㈠ 微生物的特点与作用
三,微生物的生物学特点与作用
微生物除具有生物的共性外,也有其独特的特点,正因为其具有这些特点,才使得这样微不可见的生物类群引起人们的高度重视.
(一)种类繁多,分布广泛
(二)生长繁殖快,代谢能力强
(三)遗传稳定性差,容易发生变异
(一)种类繁多,分布广泛
种类极其繁多——已发现的微生物达10万种以上,新种不断发现.
分布非常广泛——可以说微生物无处不有,无处不在.
极端环境:冰川,温泉,火山口等极端环境;
土 壤:土壤是微生物的大本营,一克沃土中含菌量高达几亿甚至几十亿;
空 气:空气中也含有大量微生物,越是人员聚集的公共场所,微生物含量越高;
水:水中以江,湖,河,海中含量高,井水次之;
动植物体表及某些内部器官:如皮肤及消化道等.
微生物的多样性已在全球范围内对人类产生巨大影响.
土壤中微生物的种类繁多,几乎所有的微生物都能从土壤中分离筛选得到,要分离筛选某中微生物,多数情况都是从土壤采取样品.
首先微生物为人类创造了巨大的物质财富,目前所使用的抗生素药物,绝大多数是微生物发酵产生的,以微生物为劳动者的发酵工业,为工,农,医等领域提供各种产品.
另外微生物也为人类带来巨大危害,如疫病的传播,并且引起疫病传播的新微生物种类总不断出现.
(二)生长繁殖快,代谢能力强
大肠杆菌(Escherichia coli)在适宜的条件下,每20分钟即繁殖一代,24小时即可繁殖72代,由一个菌细胞可繁殖到47×1022个,如果将这些新生菌体排列起来,可绕地球一周有余;
生理基础:因为微生物的代谢能力很强, 由于微生物个体微小,单位体积的表面积相对很大,有利于细胞内外的物质交换,细胞内的代谢反应较快.
极大的物质资源:正因为微生物具有生长快,代谢能力强的特点,才使得微生物能够成为发酵工业的产业大军,在工,农,医等战线上发挥巨大作用;
在物质转化中的作用:如果没有微生物,自古以来的动,植物尸体不能分解腐烂,早已是动,植物尸体堆积如山,布满全球.
(三)遗传稳定性差,容易发生变异
微生物个体微小,对外界环境很敏感,抗逆性较差,很容易受到各种不良外界环境的影响;另外,微生物的结构简单,缺乏免疫监控系统, 很容易变异.
微生物的遗传不稳定性,是相对高等生物而言的,实际上在自然条件下,微生物的自发突变频率为10-6左右.
微生物的遗传稳定性差,给微生物菌种保藏工作带来一定不便.
另一方面,正因为微生物的遗传稳定性差,其遗传的保守性低,使得微生物菌种培育相对容易得多.通过育种工作,可大幅度地提高菌种的生产性能,其产量性状提高幅度是高等动,植物所难以实现的.
微生物学及其分支学科
一,微生物学及其研究对象
二,微生物学的分支学科
一,微生物学及其研究对象
微生物学概念:概括地讲,微生物学(Microbiology)是研究微生物及其生命活动规律的学科.
研究对象:研究的主要内容涉及微生物的形态结构,营养特点,生理生化,生长繁殖,遗传变异,分类鉴定,生态分布以及微生物在工业,农业,医疗卫生,环境保护等各方面的应用.研究微生物及其生命活动规律之目的在于充分利用有益微生物,控制有害微生物,使这些微小生物更好地贡献于人类文明.
二,微生物学的分支学科
(一)根据基础理论研究内容不同,形成的分支学科
微生物生理学(Microbiol Physiology)
微生物遗传学(Microbiol Genetics)
微生物生物化学(Microbiol Biochemistry)
微生物分类学(Microbiol Taxonomy)
微生物生态学等(Microbiol Ecology).
(二)根据微生物类群不同,形成的分支学科
细菌学(Bacteriology)
病毒学(Virology)
真菌学(Fungi)
放线菌学(Actinomycetes)等.
(三)根据微生物的应用领域不同,形成的分支学科
工业微生物学(Intustrial Microbiology)
农业微生物学(Agricultural Microbiology)
医学微生物学(Medical Microbiology)
药用微生物学(Patherological Microbiology)
食品微生物学(Food Microbiology)
兽医微生物学(Viterinary Microbiology)等.
(四)根据微生物的生态环境不同,形成的分支学科
土壤微生物学(Soil Microbiology)
海洋微生物学(Marine Microbiology)等.
第三节 食品微生物学及其研究内容
食品微生物学:食品微生物学是专门研究与食品有关的微生物的种类,特点及其在一定条件下与食品工业关系的一门学科.
