㈠ 微生物的作用有哪些
一、微生物有害的作用:
1.导致传染病的流行。在人类疾病中有50%是由病毒引起。
2.有些微生物是腐败性的,即引起食品气味和组织结构发生不良变化。
3.微生物能够致病,能够造成食品、布匹、皮革等发霉腐烂。
二、微生物有益的作用:
1.很多菌种的次级代谢产物是对人类疾病非常有用的抗生素。如绿色丝状菌产生的青霉素。
2.一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。
3.由于微生物生长周期短,繁殖迅速等特点,被用于遗传育种上,具有重要意义。
(1)微生物中最重要的有哪些方面扩展阅读
微生物与人类的生产、生活和生存息息相关。有很多食品(如酱油、醋、味精、渣返酒、酸奶、奶酪、蘑菇)、工业品(如皮革、纺织、石化)、药品(如抗生素、疫苗、维生素、生态农药)是依赖于微生物制造的;微生物在矿产探测与开采、废物处理(如水净化、沼气发酵)等各种领域中也发挥重要作用。
微生物是自然界唯一认知的固氮(如大豆根瘤菌)与动植物残体降解者(如纤维素的降解),同时位于常见生物链的首末两端,从而完成碳、氮、硫、唯梁州磷等生物质在大循环中的衔接。
若没有微生物,众多生物就失去必需的营养来源、植物的纤维质残体就无法分解而无限堆积,就没有自然界当前的繁荣与秩序或人类的产生与维续。
微生物与人类健康密切相关。多数微生物对人体是无害的。实际上,人体的外表面(如皮肤)和内表面(如肠道)生活着很多正常、有益的菌群。
它们占据这些表面指蔽并产生天然的抗生素,抑制有害菌的着落与生长;它们也协助吸收或亲自制造一些人体必需的营养物质,如维生素和氨基酸。这些菌群的失调(如抗生素滥用)可以导致感染发生或营养缺失。然而另一方面,人类与动植物的疾病也有很多是由微生物引起,这些微生物叫做病原微生物或病原。
参考资料网络——微生物
㈡ 微生物作为一类 生物,你认为其最重要的特特征是什么说出理由
病毒是颗粒很小、以纳米为测量单位、结构简单、寄生性严格,以复制进行繁殖的一类非细胞型微生物。病毒是比细菌还小、没有细胞结构、只能在细胞中增殖的微生物。由蛋白质和核酸组成。 大部分要用电子显微镜才能观察到。主要特点是: ①形体极其微小,一般都能通过细菌滤器,因此病毒原叫"滤过性病毒",必须在电子显微镜下才能观察。 ②没有细胞构造,其主要成分仅为核酸和蛋白质两种,故又称"分子生物"; ③每一种病毒只含一种核酸,不是DNA就是RNA。 ④既无产能酶系,也无蛋白质和核酸合成酶系,只能利用宿主活细胞内现成代谢系统合成自身的核酸和蛋白质成分。 ⑤以核酸和蛋白质等"元件"的装配实现其大量繁殖。 ⑥在离体条件下,能以无生命的生物大分子状态存在,并长期保持其侵染活力。 ⑦对一般抗生素不敏感,但对干扰素敏感。 ⑧有些病毒的核酸还能整合到宿主的基因组中,并诱发潜伏性感染。 ⑨还有些病毒是没有DNA或RNA的,例如朊病毒。严格来讲朊病毒不是病毒,它是亚病毒,亚病毒是类似于病毒,但是只有RNA或只有蛋白质的一种类生物,朊病毒属于只有蛋白质的那一类,它以病毒为寄主。特性介绍病毒性质的两重性; 一、病毒生命形式的两重性 1.病毒存在的两重性 病毒的生命活动很特殊,对细胞有绝对的依存性。其存在形式有二:一是细胞外形式,一是细胞内形式。存在于细胞外环境时,则不显复制活性,但保持感染活性,是病毒体或病毒颗粒形式。进入细胞内则解体释放出核酸分子(DNA或RNA),借细胞内环境的条件以独特的生命活动体系进行复制,是为核酸分子形式。 ⒉病毒的结晶性与非结晶性 病毒可提纯为结晶体。我们知道结晶体是一个化学概念,是很多无机化合物存在的一种形式,我们可以认为某些病毒有化学结晶型和生命活动型的两种形式。 3.颗粒形式与基因形式 病毒以颗粒形式存在于细胞之外,此时,只具感染性。一旦感染细胞病毒解体而释放出核酸基因组,然后才能进行复制和增殖,并产生新的子代病毒。有的病毒基因组整合于细胞基因组,随细胞的繁殖而增殖,此时病毒即以基因形式增殖,而不是以颗粒形式增殖,这是病毒潜伏感染的一种方式。二、病毒结构和功能的两重性 1.