的條件下，都會由於麴黴、青黴等的生長繁殖而受腐蝕。
2.2 農業產品中的微生物
糧、油原料極其製品，含有豐富的養分，它們是微生物的天然營養基地，如果其他條件適宜，黴菌、細菌、酵母菌等微生物就會迅速地繁殖起來。
2.2.1 肉、蛋、奶、水果和蔬菜等食品的表面都生活著很多的微生物，如果保存不當，常引起食品的變質和腐敗。
2.2.2 罐頭是人們保存食品的方法之一，但肉類罐頭中存在著枯草桿菌、梭菌等菌群。由於芽孢的抗熱性很強，在罐頭製作過程中雖然經過了高溫處理，而在一些肉類罐頭中仍能檢測出嗜熱脂肪芽孢桿菌、耐熱厭氣性的腐敗梭菌等，它們是造成罐頭腐敗的主要原因。
3 、防止微生物污染的措施
3.1 防止貯糧霉變和真菌黴素污染的措施是：入倉前應降低糧食的含水量，除去破損、色變和霉變的籽粒；入倉後應創設乾燥、低溫和缺氧的環境，使黴菌失去生長繁殖的條件。
3.2 工業器材的防腐問題，日益受到人們的重視。目前分別採用對人和動物安全性高的高效殺菌劑，選用抗微生物腐蝕性的材料及含抗菌物質的材料做成塗膜，使器材和微生物隔離，以防止微生物的危害

『肆』 微生物營養六大要素的生理功能

1）微生物需要的營養物質
營養物質應滿足微生物的生長、繁殖和完成各種生理活動的需要.它們的作用可概括為形成結構（參與細胞組成）、提供能量和調節作用（構成酶的活性和物質運輸系統）.
微生物的營養物質有六大類要素,即水、碳源、氮源、無機鹽、生長因子和能源.
① 水
水是微生物的重要組成部分,在代謝中佔有重要地位.水在細胞中有兩種存在形式：結合水和游離水.結合水與溶質或其他分子結合在一起,很難加以利用.游離水（或稱為非結合水）則可以被微生物利用.
② 碳源
碳在細胞的干物質中約佔50%,所以微生物對碳的需求最大.凡是作為微生物細胞結構或代謝產物中碳架來源的營養物質,稱為碳源.
作為微生物營養的碳源物質種類很多,從簡單的無機物（CO2、碳酸鹽）到復雜的有機含碳化合物（糖、糖的衍生物、脂類、醇類、有機酸、芳香化合物及各種含碳化合物等）.但不同微生物利用碳源的能力不同,假單孢菌屬可利用90種以上的碳源,甲烷氧化菌僅利用兩種有機物：甲烷和甲醇,某些纖維素分解菌只能利用纖維素.
大多數微生物是異養型,以有機化合物為碳源.能夠利用的碳源種類很多,其中糖類是最好的碳源.
異養微生物將碳源在體內經一系列復雜的化學反應,最終用於構成細胞物質,或為機體提供生理活動所需的能量.所以,碳源往往也是能源物質.
自養菌以CO2、碳酸鹽為唯一或主要的碳源.CO2是被徹底氧化的物質,其轉化成細胞成分是一個還原過程.因此,這類微生物同時需要從光或其他無機物氧化獲得能量.這類微生物的碳源和能源分別屬於不同物質.
③ 氮源
凡是構成微生物細胞的物質或代謝產物中氮元素來源的營養物質,稱為氮源.細胞干物質中氮的含量僅次於碳和氧.氮是組成核酸和蛋白質的重要元素,氮對微生物的生長發育有著重要作用.從分子態的N2到復雜的含氮化合物都能夠被不同微生物所利用,而不同類型的微生物能夠利用的氮源差異較大.
固氮微生物能利用分子態N2合成自己需要的氨基酸和蛋白質,也能利用無機氮和有機氮化物,但在這種情況下,它們便失去了固氮能力.此外,有些光合細菌、藍藻和真菌也有固氮作用.
許多腐生細菌和動植物的病原菌不能固氮,一般利用銨鹽或其他含氮鹽作氮源.硝酸鹽必須先還原為NH+4後,才能用於生物合成.以無機氮化物為唯一氮源的微生物都能利用銨鹽,但它們並不都能利用硝酸鹽.
有機氮源有蛋白腖、牛肉膏、酵母膏、玉米漿等,工業上能夠用黃豆餅粉、花生餅粉和魚粉等作為氮源.有機氮源中的氮往往是蛋白質或其降解產物.
氮源一般只提供合成細胞質和細胞中其他結構的原料,不作為能源.只有少數細菌,如硝化細菌利用銨鹽、硝酸鹽作氮源和能源.
④ 無機鹽
無機鹽也是微生物生長所不可缺少的營養物質.其主要功能是：① 構成細胞的組成成分；② 作為酶的組成成分；③ 維持酶的活性；④ 調節細胞的滲透壓、氫離子濃度和氧化還原電位；⑤ 作為某些自氧菌的能源.
磷、硫、鉀、鈉、鈣、鎂等鹽參與細胞結構組成,並與能量轉移、細胞透性調節功能有關.微生物對它們的需求量較大（10-4～10-3 mol/L）,稱為「宏量元素」.沒有它們,微生物就無法生長.鐵、錳、銅、鈷、鋅、鉬等鹽一般是酶的輔因子,需求量不大（10-8～10-6 mol/L）,所以,稱為「微量元素」.不同微生物對以上各種元素的需求量各不相同.鐵元素介於宏量和微量元素之間.
在配製培養基時,可通過添加有關化學試劑來補充宏量元素,其中首選是K2HPO4和MgSO4,它們可提供需要量很大的元素：K、P、S和Mg.微量元素在一些化學試劑、天然水和天然培養基組分中都以雜質等狀態存在,在玻璃器皿等實驗用品上也有少量存在,所以,不必另行加入.
⑤ 生長因子
一些異養型微生物在一般碳源、氮源和無機鹽的培養基中培養不能生長或生長較差.當在培養基中加入某些組織（或細胞）提取液時,這些微生物就生長良好,說明這些組織或細胞中含有這些微生物生長所必須的營養因子,這些因子稱為生長因子.
生長因子可定義為：某些微生物本身不能從普通的碳源、氮源合成,需要額外少量加入才能滿足需要的有機物質,包括氨基酸、維生素、嘌呤、嘧啶及其衍生物,有時也包括一些脂肪酸及其他膜成分%A