尽管人类对食品微生物研究的历史很长,但作为微生物学的一门独立的分支学科——食品微生物学,其仍属一门新兴学科.尤其在我国,人们对食品科学的重视仅是改革开放以来,人们解决了温饱问题之后的事情;食品微生物学是随着食品科学的发展而产生的一个重要的学科.
食品微生物研究的主要内容包括三个方面:
一,在食品工业中有益的微生物及其应用;
二,在食品保藏过程中引起食品变质的微生物及其控制;
三,与食品卫生有关的微生物.
第四节 微生物学的发展简史
我们把这个过程分成以下四个阶段加以阐述.
一,微生物学的史前时期
二,微生物的发现与微生物学的启蒙时期
三,微生物学的形成时期
四,微生物学的发展时期
一,微生物学的史前时期
盲目应用时期.
人类已经在很多方面利用了微生物,世界各国人民在自己的生产实践中都积累了很多利用有益微生物和防治有害微生物的经验.北魏的贾思勰《齐民要术》一书中,就详细记载了制醋的方法.我国古代劳动人民就利用了盐腌,糖渍,烟熏,风干等.
二,微生物发现与微生物学启蒙时期
十七世纪,荷兰人吕文虎克(Antony van Leeuwenhock)发明了第一台简易显微镜(200~300倍).
于1669年出版了《安东.列文虎克所发现的自然界秘密》.
随后在近200年的时期,随着显微镜的不断改进,分辨率的提高,人们对微生物的认识由粗略的形态描述逐步发展到对微生物进行详细的观察和根据形态进行分类研究,形成了启蒙的微生物学.
三,微生物学的形成时期
由研究微生物形态的启蒙时期到对微生物的生理生化水平研究时期.
巴斯德(Louis Pasteur, 1822~1895)通过对酒曲的研究,证明了酒曲发酵是其中的酵母菌代谢作用,这一研究结果把对微生物的研究由形态转向生理生化研究水平,为微生物学的形成和发展奠定了基础.巴斯德还通过大量实验证明了食品的腐败变质是遭受微生物污染后,微生物生长繁殖而引起的,从根本上否定了"微生物自然发生说".
微生物学的另一位奠基人是一位德国医生柯赫(Robert Koch, 1843~1910),他为疾病的病原学说建立了基础.
首先从患病动物的病变脏器中分离纯化得到病原菌,通过将病原菌接种回到动物体内,能引起相同症状的疾病,证明了传染病是由某些特定的病原菌传播的.
由于巴斯德和柯赫对微生物学的形成作出了极大的贡献,普遍认为,他们两位是微生物学的奠基人.
四,微生物学的发展时期
本世纪是微生物学的全面发展时期:
细胞的结构与功能,细菌的代谢等;
微生物在工农业生产上发挥巨大作用;
微生物成为生物学研究的主要研究材料;
50年代DNA双螺旋解密后,微生物又成了分子生物学的主要研究材料.微生物学,遗传学和生物化学的相互渗透与作用导致了现代分子遗传学的诞生与发展;
进入70年代,在微生物的研究基础上,导致了DNA重组技术和基因工程的发展.
㈡ 微生物的概念及特征
微生物(Microorganism)
是广泛存在于自然界中的一群肉眼看不见,必须借助光学显微镜或电子显微镜放大数百倍、数千倍甚至数万倍才能观察到的微小生物的总称.它们具有体形微小、结构简单、繁殖迅速、容易变异及适应环境能力强等优点.这些微小的生物包括无细胞结构、不能独立生活的病毒,原核细胞结构的细菌,和
有真核细胞结构的真菌(酵母、霉菌等),还包括原生动物和某些藻类.在这些微小的
生物体中,大多数是我们用肉眼不可见的,尤其是病毒等生物体,即使在普通的光学显
微镜下也不能看到,必须在电子显微镜下才能观察到.但也有例外,有些微生物尤其是真菌——食用真菌等肉眼是可见的.由此可见,微生物是一个微观世界里生物体的总称.
特点:
1体形微小,结构简单
2.代谢旺盛,繁殖迅速微生物体积虽小,但有极大的比表面积,如大肠杆菌的比表面积可达30万.因而微生物能与环境之间迅速进行物质交换,吸收营养和排泄废物,而且有最大的代谢速率.从单位重量来看,微生物的代谢强度比高等生物大几千倍到几万倍.如在适宜环境下,大肠杆菌每小时可消耗的糖类相当于其自身重量的
2000倍.1kg酵母在24h可使几顿糖全部转化为乙醇和二氧化碳.
3.适应性强,容易变异微生物对外界环境适应能力特强,这都是为了保存自己,是生物进化的结果.有些微生物体外附着一个保护层,如荚膜等,这样一是可以作为营养,
二是抵御吞噬细胞对它的吞噬.
