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微生物學(3版) 版權信息
- ISBN：9787030322890
- 條形碼：9787030322890 ; 978-7-03-032289-0
- 裝幀：暫無
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：
微生物學(3版) 內容簡介
本書主要介紹原核微生物中細菌、放線菌、立克次氏體、支原體、衣原體及真核微生物中酵母菌、霉菌等的基本形態、大小、細胞結構、繁殖方式、菌落特征、代表屬；病毒的形態結構、大小、化學組成、增殖、分離與純化、種類和分類；微生物的營養、代謝、生長、遺傳與變異、生態、分類、應用、傳染與免疫等方面的的基本理論、基礎知識、基本技術，適當介紹新理論、新知識、新技術。本書內容全面，重點突出。具有很好的基礎性、優選性、前沿性。很好地體現了師院生物科學、生物技術和生物工程專業的培養目標和教學大綱的要求。
微生物學(3版) 目錄
目錄
第三版前言
**章 緒論 1
**節 微生物學的研究對象和任務 1
一、微生物學的研究對象 1
二、微生物學的任務 4
第二節 微生物學的發展 5
一、我國古代人民對微生物的認識和利用 5
二、微生物的發現 6
三、微生物學的奠基 6
四、現代微生物學的發展 7
五、我國微生物學的簡況 11
習題 13
第二章 原核微生物 14
**節 細菌 14
一、細菌的基本形態和大小 14
二、細菌的細胞結構 17
三、細菌的繁殖方式 34
四、細菌的培養特征 35
五、重要代表菌 36
第二節 放線菌 38
一、放線菌的形態結構 39
二、放線菌的繁殖方式 40
三、放線菌的培養特征 40
四、放線菌的代表屬 41
第三節 古菌 42
一、古菌的形態和大小 42
二、古菌的細胞結構特點 42
三、古菌的遺傳學特征 44
四、古菌的主要類型 45
第四節 其他原核微生物 47
一、藍細菌 47
二、立克次氏體 49
三、支原體 50
四、衣原體 51
五、螺旋體 53
六、蛭弧菌 53
七、黏細菌 54
習題 55
第三章 真核微生物 56
**節 酵母菌 56
一、酵母菌的形態與結構 57
二、酵母菌的繁殖方式 60
三、酵母菌的培養特征 62
四、重要代表菌 63
第二節 霉菌 64
一、霉菌的形態與結構 64
二、霉菌的繁殖方式 66
三、霉菌的培養特征 71
四、重要代表菌 72
第三節 擔子菌 75
一、擔子菌的形態與結構 76
二、擔子菌的繁殖方式 78
第四節 黏菌 79
一、黏菌的形態與結構 79
二、黏菌的生活周期 80
三、黏菌的培養 81
第五節 真核微生物與原核微生物的比較 81
習題 82
第四章 病毒 83
**節 病毒的形態結構 83
一、病毒的大小 83
二、病毒的形態 83
三、病毒的化學組成 84
四、病毒的結構 85
五、病毒的對稱性 86
六、包涵體 88
第二節 病毒的增殖 89
一、病毒的一般增殖過程 89
二、一步生長曲線 94
三、溫和噬菌體與溶源性細菌 95
四、理化因素對病毒感染性的影響 96
五、病毒的非增殖性感染 97
六、病毒與寄主的相互作用 98
第三節 病毒的分離和測定 98
一、病毒的分離與純化 98
二、病毒的檢出 99
三、病毒效價的測定 99
第四節 病毒的種類和分類 101
一、脊椎動物病毒 101
二、昆蟲病毒 101
三、植物病毒 102
四、微生物病毒 103
五、病毒的分類和命名 103
第五節 亞病毒 104
一、類病毒 104
二、衛星病毒 105
三、衛星RNA 105
四、朊病毒 106
第六節 病毒的應用及防治 107
一、病毒與人類健康 107
二、病毒與發酵工業 110
三、病毒與農業生產 110
四、病毒在基因工程中的應用 111
習題 111
第五章 微生物的營養 113
**節 微生物的營養要求 113
一、微生物細胞的化學組成 113
