A. 如何理解微生物的生物界之最
最快的繁殖这是微生物最高超的本领,任何高等生物都要甘拜下风,望尘莫及。 最强的抗性微生物对外界各种恶劣环境的抵抗能力,可算是生物界的“绝对冠军”了。 这里所介绍的几个生物之最,还仅是部分,但已告知人们微生物的无穷奥秘。
微生物是一切微小生物的总称。它们都是些小儿微小,构选简单的低等原始物生,包括属于原核类的细菌、放线菌、立克氏体和非细胞类的病毒;属于真核类的霉菌、酵母菌、小型藻类和原生动物等。
微生物的身体是那么微小,简直无法与高等生物相比,它那么微小的身体,却产生了它特有的小体积大面积的体形,这体形带来的许多特征使高等生物也无法与它相比,因此使微生物获得了许多“生物界之最”的桂冠。
最小的个体
微生物的个体小到什么程度呢?要测量它们都是以微米(um,百万分之一米)或纳米(nm,十亿分之一米)作单位。现在就以微生物中最常见的细菌作为代表来说明其个体的大小。
细菌中最普遍的是杆菌。它们的平均长度是2微米,1500个杆菌头尾相接,只有一粒芝麻长。它们的宽是0.5微米,60~80个杆菌肩排列只够一根头发线那么粗。至于杆菌的体重更为渺小,每毫克有10亿~100亿个,象一粒苋菜籽的重量,竟可包含与目前地球上人口总数相等的44亿个杆菌。据目前所知,最小的微生物是马铃薯纺锤块茎病的类病毒,长度为50纳米。
微生物这样微小的身体有什么作用呢?任何物体被分割得越细小,则其单位体积所占的表面积越大。微生物就有这样的特点,可以使它极大地扩大与外界的接触面,有利于物质交换、能量和信息的交换。微生物的一切特征都是从这一点引起的。
最大的胃口
微生物是没有口的,它是通过细胞膜的渗透作用来“吃东西”的,由于它是上体积大面积,所以胃口特别大。例如,在适合环境下,一个大肠杆菌生小时吸收消耗的糖,是它自身重量的200位。如果以人来换算的话,这自身重量200倍的糖,要从吃500年的粮食中才能吸收得到。
最广的食谱
微生物什么都“吃”,凡是一切动植物能吃的东西它都吃,动植物不能吃的东西,它能吃,甚至有毒的或极毒的东西它也能吃。例如,任何动物吃的焦,任何植物所吸收的养料,微生物都能吸收。而象纤维素、木质素、几丁质、角蛋白、石油、甲醇、天然气、塑料、酚类、合成药物、极毒的氰化物,微生物都吃。可以这样说,凡有机化学家所能合成出来的东西,不管它们的结构是何等
B. 谈谈你对微生物的理解
一般的话 按五界分的话 原核生物界 原生生物界 真菌界(大部分) 可以称为微生物 。。。 其实微生物就是小的看不到的生命
C. 微生物和病毒怎样理解
微生物(microorganism简称microbe)是包括细菌、病毒、真菌以及一些小型的原生动物等在内的一大类生物群体,当然也包括病毒,但是微生物、动物、植物都是由细胞构成错了,准确的是:除病毒外的所有生物,都由细胞构成。另外, 全部病毒都没有细胞结构.
D. 怎样理解微生物对人类是一把双刃剑
微生物是人类生活所不可缺少的,在食品、石油工业、化工业、医药业有重大作用,人类自身带有一定数量的有益菌群,比如肠道内的菌群可以帮助我们更好的吸收营养.如果是世界上没有细菌,绝度没有我们今天的生活.