『伍』 人體正常微生物種群對健康的生理作用有哪些

與人類共生的微生物菌群主要分布在體表皮膚和消化道黏膜上，主要的作用是占據表面空間，形成菌群的天然保護，從而抵禦其他外來的特別是有害的微生物的定殖、繁殖和生長；其次腸道的微生物可以代謝一些人類不能利用的大分子物質，特別是纖維素，分泌一些維生素等物質為人類利用；另外微生物菌群的內穩態也可以保持菌群內不同種微生物的相對數量，避免某一種過度繁殖有害健康。

『陸』 微生物需要哪些營養物質，它們各有什麼主要生理功能

水：
碳源：合成菌體的糖類、脂類、蛋白質和核酸等,主要有葡萄糖、麥芽糖等；
氮源：合成菌體蛋白、核酸和酶,如蛋白腖、氨基酸；
無機鹽：K、Na、Ca、Mg、Fe、S、P等無機鹽；
生長因子：某些細菌生長所必需的而本身不能合成的有機化合物,主要有維生素、氨基酸、嘌呤、嘧啶等.

『柒』 微生物需要哪些營養物質，它們各有什麼主要生理功能

微生物包括細菌和真菌（不包括病毒），需要有機物，功能：做為生物圈中的分解者，引起動植物患病。

『捌』 正常菌群有哪些生理作用

1.生物拮抗作用 正常菌群通過粘附和繁殖能形成一層自然菌膜，是一種非特異性的保護膜，可促機體抵抗致病微生物的侵襲及定植，從而對宿主起到一定程度的保護作用。正常菌群除與病原菌爭奪營養物質和空間位置外，還可以通過其代謝產物以及產生抗生素、細菌素等起作用。可以說正常菌群是人體防止外襲菌侵入的生物屏障。 2.刺激免疫應答 正常菌群釋放的內毒素等物質可刺激機體免疫系統保持活躍狀態，是非特異免疫功能的一個不可缺少的組成部分。 3.合成維生素 有些微生物能合成維生素，如核黃素、生物素、葉酸、吡哆醇及維生素K等，供人體吸收利用醫|學教育網搜集整理。 4.降解食物殘渣 腸道中正常菌群可互相配合，降解末被人體消化食物殘渣，便於機體進一步吸收。