二、微生物的營養物質 114
第二節 微生物的營養類型 119
一、光能無機營養型 119
二、光能有機營養型 120
三、化能無機營養型 120
四、化能有機營養型 121
第三節 微生物對營養物質的吸收 121
一、單純擴散 122
二、促進擴散 122
三、主動運輸 123
四、基團轉位 124
五、膜泡運輸 126
第四節 培養基 126
一、配制培養基的原則 126
二、培養基的類型 129
習題 133
第六章 微生物的代謝 134
**節 微生物對有機物質的分解 134
一、纖維素的分解 134
二、淀粉的分解 135
三、果膠質的分解 136
四、木質素和芳香族化合物的分解 136
五、幾丁質的分解 136
六、蛋白質的分解 137
七、氨基酸的分解 137
八、烴類及有機農藥的分解 140
第二節 微生物的產能代謝 140
一、異養微生物的產能代謝 141
二、自養微生物的產能代謝 150
第三節 微生物的固氮作用 157
一、固氮微生物 158
二、固氮作用機理 159
第四節 微生物細胞物質的合成 161
一、糖類的生物合成 161
二、氨基酸的生物合成 165
三、核苷酸的生物合成 166
第五節 微生物的次生代謝 168
一、次生代謝 168
二、次生代謝產物的合成 168
第六節 微生物的代謝調節 170
一、微生物代謝調節 的方式 170
二、代謝調節 在發酵工業中的應用 174
習題 177
第七章 微生物的生長 179
**節 微生物純培養的生長 179
一、純培養的分離方法 179
二、微生物的培養方法 180
三、微生物的個體生長 182
四、微生物的同步生長 186
五、微生物的群體生長 187
六、營養物質對微生物生長的影響 191
七、微生物的高密度培養 191
八、微生物的非可培養狀態 192
第二節 理化因素對微生物生長的影響 192
一、物理因素對微生物生長的影響 192
二、化學因素對微生物生長的影響 196
第三節 微生物生長的控制 198
一、控制微生物生長的物理方法 198
二、控制微生物生長的化學方法 202
第四節 微生物細胞的分化 207
一、細菌芽孢的形成 207
二、真菌孢子的形成 208
三、黏菌形態的形成 208
習題 208
第八章 微生物的遺傳和變異 210
**節 遺傳變異的物質基礎 210
一、證明核酸是遺傳變異的物質基礎的經典實驗 210
二、遺傳物質在細胞中的存在方式 212
第二節 微生物的基因組 214
一、大腸桿菌的基因組 215
二、釀酒酵母的基因組 216
三、詹氏甲烷球菌的基因組 217
第三節 微生物的染色體外遺傳因子 217
一、質粒 217
二、可移動遺傳因子 221
第四節 微生物的突變 222
一、微生物突變體的主要類型 222
二、基因突變的特點 223
三、基因突變的機制 226
四、誘變劑與致癌物質 230
五、DNA損傷的修復 230
第五節 細菌的基因重組 232
一、轉化 232
二、轉導 233
三、接合 236
第六節 真菌的基因重組 238
一、有性生殖 239
二、準性生殖 239
第七節 微生物遺傳變異知識的應用 240
一、誘變育種 240
二、原生質體融合育種 242
三、雜交育種 243
四、代謝工程育種 243
五、基因工程 244
第八節 菌種的衰退、復壯和保藏 246
一、菌種的衰退與復壯 246
二、菌種的保藏 248
習題 250
第九章 微生物的生態 251
**節 自然環境中的微生物 251
一、土壤中的微生物 251
二、水體中的微生物 253
三、空氣中的微生物 254
四、工農業產品中的微生物 255
五、生物體內外的正常菌群 257
六、極端環境中的微生物 259
七、菌種資源的開發利用 261
八、原位研究法 261
第二節 微生物在自然界物質循環中的作用 262
一、微生物在碳素循環中的作用 262
二、微生物在氮素循環中的作用 262
三、微生物在磷素循環中的作用 264