标准病毒与缺陷病毒在病毒的增殖过程中,由于其基因组因某种微环境因素的影响或转录过程的错误而发生突变,以致有装配不全的病毒颗粒产生,称为缺陷病毒,产生缺陷病毒的原亲代病毒,则称为标准病毒,缺陷病毒颗粒有干扰标准病毒繁殖的作用。 2.假病毒与真病毒一种细胞有两种病毒同时感染的情况,在增殖过程中,一种病毒可以穿上本身的外壳,这就是真病毒,是这种病毒的应有"面目";如果一种病毒的核酸被以另一病毒外壳来编码,则称为假病毒,此时一种病毒的本来性质,被另一种病毒的性质所掩盖。 3.杂种病毒和纯种病毒两种病毒混合感染时,除了出现假型病毒外,还有可能出现病毒核酸重组的情况,即一种病毒颗粒之中,可含有两种病毒的遗传物质,此可称为杂种病毒,这是病毒学中一个相当常见的现象。三、病毒病理学的两重性 1.病毒的致病性和非致病性关于致病性和非致病性问题,是同宿主细胞相对而言的,在分子水平、细胞水平和机体水平,可能有不同的含义。在细胞水平有细胞病变作用,但在机体水平可能并不显示临床症状,此可称为亚临床感染或不显感染。 2.病毒感染的急性和慢性 病毒感染所致的临床症状有急、慢之分,有的病毒一般只表现急性感染而很少表现慢性感染;有的则既有急性过程,也有慢性过程。对病毒的概念可以是:病毒是代谢上无活性,有感染性,而不一定有致病性的因子,他们小于细胞,但大于大多数大分子,他们无例外地在生活细胞内繁殖,他们含有一个蛋白质或脂蛋白外壳和一种核酸,DNA或RNA,甚至只含有核酸而没有蛋白质,或只有蛋白质而没有核酸,它们作为大分子似乎太复杂,作为生物体它们的生理和复制方式又千姿百态。Lwoff在"病毒的概念"一文中强调病毒的特殊性时指出,"病毒应该就是病毒,因为它们是病毒"。
㈢ 微生物在医药领域的重要性体现在哪些方面
临床微生物室在临床诊治感染性疾病中的作用非常重要,微生物室能快速、准确地检测到病原微生物,能够为临床提供准确及时的药敏试验,指导临床用药,同时在院感控制中的作用也不容忽视。1临床微生物室能够快速、准确地检测病原微生物2微生物室能够准确地为临床提供药敏试验指导临床用药3微生物室在医院控制感染中的作用综上所述,临床微生物在临床诊治感染性疾病中的作用非常重要不容忽视,由于我国医院感染远未得到足够的重视,临床微生物室与感染控制还有很长的路要走〔3〕。我们还应结合临床不断探索更准确、便捷、经济的微生物学诊疗方法,在临床诊治中发挥更大的作用。
㈣ 微生物的主要特性是什么
1、体积小,面积大。一个体积恒定的物体,被切割的越小,数量越多,其相对表面积越大(有时也称作比表面积)。微生物体积通常很小,如一个典型的球菌,其体积约1mm³,可是其相对表面积却很大。正因为有了较高的相对表面积做基础,微生物才有了一些独特的特征,比如能够快速代谢。
2、吸收多,转化快。微生物通常具有极其高效的生物化学转化能力。据研究,乳糖菌在1个小时之内能够分解其自身重量1000-10000倍的乳糖,产朊假丝酵母菌的蛋白合成能力是大豆蛋白合成能力的100倍。
3、生长旺,繁殖快。相比于大型动物,微生物具有极高的生长繁殖速度,微生物理论上能做到指数级增长。大肠杆菌能够在12.5-20分钟内繁殖1次。不妨计算一下,1个大肠杆菌假设20分钟分裂1次,1小时3次,1昼夜24小时分裂24×3=72次,大概可产生4722366500万亿个个体(2的72次方),这是非常巨大的数字。但事实上,由于各种条件的限制,如营养缺失、竞争加剧、生存环境恶化等原因,微生物无法完全达到这种指数级增长。在液体培养中,细菌细胞的浓度一般仅有108~109个/mL左右。已知大多数微生物生长的最佳pH范围为7.0 (6.6~7.5)附近,仅部分低于4.0。微生物的这一特性使其在工业上有广泛的应用,如发酵、单细胞蛋白等。微生物是人类不可或缺的好朋友。
4、适应强,易变异。由于其相对表面积大的特点,微生物具有非常灵活的适应性或代谢调节机制。微生物对各种环境条件,尤其是在如同高温、强酸、高盐、高辐射、低温等这样十分恶劣的环境条件下的适应能力。微生物个体一般是单细胞、非细胞或者简单多细胞,加之繁殖快、数量多等特点,即使变异频率十分低,也能在短时间内产生大量遗传变异的后代。有益的变异能为人类社会创造巨大经济和社会效益,而有害变异则是人类大敌。
