㈠ 微生物的特點與作用
三,微生物的生物學特點與作用
微生物除具有生物的共性外,也有其獨特的特點,正因為其具有這些特點,才使得這樣微不可見的生物類群引起人們的高度重視.
(一)種類繁多,分布廣泛
(二)生長繁殖快,代謝能力強
(三)遺傳穩定性差,容易發生變異
(一)種類繁多,分布廣泛
種類極其繁多——已發現的微生物達10萬種以上,新種不斷發現.
分布非常廣泛——可以說微生物無處不有,無處不在.
極端環境:冰川,溫泉,火山口等極端環境;
土 壤:土壤是微生物的大本營,一克沃土中含菌量高達幾億甚至幾十億;
空 氣:空氣中也含有大量微生物,越是人員聚集的公共場所,微生物含量越高;
水:水中以江,湖,河,海中含量高,井水次之;
動植物體表及某些內部器官:如皮膚及消化道等.
微生物的多樣性已在全球范圍內對人類產生巨大影響.
土壤中微生物的種類繁多,幾乎所有的微生物都能從土壤中分離篩選得到,要分離篩選某中微生物,多數情況都是從土壤採取樣品.
首先微生物為人類創造了巨大的物質財富,目前所使用的抗生素葯物,絕大多數是微生物發酵產生的,以微生物為勞動者的發酵工業,為工,農,醫等領域提供各種產品.
另外微生物也為人類帶來巨大危害,如疫病的傳播,並且引起疫病傳播的新微生物種類總不斷出現.
(二)生長繁殖快,代謝能力強
大腸桿菌(Escherichia coli)在適宜的條件下,每20分鍾即繁殖一代,24小時即可繁殖72代,由一個菌細胞可繁殖到47×1022個,如果將這些新生菌體排列起來,可繞地球一周有餘;
生理基礎:因為微生物的代謝能力很強, 由於微生物個體微小,單位體積的表面積相對很大,有利於細胞內外的物質交換,細胞內的代謝反應較快.
極大的物質資源:正因為微生物具有生長快,代謝能力強的特點,才使得微生物能夠成為發酵工業的產業大軍,在工,農,醫等戰線上發揮巨大作用;
在物質轉化中的作用:如果沒有微生物,自古以來的動,植物屍體不能分解腐爛,早已是動,植物屍體堆積如山,布滿全球.
(三)遺傳穩定性差,容易發生變異
微生物個體微小,對外界環境很敏感,抗逆性較差,很容易受到各種不良外界環境的影響;另外,微生物的結構簡單,缺乏免疫監控系統, 很容易變異.
微生物的遺傳不穩定性,是相對高等生物而言的,實際上在自然條件下,微生物的自發突變頻率為10-6左右.
微生物的遺傳穩定性差,給微生物菌種保藏工作帶來一定不便.
另一方面,正因為微生物的遺傳穩定性差,其遺傳的保守性低,使得微生物菌種培育相對容易得多.通過育種工作,可大幅度地提高菌種的生產性能,其產量性狀提高幅度是高等動,植物所難以實現的.
微生物學及其分支學科
一,微生物學及其研究對象
二,微生物學的分支學科
一,微生物學及其研究對象
微生物學概念:概括地講,微生物學(Microbiology)是研究微生物及其生命活動規律的學科.
研究對象:研究的主要內容涉及微生物的形態結構,營養特點,生理生化,生長繁殖,遺傳變異,分類鑒定,生態分布以及微生物在工業,農業,醫療衛生,環境保護等各方面的應用.研究微生物及其生命活動規律之目的在於充分利用有益微生物,控制有害微生物,使這些微小生物更好地貢獻於人類文明.
二,微生物學的分支學科
(一)根據基礎理論研究內容不同,形成的分支學科
微生物生理學(Microbiol Physiology)
微生物遺傳學(Microbiol Genetics)
微生物生物化學(Microbiol Biochemistry)
微生物分類學(Microbiol Taxonomy)
微生物生態學等(Microbiol Ecology).
