微生物是生物界中数量极其庞大的一个类群,它是自然界生态平衡和物质循环中必不 可少的重要成员,与人类及其生存环境的关系十分密切。对于微生物个体来说,它的存在对 我们人类有时是有利的,有时既无利也无害,有时却是有害的。无数事实已经证明,自从人 类认识微生物并逐渐掌握其活动规律后,就可能将原来无利的微生物变成有利的,小利的变 成大利的,有害的变成小害、无害甚至有利,从而大大改善了人类的生活质量和推动了人类 的文明进步。目前,微生物在解决人类的粮食、能源、健康、资源和环境保护等问题中正显 露出越来越重要且不可替代的独特作用。然而,据估计,迄今为止已经发现的微生物仅占其 总数的10%左右,在工农医等方面被利用并获得经济和社会效益的微生物则更少,只有数 百种。大部分微生物还有待于发掘利用。 11微生物及其特点 1.1.1微生物( microorganisn, microbe) 微生物并不是生物分类学上的名词,它是包括所有形体微小的单细胞,或个体结构简单 的多细胞,或没有细胞结构的低等生物的通称。微生物是一群进化地位较低的简单生物,其 类群十分庞杂,有原核类的细菌、放线菌、蓝细菌、立克次氏体、衣原体和支原体,真核类 的酵母菌、霉菌、担子菌、原生动物和显微藻类,还有不具细胞结构的病毒和类病毒等。因 为肉眼难以分辨小于1毫米的物体细节,所以,通常必需借助光学显微镜甚至电子显微镜才 能观察微生物的形态结构和大小。但也有例外,最近有报道称德国科学家在非洲纳米比亚海 岸的海床沉积物中发现接近于肉眼可见的世界上最大细菌,这种细菌呈球状,普遍有0.1-0.3 毫米宽,有的可达075毫米,它们比一般细菌大1000倍以上;另外,一些真核微生物的个 体也可以被肉眼观察到,有些甚至很大,如木耳、马勃等担子菌。对于大多数微生物来讲, 显微镜是观察和研究它们的必备条件。这正是微生物研究在整个生物界中起步较晚的重要原 因之 11.2微生物的特点 在生命科学研究和工业发酵生产广泛采用微生物为材料和对象的根本原因是由于微生 物个体一般是一个能自我增殖、多功能和大交换面积的单细胞反应体系。其特点可概括为体 积小、面积大,吸收快、转化快,生长旺、繁殖快,易变异、适应性强,种类多、分布广等 五大特性 11.21体积小、面积大 通常,微生物个体都极其微小,它们的测量单位是微米(μm,即10°m),甚至是纳米(nm, 即10°m)。各类微生物个体大小的差异十分明显。粗略估计,真核微生物、原核微生物、非 细胞微生物、生物大分子、分子和原子之间大小之比,大都以10比1的比例递减 杆状细菌的平均长度和宽度约2um和0.5μm,3000个头尾衔接的杆菌的长度仅为一粒 籼米的长度,而60~80个肩并肩排列的杆菌长度仅为一根头发的直径。至于细菌的体重就更 微乎其微,每毫克的细菌约含有10-100亿个 众所周知,任何物体被分割得越细,其单位体积中物体所占的表面积就越大。若以人体 的“面积/体积”比值为1,则与人体等重的大肠杆菌的“面积/体积”比值为人的30万倍2 微生物是生物界中数量极其庞大的一个类群，它是自然界生态平衡和物质循环中必不 可少的重要成员，与人类及其生存环境的关系十分密切。对于微生物个体来说，它的存在对 我们人类有时是有利的，有时既无利也无害，有时却是有害的。无数事实已经证明，自从人 类认识微生物并逐渐掌握其活动规律后，就可能将原来无利的微生物变成有利的，小利的变 成大利的，有害的变成小害、无害甚至有利，从而大大改善了人类的生活质量和推动了人类 的文明进步。目前，微生物在解决人类的粮食、能源、健康、资源和环境保护等问题中正显 露出越来越重要且不可替代的独特作用。然而，据估计，迄今为止已经发现的微生物仅占其 总数的 10%左右，在工农医等方面被利用并获得经济和社会效益的微生物则更少，只有数 百种。大部分微生物还有待于发掘利用。 1.1 微生物及其特点 1.1.1 微生物(microorganism, microbe) 微生物并不是生物分类学上的名词，它是包括所有形体微小的单细胞，或个体结构简单 的多细胞，或没有细胞结构的低等生物的通称。微生物是一群进化地位较低的简单生物，其 类群十分庞杂，有原核类的细菌、放线菌、蓝细菌、立克次氏体、衣原体和支原体，真核类 的酵母菌、霉菌、担子菌、原生动物和显微藻类，还有不具细胞结构的病毒和类病毒等。因 为肉眼难以分辨小于 1 毫米的物体细节，所以，通常必需借助光学显微镜甚至电子显微镜才 能观察微生物的形态结构和大小。但也有例外，最近有报道称德国科学家在非洲纳米比亚海 岸的海床沉积物中发现接近于肉眼可见的世界上最大细菌，这种细菌呈球状，普遍有 0.1~0.3 毫米宽，有的可达 0.75 毫米，它们比一般细菌大 1000 倍以上; 另外，一些真核微生物的个 体也可以被肉眼观察到，有些甚至很大，如木耳、马勃等担子菌。对于大多数微生物来讲， 显微镜是观察和研究它们的必备条件。这正是微生物研究在整个生物界中起步较晚的重要原 因之一。 1.1.2 微生物的特点 在生命科学研究和工业发酵生产广泛采用微生物为材料和对象的根本原因是由于微生 物个体一般是一个能自我增殖、多功能和大交换面积的单细胞反应体系。其特点可概括为体 积小、面积大，吸收快、转化快，生长旺、繁殖快，易变异、适应性强，种类多、分布广等 五大特性。 1.1.2.1 体积小、面积大 通常，微生物个体都极其微小，它们的测量单位是微米(m,即 10-6m)，甚至是纳米(nm, 即 10-9m)。各类微生物个体大小的差异十分明显。粗略估计，真核微生物、原核微生物、非 细胞微生物、生物大分子、分子和原子之间大小之比，大都以 10 比 1 的比例递减。 杆状细菌的平均长度和宽度约 2m 和 0.5m，3000 个头尾衔接的杆菌的长度仅为一粒 籼米的长度，而 60~80 个肩并肩排列的杆菌长度仅为一根头发的直径。至于细菌的体重就更 微乎其微，每毫克的细菌约含有 10~100 亿个。 众所周知，任何物体被分割得越细，其单位体积中物体所占的表面积就越大。若以人体 的“面积/体积”比值为 1，则与人体等重的大肠杆菌的“面积/体积”比值为人的 30 万倍