5、分布广,种类多。由于微生物体积小、重量轻、数量多等原因,地球上除了火山中心区域等少数地方外,到处都有它们的踪迹。微生物种类多主要体现在以下五个方面:物种多样性;生理代谢类型多样性;代谢产物多样性;遗传基因多样性;生态类型多样性。
㈤ 微生物生长繁殖需要哪些营养要素各有何功能
在营养要素水平上则主要为碳源、氮源、能源、生长因子、矿质元素和水六大类。
功能:
1、碳源
碳是微生物细胞需要量最大的元素,占细胞干重的50%。能提供微生物营养所需碳素或碳架的营养物质称为碳源。能被微生物用作碳源的物质种类极其广泛。简单的无机含碳化合物、比较复杂的有机物、复杂的有机大分子,乃至复杂的天然含碳物质都可以被不同的微生物利用。
碳源物质通过细胞内的一系列化学变化,被微生物用于合成各代谢产物。
2、氮源
氮源的主要功能是提供细胞原生质和其他结构物质中的氮素,一般不作为能源使用。但化能自养细菌中的亚硝化细菌和硝化细菌能从NH₃和NO₂的氧化过程中获得能量。
所以对于它们来说,NH₃和NO₂是兼有氮源和能源的双功能营养物质。对于异养微生物而言,含有C、H、O、N的有机物是具有碳源、能源和氮源的多功能营养物质。
3、能源
能源是提供微生物生命活动所需能量的物质。绝大多数微生物的能源物质是化学物质,只有光合细菌利用光作为能源。对于绝大多数细菌和全部真核微生物来说,它们所利用的有机碳源在被微生物细胞分解代谢的过程中不仅提供微生物细胞的碳素和碳架。
而且还提供微生物生命活动所需的能量。有的微生物所需的能源与碳源不同。如光能自养微生物的能源是光,而碳源为CO₂;化能自养微生物的能源为NH₄、NO₂、S、H₂和Fe等还原态无机化合物,而碳源是CO₂。
4、矿质元素
它们的生理功能包括:是微生物细胞化学组成中的重要元素之一,如P和S分别为核酸与含硫氨基酸的重要组成元素:与酶的组成和活力有关,如Fe是细胞色素氧化酶的必要组分。
Mg、Cu和Zn等是许多酶的激活剂:调节和维持微生物的渗透压、氢离子浓度和氧化还原电位等生长条件,如Na和K有调节细胞渗透压的作用。
由磷酸盐组成的缓冲剂能保持微生物生长过程中pH值的稳定:谷胱甘肽可降低氧化还原电位, 作为某些化能自养细菌的能源物质;作为呼吸链末端的氢受体。
5、生长因子
能提供生长因子的天然物质有酵母膏、蛋白胨、麦芽汁、玉米浆、动植物组织或细胞浸液以及微生物生长环境的提取液等。
多数真菌、放线菌和部分细菌在其生长过程中不需要从环境中获取任何生长因子。而有的微生物需要从环境中获取一种或几种生长因子才能维持正常生长,如乳酸细菌补充需要多种维生素、氨基酸和碱基。
6、水
实际上水本身并不是营养物质,但水是微生物营养中不可缺少的一种物质。因为水是微生物细胞的主要化学成分;水是营养物质和代谢产物的良好溶剂,营养物质与代谢产物都是通过溶解于水中而进出细胞的。
水是细胞中各种生物化学反应得以进行的介质,并参与许多生化反应:水还可维持各种生物大分子结构的稳定性;此外,水的比热高,汽化热高,是热的良好导体,能有效地吸收代谢过程中产生的热量并将热迅速散发出体外,这保证了细胞内的温度不会剧烈变化。
㈥ 微生物的基础知识归纳
一、微生物的定义
形体微小,肉眼看不到或很难看清它的个体的生物,只有通过光学或电子显微镜,放大百倍或几十万倍才能看清。人们称这些微小的生物为微生物微生物的一般特性
1、个体微小,结构简单
2、分布广、种类多
3、繁殖块
4、易于变异
5、易于培养
二、细菌
1、细菌形态
球状
单球菌、双球菌、链球菌、四叠球菌、八叠球菌、葡萄球菌
杆状
长杆菌、短杆菌、球杆菌、棒状杆菌
螺旋状
弧菌、螺旋菌
2.细菌的结构
基本结构
细胞壁、细胞膜、细胞质、细胞核
特殊结构
芽孢、荚膜、鞭毛、纤毛
细胞壁:细胞最外层。起维持菌体固有的外形、屏障、耐受压力的作用。
化学成分主要由粘肽(共有的)、蛋白质、脂类等组成
细胞膜:选择性渗透细菌体内外物质的交换,维持新陈代谢、参与呼吸作用。化学成分基本相同,由磷脂质、蛋白质、碳水化合物组成。