四、微生物在硫素循環中的作用 264
五、微生物在鐵素循環中的作用 265
六、微生物在其他元素循環中的作用 265
七、微生物在環境保護中的作用 265
八、環境污染對微生物的影響 269
第三節 微生物的生物環境 270
一、互生關系 270
二、共生關系 272
三、競爭關系 273
四、拮抗關系 273
五、寄生關系 274
六、獵食關系 274
習題 275
第十章 傳染與免疫 276
**節 傳染 276
一、病原菌的致病作用 277
二、環境條件對病原菌傳染的影響 279
三、傳染的三種可能結局 280
第二節 非特異性免疫 280
一、生理屏障 281
二、吞噬細胞 281
三、正常體液中的抗微生物因素 283
四、炎癥反應 286
第三節 特異性免疫 286
一、抗原 286
二、免疫系統 289
三、特異性免疫的應答過程 293
四、抗體與體液免疫 294
五、特異性細胞免疫 300
六、免疫應答的病理反應 301
七、特異性免疫的獲得方式 304
第四節 免疫學方法及其應用 305
一、抗原抗體反應的一般規律 306
二、抗原抗體反應的主要類型 307
三、免疫預防 312
習題 313
第十一章 微生物的分類 314
**節 微生物的分類單元與命名 314
一、微生物的分類單元 314
二、微生物分類單元的命名 316
第二節 微生物的分類方法 317
一、經典分類法 317
二、化學分類法 319
三、遺傳分類法 320
四、數值分類法 323
第三節 微生物的分類系統 325
一、細菌的分類系統 326
二、真菌的分類系統 329
第四節 微生物的鑒定 331
一、常規鑒定 331
二、快速鑒定 332
習題 333
第十二章 微生物的應用 334
**節 微生物在農業生產中的應用 334
一、微生物與土壤肥力 334
二、微生物與肥料 335
三、微生物飼料 338
四、微生物農藥 340
五、沼氣發酵 344
六、食用菌栽培 346
第二節 微生物在工業生產中的應用 351
一、微生物與食品制造 351
二、微生物與飲料生產 354
三、微生物與有機酸生產 356
四、微生物與氨基酸生產 357
五、微生物與酶制劑生產 358
六、微生物與濕法冶金 360
七、微生物與石油工業 361
八、微生物與能源生產 362
九、微生物與新材料 363
十、微生物與傳感器和DNA芯片 365
第三節 微生物在醫藥衛生中的應用 366
一、生物制品 366
二、抗生素 370
三、維生素 372
四、葡萄糖酐 373
五、干擾素 373
六、核苷酸 374
七、其他藥物 374
八、疾病的診斷 374
第四節 微生物在環境保護中的應用 375
一、微生物與污水處理 375
二、微生物對固體污染物的降解和轉化 385<
第三版前言
**章 緒論 1
**節 微生物學的研究對象和任務 1
一、微生物學的研究對象 1
二、微生物學的任務 4
第二節 微生物學的發展 5
一、我國古代人民對微生物的認識和利用 5
二、微生物的發現 6
三、微生物學的奠基 6
四、現代微生物學的發展 7
五、我國微生物學的簡況 11
習題 13
第二章 原核微生物 14
**節 細菌 14
一、細菌的基本形態和大小 14
二、細菌的細胞結構 17
三、細菌的繁殖方式 34
四、細菌的培養特征 35
五、重要代表菌 36
第二節 放線菌 38
一、放線菌的形態結構 39
二、放線菌的繁殖方式 40
三、放線菌的培養特征 40
四、放線菌的代表屬 41
第三節 古菌 42
一、古菌的形態和大小 42
二、古菌的細胞結構特點 42
三、古菌的遺傳學特征 44
四、古菌的主要類型 45
第四節 其他原核微生物 47
一、藍細菌 47
二、立克次氏體 49
三、支原體 50
四、衣原體 51
五、螺旋體 53
六、蛭弧菌 53
七、黏細菌 54
習題 55
第三章 真核微生物 56
**節 酵母菌 56
一、酵母菌的形態與結構 57
二、酵母菌的繁殖方式 60