细菌的休眠芽孢、放线菌的分子孢子等对外界的抵抗力比其繁殖体要强许多倍.
有些极端微生物都有相应特殊结构蛋白质、酶和其他物质,使之能适应恶劣环境.
一方面,由于微生物表面积和体积的比值大,与外界环境的接触面大,
因而受环境影响也大.一旦环境变化,不适于微生物生长时,很多的微生物则死亡,少数个体发生
变异而存活下来.利用微生物易变异的特性,在微生物工业生产中进行诱变育种,
获得高产优质的菌种,提高产品产量和质量.
4.种类多分布广微生物在自然界是一个十分庞杂的生物类群.迄今为止,我们所知道的微生物近
10万种,现在仍然以每年发现几百至上千个新种的趋势在增加.它们具有各种生活方式和营养类型,大多数是以有机物为营养物质,还有些是寄生类型.微生物的生理代谢类型之多,是动、植物所不及的.
分解地球上贮量最丰富的初级有机物——天然气、石油、纤维素、木质素的能力,属微生物专有.
微生物在自然界中的分布极为广泛,空气、土壤、江河、湖泊、海洋等都有数量不等、种类不一的微生物存在.在人类、动物和植物的体表及其与外界相通的腔道中也有多种微生物存在.
㈢ 微生物有哪些特点
微生物的特点:一是吃得多、吸收得多、转化迅速;二是长得快、繁殖快、能吃苦,不论在多么艰难的环境中它都能随机应变,不仅顽强地活下去,还顽强地养儿育女……归根结底一句话:这小家伙是个“鬼精灵”,鬼就鬼在它的这个“小”字上啦!
其实自然界有一个普遍的规律:任何物体被分割得越小,其单位体积中物体所占有的表面积就越大。若以人体的面积与体积的比值作为标准“1”的话,与人体等重的大肠杆菌(微生物中的一种)的面积与体积的比值为人的30万倍!这种小体积、大面积的特点造就了世间微小的“巨人”,它使得这个“迷你”生物更容易与周围环境进行物质交换,更容易与外界进行能量和信息交流,也就使得这个逍遥“小子”能把“秤砣虽小压千斤”这句话诠释得如此生动了。
地球上,出入国家最容易的恐怕就算微生物了,不用办护照、不用买机票,随便寻个人啊、箱子啊,随着它们搭上民航班机就走。要不,干脆腾云驾雾,随着风儿、鸟儿甚至苍蝇,想上哪儿就上哪儿,轻轻松松逛遍美国、加拿大……真是货真价实的“世界公民”!
这个“世界公民”本领可真大,上得了冰山,下得了火海,躲在酒桶里,藏在人的肚肠中,真是无处不在,无时不有。
㈣ 微生物及其特点
微生物作为生物,具有与一切生物的共同点,即: ① 遗传信息都是由 DNA 链上的基因所携带,除少数特例外,其复制、表达与调控都遵循中心法则。 ② 微生物的初级代谢途径如蛋白质、核酸、多糖、脂肪酸等大分子物的合成途径基本相同。 ③ 微生物的能量代谢都以 ATP 作为能量载体。
微生物作为生物的一大类 ,除了与其他生物共有的特点外,还具有其本身的特点及其独特的生物多样性:
1 、微生物的形态与结构多样性,尽管微生物的形态结构十分简单,大多是单细胞或简单的多细胞构成,甚至还无细胞结构,仅有 DNA 或 RNA ;形态上也仅是球状、杆状、螺旋状或分枝丝状等,细菌和古菌形态上除了那些典型形状外还有许多如方形、阿拉伯数字状、英文字母形等等特殊形状。放线菌和霉菌的形态有多种多样的分枝丝状。
第二,微生物的代谢方式多样,既可以 CO2 为碳源进行自养型生长,也可以有机物为碳源进行异养型生长;既可以光能为能源,也可以化学能为能源。既可在有 O 2 条件下生长,又可在无 O 2 条件下生长。代谢的中间体和产物更是多种多样,有各种各样的酸、醇、氨基酸、蛋白质、脂类、糖类等等。
第三,微生物的繁殖与变异多样性。微生物的繁殖方式相对于动植物的繁殖也具有多样性。细菌以二裂法为主,个别可由性接合的方式繁殖;放线菌可以菌丝和分生孢子繁殖;霉菌可由菌丝、无性孢子和有性孢子繁殖,无性孢子和有性孢子又各有不同的方式和形态;酵母菌可由出芽方式和形成子囊孢子方式繁殖。
第四,微生物的抗性多样性。微生物具有极强的抗热性、抗寒性、抗盐性、抗干燥性、抗酸性、抗碱性、抗压性、抗缺氧、抗辐射和抗毒物等能力,显示出其抗性的多样性。
㈤ 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。
㈥ 微生物学的特点
微生物学的特点是
1、体积小、比表面积大:微生物的大小以μm计,但比表面积(表面积/体积)大,必然有一个巨大的营养吸收,代谢废物排泄和环境信息接受面。这一特点也是微生物与一切大型生物相区别的关键所在。
2、吸收多、转化快:这一特性为高速生长繁殖和产生大量代谢物提供了充分的物质基础。
3、生长旺、繁殖快:生长繁殖率极高,如大肠杆菌在20-30分钟内分裂一次,如果连续分裂,48小时内2.2*10^43个细菌数量增加,营养消耗、代谢积累和限制生长速度。这种特性可以在短时间内将大量的基板转化为有用的产品,缩短研究周期。还有一些缺点,如疾病、粮食霉变。