细胞浆(质):是细胞膜包围着的部分,是细菌的基础物质、内在环境,是细菌合成蛋白质、核酸的场所。基础成分是水、蛋白质、核酸、脂类
细胞核:位于细胞浆内,控制着细胞新陈代谢、生长繁殖、细菌的遗传变异信息。 荚膜:某些在细胞壁外包一层粘性物质,相对稳定的附于细胞壁外。具有保护、能源供应的作用。化学组成主要是多糖或多肽类。
鞭毛:菌体内长出的细长丝状物 细菌的运动器官。化学成分主要是蛋白质,少量糖类、脂类。
纤毛:比鞭毛更细、短、直、硬,数量更多的毛发状细物。功能:获得营养,由蛋白质亚单位组成。
芽孢:某些细菌在生活的一定阶段,能在体内形成一个特殊的休眠体。
杀灭芽孢条件:121℃ 、20分钟,160℃ 、2小时。
判断灭菌是否彻底,一般以芽孢是否被杀灭作为标准。
3.微生物生长周期
1、滞留适应期(延迟期)2、对数生长期3、稳定期(最高生长期)4、衰亡期
三、酵母菌的特征
1.形态结构:大部分为单细胞,有典型的细胞结构(壁、膜、质、核)。基本形态有卵圆形、球形、椭圆形。菌体无鞭毛,不能游动。
2.繁殖方式:有性繁殖和无性繁殖。其中芽殖是主要的繁殖方式,一般9-10个/代。
3.菌落特征:菌落比细菌菌落大而厚,在固体培养基上呈乳白色,少数为红色湿润、粘性、易被挑起。
四、霉菌的特征
形态结构:大部分为多细胞微生物。细胞由细胞壁、膜、质、核组成。
霉菌由菌丝和孢子构成。菌丝:有两部分,营养菌丝 、气生菌丝
2.繁殖方式:孢子是霉菌的主要繁殖器官。分为有性孢子和无性孢子(为主)两种。
3.菌落特征:菌丝扩散生长、粗而长,形成的菌落比较疏松,呈绒毛状,絮状,蜘蛛网状,菌落比较大。
五、微生物的生长条件
1、水分2、温度3、酸碱度4、气体 5、营养 水分
1、aw<0.9,大部分细菌生长受到抑制。
2、不同种类微生物对干燥的抵抗力不同:革兰氏阳性菌抵抗力大于阴性菌,球菌大于杆菌霉菌、酵母菌的孢子和具有芽孢的细菌抵抗力强
3、不同环境对干燥的抵抗力不同:糖、淀粉、蛋白质等物质存在时,抵抗力强。温度越低,抵抗力强。温度 影响微生物生命活动的重要因素之一
种类 最低 最佳 最高
嗜热菌 40—45 55—75 60—90
嗜温菌 5—15 30—45 35—47
嗜冷菌 -5—5 12—15 15—20
低温菌 -5—5 25—30 30—35
酸碱度(PH值)
1、大部分细菌在PH=5-8生长良好,霉菌、酵母菌在PH=2-6生长良好。
2、PH小于2时,任何微生物都不能生长。
3、致病菌不能在 PH 低于 4.5 的条件下生长。芽孢不能在 PH 低于 4.5的条件下生长气体
1、需氧菌:仅在有氧的环境中生长。如霉菌
2、厌氧菌:仅在无氧的环境中生长
3、兼性厌氧菌:在有氧和无氧的环境中均能生长。如有些芽孢、酵母菌。
营养
1、碳2、氢3、氧4、氮5、硫6、磷7、矿物质
微生物知识要点
一. 细菌
细菌是一类细胞细而短、结构简单、细胞壁坚韧,以二分裂方式无性繁殖的原核微生物,分布广泛。
1. 细菌的形态与结构
观察细菌最常用的仪器是光学显微镜,其大小可以用测微尺在显微镜下测量,一般以微米为单位。细菌按其形态不同,主要分为球菌、杆菌和螺形菌三类。
(1) 球菌 多数球菌直径在1微米左右,外观呈球形或近似球形。由于繁殖时分裂平面不同可形成不同的排列方式,分为双球菌、链球菌、葡萄球菌等。
(2) 杆菌 形态多数呈直杆状,也有的菌体稍弯,多数呈分散存在,也有的呈链状排列,分为棒状杆菌、链状杆菌、球杆菌等。
(3) 螺形菌 菌体弯曲,呈弧形或螺旋形。如幽门螺杆菌。
细菌虽小,仍具有一定的细胞结构和功能。细胞壁、细胞膜、细胞质和核质等各种细菌都有,是细菌的基本结构。
2. 细菌的繁殖
二分裂繁殖是细菌最普遍、最主要的繁殖方式。在分裂前先延长菌体,染色体复制为二,然后垂直于长轴分裂,细胞赤道附近的细胞质膜凹陷生长,直至形成横隔膜,同时形成横隔壁,这样便产生两个子细胞。
细菌生长速度很快,一般约20min分裂一次。若按此速度计算,细菌群体将庞大到难以想象的程度。但事实上由于细菌繁殖中营养物质的逐渐消耗,有害代谢产物的逐渐积累,细菌不可能始终保持高速度的无限繁殖。经过一段时间后,细菌繁殖速度逐渐减慢,死亡菌数增多,活菌增长率随之下降并趋于停滞。
