微生物

微生物是指一切肉眼看不到或看不清楚，因而需要借助显微镜观察的微小生物。微生物包括原核微生物（如细菌）、真核微生物（如真菌、藻类和原虫）和无细胞生物（如病毒）三类。

[编辑] 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。微生物在生長與繁殖上亦是很迅速的，而且適應性強。從寒冷的冰川到极酷熱的溫泉，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），因此容易篩選並分離到突變株。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。

[编辑] 微生物的代謝

主条目：代謝

微生物的代謝指微生物（細胞）内發生的全部化學反應。 微生物的代謝異常旺盛，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30万倍），使它們能夠迅速與外界環境進行物質交換。

代謝產物 微生物在代謝過程中，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内，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，以保證証代謝活動經濟而高效地進行。微生物的代謝調節主要有兩种方式：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，控制生産過程中的各種條件等。

[编辑] 主要分类

微生物主要分为以下几类：（參見生物分類總表）

• 原核微生物
  • 细菌(Bacteria)
  • 古菌(Archaea)
• 真核微生物
  • 真菌(Fungi)
  • 原生生物(protozoan)
  • 藻类(algae)
• 无细胞生物
  • 病毒(virus)
  • 类病毒(virusoid)
  • 拟病毒(viroid)
  • 朊毒体（亦称朊病毒、蛋白质质感染性颗粒）(prion)

[编辑] 微生物在自然界的存在

微生物在自然界中廣泛存在，數目巨大。下表爲一些生態環境中微生物細胞數目的估計：

原核生物共構成全球生物量的25~50%。

[编辑] 微生物的作用

微生物与人类的生产、生活和生存息息相关。有很多食品（如酱油、醋、味精、酒、酸奶、奶酪、蘑菇）、工业品（如皮革、纺织、石化）、药品（如抗生素、疫苗、维生素、生态农药）是依赖于微生物制造的；微生物在矿产探测与开采、废物处理（如水净化、沼气发酵）等各种领域中也发挥重要作用。微生物是自然界唯一认知的固氮者（如大豆根瘤菌）与动植物残体降解者（如纤维素的降解），同时位于常见生物链的首末两端，从而完成碳、氮、硫、磷等生物质在大循环中的衔接。若没有微生物，众多生物就失去必需的营养来源、植物的纤维质残体就无法分解而无限堆积，就没有自然界当前的繁荣与秩序或人类的产生与维续。

此外，微生物对地球上气候的变化也起着重要作用。许多微生物直接参与了温室气体的排放或者吸收，而也有很多微生物可以成为未来的生物燃料^[1]。

[编辑] 微生物与人类健康

微生物与人类健康密切相关。多数微生物对人体是无害的。实际上，人体的外表面（如皮肤）和内表面（如肠道）生活着很多正常、有益的菌群。它们占据这些表面并产生天然的抗生素，抑制有害菌的着落与生长；它们也协助吸收或亲自制造一些人体必需的营养物质，如维生素和氨基酸。这些菌群的失调（如抗生素滥用）可以导致感染发生或营养缺失。然而另一方面，人类与动植物的疾病也有很多是由微生物引起，这些微生物叫做病原微生物(pathogenic microorganism)或病原(pathogen)。重要的人类致病微生物列于下表中。

其他经常听说的致病微生物还有：流行已经完全得到控制或消灭的天花病毒（引起天花）和脊髓灰质炎病毒（导致小儿麻痹症）；引起炭疽病的炭疽杆菌；以及近年来显现的萨斯冠状病毒（引起严重急性呼吸道综合症，又名萨斯、也俗称非典型肺炎）和可能将在人类流行的禽流感。

[编辑] 对现代生物学研究与医学技术的贡献

现代生物学的若干基础性的重大发现与理论，是在研究微生物的过程中或以微生物为实验材料与工具取得的。这些理论包括：

• 证明DNA（脱氧核糖核酸）是遗传信息的载体（三大经典实验：肺炎球菌的转化实验、噬菌体实验、植物病毒的重组实验）
• DNA的半保留复制方式（双螺旋的每一条子链分别、都是复制模板）
• 遗传密码子的解读（64个密码子各对应20种氨基酸及终止信号的哪一种）
• 基因的转录调节（operon, promoter, operator, repressor, activator的概念与调节方式）
• 信使RNA的翻译调节（terminator）
• 等等……（请添加）

现在，很多常用、通用的生物学研究技术依赖于微生物，比如：

• 分子克隆
• 重组蛋白在细菌或酵母中的表达

很多医学技术也依赖于微生物。比如：

• 以病毒为载体的基因治疗

[编辑] 参考文献