但是:由于环境问题导致的基因突变使得很多耐药性极强的细菌泄露到实验室以外,引起的疾病目前人类没法治疗,其实这可能是某些工作者的失职,最严重的后果,就变成科幻小说中的细菌战了。
优点:1微生物遗传稳定,繁殖周期短,能够快速生长。
2.且其培养条件简单,容易培养。
3.可以对其进行定向改造,生产人们所需要的产品。
缺点:1致病微生物不好管理,存在风险。
2突变菌株容易混入环境中,杂交造成污染。
E. 你如何理解微生物不仅仅是一种病原微生物
因为微生物不一定都是有害的,也有有益的
(5)如何去理解微生物扩展阅读:
微生物千姿百态,有些是腐败性的,即引起食品气味和组织结构发生不良变化。当然有些微生物是有益的,它们可用来生产如奶酪,面包,泡菜,啤酒和葡萄酒。微生物非常小,必须通过显微镜放大约1000 倍才能看到。比如中等大小的细菌,1000个叠加在一起只有句号那么大。
微生物能够致病,能够造成食品、布匹、皮革等发霉腐烂,但微生物也有有益的一面。最早是弗莱明从青霉菌抑制其它细菌的生长中发现了青霉素,这对医药界来讲是一个划时代的发现。后来大量的抗生素从放线菌等的代谢产物中筛选出来。抗生素的使用在第二次世界大战中挽救了无数人的生命。一些微生物被广泛应用于工业发酵,生产乙醇、食品及各种酶制剂等;一部分微生物能够降解塑料、处理废水废气等等,并且可再生资源的潜力极大,称为环保微生物;还有一些能在极端环境中生存的微生物,例如:高温、低温、高盐、高碱以及高辐射等普通生命体不能生存的环境,依然存在着一部分微生物等等。看上去,我们发现的微生物已经很多,但实际上由于培养方式等技术手段的限制,人类现今发现的微生物还只占自然界中存在的微生物的很少一部分
工业微生物涉及食品、制药、冶金、采矿、石油、皮革、轻化工等多种行业。通过微生物发酵途径生产抗生素、丁醇、维生素C以及一些风味食品的制备等;某些特殊微生物酶参与皮革脱毛、冶金、采油采矿等生产过程,甚至直接作为洗衣粉等的添加剂;另外还有一些微生物的代谢产物可以作为天然的微生物杀虫剂广泛应用于农业生产。通过对枯草芽孢杆菌的基因组研究,发现了一系列与抗生素及重要工业用酶的产生相关的基因。乳酸杆菌作为一种重要的微生态调节剂参与食品发酵过程,对其进行的基因组学研究将有利于找到关键的功能基因,然后对菌株加以改造,使其更适于工业化的生产过程。国内维生素C两步发酵法生产过程中的关键菌株氧化葡萄糖酸杆菌的基因组研究,将在基因组测序完成的前提下找到与维生素C生产相关的重要代谢功能基因,经基因工程改造,实现新的工程菌株的构建,简化生产步骤,降低生产成本,继而实现经济效益的大幅度提升。对工业微生物开展的基因组研究,不断发现新的特殊酶基因及重要代谢过程和代谢产物生成相关的功能基因,并将其应用于生产以及传统工业、工艺的改造,同时推动现代生物技术的迅速发展
F. 如何理解微生物的"无处不在,无孔不入","无所不能"所包含的生物学意义
微生物一词来自英文Microorganism,指生活在显微尺寸下的生物,可以是单细胞或多细胞生物,包括:细菌、真菌、病毒以及一些小型的原生动物等 等。从1674年列文虎克(Antonie van Leeuwenhoek) 发明显微镜开始,微生物逐渐被人们科学地认识,曾经有报道指出地球上存在1万亿种微生物,但其中只有非常小的比例被人描述过。
从对流层顶部的大气层到海洋深处,从冰山之巅到生命禁区的沙漠之深,从近百摄氏度的海底火山口到高盐的盐湖,都有微生物的身影。在我们的身体上,微生物从 皮肤到我们的肠道,凡是跟外界接触的地方都有它们的存在。微生物比人类更早的出现在地球上,它们无孔不入、无处不在。目前,美国航空航天局(NASA)的 科学家在追寻宇宙微生物的存在。
地球上存在1万亿种微生物,但其中只有非常小的比例被人描述过
微生物对人类的重要意义