(二)根據微生物類群不同,形成的分支學科
細菌學(Bacteriology)
病毒學(Virology)
真菌學(Fungi)
放線菌學(Actinomycetes)等.
(三)根據微生物的應用領域不同,形成的分支學科
工業微生物學(Intustrial Microbiology)
農業微生物學(Agricultural Microbiology)
醫學微生物學(Medical Microbiology)
葯用微生物學(Patherological Microbiology)
食品微生物學(Food Microbiology)
獸醫微生物學(Viterinary Microbiology)等.
(四)根據微生物的生態環境不同,形成的分支學科
土壤微生物學(Soil Microbiology)
海洋微生物學(Marine Microbiology)等.
第三節 食品微生物學及其研究內容
食品微生物學:食品微生物學是專門研究與食品有關的微生物的種類,特點及其在一定條件下與食品工業關系的一門學科.
盡管人類對食品微生物研究的歷史很長,但作為微生物學的一門獨立的分支學科——食品微生物學,其仍屬一門新興學科.尤其在我國,人們對食品科學的重視僅是改革開放以來,人們解決了溫飽問題之後的事情;食品微生物學是隨著食品科學的發展而產生的一個重要的學科.
食品微生物研究的主要內容包括三個方面:
一,在食品工業中有益的微生物及其應用;
二,在食品保藏過程中引起食品變質的微生物及其控制;
三,與食品衛生有關的微生物.
第四節 微生物學的發展簡史
我們把這個過程分成以下四個階段加以闡述.
一,微生物學的史前時期
二,微生物的發現與微生物學的啟蒙時期
三,微生物學的形成時期
四,微生物學的發展時期
一,微生物學的史前時期
盲目應用時期.
人類已經在很多方面利用了微生物,世界各國人民在自己的生產實踐中都積累了很多利用有益微生物和防治有害微生物的經驗.北魏的賈思勰《齊民要術》一書中,就詳細記載了制醋的方法.我國古代勞動人民就利用了鹽腌,糖漬,煙熏,風乾等.
二,微生物發現與微生物學啟蒙時期
十七世紀,荷蘭人呂文虎克(Antony van Leeuwenhock)發明了第一台簡易顯微鏡(200~300倍).
於1669年出版了《安東.列文虎克所發現的自然界秘密》.
隨後在近200年的時期,隨著顯微鏡的不斷改進,解析度的提高,人們對微生物的認識由粗略的形態描述逐步發展到對微生物進行詳細的觀察和根據形態進行分類研究,形成了啟蒙的微生物學.
三,微生物學的形成時期
由研究微生物形態的啟蒙時期到對微生物的生理生化水平研究時期.
巴斯德(Louis Pasteur, 1822~1895)通過對酒麴的研究,證明了酒麴發酵是其中的酵母菌代謝作用,這一研究結果把對微生物的研究由形態轉向生理生化研究水平,為微生物學的形成和發展奠定了基礎.巴斯德還通過大量實驗證明了食品的腐敗變質是遭受微生物污染後,微生物生長繁殖而引起的,從根本上否定了"微生物自然發生說".
微生物學的另一位奠基人是一位德國醫生柯赫(Robert Koch, 1843~1910),他為疾病的病原學說建立了基礎.
首先從患病動物的病變臟器中分離純化得到病原菌,通過將病原菌接種回到動物體內,能引起相同症狀的疾病,證明了傳染病是由某些特定的病原菌傳播的.
由於巴斯德和柯赫對微生物學的形成作出了極大的貢獻,普遍認為,他們兩位是微生物學的奠基人.
四,微生物學的發展時期
本世紀是微生物學的全面發展時期:
細胞的結構與功能,細菌的代謝等;
微生物在工農業生產上發揮巨大作用;
微生物成為生物學研究的主要研究材料;
50年代DNA雙螺旋解密後,微生物又成了分子生物學的主要研究材料.微生物學,遺傳學和生物化學的相互滲透與作用導致了現代分子遺傳學的誕生與發展;
進入70年代,在微生物的研究基礎上,導致了DNA重組技術和基因工程的發展.