3. 细菌的菌落
单个或少数细菌细胞生长繁殖后,会形成以母细胞为中心的一堆肉眼可见、有一定形态构造的子细胞集团,这就是菌落。细菌菌落常表现为湿润、粘稠、光滑、较透明、易挑取、质地均匀以及菌落正反面或边缘与中央部位颜色一致等。
二. 真菌
真菌是一类有细胞壁,无叶绿素,以寄生或腐生方式生存,少数为单细胞,多数为多细胞,能进行无性或有性繁殖的一类真核细胞型微生物。
真菌包括单细胞与多细胞两类。单细胞真菌呈圆形或卵圆形,称为酵母菌;多细胞真菌由菌丝和孢子组成,并交织成团,称丝状菌或霉菌。
真菌生长的最适的温度为22~28℃,最适的pH值为4~6。其繁殖能力强,但生长速度比细菌慢,常需1-4周才形成菌落。真菌对热的抵抗力不强,一般加热60~70℃ 1小时即被杀死,但对干燥、日光、紫外线和一些化学消毒剂有抵抗力,但对2.5%碘酒、10%甲醛则较敏感。
1. 霉菌
霉菌是丝状真菌的俗称,意即"发霉的真菌",它们往往能形成分枝繁茂的菌丝体,但又不象蘑菇那样产生大型的子实体。
(1)霉菌的形态、大小和结构
构成霉菌营养体的基本单位是菌丝。菌丝是一种管状的细丝,把它放在显微镜下观察,很像一根透明胶管,它的直径一般为3-10微米,比细菌的细胞约粗几倍到几十倍。菌丝可伸长并产生分枝,许多分枝的菌丝相互交织在一起,就叫菌丝体。
(2)霉菌的繁殖
霉菌有着极强的繁殖能力,而且繁殖方式也是多种多样的。在自然界中,霉菌主要依靠产生形形色色的孢子进行繁殖。孢子有点像植物的种子,不过数量特别多,特别小。
霉菌的孢子具有小、轻、干、多,以及形态色泽各异、休眠期长和抗逆性强等特点,每个个体所产生的孢子数,经常是成千上万的',有时竟达几百亿、几千亿甚至更多。这些特点有助于霉菌在自然界中随处散播和繁殖。对人类的实践来说,孢子的这些特点有利于接种、扩大培养、菌种选育、保藏和鉴定等工作,对人类的不利之处则是易于造成污染、霉变和易于传播动植物的霉菌病害。
(3)霉菌的菌落
由于霉菌的菌丝较粗而长,因而霉菌的菌落较大,有的霉菌的菌丝蔓延,没有局限性。菌落质地一般比较疏松,外观干燥,不透明,呈现或紧或松的蛛网状、绒毛状或棉絮状;菌落与附着物的连接紧密,不易挑取;菌落正反面的颜色和边缘与中心的颜色常不一致。
2. 酵母菌
酵母菌在自然界中分布很广,尤其喜欢在偏酸性且含糖较多的环境中生长,例如,在水果、蔬菜、花蜜的表面和在果园土壤中最为常见。
(1)酵母菌的形态、大小和结构
酵母菌是单细胞真核微生物。酵母菌细胞的形态通常有球形、卵圆形、腊肠形、椭圆形、柠檬形或藕节形等。比细菌的单细胞个体要大得多,一般为1-5微米×5-30微米。
酵母菌具有典型的真核细胞结构,有细胞壁、细胞膜、细胞核、细胞质、液泡、线粒体等。
(2)酵母菌的繁殖
酵母菌有多种繁殖方式,包括无性繁殖和有性繁殖。有人把只进行无性繁殖的酵母菌称作"假酵母",而把进行有性繁殖的酵母菌称作"真酵母"。
(3)酵母菌的菌落
大多数酵母菌的菌落特征与细菌相似,但比细菌菌落大而厚,菌落表面光滑、湿润、粘稠,容易挑起,菌落质地均匀,正反面和边缘、中央部位的颜色都很均一,菌落多为乳白色,少数为红色,个别为黑色。
微生物重点知识
一. 微生物的营养要求
微生物生长繁殖所需的营养物质主要有水、碳源、氮源、无机盐和生长因子等。
1. 水
水是各种生物细胞必需的。水是良好的溶剂,微生物的新陈代谢过程中的一切生化反应都离不开水的作用。
2. 碳源
碳源是合成菌体成分的原料,也是微生物获取能量的主要来源。整体上看来,微生物可以利用的碳源范围极广,分为有机碳源和无机碳源两大类。凡必须利用有机碳源的微生物就是异养微生物,凡能利用无机碳源的微生物就是自养微生物。糖类是最广泛利用的碳源。
3. 氮源
氮源主要是供给合成菌体结构的原料,很少作为能源利用。与碳源相似,微生物作为一个整体来说,能利用的碳源种类十分广泛。某些微生物(如固氮菌)能利用空气中分子态的氮或利用无机氮化物如铵盐、硝酸盐合成有机氮化物。
4. 无机盐类