三、酵母菌的培養特征 62
四、重要代表菌 63
第二節 霉菌 64
一、霉菌的形態與結構 64
二、霉菌的繁殖方式 66
三、霉菌的培養特征 71
四、重要代表菌 72
第三節 擔子菌 75
一、擔子菌的形態與結構 76
二、擔子菌的繁殖方式 78
第四節 黏菌 79
一、黏菌的形態與結構 79
二、黏菌的生活周期 80
三、黏菌的培養 81
第五節 真核微生物與原核微生物的比較 81
習題 82
第四章 病毒 83
**節 病毒的形態結構 83
一、病毒的大小 83
二、病毒的形態 83
三、病毒的化學組成 84
四、病毒的結構 85
五、病毒的對稱性 86
六、包涵體 88
第二節 病毒的增殖 89
一、病毒的一般增殖過程 89
二、一步生長曲線 94
三、溫和噬菌體與溶源性細菌 95
四、理化因素對病毒感染性的影響 96
五、病毒的非增殖性感染 97
六、病毒與寄主的相互作用 98
第三節 病毒的分離和測定 98
一、病毒的分離與純化 98
二、病毒的檢出 99
三、病毒效價的測定 99
第四節 病毒的種類和分類 101
一、脊椎動物病毒 101
二、昆蟲病毒 101
三、植物病毒 102
四、微生物病毒 103
五、病毒的分類和命名 103
第五節 亞病毒 104
一、類病毒 104
二、衛星病毒 105
三、衛星RNA 105
四、朊病毒 106
第六節 病毒的應用及防治 107
一、病毒與人類健康 107
二、病毒與發酵工業 110
三、病毒與農業生產 110
四、病毒在基因工程中的應用 111
習題 111
第五章 微生物的營養 113
**節 微生物的營養要求 113
一、微生物細胞的化學組成 113
二、微生物的營養物質 114
第二節 微生物的營養類型 119
一、光能無機營養型 119
二、光能有機營養型 120
三、化能無機營養型 120
四、化能有機營養型 121
第三節 微生物對營養物質的吸收 121
一、單純擴散 122
二、促進擴散 122
三、主動運輸 123
四、基團轉位 124
五、膜泡運輸 126
第四節 培養基 126
一、配制培養基的原則 126
二、培養基的類型 129
習題 133
第六章 微生物的代謝 134
**節 微生物對有機物質的分解 134
一、纖維素的分解 134
二、淀粉的分解 135
三、果膠質的分解 136
四、木質素和芳香族化合物的分解 136
五、幾丁質的分解 136
六、蛋白質的分解 137
七、氨基酸的分解 137
八、烴類及有機農藥的分解 140
第二節 微生物的產能代謝 140
一、異養微生物的產能代謝 141
二、自養微生物的產能代謝 150
第三節 微生物的固氮作用 157
一、固氮微生物 158
二、固氮作用機理 159
第四節 微生物細胞物質的合成 161
一、糖類的生物合成 161
二、氨基酸的生物合成 165
三、核苷酸的生物合成 166
第五節 微生物的次生代謝 168
一、次生代謝 168
二、次生代謝產物的合成 168
第六節 微生物的代謝調節 170
一、微生物代謝調節 的方式 170
二、代謝調節 在發酵工業中的應用 174
習題 177
第七章 微生物的生長 179
**節 微生物純培養的生長 179
一、純培養的分離方法 179
二、微生物的培養方法 180
三、微生物的個體生長 182
四、微生物的同步生長 186
五、微生物的群體生長 187
六、營養物質對微生物生長的影響 191
七、微生物的高密度培養 191
八、微生物的非可培養狀態 192
第二節 理化因素對微生物生長的影響 192
一、物理因素對微生物生長的影響 192
二、化學因素對微生物生長的影響 196
第三節 微生物生長的控制 198
一、控制微生物生長的物理方法 198
二、控制微生物生長的化學方法 202
第四節 微生物細胞的分化 207
一、細菌芽孢的形成 207
二、真菌孢子的形成 208
三、黏菌形態的形成 208
習題 208
第八章 微生物的遺傳和變異 210
