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  sunhong1114 2010-10-11 00:00:00

  微生物是一切肉眼看不見或看不清的微小生物的總稱。

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  發(fā)給e5r5r 2010-10-26 00:00:00

  現(xiàn)代定義：微生物是一切肉眼看不見或看不清的微小生物的總稱。 形體微小，結(jié)構(gòu)簡單，通常要用光學(xué)顯微鏡和電子顯微鏡才能看清楚的生物，統(tǒng)稱為微生物。 （但有些微生物是可以看見的，像屬于真菌的蘑菇、靈芝等。） 特點(diǎn) 個(gè)體微小，一般<0.1mm。 構(gòu)造簡單，有單細(xì)胞的，簡單多細(xì)胞的，非細(xì)胞的。進(jìn)化地位低，大多依靠有機(jī)物維持生命。 分類 原核類: 三菌，三體。 三菌：細(xì)菌、藍(lán)細(xì)菌、放線菌 三體：支原體、衣原體、立克次氏體 真核類: 真菌，原生動(dòng)物，顯微藻類。 非細(xì)胞類: 病毒，亞病毒 ( 類病毒，擬病毒，朊病毒)。 五大共性： 體積小，面積大； 吸收多，轉(zhuǎn)化快 微生物 ； 生長旺，繁殖快； 適應(yīng)強(qiáng)，易變異； 分布廣，種類多。 編輯本段類群 種類 原核：細(xì)菌、放線菌、螺旋體、支原體、立克次氏體、衣原體。 真核：真菌 、藻類、原生動(dòng)物。 非細(xì)胞類：病毒和亞病毒。 一般地，在ZG大陸地區(qū)的教科書中，均將微生物劃分為以下8大類： 細(xì)菌、病毒、真菌、放線菌、立克次體、支原體、衣原體、螺旋體。 細(xì)菌 (1)定義:一類細(xì)胞細(xì)短，結(jié)構(gòu)簡單，胞壁堅(jiān)韌，多以二分裂方式繁殖和水生性強(qiáng)的原核生物 (2)分布:溫暖，潮濕和富含有機(jī)質(zhì)的地方 (3)結(jié)構(gòu):主要是單細(xì)胞的原核生物，有球形，桿形，螺旋形 基本結(jié)構(gòu)：細(xì)胞膜 細(xì)胞壁 細(xì)胞質(zhì) 核質(zhì) 特殊結(jié)構(gòu)：莢膜、鞭毛、菌毛、芽胞 (4)繁殖: 主要以二分裂方式進(jìn)行繁殖的 (5)菌落: 單個(gè)細(xì)菌用肉眼是看不見的，當(dāng)單個(gè)或少數(shù)細(xì)菌在固體培養(yǎng)基上大量繁殖時(shí)，便會(huì)形成一個(gè)肉眼可見的，具有一定形態(tài)結(jié)構(gòu)的子細(xì)胞群落. 菌落是菌種鑒定的重要依據(jù).不同種類的細(xì)菌菌落的大小，形狀光澤度顏色硬度透明度都不同. 放線菌 (1)定義:一類主要成菌絲狀生長和以孢子繁殖的陸生性較強(qiáng)的原核生物 (2)分布:含水量較低，有機(jī)物較豐富的，呈微堿性的土壤中 (3)形態(tài)構(gòu)造:主要由菌絲組成，包括基內(nèi)菌絲和氣生菌絲(部分氣生菌絲可以成熟分化為孢子絲，產(chǎn)生孢子) (4)繁殖:通過形成無性孢子的形式進(jìn)行無性繁殖 無性繁殖 有性繁殖 (5)菌落:在固體培養(yǎng)基上:干燥，不透明，表面呈致密的絲絨狀，彩色干粉 病毒 (1) 定義:一類由核酸和蛋白質(zhì)等少數(shù)幾種成分組成的“非細(xì)胞生物”，但是它的生存必須依賴于活細(xì)胞. (2)結(jié)構(gòu):[font