㈡ 微生物的概念及特徵
微生物(Microorganism)
是廣泛存在於自然界中的一群肉眼看不見,必須藉助光學顯微鏡或電子顯微鏡放大數百倍、數千倍甚至數萬倍才能觀察到的微小生物的總稱.它們具有體形微小、結構簡單、繁殖迅速、容易變異及適應環境能力強等優點.這些微小的生物包括無細胞結構、不能獨立生活的病毒,原核細胞結構的細菌,和
有真核細胞結構的真菌(酵母、黴菌等),還包括原生動物和某些藻類.在這些微小的
生物體中,大多數是我們用肉眼不可見的,尤其是病毒等生物體,即使在普通的光學顯
微鏡下也不能看到,必須在電子顯微鏡下才能觀察到.但也有例外,有些微生物尤其是真菌——食用真菌等肉眼是可見的.由此可見,微生物是一個微觀世界裡生物體的總稱.
特點:
1體形微小,結構簡單
2.代謝旺盛,繁殖迅速微生物體積雖小,但有極大的比表面積,如大腸桿菌的比表面積可達30萬.因而微生物能與環境之間迅速進行物質交換,吸收營養和排泄廢物,而且有最大的代謝速率.從單位重量來看,微生物的代謝強度比高等生物大幾千倍到幾萬倍.如在適宜環境下,大腸桿菌每小時可消耗的糖類相當於其自身重量的
2000倍.1kg酵母在24h可使幾頓糖全部轉化為乙醇和二氧化碳.
3.適應性強,容易變異微生物對外界環境適應能力特強,這都是為了保存自己,是生物進化的結果.有些微生物體外附著一個保護層,如莢膜等,這樣一是可以作為營養,
二是抵禦吞噬細胞對它的吞噬.
細菌的休眠芽孢、放線菌的分子孢子等對外界的抵抗力比其繁殖體要強許多倍.
有些極端微生物都有相應特殊結構蛋白質、酶和其他物質,使之能適應惡劣環境.
一方面,由於微生物表面積和體積的比值大,與外界環境的接觸面大,
因而受環境影響也大.一旦環境變化,不適於微生物生長時,很多的微生物則死亡,少數個體發生
變異而存活下來.利用微生物易變異的特性,在微生物工業生產中進行誘變育種,
獲得高產優質的菌種,提高產品產量和質量.
4.種類多分布廣微生物在自然界是一個十分龐雜的生物類群.迄今為止,我們所知道的微生物近
10萬種,現在仍然以每年發現幾百至上千個新種的趨勢在增加.它們具有各種生活方式和營養類型,大多數是以有機物為營養物質,還有些是寄生類型.微生物的生理代謝類型之多,是動、植物所不及的.
分解地球上貯量最豐富的初級有機物——天然氣、石油、纖維素、木質素的能力,屬微生物專有.
微生物在自然界中的分布極為廣泛,空氣、土壤、江河、湖泊、海洋等都有數量不等、種類不一的微生物存在.在人類、動物和植物的體表及其與外界相通的腔道中也有多種微生物存在.
㈢ 微生物有哪些特點
微生物的特點:一是吃得多、吸收得多、轉化迅速;二是長得快、繁殖快、能吃苦,不論在多麼艱難的環境中它都能隨機應變,不僅頑強地活下去,還頑強地養兒育女……歸根結底一句話:這小傢伙是個「鬼精靈」,鬼就鬼在它的這個「小」字上啦!
