微生物(microorganism)，包括細(xì)菌、病毒、真菌以及些小型的原生動(dòng)物等在內(nèi)的大類生物群體，個(gè)體微小，與人類生活密切相關(guān)。廣泛涉及健康、藥、農(nóng)業(yè)、環(huán)保等諸多域。在中大陸地區(qū)的教科書中，均將微生物劃分為以下8大類：細(xì)菌、病毒、真菌、放線菌、立克次體、支原體、衣原體、螺旋體。
點(diǎn)介紹
個(gè)體微小，般<0.1mm。
構(gòu)簡(jiǎn)單，有單細(xì)胞的，簡(jiǎn)單多細(xì)胞的，非細(xì)胞的。化地位低，大多依靠有機(jī)物維持生命
基本分類
原核類：三菌，三體。
三菌：細(xì)菌、藍(lán)細(xì)菌、放線菌三體：支原體、衣原體、立克次氏體。
真核類: 真菌，原生動(dòng)物，顯微藻類。
非細(xì)胞類： 病毒，亞病毒( 類病毒，擬病毒，朊病毒)。
類群種類
原核：細(xì)菌、放線菌、螺旋體、支原體、立克次氏體、衣原體。
真核：真菌、藻類(分)、原生動(dòng)物(分)。
非細(xì)胞類：病毒和亞病毒。
般地，在中大陸地區(qū)的教科書中，均將微生物劃分為以下8大類：
細(xì)菌、病毒、真菌、放線菌(廣義上屬于細(xì)菌的種)、立克次體、支原體、衣原體、螺旋體。[1]
細(xì)菌
(1)定義：類細(xì)胞細(xì)短，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，胞壁堅(jiān)韌，多以二分裂方式繁殖和水生性強(qiáng)的原核生物。
(2)分布:溫暖，潮濕和富含有機(jī)質(zhì)的地方。
(3)結(jié)構(gòu)：主要是單細(xì)胞的原核生物，有形，桿形，螺旋形。
基本結(jié)構(gòu)：細(xì)胞膜細(xì)胞壁細(xì)胞質(zhì)核質(zhì)。
殊結(jié)構(gòu)：莢膜、鞭毛、菌毛、芽胞。
(4)繁殖: 主要以二分裂方式行繁殖的。
(5)菌落： 單個(gè)細(xì)菌用肉眼是看不見的，當(dāng)單個(gè)或少數(shù)細(xì)菌在固體培養(yǎng)基上大量繁殖時(shí)，便會(huì)形成個(gè)肉眼可見的，具有定形態(tài)結(jié)構(gòu)的子細(xì)胞群落。
菌落是菌種鑒定的重要依據(jù)。不同種類的細(xì)菌菌落的大小，形狀光澤度顏色硬度透明度都不同。
放線菌
(1)定義:類主要成菌絲狀生長(zhǎng)和以孢子繁殖的陸生性較強(qiáng)的原核生物
(2)分布：含水量較低，有機(jī)物較豐富的，呈微堿性的土壤中。
(3)形態(tài)構(gòu):主要由菌絲組成，包括基內(nèi)菌絲和氣生菌絲(分氣生菌絲可以成熟分化為孢子絲，產(chǎn)生孢子) 。
(4)繁殖：通過形成無性孢子的形式行無性繁殖
無性繁殖有性繁殖。
(5)菌落:在固體培養(yǎng)基上：干燥，不透明，表面呈致密的絲絨狀，彩色干粉。[2]
病毒
(1) 定義:類由核酸和蛋白質(zhì)等少數(shù)幾種成分組成的“非細(xì)胞生物”，但是它的生存依賴于活細(xì)胞。
(2)結(jié)構(gòu)：[font class="Apple-style-span" style="font-family: -webkit-monospace; font-size: 13px; line-height: normal; white-space: pre-wrap; "]蛋白質(zhì)衣殼以及核酸(核酸為DNA或RNA)[/font]。
(3)大?。喊阒睆皆?00nm左右，大的病毒直徑為200nm的牛痘病毒，小的病毒直徑為28nm的脊髓灰質(zhì)炎病毒。
(4)增殖:病毒的生命活動(dòng)中
個(gè)顯著的點(diǎn)為寄生性。病毒只能寄生在某種定的活細(xì)胞內(nèi)才能生活。并利用宿主細(xì)胞內(nèi)的環(huán)境及原料快速復(fù)制增值。在非寄生狀態(tài)時(shí)呈結(jié)晶狀，不能行立的代謝活動(dòng)。以噬菌體為例： 吸附→DNA注入→復(fù)制、合成→組裝→釋放。
微生物的化學(xué)組成
C、H、O、N、P、S以及其他元素。
