微生物:微小不渺小

作者: 刘海燕

微生物是生物学研究对象中比较特殊及重要的一类生物群体,与人类生活密切相关。本文将从微生物的概念、特征及作用与应用几个方面进行科普。

微生物的概念

微生物,字面意思是微小的生物,必须使用显微镜才能观察到,几乎无处不在。因为体积小,所以微生物的构造非常简单,多数为单细胞,还有一部分甚至没有细胞(称为非细胞生物),必须依赖活细胞才能生存。只有极少数为多细胞生物,属于低等生物一类。目前,生物学将微生物群体主要分为原核、真核以及非细胞三大类。其中,原核包括细菌、放线菌、螺旋体、支原体、立克次氏体和衣原体;真核有真菌、藻类和原生动物;非细胞类包含了病毒和亚病毒两种。

微生物的特征

(1)体小面大:微生物体积非常小,却有很大的反应面积。(2)吸多转快:微生物具有吸收多、转化快的特点,生物转化能力相当高效,例如乳糖菌分解比自身重千万倍的乳糖只需要1 h。(3)生长繁殖快:微生物的生长繁殖速度相对于大型动物来说极高,例如大肠杆菌能够在20 min内繁殖1次,1天时间的繁殖次数以指数计算。有研究发现,大多数微生物生长繁殖的最佳环境是pH值在6.6~7.5,少部分在低于4.0的pH环境中生长速度更快。微生物的这一特性使其在工业上有非常广泛的用途,成为人类生活及生存不可或缺的一部分。

微生物的作用及应用

微生物中的病毒是引起疾病的重要因素。研究发现,有50%的疾病都是由于各种病毒引起,像各种炎症、传染病及肿瘤等。此外,一些微生物还会引起食品、布匹、皮革等发霉腐烂,其中存在的植物致病菌会导致植物发生各种病变。当然,微生物不完全是有害,很多会给人类带来许多益处。

20世纪中期以来,微生物开始得到广泛应用,基本上涵盖了人类能涉及的所有领域,包括食品、医药、工农业、环保等,并形成了以微生物的代谢产物及菌体本身为生产对象的除动、植物产业外的人类第三大产业。如可降解塑料、DNA芯片、生物能源等产品,为社会发展做出了贡献。微生物在各个领域的具体应用如下:

用于生活生产

(1)发酵:利用微生物的发酵功能,在酿酒、发酵食品以及污水处理方面发挥了重要作用。(2)医药研发:如抗生素、疫苗、免疫调节剂、血液蛋白质等的出现,微生物功不可没。(3)农业科技:微生物可用于研发家畜用药、微生物肥料、微生物杀虫剂、微生物除草剂等。(4)特用品和食品添加剂:氨基酸、维生素、有机酸、核苷酸等食品添加剂中也少不了微生物的身影。(5)化学品和能源产品:如酒精、甘油、甲烷等。

用于生物理论研究

现代生物学中有许多基础性的理论以及重要发现,几乎都是在研究微生物的过程中产生。微生物可以作为生物理论研究的试验材料和工具,为生物学的发展做出重要贡献。

结束语

微生物在环境中无处不在,并时刻发挥作用。研究微生物以及在各领域的应用,有助于更加了解生命的本质。因此,微生物虽小,却不渺小。

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