其實自然界有一個普遍的規律:任何物體被分割得越小,其單位體積中物體所佔有的表面積就越大。若以人體的面積與體積的比值作為標准「1」的話,與人體等重的大腸桿菌(微生物中的一種)的面積與體積的比值為人的30萬倍!這種小體積、大面積的特點造就了世間微小的「巨人」,它使得這個「迷你」生物更容易與周圍環境進行物質交換,更容易與外界進行能量和信息交流,也就使得這個逍遙「小子」能把「秤砣雖小壓千斤」這句話詮釋得如此生動了。
地球上,出入國家最容易的恐怕就算微生物了,不用辦護照、不用買機票,隨便尋個人啊、箱子啊,隨著它們搭上民航班機就走。要不,乾脆騰雲駕霧,隨著風兒、鳥兒甚至蒼蠅,想上哪兒就上哪兒,輕輕鬆鬆逛遍美國、加拿大……真是貨真價實的「世界公民」!
這個「世界公民」本領可真大,上得了冰山,下得了火海,躲在酒桶里,藏在人的肚腸中,真是無處不在,無時不有。
㈣ 微生物及其特點
微生物作為生物,具有與一切生物的共同點,即: ① 遺傳信息都是由 DNA 鏈上的基因所攜帶,除少數特例外,其復制、表達與調控都遵循中心法則。 ② 微生物的初級代謝途徑如蛋白質、核酸、多糖、脂肪酸等大分子物的合成途徑基本相同。 ③ 微生物的能量代謝都以 ATP 作為能量載體。
微生物作為生物的一大類 ,除了與其他生物共有的特點外,還具有其本身的特點及其獨特的生物多樣性:
1 、微生物的形態與結構多樣性,盡管微生物的形態結構十分簡單,大多是單細胞或簡單的多細胞構成,甚至還無細胞結構,僅有 DNA 或 RNA ;形態上也僅是球狀、桿狀、螺旋狀或分枝絲狀等,細菌和古菌形態上除了那些典型形狀外還有許多如方形、阿拉伯數字狀、英文字母形等等特殊形狀。放線菌和黴菌的形態有多種多樣的分枝絲狀。
第二,微生物的代謝方式多樣,既可以 CO2 為碳源進行自養型生長,也可以有機物為碳源進行異養型生長;既可以光能為能源,也可以化學能為能源。既可在有 O 2 條件下生長,又可在無 O 2 條件下生長。代謝的中間體和產物更是多種多樣,有各種各樣的酸、醇、氨基酸、蛋白質、脂類、糖類等等。
第三,微生物的繁殖與變異多樣性。微生物的繁殖方式相對於動植物的繁殖也具有多樣性。細菌以二裂法為主,個別可由性接合的方式繁殖;放線菌可以菌絲和分生孢子繁殖;黴菌可由菌絲、無性孢子和有性孢子繁殖,無性孢子和有性孢子又各有不同的方式和形態;酵母菌可由出芽方式和形成子囊孢子方式繁殖。
第四,微生物的抗性多樣性。微生物具有極強的抗熱性、抗寒性、抗鹽性、抗乾燥性、抗酸性、抗鹼性、抗壓性、抗缺氧、抗輻射和抗毒物等能力,顯示出其抗性的多樣性。
㈤ 微生物的主要特性是什麼
1、體積小,面積大。一個體積恆定的物體,被切割的越小,數量越多,其相對表面積越大(有時也稱作比表面積)。微生物體積通常很小,如一個典型的球菌,其體積約1mm³,可是其相對表面積卻很大。正因為有了較高的相對表面積做基礎,微生物才有了一些獨特的特徵,比如能夠快速代謝。
2、吸收多,轉化快。微生物通常具有極其高效的生物化學轉化能力。據研究,乳糖菌在1個小時之內能夠分解其自身重量1000-10000倍的乳糖,產朊假絲酵母菌的蛋白合成能力是大豆蛋白合成能力的100倍。