class="Apple-style-span" style="font-family: -webkit-monospace; font-size: 13px; line-height: normal; white-space: pre-wrap; "]蛋白質(zhì)衣殼以及核酸（核酸為DNA或RNA）[/font] (3)大小:一般直徑在100nm左右，Z大的病毒直徑為200nm的牛痘病毒，Z小的病毒直徑為28nm的脊髓灰質(zhì)炎病毒 (4)增殖:病毒的生命活動(dòng)中一個(gè)顯著的特點(diǎn)為寄生性。病毒只能寄生在某種特定的活細(xì)胞內(nèi)才能生活。并利用會(huì)宿主細(xì)胞內(nèi)的環(huán)境及原料快速復(fù)制增值。在非寄生狀態(tài)時(shí)呈結(jié)晶狀，不能進(jìn)行獨(dú)立的代謝活動(dòng)。以 噬菌體為例: 吸附→DNA注入→復(fù)制、合成→組裝→釋放 噬菌體侵染細(xì)菌過程示意圖 編輯本段微生物的特點(diǎn) 微生物的化學(xué)組成 C，H，O，N，P，S以及其他元素 微生物的營養(yǎng)物質(zhì) 1 水和無機(jī)鹽 2 碳源:凡能為微生物提供生長繁殖所需碳元素的營養(yǎng)物質(zhì) 來源 作用 3氮源:凡能為微生物提供所必需氮元素的營養(yǎng)物質(zhì) 來源 作用:主要用于合成蛋白質(zhì)，核酸以及含氮的代謝產(chǎn)物 4 能源:能為微生物生命活動(dòng)提供Z初能源來源的營養(yǎng)物質(zhì)或輻射能 根據(jù)碳源和能源分類 5生長因子:微生物生長不可缺少的微量有機(jī)物 能引起人和動(dòng)物致病的微生物叫病源微生物，有八大類： 1.真菌:引起皮膚病。深部組織上感染。 2放線菌：皮膚，傷口感染。 3螺旋體：皮膚病，血液感染 如梅毒，鉤端螺旋體病。 4細(xì)菌：皮膚病化膿，上呼吸道感染 ，泌尿道感染，食物中毒，敗血壓癥，急性傳染病等。 5立克次氏體：斑疹傷寒等。 6衣原體：沙眼，泌尿生殖道感染。 7病毒：肝炎，乙型腦炎，麻疹，艾滋病等。 8支原體：肺炎，尿路感染。 生物界的微生物達(dá)幾萬種，大多數(shù)對(duì)人類有益，只有一少部份能致病。有些微生物通常不致病，在特定環(huán)境下能引起感染稱條件致病菌。 能引起食品變質(zhì)，腐敗，正因?yàn)樗鼈兎纸庾匀唤绲奈矬w，才能完成大自然的物質(zhì)循環(huán)。 微生物的作用 微生物對(duì)人類Z重要的影響之一是導(dǎo)致傳染病的流行。在人類疾病中有50％是由病毒引起。世界衛(wèi)生組織公布資料顯示：傳染病的發(fā)病率和病死率在所有疾病中占據(jù)diyi位。微生物導(dǎo)致人類疾病的歷史，也就是人類與之不斷斗爭的歷史。在疾病的預(yù)防和ZL方面，人類取得了長足的進(jìn)展，但是新現(xiàn)和再現(xiàn)的微生物感染還是不斷發(fā)生，像大量的病毒性疾病一直缺乏有效的ZL藥物。一些疾病的致病機(jī)制并不清楚。大量的廣譜抗生素的濫用造成了強(qiáng)大的選擇壓力，使許多菌株發(fā)生變異，導(dǎo)致耐藥性的產(chǎn)生，人類健康受到新的威脅。一些分節(jié)段的病毒之間可以通過重組或重配發(fā)生變異，Z典型的例子就是流行性感冒病毒。每次流感大流行流感病毒都與前次導(dǎo)致感染的株型發(fā)生了變異，這種快速的變異給疫苗的設(shè)計(jì)和ZL造成了很大的障礙。