**節 遺傳變異的物質基礎 210
一、證明核酸是遺傳變異的物質基礎的經典實驗 210
二、遺傳物質在細胞中的存在方式 212
第二節 微生物的基因組 214
一、大腸桿菌的基因組 215
二、釀酒酵母的基因組 216
三、詹氏甲烷球菌的基因組 217
第三節 微生物的染色體外遺傳因子 217
一、質粒 217
二、可移動遺傳因子 221
第四節 微生物的突變 222
一、微生物突變體的主要類型 222
二、基因突變的特點 223
三、基因突變的機制 226
四、誘變劑與致癌物質 230
五、DNA損傷的修復 230
第五節 細菌的基因重組 232
一、轉化 232
二、轉導 233
三、接合 236
第六節 真菌的基因重組 238
一、有性生殖 239
二、準性生殖 239
第七節 微生物遺傳變異知識的應用 240
一、誘變育種 240
二、原生質體融合育種 242
三、雜交育種 243
四、代謝工程育種 243
五、基因工程 244
第八節 菌種的衰退、復壯和保藏 246
一、菌種的衰退與復壯 246
二、菌種的保藏 248
習題 250
第九章 微生物的生態 251
**節 自然環境中的微生物 251
一、土壤中的微生物 251
二、水體中的微生物 253
三、空氣中的微生物 254
四、工農業產品中的微生物 255
五、生物體內外的正常菌群 257
六、極端環境中的微生物 259
七、菌種資源的開發利用 261
八、原位研究法 261
第二節 微生物在自然界物質循環中的作用 262
一、微生物在碳素循環中的作用 262
二、微生物在氮素循環中的作用 262
三、微生物在磷素循環中的作用 264
四、微生物在硫素循環中的作用 264
五、微生物在鐵素循環中的作用 265
六、微生物在其他元素循環中的作用 265
七、微生物在環境保護中的作用 265
八、環境污染對微生物的影響 269
第三節 微生物的生物環境 270
一、互生關系 270
二、共生關系 272
三、競爭關系 273
四、拮抗關系 273
五、寄生關系 274
六、獵食關系 274
習題 275
第十章 傳染與免疫 276
**節 傳染 276
一、病原菌的致病作用 277
二、環境條件對病原菌傳染的影響 279
三、傳染的三種可能結局 280
第二節 非特異性免疫 280
一、生理屏障 281
二、吞噬細胞 281
三、正常體液中的抗微生物因素 283
四、炎癥反應 286
第三節 特異性免疫 286
一、抗原 286
二、免疫系統 289
三、特異性免疫的應答過程 293
四、抗體與體液免疫 294
五、特異性細胞免疫 300
六、免疫應答的病理反應 301
七、特異性免疫的獲得方式 304
第四節 免疫學方法及其應用 305
一、抗原抗體反應的一般規律 306
二、抗原抗體反應的主要類型 307
三、免疫預防 312
習題 313
第十一章 微生物的分類 314
**節 微生物的分類單元與命名 314
一、微生物的分類單元 314
二、微生物分類單元的命名 316
第二節 微生物的分類方法 317
一、經典分類法 317
二、化學分類法 319
三、遺傳分類法 320
四、數值分類法 323
第三節 微生物的分類系統 325
一、細菌的分類系統 326
二、真菌的分類系統 329
第四節 微生物的鑒定 331
一、常規鑒定 331
二、快速鑒定 332
習題 333
第十二章 微生物的應用 334
**節 微生物在農業生產中的應用 334
一、微生物與土壤肥力 334
二、微生物與肥料 335
三、微生物飼料 338
四、微生物農藥 340
五、沼氣發酵 344
六、食用菌栽培 346
第二節 微生物在工業生產中的應用 351
一、微生物與食品制造 351
二、微生物與飲料生產 354
三、微生物與有機酸生產 356
四、微生物與氨基酸生產 357
五、微生物與酶制劑生產 358
六、微生物與濕法冶金 360
七、微生物與石油工業 361
