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1、第一章微生物与工业微生物学第－节微生物概述－、微生物的发现当人们在非洲南部发现了杆菌的化石之后,才知道在大约迄今35亿年以前,微生物(microorganism,microbe)就已经出现在地球上了。那时,整个地球还是微生物独霸的一统天下。可见微生物的“资历”在所有生物中是最古老的。人类在地球上已经和微生物相处了几十万年。但是,由于微生物个体过于微小,人的眼力不够，又缺乏观察手段,对微生物世界缺乏认识,长期处于一种无知的状态，因而对始终团团包围在人体内外的微生物却“视而不见,触而不觉”,甚至于广得其益而不感其可亲,深受其害而不知其可憎。实际上,由于微生物群体外貌的隐约显现，以及微生物所造成
2、的食物发霉、腐败等现象，人类已经猜想并感觉到除动植物外，还有一类微小生物的存在。人们甚至已经在不知不觉中利用了它们的活动。如我国劳动人民在长年累月的生活和生产实践中，就已经渐渐地积累了防止食物腐败和预防传染病的方法,甚至很早就已经学会了应用微生物的自然发酵作用酿酒制醋了。图1–1微生物学的先驱者—列文虎克人类第一次真正认识到微生物的存在,还只是距今300多年前的事。那是在1676年,荷兰一位名叫安东•列文虎克(AntonyvanLeeuwenhoek)的业余博物学家(图1–1),将磨好的玻璃制成透镜片，叠夹在两块金属板中间,自制成放大率为50～270倍的各种简单显微镜(图1–2),用它来观
3、察并描述了啤酒中的小球状体(酵母菌),观察了污水、牙垢、唾液和食醋中的“微动体”，看见了原生动物和细菌。列文虎克首次向世人揭示了一个崭新的微生物世界,16为微生物的存在提供了有力的证据，因而成为世界上第一位最先看到微生物个体形态的微生物学先驱者。ABCD图1–2列文虎克自制的简单显微镜A透镜B标本支架C聚焦旋钮D升降旋钮到了19世纪，微生物的存在进－步被人们的实验研究结果所证实。如1837年，德国生物学家Schwann用显微镜观察了正在发酵的葡萄汁，见到增殖的圆形酵母，并发现葡萄汁中产生了CO2；1838年,法国Tour报道了他使用300～400倍显微镜和测微尺测出了啤酒酵母的直径在10μ
4、m以下,并观察到酵母通过发芽产生子细胞,总细胞数可增加七倍；1861年,法国科学家LouisPasteur使大量空气通过特制棉层，再把阻留在棉层上的附着物移到玻璃片上用显微镜观察。结果发现空气中也存在着大量的游离微生物。他又在长颈烧瓶实验中证明了发酵和腐败都是由微生物引起的，还能在发酵工厂现场用显微镜分辩出发酵菌和杂菌。二、微生物的定义及成员微生物一词不是生物分类学上的专用名词，而是所有用肉眼看不见或看不清的微小生物的总称。微生物的个体非常微小，小到必须用微米（μm）级甚至要用纳米（ｎm）作为计量单位。如空气、水和土壤中就存在着大量的各种各样微生物，由于我们这双肉眼眼力不够，无法直接看到它
5、们的存在，必须借助于光学显微镜或电子显微镜,把它们放大几百、上千甚至上万倍才能看清其真面目。细胞是组成生命有机体基本的结构单位和功能单位，高等生物的个体是由许许多多的细胞所组成的,如人体约由1800万亿个细胞组成。微生物的个体结构却非常简单,大多数微生物是单细胞生物,即一个细胞就是一个可以独立生活的微生物个体。少数微生物是多细胞,还有一些微生物甚至连一个细胞都不是,只是由蛋白质和(或)核酸组成的不能独立生活的大分子生物。显然,它们是一群地球上最低等的生物。综上所述,如果要给微生物下一个比较恰切的定义,16则可以表述为：微生物是指所有形体微小，单细胞或结构简单的多细胞，或没有细胞结构的一群最
6、低等的生物。整个微生物家族的成员包括三大类：非细胞类微生物、原核细胞类微生物、真核细胞类微生物。现分述如下：(一)非细胞类微生物1.真病毒真病毒(euvirus)以活细胞内专性寄生(感染态)或以无生命的生物大分子(非感染态)两种形式存在,由核酸和蛋白质组成的超显微的非细胞生物。如人类病毒有：流感病毒、肝炎病毒、艾滋病毒(HIV)等；动物病毒有：腺病毒、鸡瘟病毒、口蹄疫病毒等；植物病毒有：烟草花叶病毒、番茄丛矮病毒等；原核生物病毒有：噬菌体。2.亚病毒亚病毒(subvirus)只含核酸和蛋白质两种组分的其中一种的生物大分子病原体。包括类病毒(只含RNA,专性活细胞内寄生)、拟病毒(仅由裸露核
7、酸组成,包裹于真病毒粒中)、朊粒(不含核酸的传染性蛋白质微粒)等。(二)原核细胞类微生物1.细菌细菌(bacteria)是结构简单的单细胞原核生物，一般要在普通光学显微镜下放大－千倍以上并染色才能清楚看见其个体。如人体肠道内的大肠杆菌、粪链球菌；用于酿醋的醋酸杆菌；使牛奶变酸的乳酸杆菌；生产味精的谷氨酸短杆菌；生产淀粉酶的枯草芽孢杆菌等。2.放线菌放线菌(actinomycetes)呈丝状生长，营养菌丝为单细胞,以孢子繁