微生物的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)
1 水和無機(jī)鹽
2 碳源:凡能為微生物提供生長(zhǎng)繁殖所需碳元素的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。
來源：周圍環(huán)境中的有機(jī)物質(zhì)，常用的有糖類、油脂、有機(jī)酸及有機(jī)酸酯和小分子醇。
作用：碳源對(duì)微生物生長(zhǎng)代謝的作用主要為提供細(xì)胞的碳架，提供細(xì)胞生命活動(dòng)所需的能量，提供合成產(chǎn)物的碳架。
3氮源：凡能為微生物提供所需氮元素的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。
來源：周圍環(huán)境中得有機(jī)無機(jī)含氮物質(zhì)。
作用:主要用于合成蛋白質(zhì)，核酸以及含氮的代謝產(chǎn)物。
4能源:能為微生物生命活動(dòng)提供初能源來源的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)或輻射能。
5生長(zhǎng)因子：微生物生長(zhǎng)不可缺少的微量有機(jī)物[1]
病源微生物
能引起人和動(dòng)物致病的微生物叫病源微生物，有八大類：
1.真菌：引起皮膚病。深組織上感染。
2放線菌：皮膚，傷口感染。
3螺旋體：皮膚病，血液感染 如梅毒，鉤端螺旋體病。
4細(xì)菌：皮膚病化膿，上呼吸道感染，泌尿道感染，食物中毒，敗血壓癥，急性傳染病等。
5立克次氏體：斑疹傷寒等。
6衣原體：沙眼，泌尿生殖道感染。
7病毒：肝炎，乙型腦炎，麻疹，艾滋病等。
8支原體：肺炎，尿路感染。
生物界的微生物達(dá)幾種，大多數(shù)對(duì)人類有益，只有少份能致病。有些微生物通常不致病，在定環(huán)境下能引起感染稱條件致病菌。 能引起食品變質(zhì)，腐敗，正因?yàn)樗鼈兎纸庾匀唤绲奈矬w，才能成大自然的物質(zhì)循環(huán)
五大共性
體積小，面積大;
吸收多，轉(zhuǎn)化快;
生長(zhǎng)旺，繁殖快;
適應(yīng)強(qiáng)，易變異;
分布廣，種類多。
大小
目前界上已知大的微生物：1985年Fishelson、Montgomery及Myrberg三人發(fā)現(xiàn)種生長(zhǎng)于紅海水域中的熱帶魚(名叫surgeonfish)的小腸管道中的微生物，這是當(dāng)時(shí)界上所發(fā)現(xiàn)大的微生物。它外形酷似雪茄煙，長(zhǎng)約200～500μm，長(zhǎng)可達(dá)600μm，體積約為大腸桿菌的100倍，這種微生物并不需要由顯微鏡觀察便可直接由肉眼察覺到它的存在。目前大的微生物則是1997年，由。Heidi Schulz在納米比亞海岸海洋沉淀土中所發(fā)現(xiàn)的呈狀的細(xì)菌，直徑約100～750μm。這比之前所提的微生物大上100倍。
目前界上已知小的微生物：支原體，過去也譯成“霉形體”，它是類介于細(xì)菌和病毒之間的單細(xì)胞微生物。地上已知的能立生活的小微生物，大小約為100納米。支原體般都是寄生生物，其中有名的當(dāng)屬肺炎支原體(M.Pneumonia)，它能引起哺乳動(dòng)物別是牛的呼吸器官發(fā)生嚴(yán)重病變
生物作用
微生物對(duì)人類重要的影響之是導(dǎo)致傳染病的流行。在人類疾病中有50%是由病毒引起。界衛(wèi)生組織公布資料顯示：傳染病的發(fā)病率和病死率在所有疾病中占據(jù)位。微生物導(dǎo)致人類疾病的歷史，也就是人類與之不斷斗爭(zhēng)的歷史。在疾病的預(yù)防和治療方面，人類取得了長(zhǎng)足的展，但是新現(xiàn)和再現(xiàn)的微生物感染還是不斷發(fā)生，像大量的病毒性疾病直缺乏有效的治療藥物。些疾病的致病機(jī)制并不清楚。大量的廣譜抗生素的濫用成了強(qiáng)大的選擇壓力，使許多菌株發(fā)生變異，導(dǎo)致耐藥性的產(chǎn)生，人類健康受到新的威脅。些分節(jié)段的病毒之間可以通過重組或重配發(fā)生變異，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與前次導(dǎo)致感染的株型發(fā)生了變異，這種快速的變異給疫苗的和治療成了很大的障礙。而耐藥性結(jié)核桿菌的出現(xiàn)使原本已近控制住的結(jié)核感染又在界范圍內(nèi)猖獗起來。