微生物组(Microbiome)是指一个特定环境中的微生物群,它们生活在一定环境空间,相互影响并彼此平衡,从而形成了相对稳定的生态环境。微生物不仅能保持生态系统的健康功能,并且影响人类健康、气候变化、粮食安全等。部分功能性微生物还与人类的慢性疾病相关,如肥胖、糖尿病、哮喘等。它们在农业生产力、生物燃料的生产以及食品加工等领域也发挥重要作用。
事实上,人类对微生物最早的认识,可能是食用发酵变质后的食物引起中毒时的痛苦记忆。后来人类就开始学会使用酵母菌来发酵生产易于消化的食物,如面包、醋 和酒类等。自200年前发酵工业兴起之时,人们开始大规模使用工业微生物,其中着名的是酵母菌以及生产各种抗生素使用的工业菌。利用微生物生产阿片类药物 以及紫杉醇、青蒿素等药物,也已不再新鲜。有科学家在研究通过微生物来生产人类需要的所有食物、药品、消耗品等生活所需。目前,基于工业微生物的发酵工业 产值已经超过4000亿元,而且人类对工业微生物的需求还在扩大。
在人类曲折的历史上,微生物也引发了造成大量死亡的流行性疾病,如黑死病、流感、疟疾等。虽然很多微生物是人类的致病原,但我们也应看到,它们也可产生像青霉素这样的抗生素。随着科技的发展以及知识的更新,人们逐步利用微生物来生产疫苗、抗生素等,帮助人们战胜传染病。
肠道微生物是近些年的研究热点,它们寄生在人类肠道中,数量是我们自身细胞的数倍。虽然人类很久以前就已了解到肠道微生物跟人类的关系密切,但直至近些年来,研究者才揭示肠道微生物在人类健康和疾病中起到重要作用。通 过与我们的大脑的关联,肠道菌群既可控制人类的情绪,还影响我们对食物的喜好。在人体免疫系统方面,研究者发现它们在免疫发展的过程中起到重要作用。微生 物还与人体呼吸性疾病、衰老以及癌症关系密切。在药物使用方面,研究者也在关注肠道微生物与抗生素、免疫治疗的关系。实际上,研究者已把肠道微生物作为用 药的对象来对待,肠道菌群俨然已是一个不可忽视的器官。
研究迅速,了解有限
显微镜的出现,让人们可以观察微生物的形态。随着各种微生物培养技术的成熟,人们可以对微生物持续的观察,并根据形态等特征进行分类。DNA 测序和分子遗传学的发展,使得16sRNA基因测序成为微生物分类的主要研究方法。而高通量测序技术(Next Generation Sequencing,NGS)的出现则让大量鉴定微生物成为可能。最近5年,微生物组的研究经常是顶级学术杂志的常客,甚至每一期的杂志都有微生物群落 的论文发表。
但对于地球上究竟有多少种微生物这一基本问题,至今依然没有人能给出具体的答案。不仅因为微生物的数量庞大,种类繁多,另一方面,也是因为研究手段的缺乏,例如仅仅1克湿的土壤中就可能含有1010~1011个微生物个体,种类也可能超过1.6万种。如果我们想理顺它们的功能以及相互间的关系,那么这一问题则更为复杂,期待NMI计划能够让我们窥探微生物更多的秘密。
G. 什么叫微生物
微生物是包括细菌、病毒、真菌以及一些小型的原生动物等在内的一大类生物群体,它个体微小,却与人类生活密切相关。微生物在自然界中可谓“无处不在,无处不有”,涵盖了有益有害的众多种类,广泛涉及健康、医药、工农业、环保等诸多领域。
微生物对人类最重要的影响之一是导致传染病的流行。在人类疾病中有50%是由病毒引起。世界卫生组织公布资料显示:传染病的发病率和病死率在所有疾病中占据第一位。微生物导致人类疾病的历史,也就是人类与之不断斗争的历史。在疾病的预防和治疗方面,人类取得了长足的进展,但是新现和再现的微生物感染还是不断发生,像大量的病毒性疾病一直缺乏有效的治疗药物。一些疾病的致病机制并不清楚。大量的广谱抗生素的滥用造成了强大的选择压力,使许多菌株发生变异,导致耐药性的产生,人类健康受到新的威胁。一些分节段的病毒之间可以通过重组或重配发生变异,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与前次导致感染的株型发生了变异,这种快速的变异给疫苗的设计和治疗造成了很大的障碍。而耐药性结核杆菌的出现使原本已近控制住的结核感染又在世界范围内猖獗起来。