3、生長旺,繁殖快。相比於大型動物,微生物具有極高的生長繁殖速度,微生物理論上能做到指數級增長。大腸桿菌能夠在12.5-20分鍾內繁殖1次。不妨計算一下,1個大腸桿菌假設20分鍾分裂1次,1小時3次,1晝夜24小時分裂24×3=72次,大概可產生4722366500萬億個個體(2的72次方),這是非常巨大的數字。但事實上,由於各種條件的限制,如營養缺失、競爭加劇、生存環境惡化等原因,微生物無法完全達到這種指數級增長。在液體培養中,細菌細胞的濃度一般僅有108~109個/mL左右。已知大多數微生物生長的最佳pH范圍為7.0 (6.6~7.5)附近,僅部分低於4.0。微生物的這一特性使其在工業上有廣泛的應用,如發酵、單細胞蛋白等。微生物是人類不可或缺的好朋友。
4、適應強,易變異。由於其相對表面積大的特點,微生物具有非常靈活的適應性或代謝調節機制。微生物對各種環境條件,尤其是在如同高溫、強酸、高鹽、高輻射、低溫等這樣十分惡劣的環境條件下的適應能力。微生物個體一般是單細胞、非細胞或者簡單多細胞,加之繁殖快、數量多等特點,即使變異頻率十分低,也能在短時間內產生大量遺傳變異的後代。有益的變異能為人類社會創造巨大經濟和社會效益,而有害變異則是人類大敵。
5、分布廣,種類多。由於微生物體積小、重量輕、數量多等原因,地球上除了火山中心區域等少數地方外,到處都有它們的蹤跡。微生物種類多主要體現在以下五個方面:物種多樣性;生理代謝類型多樣性;代謝產物多樣性;遺傳基因多樣性;生態類型多樣性。
㈥ 微生物學的特點
微生物學的特點是
1、體積小、比表面積大:微生物的大小以μm計,但比表面積(表面積/體積)大,必然有一個巨大的營養吸收,代謝廢物排泄和環境信息接受面。這一特點也是微生物與一切大型生物相區別的關鍵所在。
2、吸收多、轉化快:這一特性為高速生長繁殖和產生大量代謝物提供了充分的物質基礎。
3、生長旺、繁殖快:生長繁殖率極高,如大腸桿菌在20-30分鍾內分裂一次,如果連續分裂,48小時內2.2*10^43個細菌數量增加,營養消耗、代謝積累和限制生長速度。這種特性可以在短時間內將大量的基板轉化為有用的產品,縮短研究周期。還有一些缺點,如疾病、糧食霉變。
4、適應強、易變異:極其靈活適應性,對極端環境具有驚人的適應力,遺傳物質易變異。更重要的是在於微生物的生理代謝類型多、代謝產物種類多。
5、分布廣、種類多:分布區域廣,分布環境廣。生理代謝種類繁多,代謝產物種類繁多,代謝產物種類繁多。更重要的是,微生物有多種生理代謝和代謝產物。微生物可以在其他有機體生存的任何環境中發現,而微生物也可以存在於其他有機體無法生存的極端環境中。
6、 易於變異,產生突變:微生物由於其體積小、比表面積大,易受環境條件的影響。在紫外線輻射、生物誘變劑和環境中的一些營養因子的變化中,微生物自覺地、強制性地改變其遺傳結構,導致變異。據統計,在自然條件下,微生物個體變異的概率是百萬分之一。
(6)微生物為什麼有那麼多特點擴展閱讀
中國是世界微生物資源最豐富的國家之一。微生物資源的研究反映了微生物基礎研究的水平,是國家調查、資源保護、開發和可持續利用的基礎。它也是生物多樣性研究和瀕危物種保護的基礎,也是包括微生物分子生物學和生物技術在內的各種微生物學分支的基礎。
該領域的研究將加快對微生物資源的調查、收集和系統分類,擴大微生物種類和標准儲備,建立中國微生物種類資源庫,使其成為亞洲最大的微生物種類保存中心和年最大的微生物標本館。亞洲。在系統分類研究中,一般會引入新的方法、新技術和新思想。