微生物千姿百態(tài)，有些是腐敗性的，即引起食品氣味和組織結(jié)構(gòu)發(fā)生不良變化。當(dāng)然有些微生物是有益的，它們可用來如奶酪，面包，泡菜，啤酒和葡萄酒。微生物非常小，通過顯微鏡放大約1000 倍才能看到。比如中等大小的細(xì)菌，1000個(gè)疊加在起只有句號(hào)那么大。想像下滴牛奶，每毫升腐敗的牛奶中約有5千個(gè)細(xì)菌，或者講每夸脫牛奶中細(xì)菌總數(shù)約為50億。也就是滴牛奶中可能含有50 億個(gè)細(xì)菌。
微生物能夠致病，能夠成食品、布匹、皮革等發(fā)霉腐爛，但微生物也有有益的面。早是弗萊明從青霉菌抑制其它細(xì)菌的生長(zhǎng)中發(fā)現(xiàn)了青霉素，這對(duì)藥界來講是個(gè)劃時(shí)代的發(fā)現(xiàn)。后來大量的抗生素從放線菌等的代謝產(chǎn)物中篩選出來。抗生素的使用在二次界大戰(zhàn)中挽救了無數(shù)人的生命。些微生物被廣泛應(yīng)用于業(yè)發(fā)酵，乙醇、食品及各種酶制劑等;分微生物能夠降解塑料、處理廢水廢氣等等，并且可再生資源的潛力大，稱為環(huán)保微生物;還有些能在端環(huán)境中生存的微生物，例如：溫、低溫、鹽、堿以及輻射等普通生命體不能生存的環(huán)境，依然存在著分微生物等等?？瓷先ィ覀儼l(fā)現(xiàn)的微生物已經(jīng)很多，但實(shí)際上由于培養(yǎng)方式等手段的限制，人類現(xiàn)今發(fā)現(xiàn)的微生物還只占自然界中存在的微生物的很少分。
微生物間的相互作用機(jī)制也相當(dāng)奧秘。例如健康人腸道中即有大量細(xì)菌存在，稱正常菌群，其中包含的細(xì)菌種類達(dá)上百種。在腸道環(huán)境中這些細(xì)菌相互依存，互惠共生。食物、有毒物質(zhì)甚至藥物的分解與吸收，菌群在這些過程中發(fā)揮的作用，以及細(xì)菌之間的相互作用機(jī)制還不明了。旦菌群失調(diào)，就會(huì)引起腹瀉。
隨著學(xué)研究入分子水平，人們對(duì)基因、遺傳物質(zhì)等業(yè)術(shù)語也日漸熟悉。人們認(rèn)識(shí)到，是遺傳信息決定了生物體具有的生命征，包括外形態(tài)以及從事的生命活動(dòng)等等，而生物體的基因組正是這些遺傳信息的攜帶者。因此闡明生物體基因組攜帶的遺傳信息，將大大有助于揭示生命的起源和奧秘。在分子水平上研究微生物病原體的變異規(guī)律、毒力和致病性，對(duì)于傳統(tǒng)微生物學(xué)來說是場(chǎng)革命。
從分子水平上對(duì)微生物行基因組研究為探索微生物個(gè)體以及群體間作用的奧秘提供了新的線索和思路。為了充分開發(fā)微生物(別是細(xì)菌)資源，1994年美發(fā)起了微生物基因組研究計(jì)劃(MGP)。通過研究整的基因組信息開發(fā)和利用微生物重要的能基因，不僅能夠加深對(duì)微生物的致病機(jī)制、重要代謝和調(diào)控機(jī)制的認(rèn)識(shí)，更能在此基礎(chǔ)上發(fā)展系列與我們的生活密切相關(guān)的基因程產(chǎn)品，包括：接種用的疫苗、治療用的新藥、診斷試劑和應(yīng)用于農(nóng)業(yè)的各種酶制劑等等。通過基因程方法的改，促新型菌株的構(gòu)建和傳統(tǒng)菌株的改，面促微生物業(yè)時(shí)代的來臨。