无机盐主要可为微生物提供除碳、氮以外的各种重要元素。微生物需要的无机盐类很多,主要有P、S、K、Na、Ca、Mg、Fe等,其主要功能为构成菌体成分;调节渗透压;作为某些酶的成分,并能激活酶的活性等。
5. 生长因子
有些微生物虽然供给它适合的碳源氮源和无机盐类,仍不能生长,还要供给一定量的所谓“生长因子”。其种类很多,主要是B族维生素的化合物等。生长因子可以从酵母浸出液、血液或血清中获得。
二. 微生物的营养类型
根据微生物对碳源的要求不同,可将其分为自养菌和异养菌两大营养类型。
凡能利用无机碳合成菌体内有机碳化物的,叫自养菌;不能利用无机碳而需要有机碳才能合成菌体内有机碳化物的,为异养菌。
根据其生命活动所需能量的来源不同,可分为光能营养菌和化能营养菌。前者是从光线中获得能量,后者则从化学物质氧化中取得能量。
因此,根据微生物所需的碳源和能源不同,可将微生物分为光能自养菌、光能异养菌、化能自养菌、化能异养菌等四类。
1、微生物的定义
什么是微生物呢?所谓微生物是指个体微小,必须借助于显微镜才能看清它们外形的一群低等的、原始的微小生物,如细菌。(体型微小,必须借助于光学显微镜或电子显微镜才能看到它们的结构,结构简单,有的具有细胞构造,有的甚至没有细胞构造,生长繁殖快,对物质具有非常强烈的转化作用;容易引起变异,以致微生物的种类特别繁多,并且新的种类还在不断产生;数量多,分布广,对自然环境的适应性强,以致在自然界的任何地方如土壤、空气、水以及人和动植物体上都有微生物生活或生存)
2、微生物的特点
微生物是结构简单、繁殖快、分布广、个体最小的生物。
2.1结构简单:微生物多数是单细胞;
2.2生长旺,繁殖快(大肠杆菌在它的适宜37-44℃之间,20-30分钟繁殖一代)
2.3分布广.种类多(10万多种):自然界中到处都有,如水、空气、土壤等。
2.4个体小:小于0.1mm。在形态上,个体微小,肉眼看不见,需用显微镜观察,细胞大小以微米和纳米计量。
2.5适应性强,易变异。相对于高等生物而言,较容易发生变异。在所有生物类群中,已知微生物种类的数量仅次于被子植物和昆虫。微生物种内的遗传多样性非常丰富。
2.6代谢活性强,转化快。
3、微生物的分类
葡萄球菌
酵母菌芽痕
棒状杆菌大肠杆菌
大肠杆菌放线杆菌
分裂的大肠杆菌黑曲霉
黑曲霉弧状菌
脚气真菌酵母菌
蜡状芽孢杆菌链球菌
面包酵母啤酒酵母
球菌沙门氏菌
食品中微生物的污染源
水、空气、土壤、人和动植物
4、微生物在自然界的分布
自然界中微生物的分布极为广泛,水中、高山、海底、荒漠、极地、空气等到处都生存着各种各样、形形色色的微生物。
土壤中的微生物
土壤中的微生物:
土壤是微生物的天然培养基,它具备微生物正常发育所必须的一切条件:土壤中含有一定的无机物和有机物;
土壤中含有适当的水分;大多数中性偏碱,适合大多数微生物生长;
土壤中还含有气体,主要是CO2、O2和N2;
温度变化不大(10-25℃)。
土壤中的微生物
土壤中含有大量的微生物,土壤中的细菌来自天然生活在土壤中的自养菌和腐物寄生菌以及随动物排泄物及其尸体进入土壤的细菌。
土壤中微生物的分布:表层受日光照射和干燥的影响,不利于其生存,所以细菌数量少,离地面10-20厘米土层微生物最多.土层越深,菌数越少。
水中的微生物
水也是微生物存在的天然环境,水中的细菌来自土壤、尘埃、污水、人畜排泄物及垃圾等。水中微生物种类及数量因水源不同而异。
受到污染的水中含有大量的有机物,适合微生物的生存。静水中的微生物多,流水中的少;离岸近处微生物多,离岸远处少;经过大城市的河流,水受到污染,含有大量的粪便.并含有大量的致病菌。
水中的微生物
井水和泉水中细菌少,雨水、雪水中也少,城市上空的雨水细菌多,乡村上空雨水细菌少。
国家规定,自来水中,细菌总数每毫升不得超过100个,大肠菌群不得超过3个/升
空气中的微生物
空气中由于缺乏营养物质、干燥及日光的照射,大部分的微生物被杀死,所以,空气中没有微生物生长发育的条件。但由于空气的流动,风的作用,使地面的微生物飞扬到空中,因而,接近地面的空气层,就含有一定的微生物。