4、适应强、易变异:极其灵活适应性,对极端环境具有惊人的适应力,遗传物质易变异。更重要的是在于微生物的生理代谢类型多、代谢产物种类多。
5、分布广、种类多:分布区域广,分布环境广。生理代谢种类繁多,代谢产物种类繁多,代谢产物种类繁多。更重要的是,微生物有多种生理代谢和代谢产物。微生物可以在其他有机体生存的任何环境中发现,而微生物也可以存在于其他有机体无法生存的极端环境中。
6、 易于变异,产生突变:微生物由于其体积小、比表面积大,易受环境条件的影响。在紫外线辐射、生物诱变剂和环境中的一些营养因子的变化中,微生物自觉地、强制性地改变其遗传结构,导致变异。据统计,在自然条件下,微生物个体变异的概率是百万分之一。
(6)微生物为什么有那么多特点扩展阅读
中国是世界微生物资源最丰富的国家之一。微生物资源的研究反映了微生物基础研究的水平,是国家调查、资源保护、开发和可持续利用的基础。它也是生物多样性研究和濒危物种保护的基础,也是包括微生物分子生物学和生物技术在内的各种微生物学分支的基础。
该领域的研究将加快对微生物资源的调查、收集和系统分类,扩大微生物种类和标准储备,建立中国微生物种类资源库,使其成为亚洲最大的微生物种类保存中心和年最大的微生物标本馆。亚洲。在系统分类研究中,一般会引入新的方法、新技术和新思想。
生物多样性、系统进化和微生物生态学的研究将为功能物质的大规模筛选提供材料。其中,极端微生物和对农作物有害或有益微生物的研究逐渐成为一个热门的研究领域。
微生物学的主要研究方向包括真菌和地衣学、微生物资源、分类学、系统学、多样性、种群遗传学和进化、协同代谢的分子机制、环境微生物学、工业微生物学、系统生物技术、微生物生理学、微生物生理学、微生物代谢学。微生物生态学,微生物生化工程,分子疾病。毒理学和分子免疫学。
㈦ 微生物有哪些主要特点为什么说"体积微小,表面积大"是基础,关键
微生物
个体微小,一般<0.1mm。构造简单,有单细胞的,简单多细胞的,非细胞的进化地位低。
五大共性
1,体积小,面积大。
2,吸收多,转化快。
3,生长旺,繁殖快。
4,适应强,易变异。
5,分布广,种类多。
体小面大编辑
一个体积恒定的物体,被切割的越小,其相对表面积越大。微生物体积很小,如一个典型的球菌,其体积约1ℳm³,可是其表面积却很大。这个特征也是赋予微生物其他如代谢快等特性的基础。
吸多转快编辑
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。
生长繁殖快编辑
相比于吵橘大型动物,微生物具有极高的生长繁殖速度。大肠杆唤碰拦菌能够在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(2的72次方),这是非常巨大的数和胡字。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。
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。
变异快,适应强编辑
微生物结构简单,一般是单倍体,加上繁殖快、与环境直接接触等原因,即使突变概率很低,也能在短时间内产生大量变异的后代,涉及代谢途径、形态特征等各种变异。
微生物由于其独特的生理特性——灵活的调控机制,赋予其极强的适应能力。从高温100摄氏度以上的沸水甚至火山口,到干燥的沙漠,到寒冷的极地,都可以见到微生物的身影。细菌的耐高温、高盐、高度、干旱等能力是生物之最。
㈧ 区别于其他生物,微生物有何特点
病毒没有细胞结构,必须寄生在活的生物体内。
微生物都是单细胞生物就是原生生物。细菌有细胞壁,只有核糖体这一种细胞器。微生物都进行无性生殖(出芽、孢子、二分裂)。而动植物进行有性生殖(绝大多数)。体积小。繁殖快。
微生物的大小以μm计,但表面积大,必然有一个巨大的营养吸收,代谢废物排泄和环境信息接受面。这一特点也是微生物与一切大型生物相区别的关键所在。
生长繁殖快
相比于大型动物,微生物具有极高的生长繁殖速度。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(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。 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,部分则低于4.0。
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