微生物的生物學(xué)特性有哪些

【專家解說】：微生物是指一切肉眼看不到或看不清楚，因而需要借助顯微鏡觀察的微小生物。微生物包括原核微生物（如細(xì)菌）、真核微生物（如真菌、藻類和原蟲）和無(wú)細(xì)胞生物（如病毒）三類。 主要特性 微生物最大的特點(diǎn)，不但在于體積微小，而且在結(jié)構(gòu)上亦相當(dāng)簡(jiǎn)單。由于微生物體積極之微小，故相對(duì)面積較大，物質(zhì)吸收快，轉(zhuǎn)化快。微生物在生長(zhǎng)與繁殖上亦是很迅速的，而且適應(yīng)性強(qiáng)。從寒冷的冰川到極酷熱的溫泉，從極高的山頂?shù)綐O深的海底，微生物都能夠生存。 由于微生物適應(yīng)性強(qiáng)，又容易在較短時(shí)間內(nèi)積聚非常多的個(gè)體（例如10^10個(gè)/毫升的數(shù)量級(jí)），因此容易篩選并分離到突變株。容易得到微生物突變株的性質(zhì)，給人類利用與開發(fā)微生物帶來(lái)廣闊契機(jī)，但也是導(dǎo)致抗藥性的內(nèi)在原因。 微生物的代謝 微生物的代謝指微生物（細(xì)胞）內(nèi)發(fā)生的全部化學(xué)反應(yīng)。 微生物的代謝異常旺盛，這是由于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(wàn)倍），使它們能夠迅速與外界環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)交換。 代謝產(chǎn)物 微生物在代謝過程中，會(huì)產(chǎn)生多種代謝產(chǎn)物。根據(jù)代謝產(chǎn)物與微生物生長(zhǎng)繁殖的關(guān)系，可以分為初級(jí)代謝產(chǎn)物和次級(jí)代謝產(chǎn)物兩類。 初級(jí)代謝產(chǎn)物是指微生物通過代謝活動(dòng)產(chǎn)生的、自身生長(zhǎng)和繁殖所必須的物質(zhì)，如氨基酸、核苷酸、多糖、脂質(zhì)、維生素等。在不同種類的微生物細(xì)胞中，初級(jí)代謝產(chǎn)物的種類基本相同。 次級(jí)代謝產(chǎn)物是指微生物生長(zhǎng)到一定階段才產(chǎn)生的化學(xué)結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，對(duì)該微生物無(wú)明顯生理功能，或并非是微生物生長(zhǎng)和繁殖所必須的物質(zhì)，如抗生素、毒素、激素、色素等。不同種類的微生物所產(chǎn)生的次級(jí)代謝產(chǎn)物不相同，它們可能積累在細(xì)胞內(nèi)，也可能排到外環(huán)境中。 代謝的調(diào)節(jié) 微生物在長(zhǎng)期的進(jìn)化過程中，形成了一整套完善的代謝調(diào)節(jié)系統(tǒng)，以保證證代謝活動(dòng)經(jīng)濟(jì)而高效地進(jìn)行。微生物的代謝調(diào)節(jié)主要有兩種方式：酶合成的調(diào)節(jié)和酶活性的調(diào)節(jié)。 另外人工控制微生物代謝的措施包括改變微生物遺傳特征，控制生產(chǎn)過程中的各種條件等。 微生物的作用 微生物與人類的生產(chǎn)、生活和生存息息相關(guān)。有很多食品（如醬油、醋、味精、酒、酸奶、奶酪、蘑菇）、工業(yè)品（如皮革、紡織、石化）、藥品（如抗生素、疫苗、維生素、生態(tài)農(nóng)藥）是依賴于微生物制造的；微生物在礦產(chǎn)探測(cè)與開采、廢物處理（如水凈化、沼氣發(fā)酵）等各種領(lǐng)域中也發(fā)揮重要作用。微生物是自然界唯一認(rèn)知的固氮者（如大豆根瘤菌）與動(dòng)植物殘?bào)w降解者（如纖維素的降解），同時(shí)位于常見生物鏈的首末兩端，從而完成碳、氮、硫、磷等生物質(zhì)在大循環(huán)中的銜接。若沒有微生物，眾多生物就失去必需的營(yíng)養(yǎng)來(lái)源、植物的纖維質(zhì)殘?bào)w就無(wú)法分解而無(wú)限堆積，就沒有自然界當(dāng)前的繁榮與秩序或人類的產(chǎn)生與維續(xù)。 此外，微生物對(duì)地球上氣候的變化也起著重要作用。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為未來(lái)的生物燃料。 微生物與人類健康 微生物與人類健康密切相關(guān)。多數(shù)微生物對(duì)人體是無(wú)害的。實(shí)際上，人體的外表面（如皮膚）和內(nèi)表面（如腸道）生活著很多正常、有益的菌群。它們占據(jù)這些表面并產(chǎn)生天然的抗生素，抑制有害菌的著落與生長(zhǎng)；它們也協(xié)助吸收或親自制造一些人體必需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，如維生素和氨基酸。這些菌群的失調(diào)（如抗生素濫用）可以導(dǎo)致感染發(fā)生或營(yíng)養(yǎng)缺失。然而另一方面，人類與動(dòng)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)。 對(duì)現(xiàn)代生物學(xué)研究與醫(yī)學(xué)技術(shù)的貢獻(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）是遺傳信息的載體（三大經(jīng)典實(shí)驗(yàn)：肺炎球菌的轉(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（雙螺旋的每一條子鏈分別、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)的哪一種） 基因的轉(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……（請(qǐng)?zhí)砑樱? 現(xiàn)在，很多常用、通用的生物學(xué)研究技術(shù)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) 很多醫(yī)學(xué)技術(shù)也依賴于微生物。比如： 以病毒為載體的基因治療