虽然空气中的微生物数量较少,但危害大。因为空气流动快,流动的范围广,影响面大。
空气中的微生物
在冬春季节,更容易发生感冒等传染病,就是因为空气的传播,特别是在公共场所,人多,空气流通差,细菌多;
大城市上空微生物数量最多,乡村少;森林、草地和田野上空空气清洁,海洋、高山、冰雪覆盖的地面上空,微生物更为稀少。雨后空气特别新鲜。
人体中的微生物
人自出生后,外界的微生物就逐渐进入人体。在正常人体皮肤、粘膜及外界相通的各种控道(如口腔、鼻咽腔、肠道和泌尿道)等部位,存在着对人体无害的微生物群,包括细菌、真菌、螺旋体、支原体等。
人体中的微生物
部位常见菌种
皮肤表皮葡萄球菌、类白喉杆菌、绿脓杆菌、耻垢杆菌等
口腔链球菌(甲型或乙型)、乳酸杆菌、螺旋体、梭形杆菌、
白色念球菌、(真菌)表皮葡萄球菌、肺炎球菌、奈瑟氏球菌、类白喉杆菌等
胃正常一般无菌
肠道类杆菌、双歧杆菌、大肠杆菌、厌氧性链球菌、粪链球菌
葡萄球菌、白色念球菌、乳酸杆菌、变形杆菌、破伤风杆菌、产气荚膜杆菌等
鼻咽腔甲型链球菌、奈氏球菌、肺炎球菌、流感杆菌、
乙型链球菌、葡萄球菌、绿脓杆菌、大肠杆菌、变形杆菌等眼结膜皮表葡萄球菌、结膜干燥杆菌、类白喉杆菌等
微生物是一些肉眼看不见的微小生物的总称。但有些微生物是肉眼可以看见的,像属于真菌的蘑菇、灵芝等。
大多数微生物是单细胞生物,如细菌、放线菌、支原体、立克次氏体、衣原体、蓝藻以及酵母菌、单细胞藻类等;少数微生物是多细胞生物,如各种霉菌和大型真菌等。此外,还有一些没有细胞结构的微生物,如病毒,类病毒和朊病毒等。
微生物不仅种类繁多,其在生物圈中分布也是十分广泛的。上至10000米的高空,深至11000米的海底,都有微生物的存在。土壤里有微生物生活需要的各种营养物质,是微生物的主要活动场所。动物体表和体内的各种条件适宜微生物生活,也是微生物活动的重要场所。此外,科学家们在营养贫乏的岩石、矿山、荒漠都发现了微生物的踪迹。
从以上对微生物的介绍,我们对微生物有了一定的了解,对于广泛存在于我们生活环境,甚至我们食用的食品也被他们入侵,而我们又无法用肉眼看见的他们,我们该如何对待我们日常食用食品中的微生物呢,他们对于我们来说过是敌还是友呢?
首先,我们先应该探究这些和我们形影不离的微生物会给我们带来怎么样的伤害。
众所周知,微生物是导致传染病流行的最重要的病源之一。在人类疾病中有50%是由病毒引起。如鼠疫,艾滋病,癌症,肺结核、疟疾、霍乱,伊波拉病毒、疯牛病、SARS、禽流感等都是由一些极少部分的微生物所致。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。如1347年的一场由鼠疫杆菌引起的瘟疫几乎摧毁了整个欧洲,有1/3的人(约2500万人)死于这场灾难,在此后的80年间,这种疾病一再肆虐,实际上消灭了大约75%的欧洲人口,一些历史学家认为这场灾难甚至改变了欧洲文化。我国在解放前也曾多次流行鼠疫,死亡率极高。而且还证实,这些病毒还在变异,这就更加增加了对这些疾病研究的困难。全世界虽然已经花费了无法统计的经费,但有些疾病的危害力并没有减小,甚至艾滋病的患者和感染者还在每年成倍增长。人类和病原微生物的斗争也许是一场永远看不到尽头的战争。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。
另外,大部分的微生物具有腐化性,即引起食品气味和组织结构发生不良变化。这也是我们生活中常见的现象。在这些粮食微生物中,数量最大、对粮食危害最为严重的是霉菌及其代谢物。他们在环境适宜的条件下,可以分解粮食中的有机物,使之变质、霉腐,使粮食出现变质、变味、发热、生霉等症状,不但严重粮食安全储存,导致储粮质量劣变,而且还可能产生毒素污染,危急人畜安全。如欧洲的麦角中毒事件曾造成几千人死亡;1960年在英国东南部由于黄曲霉污染引起十万只火鸡死亡;最近中国蒙牛牛奶被检出含强致癌物黄曲霉毒素M1的原因也是因为奶牛饲料因天气潮湿发生霉变,奶牛在食用这些饲料后,原奶中的黄曲霉毒素超标。