業(yè)微生物涉及食品、制藥、冶金、采礦、石油、皮革、輕化等多種行業(yè)。通過微生物發(fā)酵途徑抗生素、丁醇、維生素C以及些風(fēng)味食品的制備等;某些殊微生物酶參與皮革脫毛、冶金、采油采礦等過程，甚至直接作為洗衣粉等的添加劑;另外還有些微生物的代謝產(chǎn)物可以作為天然的微生物殺蟲劑廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)。通過對(duì)枯草芽孢桿菌的基因組研究，發(fā)現(xiàn)了系列與抗生素及重要業(yè)用酶的產(chǎn)生相關(guān)的基因。乳酸桿菌作為種重要的微生態(tài)調(diào)節(jié)劑參與食品發(fā)酵過程，對(duì)其行的基因組學(xué)研究將有利于找到關(guān)鍵的能基因，然后對(duì)菌株加以改，使其更適于業(yè)化的過程。內(nèi)維生素C兩步發(fā)酵法過程中的關(guān)鍵菌株氧化葡萄糖酸桿菌的基因組研究，將在基因組測(cè)序成的前提下找到與維生素C相關(guān)的重要代謝能基因，經(jīng)基因程改，實(shí)現(xiàn)新的程菌株的構(gòu)建，簡(jiǎn)化步驟，降低成本，繼而實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益的大幅度提升。對(duì)業(yè)微生物開展的基因組研究，不斷發(fā)現(xiàn)新的殊酶基因及重要代謝過程和代謝產(chǎn)物生成相關(guān)的能基因，并將其應(yīng)用于以及傳統(tǒng)業(yè)、藝的改，同時(shí)推動(dòng)現(xiàn)代生物的迅速發(fā)展。
經(jīng)濟(jì)作物柑橘的致病菌是際上個(gè)發(fā)表了序列的植物致病微生物。還有些在分類學(xué)、生理學(xué)和經(jīng)濟(jì)價(jià)值上非常重要的農(nóng)業(yè)微生物，例如：胡蘿卜歐文氏菌、植物致病性假單胞菌以及中正在開展的黃單胞菌的研究等正在行之中。日前植物固氮根瘤菌的序列也剛剛測(cè)定成。借鑒已經(jīng)較為成熟的從人類病原微生物的基因組學(xué)信息篩選治療性藥物的方案，可以嘗試性地應(yīng)用到植物病原體上。別像柑橘的致病菌這種需要昆蟲媒介才能成生活周期的種類，除了殺蟲劑能阻斷其生活周期以外，只能通過遺傳學(xué)研究找到毒力相關(guān)因子，尋找抗性靶位以發(fā)展更有效的控制對(duì)策。固氮菌遺傳信息的解析對(duì)于開發(fā)利用其固氮關(guān)鍵基因提農(nóng)作物的產(chǎn)量和質(zhì)量也具有重要的意義。
在端環(huán)境下能夠生長(zhǎng)的微生物稱為端微生物，又稱嗜菌。嗜菌對(duì)端環(huán)境具有很強(qiáng)的適應(yīng)性，端微生物基因組的研究有助于從分子水平研究限條件下微生物的適應(yīng)性，加深對(duì)生命本質(zhì)的認(rèn)識(shí)。
有種嗜菌，它能夠暴
露于數(shù)千倍強(qiáng)度的輻射下仍能存活，而人類個(gè)劑量強(qiáng)度就會(huì)死亡。該細(xì)菌的染色體在接受幾百拉德a射線后粉碎為數(shù)百個(gè)片段，但能在天內(nèi)將其恢復(fù)。研究其DNA修復(fù)機(jī)制對(duì)于發(fā)展在輻射污染區(qū)行環(huán)境的生物治理非常有意義。開發(fā)利用嗜菌的限性可以突破當(dāng)前生物域中的些局限，建立新的手段，使環(huán)境、能源、農(nóng)業(yè)、健康、輕化等域的生物能力發(fā)生革命。來自端微生物的端酶，可在端環(huán)境下行使能，將大地拓展酶的應(yīng)用空間，是建立效率、低成本生物過程的基礎(chǔ)，例如PCR中的TagDNA聚合酶、洗滌劑中的堿性酶等都具有代表意義。端微生物的研究與應(yīng)用將是取得現(xiàn)代生物優(yōu)勢(shì)的重要途徑，其在新酶、新藥開發(fā)及環(huán)境整治方面應(yīng)用潛力大。[3]
折疊編輯本段生物貢獻(xiàn)