八、微生物與能源生產 362
九、微生物與新材料 363
十、微生物與傳感器和DNA芯片 365
第三節 微生物在醫藥衛生中的應用 366
一、生物制品 366
二、抗生素 370
三、維生素 372
四、葡萄糖酐 373
五、干擾素 373
六、核苷酸 374
七、其他藥物 374
八、疾病的診斷 374
第四節 微生物在環境保護中的應用 375
一、微生物與污水處理 375
二、微生物對固體污染物的降解和轉化 385<
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微生物學(3版) 節選
**章 緒論 **節 微生物學的研究對象和任務 一、微生物學的研究對象 （一）微生物及其主要類群 微生物并非生物分類學上的名詞，而是所有形體微小、結構簡單的低等生物的總稱。微生物包括沒有細胞結構的病毒、亞病毒，原核類的細菌、放線菌、藍細菌、立克次氏體、支原體、衣原體、螺旋體、蛭弧菌、黏細菌、古菌，真核類的酵母菌、霉菌和蕈菌，以及單細胞藻類和原生動物等。細菌是微生物學的主要研究對象。微生物的種類雖多，但生物學特性和分類地位都比較接近，研究方法和應用方面也非常相似。 （二）微生物在生物界的分類地位 在生物學發展中曾將所有生物分為植物界和動物界。我國在兩千多年前的《周禮？？地官》及《考工記》等典籍中明確將生物分為植物和動物，并進一步細分為很多種類。藻類有細胞壁，進行光合作用，歸于植物界。原生動物無細胞壁，可運動，絕大多數不進行光合作用，歸于動物界。許多細菌有細胞壁，進行光合作用，可運動，將它們歸于植物界或動物界均不合適。1866年海克爾（Haeckel）提出三界系統，將生物分為動物界、植物界和原生生物界。1969年魏塔克（Whittaker）提出的五界系統，將具細胞結構的生物分為原核生物界，包括細菌和藍細菌；原生生物界，包括大部分藻類和原生動物；真菌界，包括酵母菌和霉菌等；以及植物界和動物界。1977年我國學者王大耜等提出將所有生物分為六界：病毒界、原核生物界、真核原生生物界、真菌界、植物界和動物界（圖1-1）。 圖1-1 生物的分類概貌 1979年我國學者陳世驤等建議將生物分為三總界和五界：Ⅰ非細胞總界；Ⅱ原核總界1. 細菌界，2. 藍細菌界；Ⅲ真核總界3. 植物界，4. 真菌界，5. 動物界。1990年伍斯（Woese）等根據16SrRNA（18SrRNA）序列的比較，提出將生物分為三域（Domain）：細菌（Bacteria）、古菌（Archaea）和真核生物（Eukarya）。可見，微生物在所有界級中具*寬的領域，在生物界占極重要的地位。對微生物的認識水平是生物界級分類的核心。 （三）微生物的一般特點 微生物具有生物的共同特點：基本組成單位是細胞（病毒例外）；主要化學成分相同，都含有蛋白質、核酸、多糖、脂類等；新陳代謝等生理活動相似；受基因控制的遺傳機制相同；有生長繁殖能力。微生物還具有與動植物不同的特點，可以歸納如下。 1. 形體微小，結構簡單 微生物的個體都相當微小，測量其大小通常用微米（μm）或納米（nm）為單位。肉眼一般看不見，必須借助顯微鏡將它們放大幾百倍乃至上千倍才能看清，有些微生物，如病毒用普通光學顯微鏡也無法看到，只有用電子顯微鏡將它們放大幾萬倍以至十幾萬倍才能看清。 微生物結構簡單，大多數是單細胞個體，少數是簡單的多細胞個體。病毒、亞病毒等是沒有細胞結構的大分子生物。形體微小、結構簡單是所有微生物的基本特征。 2. 種類繁多，分布廣泛 微生物的種類繁多：物種多、代謝類型多、代謝產物多、遺傳基因多、生態類型多。據統計，目前已發現的微生物約15萬種。截至2005年12月底，已描述過的微生物中病毒有5450多種，古菌520種，細菌19858種，真核微生物120336種。更大量的微生物資源還有待我們發掘。隨著分離、培養方法的改進和研究工作的深入，微生物的新種、新屬、新科，甚至新目、新綱不斷發現。即使研究較早的真菌，現在每年還發現約1500新種。有人估計已發現的微生物種類至多也不超過自然界中微生物總數的10%。