微生物能够致病,能够造成食品、布匹、皮革等发霉腐烂,但微生物也有有益的一面。最早是弗莱明从青霉菌抑制其它细菌的生长中发现了青霉素,这对医药界来讲是一个划时代的发现。后来大量的抗生素从放线菌等的代谢产物中筛选出来。抗生素的使用在第二次世界大战中挽救了无数人的生命。一些微生物被广泛应用于工业发酵,生产乙醇、食品及各种酶制剂等;一部分微生物能够降解塑料、处理废水废气等等,并且可再生资源的潜力极大,称为环保微生物;还有一些能在极端环境中生存的微生物,例如:高温、低温、高盐、高碱以及高辐射等普通生命体不能生存的环境,依然存在着一部分微生物等等。看上去,我们发现的微生物已经很多,但实际上由于培养方式等技术手段的限制,人类现今发现的微生物还只占自然界中存在的微生物的很少一部分。
微生物间的相互作用机制也相当奥秘。例如健康人肠道中即有大量细菌存在,称正常菌群,其中包含的细菌种类高达上百种。在肠道环境中这些细菌相互依存,互惠共生。食物、有毒物质甚至药物的分解与吸收,菌群在这些过程中发挥的作用,以及细菌之间的相互作用机制还不明了。一旦菌群失调,就会引起腹泻。
随着医学研究进入分子水平,人们对基因、遗传物质等专业术语也日渐熟悉。人们认识到,是遗传信息决定了生物体具有的生命特征,包括外部形态以及从事的生命活动等等,而生物体的基因组正是这些遗传信息的携带者。因此阐明生物体基因组携带的遗传信息,将大大有助于揭示生命的起源和奥秘。在分子水平上研究微生物病原体的变异规律、毒力和致病性,对于传统微生物学来说是一场革命。
以人类基因组计划为代表的生物体基因组研究成为整个生命科学研究的前沿,而微生物基因组研究又是其中的重要分支。世界权威性杂志《科学》曾将微生物基因组研究评为世界重大科学进展之一。通过基因组研究揭示微生物的遗传机制,发现重要的功能基因并在此基础上发展疫苗,开发新型抗病毒、抗细菌、真菌药物,将对有效地控制新老传染病的流行,促进医疗健康事业的发展产生巨大影响。牛痘疫苗的应用使人类历史上首次成功消灭了一种疾病——天花,而目前的基因工程疫苗也为疾病的有效预防发挥了巨大作用,如乙肝病毒的预防等。
从分子水平上对微生物进行基因组研究为探索微生物个体以及群体间作用的奥秘提供了新的线索和思路。为了充分开发微生物(特别是细菌)资源,1994年美国发起了微生物基因组研究计划(MGP)。通过研究完整的基因组信息开发和利用微生物重要的功能基因,不仅能够加深对微生物的致病机制、重要代谢和调控机制的认识,更能在此基础上发展一系列与我们的生活密切相关的基因工程产品,包括:接种用的疫苗、治疗用的新药、诊断试剂和应用于工农业生产的各种酶制剂等等。通过基因工程方法的改造,促进新型菌株的构建和传统菌株的改造,全面促进微生物工业时代的来临。
工业微生物涉及食品、制药、冶金、采矿、石油、皮革、轻化工等多种行业。通过微生物发酵途径生产抗生素、丁醇、维生素C以及一些风味食品的制备等;某些特殊微生物酶参与皮革脱毛、冶金、采油采矿等生产过程,甚至直接作为洗衣粉等的添加剂;另外还有一些微生物的代谢产物可以作为天然的微生物杀虫剂广泛应用于农业生产。通过对枯草芽孢杆菌的基因组研究,发现了一系列与抗生素及重要工业用酶的产生相关的基因。乳酸杆菌作为一种重要的微生态调节剂参与食品发酵过程,对其进行的基因组学研究将有利于找到关键的功能基因,然后对菌株加以改造,使其更适于工业化的生产过程。国内维生素C两步发酵法生产过程中的关键菌株氧化葡萄糖酸杆菌的基因组研究,将在基因组测序完成的前提下找到与维生素C生产相关的重要代谢功能基因,经基因工程改造,实现新的工程菌株的构建,简化生产步骤,降低生产成本,继而实现经济效益的大幅度提升。对工业微生物开展的基因组研究,不断发现新的特殊酶基因及重要代谢过程和代谢产物生成相关的功能基因,并将其应用于生产以及传统工业、工艺的改造,同时推动现代生物技术的迅速发展。
