微生物

消毒專業基本術語 生物學

心氣虛,則脈細;肺氣虛,則皮寒;肝氣虛,則氣少;腎氣虛,則泄利前後;脾氣虛,則飲食不入。
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1 拼音

wēi shēng wù

2 英文參考

microorganism[WS/T 466-2014 《消毒專業名詞術語》]

3 概述

微生物指在顯微鏡下才能看到的微小實體,包括細菌真菌病毒、某些原生動物和藻類[1]

微生物是指一切肉眼看不到或看不清楚,因而需要藉助顯微鏡觀察的微小生物。微生物包括原核微生物(如細菌)、真核微生物(如真菌、藻類和原蟲)和無細胞生物(如病毒)三類。

4 微生物的主要特性

微生物最大的特點,不但在於體積微小,而且在結構上亦相當簡單。由於微生物體積極之微小,故相對面積較大,物質吸收快,轉化快。微生物生長與繁殖上亦是很迅速的,而且適應性強。從寒冷的冰川到極酷熱的溫泉,從極高的山頂到極深的海底微生物都能夠生存。

由於微生物適應性強,又容易在較短時間內積聚非常多的個體(例如10^10個/毫升的數量級),因此容易篩選分離突變株。容易得到微生物突變株的性質,給人類利用與開發微生物帶來廣闊契機,但也是導致抗藥性的內在原因。

5 微生物代謝

主條目:代謝

微生物代謝微生物細胞)內發生的全部化學反應微生物代謝異常旺盛,這是由於微生物的表面積與體積比很大(約是同等重量的成年人的30萬倍),使它們能夠迅速與外界環境進行物質交換。

代謝產物 微生物代謝過程中,會產生多種代謝產物。根據代謝產物與微生物生長繁殖的關係,可以分爲初級代謝產物和次級代謝產物兩類。 初級代謝產物是指微生物通過代謝活動產生的、自身生長和繁殖所必須的物質,如氨基酸核苷酸多糖、脂質、維生素等。在不同種類的微生物細胞中,初級代謝產物的種類基本相同。 次級代謝產物是指微生物生長到一定階段才產生的化學結構十分複雜,對該微生物無明顯生理功能,或並非是微生物生長和繁殖所必須的物質,如抗生素毒素激素、色素等。不同種類的微生物所產生的次級代謝產物不相同,它們可能積累在細胞內,也可能排到外環境中。

代謝的調節 微生物在長期的進化過程中,形成了一整套完善的代謝調節系統,以保證證代謝活動經濟而高效地進行。微生物代謝調節主要有兩種方式:酶合成的調節和酶活性的調節。 另外人工控制微生物代謝的措施包括改變微生物遺傳特徵,控制生產過程中的各種條件等。

6 主要分類

微生物主要分爲以下幾類:(參見生物分類總表)

原核微生物 細菌(Bacteria) 古菌(Archaea) 真核微生物 真菌(Fungi) 原生生物(protozoan) 藻類(algae) 無細胞生物 病毒(virus) 類病毒(virusoid) 擬病毒(viroid) 朊毒體(亦稱朊病毒蛋白質感染性顆粒)(prion)

7 微生物自然界的存在

微生物自然界中廣泛存在,數目巨大。下表爲一些生態環境微生物細胞數目的估計:

 密度全球總數
海水108~109L-1約1029
海洋沉積物109g-1約3×1029
動物消化道1011g-1約1025
地表或海底下深處102~108約1030

原核生物共構成全球生物量的25~50%。

8 微生物作用

微生物與人類的生產、生活和生存息息相關。有很多食品(如醬油、醋、味精、酒、酸奶奶酪蘑菇)、工業品(如皮革、紡織、石化)、藥品(如抗生素疫苗維生素、生態農藥)是依賴於微生物製造的;微生物在礦產探測與開採、廢物處理(如水淨化沼氣發酵)等各種領域中也發揮重要作用微生物自然界唯一認知的固氮者(如大豆根瘤菌)與動植物殘體降解者(如纖維素的降解),同時位於常見生物鏈的首末兩端,從而完成碳、氮、硫、磷等生物質在大循環中的銜接。若沒有微生物,衆多生物就失去必需的營養來源、植物的纖維質殘體就無法分解而無限堆積,就沒有自然界當前的繁榮與秩序或人類的產生與維續。

此外,微生物地球上氣候的變化也起着重要作用。許多微生物直接參與了溫室氣體的排放或者吸收,而也有很多微生物可以成爲未來的生物燃料[1]。

9 微生物與人類健康

微生物與人類健康密切相關。多數微生物人體是無害的。實際上,人體的外表面(如皮膚)和內表面(如腸道)生活着很多正常、有益的菌羣。它們佔據這些表面併產生天然的抗生素抑制有害菌的着落與生長;它們也協助吸收或親自製造一些人體必需的營養物質,如維生素氨基酸。這些菌羣的失調(如抗生素濫用)可以導致感染發生營養缺失。然而另一方面,人類與動植物的疾病也有很多是由微生物引起,這些微生物叫做病原微生物(pathogenic microorganism)或病原(pathogen)。重要的人類致病微生物列於下表中。

主要的人類致病微生物

疾病名稱致病原全球感染攜帶者)人數每年新發病例數每年死亡人數

結核結核分枝桿菌~20億人(全球三分之一人口)881萬例 (2003[1]175萬人 (2003[2]
艾滋病人類免疫缺陷病毒4200萬人550萬例310萬人
痢疾志賀氏菌痢疾桿菌大腸埃希氏桿菌 27億例190萬人
瘧疾瘧原蟲 3-5億例100萬人
乙型肝炎乙型肝炎病毒 1000-3000萬例100萬人
麻疹麻疹病毒 3000萬例90萬人
登革熱登革病毒 2000萬例2萬4千人
流感流感病毒幾乎全部人口300-500萬例25萬人
黃熱病黃熱病毒 20萬例3萬人

他經常聽說的致病微生物還有:流行已經完全得到控制或消滅的天花病毒(引起天花)和脊髓灰質炎病毒(導致小兒麻痹症);引起炭疽病炭疽桿菌;以及近年來顯現的薩斯冠狀病毒(引起嚴重急性呼吸道綜合症,又名薩斯、也俗稱非典型肺炎)和可能將在人類流行的禽流感。

10 對現代生物學研究與醫學技術的貢獻

現代生物學的若干基礎性的重大發現與理論,是在研究微生物的過程中或以微生物爲實驗材料與工具取得的。這些理論包括:

證明DNA(脫氧核糖核酸)是遺傳信息載體(三大經典實驗:肺炎球菌的轉化實驗、噬菌體實驗、植物病毒重組實驗) DNA的半保留複製方式(雙螺旋的每一條子鏈分別、都是複製模板) 遺傳密碼子的解讀(64個密碼子各對應20種氨基酸及終止信號的哪一種) 基因轉錄調節(operon, promoter, operator, repressor, activator的概念與調節方式) 信使RNA的翻譯調節(terminator) 等等……(請添加)

現在,很多常用、通用的生物學研究技術依賴於微生物,比如:

分子克隆 重組蛋白在細菌酵母中的表達

很多醫學技術也依賴於微生物。比如:

病毒載體基因治療

11 參考資料

  1. ^ [1] 中華人民共和國國家衛生和計劃生育委員會.消毒專業名詞術語,2014.
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