微生物不仅对人畜有重大的影响,对环境也是如此。以微生物对水造成的污染为例。微生物侵入水中的方式多种多样,有的是天然存在的,有的是由土壤进入水中,有的是随尘埃一起沉降入水中,还有的是随垃圾、人畜粪便以及某些工业废弃物进入水体。某些病原微生物进入水中之后,会对水体造成污染,引起传染病的流行。而某些微生物则会导致水华、赤潮等现象,对水生动植物的生存造成严重的威胁。
以上,我们对微生物的危害进行了探究,接着我们应该探讨下微生物给人畜及自然界带来的好处。
首先,我们应该意识到不是所有的微生物都会给人类的健康造成威胁,某些微生物也是人类的好朋友。如1929年,青霉素的研究诞生。青霉素能抑制病菌细胞壁的形成,使菌体的新陈代谢
失调,达到抑菌和杀菌的效用。之后科学家们有研制出了很多抗菌素类药物,如链霉素、氯霉素、四环素、卡那霉素、庆大霉素、红霉素等。还有一种叫正常菌群的微生物,他们的营养来自宿主组织细胞的分泌液、脱落细胞,以及某些腔道中的食物碎屑和残渣等。菌群的代谢产物除供给细菌自身利用外,一部分可以被宿主吸收利用。例如,过去外科医生不太重视肠道正常菌群中的大肠埃希氏菌能合成B族维生素和维生素K的功能,所以在肠道手术后为避免发生感染,常用抗生素作预防性治疗。
再者,并不是所有的微生物发酵和腐化现象都对人类的财产和健康造成危害的。抗生素、丁醇、维生素C以及一些风味食品的制备等通过微生物发酵途径生产的。以酸奶为例,利用乳酸菌发酵生产的酸牛乳其营养全面、风味独特,比牛乳更易被人体消化、吸收和利用,许多乳酸菌本身的微生物特性及代谢产物使得酸牛乳具有良好的保健医疗功效,如双歧杆菌及嗜酸乳杆菌等。它可以调节肠道的微生态平衡,抑制有害微生物的生长,防止腹泻的作用,降低胆固醇,提高机体的免疫力,减免乳糖不耐症,促进乳中蛋白质和脂肪的消化,促进人体对乳中钙的吸收,增加维生素,改善矿物质的代谢吸收,调节机体微量元素的平衡,抑制致病菌和抗感染,抗辐射作用,抗高血压作用,抵抗衰老延长寿命,抗变异原性和抗肿瘤作用,分解毒素,防癌抗癌,具有美容作用。在地球化学生物循环中,微生物的腐化和分解作用是关键的一环。微生物作为生产者完成的是无机有机化的过程,直接为更高级的消费者提供营养;作为分解者是更主要的方面,完成的是有机无机化的过程,这个过程在整个地球物质化学循环过程中,一方面又清道夫的功能,是地球保持清洁和状态的恢复;另一方面为其他的生产者和消费者提供营养。
如今,我们常常可以从很多的报刊杂志上看到关于生物技术处理环境污染物的报道。如利用微生物净化污水。微生物通过自身的生命活动可以解除污水的毒害作用,使污水得到净化。利用微生物处理生活垃圾。借助EM复合菌剂的接种发酵,可以消除垃圾中的有害物质,病原菌虫等,达到变废为宝,有效解决了传统的垃圾焚烧或者垃圾填埋所造成的能源损耗、空气污染、土地污染和水污染的问题。利用微生物治理大气污染。微生物用于烟气脱硫,不需高温、高压、催化剂,设备要求简单。利用自养生物脱硫,营养要求低,无二次污染,处理费用为湿法脱硫的50%。
从以上对微生物给人畜和自然界带来的利和弊的讨论,我们应该时刻意识到,在我们的周围和机体内都有其他生命体与我们共存。对于那些对我们的生活造成威胁的微生物我们应该时刻做好防备。既然我们已经认识到微生物是大部分传染病的始作俑者,那么我们就要学会在源头消灭它,在传播途径断绝他。例如,注意个人卫生,勤洗手;多锻炼,增强自身抵抗力;到人多的地方要戴口罩;注意用药,不滥用抗生素。既然我们已经知道环境里弥漫的微生物时刻腐化着我们的食物,那么,我们应该注意自己的饮食健康,如每餐尽量将食物吃完,少吃隔夜饭菜,不吃变质的食品,科学妥善保存好储粮。既然我们已经知道了某些病原微生物会污染水质,那么,政府部门应该加强污水的管理,尤其是医院污水等含有病原微生物的污水的管理,做好水质处理工作和水源的卫生保护,做好积水系统的维护和管理;作为个人,我们平时应该注意不喝生水,饮用水应该经过严格过滤净化并加热烧开方可饮用。
虽然人类与微生物的斗争会无止境地持续下去,但只要我们充分认识到我们所处的环境,利用我们现在的科学技术,正确对待微生物在人类健康中的作用,我们就可以减小微生物对人类的危害,让微生物为人类服务。