可以相信，隨著人類認識和研究工作的發展，總有一天微生物的總數會超過動植物的總和。 微生物因體積小、質量輕、數量多等原因，在自然界分布極為廣泛。土壤、空氣、河流、海洋、鹽湖、高山、沙漠、冰川、油井、地層下以及動物體內外、植物體表面等各處都有大量的微生物在活動。微生物與其他生物間存在互生、共生、寄生、拮抗、競爭和獵食等生態關系。例如，在人體腸道中經常聚居著100~400種不同種類的微生物，個體總數超過100萬億個；20世紀70年代末，人們用地球物理火箭從74km 的高空采集到微生物，后來又在85km 的高空找到了微生物；我國科學家*近在我國江蘇省東海縣科學鉆探的深1080m 的巖芯樣品中發現了活細菌。即使在高溫、高鹽、低溫、強酸、強堿、高壓、干旱等極端環境中也存在各種嗜極微生物。1974年4月和1977年2月，科學家們發現東太平洋深達1萬多米的海底溫泉中存在既耐高溫（100℃）又耐高壓（1140大氣壓①）、在厭氧條件營自養生活的硫細菌。可見，微生物的分布比高等生物廣泛得多。 3. 代謝類型多，代謝能力強 微生物代謝類型之多是動植物所不及的。它們幾乎能分解地球上的一切有機物，也能合成各種有機物。微生物的代謝產物極多，僅抗生素已發現1萬多種。微生物有多種產能方式，有的利用分解有機物放出的能量；有的從無機物的氧化中獲得能量；有的能利用光能，進行光合作用。有的進行有氧呼吸，有的進行無氧呼吸。有的能固定分子態氮，有的能利用復雜有機氮化物。有的微生物具有抗熱、冷、酸、堿、高滲、高壓、高輻射劑量等極端環境的特殊能力。 微生物的代謝能力比動植物強得多。它們個體小，比表面大，一個或幾個細胞就是一個獨立的個體，能迅速與周圍環境進行物質交換，因而具有很強的合成與分解能力。據研究，大腸桿菌（Escherichia coli）每小時可消耗自重2000倍的糖；乳酸細菌每小時可產生自重1000倍的乳酸；產朊假絲酵母（Candida utilis）合成蛋白質的能力是大豆的100倍，是肉用公牛的10萬倍。微生物的高效率的吸收轉化能力有極大的應用價值。 4. 生長繁殖快，培養容易 微生物的繁殖速度是動植物無法比擬的。有些細菌在適宜條件下每20min就繁殖一代，24h就是72代。微生物的快速繁殖能力應用在工業發酵上可大大提高生產率，運用于科學研究中能大大縮短科研周期。當然，必須防止病原微生物和腐敗微生物等有害微生物的危害。 微生物培養容易，能在常溫常壓下利用簡單的營養物質，甚至工農業廢棄物生長繁殖，積累代謝產物。利用微生物發酵法生產食品、醫藥、化工原料等具有許多優點：設備簡單，不需要高溫、高壓設備；原料廣泛，可用廉價的甘薯粉、米糠、麩皮、玉米粉及廢糖蜜、酒糟等工農業副產品；不需要催化劑；產品一般無毒；工藝獨*，成本低廉，可因地制宜，就地取材。 5. 容易發生變異，適應能力強 微生物個體微小，易受環境條件影響，加之繁殖快，數量多，容易產生大量變異的后代。利用這一特性選育優良菌種比較方便。例如，青霉素生產菌產黃青霉（Penicillium chrysogenum）1943年每毫升發酵液只含約20單位的青霉素。經過多年的選育，變異逐漸積累，該菌目前每毫升發酵液青霉素含量已接近10萬單位。當然，事物總是一分為二的。微生物容易發生變異的特性在某些方面對人類也有害，如致病菌對青霉素等抗生素的抗藥性，幾十年來由于變異的不斷積累，使抗生素的治療效果不斷下降。耐藥性強的“超級病菌”大量出現，嚴重威脅人類的健康。容易發生變異這一特性還常導致菌種衰退。 微生物有極靈活的適應性，這也是動植物無法比擬的。為了適應多變的環境條件，微生物在長期的進化中產生了許多靈活的代謝調控機制，并有很多種誘導酶。微生物對環境條件尤其是惡劣的極端環境具有驚人的適應能力。例如，海洋深處的某些硫細菌可在100℃以上的高溫下正常生長，一些嗜鹽細菌能在32%的鹽水中正常活動。 （四）微生物與人類的關系 微生物與人類的關系極為緊密。不僅涉及許多方面，而且越來越重要。 1. 微生物與物質轉化 微生物在自然界物質循環中起著巨大的作用。