农业微生物基因组研究认清致病机制发展控制病害的新对策
据资料统计,全球每年因病害导致的农作物减产可高达20%,其中植物的细菌性病害最为严重。除了培植在遗传上对病害有抗性的品种以及加强园艺管理外,似乎没有更好的病害防治策略。因此积极开展某些植物致病微生物的基因组研究,认清其致病机制并由此发展控制病害的新对策显得十分紧迫。
经济作物柑橘的致病菌是国际上第一个发表了全序列的植物致病微生物。还有一些在分类学、生理学和经济价值上非常重要的农业微生物,例如:胡萝卜欧文氏菌、植物致病性假单胞菌以及我国正在开展的黄单胞菌的研究等正在进行之中。日前植物固氮根瘤菌的全序列也刚刚测定完成。借鉴已经较为成熟的从人类病原微生物的基因组学信息筛选治疗性药物的方案,可以尝试性地应用到植物病原体上。特别像柑橘的致病菌这种需要昆虫媒介才能完成生活周期的种类,除了杀虫剂能阻断其生活周期以外,只能通过遗传学研究找到毒力相关因子,寻找抗性靶位以发展更有效的控制对策。固氮菌全部遗传信息的解析对于开发利用其固氮关键基因提高农作物的产量和质量也具有重要的意义。
环境保护微生物基因组研究找到关键基因降解不同污染物
在全面推进经济发展的同时,滥用资源、破坏环境的现象也日益严重。面对全球环境的一再恶化,提倡环保成为全世界人民的共同呼声。而生物除污在环境污染治理中潜力巨大,微生物参与治理则是生物除污的主流。微生物可降解塑料、甲苯等有机物;还能处理工业废水中的磷酸盐、含硫废气以及土壤的改良等。微生物能够分解纤维素等物质,并促进资源的再生利用。对这些微生物开展的基因组研究,在深入了解特殊代谢过程的遗传背景的前提下,有选择性的加以利用,例如找到不同污染物降解的关键基因,将其在某一菌株中组合,构建高效能的基因工程菌株,一菌多用,可同时降解不同的环境污染物质,极大发挥其改善环境、排除污染的潜力。美国基因组研究所结合生物芯片方法对微生物进行了特殊条件下的表达谱的研究,以期找到其降解有机物的关键基因,为开发及利用确定目标。
极端环境微生物基因组研究深入认识生命本质应用潜力极大
在极端环境下能够生长的微生物称为极端微生物,又称嗜极菌。嗜极菌对极端环境具有很强的适应性,极端微生物基因组的研究有助于从分子水平研究极限条件下微生物的适应性,加深对生命本质的认识。
有一种嗜极菌,它能够暴露于数千倍强度的辐射下仍能存活,而人类一个剂量强度就会死亡。该细菌的染色体在接受几百万拉德a射线后粉碎为数百个片段,但能在一天内将其恢复。研究其DNA修复机制对于发展在辐射污染区进行环境的生物治理非常有意义。开发利用嗜极菌的极限特性可以突破当前生物技术领域中的一些局限,建立新的技术手段,使环境、能源、农业、健康、轻化工等领域的生物技术能力发生革命。来自极端微生物的极端酶,可在极端环境下行使功能,将极大地拓展酶的应用空间,是建立高效率、低成本生物技术加工过程的基础,例如PCR技术中的TagDNA聚合酶、洗涤剂中的碱性酶等都具有代表意义。极端微生物的研究与应用将是取得现代生物技术优势的重要途径,其在新酶、新药开发及环境整治方面应用潜力极大。
H. 你如何理解微生物不仅仅是一种病原生物
因为微生物不止是带来病害,还有许多作用。比如生产青霉素,生产胡萝卜素,还有制作泡菜、酿酒等,对人类生产生活也是有很多作用的。所以它不仅仅是一种病原微生物,更加是一种重要的生物。
I. 微生物和病毒怎样理解
微生物包括没有细胞结构的病毒、原核生物界和真菌界、还有原生生物界。病毒是微生物中的一部分。