生物多樣性、系統進化和微生物生態學的研究將為功能物質的大規模篩選提供材料。其中,極端微生物和對農作物有害或有益微生物的研究逐漸成為一個熱門的研究領域。
微生物學的主要研究方向包括真菌和地衣學、微生物資源、分類學、系統學、多樣性、種群遺傳學和進化、協同代謝的分子機制、環境微生物學、工業微生物學、系統生物技術、微生物生理學、微生物生理學、微生物代謝學。微生物生態學,微生物生化工程,分子疾病。毒理學和分子免疫學。
㈦ 微生物有哪些主要特點為什麼說"體積微小,表面積大"是基礎,關鍵
微生物
個體微小,一般<0.1mm。構造簡單,有單細胞的,簡單多細胞的,非細胞的進化地位低。
五大共性
1,體積小,面積大。
2,吸收多,轉化快。
3,生長旺,繁殖快。
4,適應強,易變異。
5,分布廣,種類多。
體小面大編輯
一個體積恆定的物體,被切割的越小,其相對表面積越大。微生物體積很小,如一個典型的球菌,其體積約1ℳm³,可是其表面積卻很大。這個特徵也是賦予微生物其他如代謝快等特性的基礎。
吸多轉快編輯
微生物通常具有極其高效的生物化學轉化能力。據研究,乳糖菌在1個小時之內能夠分解其自身重量1000-10000倍的乳糖,產朊假絲酵母菌的蛋白合成能力是大豆蛋白合成能力的100倍。
生長繁殖快編輯
相比於吵橘大型動物,微生物具有極高的生長繁殖速度。大腸桿喚碰攔菌能夠在12.5-20分鍾內繁殖1次。不妨計算一下,1個大腸桿菌假設20分鍾分裂1次,1小時3次,1晝夜24小時分裂24×3=72次,大概可產生4722366500萬億個(2的72次方),這是非常巨大的數和胡字。但事實上,由於各種條件的限制,如營養缺失、競爭加劇、生存環境惡化等原因,微生物無法完全達到這種指數級增長。
微生物的這一特性使其在工業上有廣泛的應用,如發酵、單細胞蛋白等。微生物是人類不可或缺的好朋友。
變異快,適應強編輯
微生物結構簡單,一般是單倍體,加上繁殖快、與環境直接接觸等原因,即使突變概率很低,也能在短時間內產生大量變異的後代,涉及代謝途徑、形態特徵等各種變異。
微生物由於其獨特的生理特性——靈活的調控機制,賦予其極強的適應能力。從高溫100攝氏度以上的沸水甚至火山口,到乾燥的沙漠,到寒冷的極地,都可以見到微生物的身影。細菌的耐高溫、高鹽、高度、乾旱等能力是生物之最。
㈧ 區別於其他生物,微生物有何特點
病毒沒有細胞結構,必須寄生在活的生物體內。
微生物都是單細胞生物就是原生生物。細菌有細胞壁,只有核糖體這一種細胞器。微生物都進行無性生殖(出芽、孢子、二分裂)。而動植物進行有性生殖(絕大多數)。體積小。繁殖快。
微生物的大小以μm計,但表面積大,必然有一個巨大的營養吸收,代謝廢物排泄和環境信息接受面。這一特點也是微生物與一切大型生物相區別的關鍵所在。
生長繁殖快
相比於大型動物,微生物具有極高的生長繁殖速度。大腸桿菌能夠在12.5-20分鍾內繁殖1次。不妨計算一下,1個大腸桿菌假設20分鍾分裂1次,1小時3次,1晝夜24小時分裂24×3=72次,大概可產生4722366500萬億個(2的72次方),這是非常巨大的數字。
但事實上,由於各種條件的限制,如營養缺失、競爭加劇、生存環境惡化等原因,微生物無法完全達到這種指數級增長。 已知大多數微生物生長的最佳pH范圍為7.0 (6.6~7.5)附近,部分則低於4.0。
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