地球上生物的發展，一方面依賴于植物和部分微生物的光合作用合成有機物，另一方面也依賴于微生物對死的有機體的分解。如果沒有微生物的分解作用，則一切生物將無法生存。 2. 微生物與農業生產 微生物在農業生產中起著巨大的作用。微生物是土壤肥力的重要因素，可分解有機殘體，促進難溶性礦物轉化，固定空氣中氮素，增加土壤有效養分；可促進土壤團粒結構的形成。利用微生物的活動可將廢棄的有機物堆漚成優質的有機肥料。還可以利用微生物進行沼氣發酵，既可產生清潔的燃料，又可生產優質肥料。利用微生物可生產多種抗生素、殺蟲劑、除草劑，能防治作物病蟲害和雜草，還可大量生產單細胞蛋白和食用菌。農產品的加工和貯藏很多是利用有益微生物的作用或抑制有害微生物的活動。微生物能夠將作物秸稈等廢棄有機物轉化成飼料、食品，解決糧食危機。 3. 微生物與工業生產 微生物在工業生產中正起著越來越大的作用。有的是直接利用其菌體，有的是利用其代謝產物或代謝活動。微生物已被廣泛用于生產食品、藥物、化工原料、生物制品、飼料、農藥等。也有的被用于紡織、制革、石油發酵、細菌冶金及石油的勘探、開采和加工。近年來也有的利用微生物生產塑料、樹脂等高分子化合物。隨著基因工程、固定化酶、固定化細胞等先進技術的應用，進一步發掘了微生物在工農業生產中的巨大潛力。 4. 微生物與能源供應 石油、天然氣、煤炭等化石能源正日益枯竭。微生物在新能源生產方面具有巨大潛力；微生物可將蘊藏量豐富的秸稈等中的纖維素轉化成乙醇；乙醇發酵的糟柏還可作飼料和肥料，并可促進氮、磷、鉀等營養元素還田；微生物可將糞便、垃圾、污水等廢棄有機物發酵產生甲燒、氫氣等清潔能源；微生物通過分解、產氣等作用可提高石油采收率；微生物可發酵生產正烷烴類等燃料z微生物可生產微生物電池，還可進行微生物發電。 5. 微生物與資源開發 微生物發酵纖維素等大分子有機物可產生乙醇、丙酣、丁醇、甘油及各種有機酸等小分子有機物，作為化工、輕工、制藥等工業的原料。這些原料原來都是化學方法生產的。微生物發酵法以耗能少、條件溫和、污染少、成本低等優點，正逐步取代需要高溫、高壓、耗能大、污染重的化工生產出許多重要的工業原料。 6. 微生物與環境保護 在環境保護方面，越來越多地利用微生物處理污水、污物、毒物，消除污染，保護環境，監測環境。即使含有農藥、氧化物、酚等毒物的污水、污物也都可以被微生物降解。微生物的這種降解能力還可以用人工方法獲得更大的提高。 7. 微生物與人類健康 微生物與人類及畜禽的健康關系密切。如有些微生物生活在動物腸道內，可合成維生素、氨基酸等，為寄主提供營養。牛、羊等反芻動物由于微生物的共生才能消化草料中的纖維素。微生物產生的抗生素可治療人類及畜禽的傳染性病害。利用微生物可生產各種藥物及疫苗等生物制品預防、診斷、治療很多種疾病。 隨著更多新的微生物，特別是具有特殊性質和功能的微生物的發現和對微生物研究的深入，微生物必將在人類的生產和健康等方面發揮更大更多的作用，尤其是在解決人類面臨的糧食增產、能源供應、資源開發、環境保護、人類健康等突出問題方面作出特殊的貢獻。 微生物對人類也存在有害的一面。有些微生物能引起人及動植物的病害，稱為病原微生物，歷史上曾給人類造成重大的災難。某些病原微生物至今仍在嚴重威脅人類健康和農牧業生產。微生物的破壞性還表現在引起工農業產品及日用品的霉爛、腐蝕。我們要充分利用微生物對人類有益的方面為社會主義建設服務，努力消除其危害，化害為利，造福人類。 二、微生物學的任務 （一）微生物學及其分支學科 微生物學是研究微生物及其生命活動規律和應用的科學。研究內容包括微生物的形態結構、生理生化、生長繁殖、遺傳變異、生態分布、分類鑒定及其在工業、農業、醫療衛生、環境保護和生物工程等方面的應用。 由于研究任務不同，微生物學形成了許多分支學科。研究微生物基本生命活動規律的有普通微生物學、微生物分類學、微生物生理學、微生物生態學
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