現(xiàn)代生物學(xué)的若干基礎(chǔ)性的重大發(fā)現(xiàn)與理論，是在研究微生物的過程中或以微生物為實(shí)驗(yàn)材料與具取得的。這些理論包括：證明DNA(脫氧核糖核酸)是遺傳信息的載體(三大經(jīng)典實(shí)驗(yàn)：肺炎菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)、噬菌體實(shí)驗(yàn)、植物病毒的重組實(shí)驗(yàn))。DNA的半保留復(fù)制方式(雙螺旋的每條子鏈分別、都是復(fù)制模板)。遺傳密碼子的解讀(64個(gè)密碼子各對(duì)應(yīng)20種氨基酸及終止信號(hào)的哪種)?；虻霓D(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)(operon, promoter, operator, repressor, activator的概念與調(diào)節(jié)方式)。信使RNA的翻譯調(diào)節(jié)(terminator)等等……?，F(xiàn)在，很多常用、通用的生物學(xué)研究依賴于微生物，比如：分子克隆重組蛋白在細(xì)菌或酵母中的表達(dá)。很多學(xué)也依賴于微生物，比如：以病毒為載體的基因治療
基因因素
農(nóng)業(yè)微生物基因組研究認(rèn)清致病機(jī)制發(fā)展控制病害的新對(duì)策。據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，每年因病害導(dǎo)致的農(nóng)作物減產(chǎn)可達(dá)20%，其中植物的細(xì)菌性病害為嚴(yán)重。除了培植在遺傳上對(duì)病害有抗性的品種以及加強(qiáng)園藝管理外，似乎沒有的病害防治策略。因此積開展某些植物致病微生物的基因組研究，認(rèn)清其致病機(jī)制并由此發(fā)展控制病害的新對(duì)策顯得十分緊迫。經(jīng)濟(jì)作物柑橘的致病菌是際上個(gè)發(fā)表了序列的植物致病微生物。還有些在分類學(xué)、生理學(xué)和經(jīng)濟(jì)價(jià)值上非常重要的農(nóng)業(yè)微生物，例如：胡蘿卜歐文氏菌、植物致病性假單胞菌以及我正在開展的黃單胞菌的研究等正在行之中。
微生物能夠分解纖維素等物質(zhì)，并促資源的再生利用。對(duì)這些微生物開展的基因組研究，在深入了解殊代謝過程的遺傳背景的前提下，有選擇性的加以利用，例如找到不同污染物降解的關(guān)鍵基因，將其在某菌株中組合，構(gòu)建效能的基因程菌株，菌多用，可同時(shí)降解不同的環(huán)境污染物質(zhì)，大發(fā)揮其改善環(huán)境、排除污染的潛力。美基因組研究所結(jié)合生物芯片方法對(duì)微生物行了殊條件下的表達(dá)譜的研究，以期找到其降解有機(jī)物的關(guān)鍵基因，為開發(fā)及利用確定目標(biāo)。端環(huán)境微生物基因組研究深入認(rèn)識(shí)生命本質(zhì)應(yīng)用潛力大。在端環(huán)境下能夠生長(zhǎng)的微生物稱為端微生物，又稱嗜菌。嗜菌對(duì)端環(huán)境具有很強(qiáng)的適應(yīng)性，端微生物基因組的研究有助于從分子水平研究限條件下微生物的適應(yīng)性，加深對(duì)生命本質(zhì)的認(rèn)識(shí)。有種嗜菌，它能夠暴露于數(shù)千倍強(qiáng)度的輻射下仍能存活，而人類個(gè)劑量強(qiáng)度就會(huì)死亡。該細(xì)菌的染色體在接受幾百拉德a射線后粉碎為數(shù)百個(gè)片段，但能在天內(nèi)將其恢復(fù)。研究其DNA修復(fù)機(jī)制對(duì)于發(fā)展在輻射污染區(qū)行環(huán)境的生物治理非常有意義。開發(fā)利用嗜菌的限性可以突破當(dāng)前生物域中的些局限，建立新的手段，使環(huán)境、能源、農(nóng)業(yè)、健康、輕化等域的生物能力發(fā)生革命。來自端微生物的端酶，可在端環(huán)境下行使能，將大地拓展酶的應(yīng)用空間，是建立效率、低成本生物過程的基礎(chǔ)，例如PCR中的TagDNA聚合酶、洗滌劑中的堿性酶等都具有代表意義。端微生物的研究與應(yīng)用將是取得現(xiàn)代生物優(yōu)勢(shì)的重要途徑，其在新酶、新藥開發(fā)及環(huán)境整治方面應(yīng)用潛力大