而耐藥性結(jié)核桿菌的出現(xiàn)使原本已近控制住的結(jié)核感染又在世界范圍內(nèi)猖獗起來。 微生物千姿百態(tài)，有些是腐敗性的，即引起食品氣味和組織結(jié)構(gòu)發(fā)生不良變化。當(dāng)然有些微生物是有益的，它們可用來生產(chǎn)如奶酪，面包，泡菜，啤酒和葡萄酒。微生物非常小，必須通過顯微鏡放大約1000 倍才能看到。比如中等大小的細(xì)菌，1000個(gè)疊加在一起只有句號(hào)那么大。想像一下一滴牛奶，每毫升腐敗的牛奶中約有5千萬個(gè)細(xì)菌，或者講每夸脫牛奶中細(xì)菌總數(shù)約為50億。也就是一滴牛奶中可能含有50 億個(gè)細(xì)菌。 微生物能夠致病，能夠造成食品、布匹、皮革等發(fā)霉腐爛，但微生物也有有益的一面。Z早是弗萊明從青霉菌YZ其它細(xì)菌的生長中發(fā)現(xiàn)了青霉素，這對(duì)醫(yī)藥界來講是一個(gè)劃時(shí)代的發(fā)現(xiàn)。后來大量的抗生素從放線菌等的代謝產(chǎn)物中篩選出來?？股氐氖褂迷诘诙问澜绱髴?zhàn)中挽救了無數(shù)人的生命。一些微生物被廣泛應(yīng)用于工業(yè)發(fā)酵，生產(chǎn)乙醇、食品及各種酶制劑等；一部分微生物能夠降解塑料、處理廢水廢氣等等，并且可再生資源的潛力極大，稱為環(huán)保微生物；還有一些能在極端環(huán)境中生存的微生物，例如：高溫、低溫、高鹽、高堿以及高輻射等普通生命體不能生存的環(huán)境，依然存在著一部分微生物等等?？瓷先ィ覀儼l(fā)現(xiàn)的微生物已經(jīng)很多，但實(shí)際上由于培養(yǎng)方式等技術(shù)手段的限制，人類現(xiàn)今發(fā)現(xiàn)的微生物還只占自然界中存在的微生物的很少一部分。 微生物間的相互作用機(jī)制也相當(dāng)奧秘。例如健康人腸道中即有大量細(xì)菌存在，稱正常菌群，其中包含的細(xì)菌種類高達(dá)上百種。在腸道環(huán)境中這些細(xì)菌相互依存，互惠共生。食物、有毒物質(zhì)甚至藥物的分解與吸收，菌群在這些過程中發(fā)揮的作用，以及細(xì)菌之間的相互作用機(jī)制還不明了。一旦菌群失調(diào)，就會(huì)引起腹瀉。 隨著醫(yī)學(xué)研究進(jìn)入分子水平，人們對(duì)基因、遺傳物質(zhì)等專業(yè)術(shù)語也日漸熟悉。人們認(rèn)識(shí)到，是遺傳信息決定了生物體具有的生命特征，包括外部形態(tài)以及從事的生命活動(dòng)等等，而生物體的基因組正是這些遺傳信息的攜帶者。因此闡明生物體基因組攜帶的遺傳信息，將大大有助于揭示生命的起源和奧秘。在分子水平上研究微生物病原體的變異規(guī)律、毒力和致病性，對(duì)于傳統(tǒng)微生物學(xué)來說是一場革命。 以人類基因組計(jì)劃為代表的生物體基因組研究成為整個(gè)生命科學(xué)研究的前沿，而微生物基因組研究又是其中的重要分支。世界權(quán)威性雜志《科學(xué)》曾將微生物基因組研究評(píng)為世界重大科學(xué)進(jìn)展之一。通過基因組研究揭示微生物的遺傳機(jī)制，發(fā)現(xiàn)重要的功能基因并在此基礎(chǔ)上發(fā)展疫苗，開發(fā)新型抗病毒、抗細(xì)菌、真菌藥物，將對(duì)有效地控制新老傳染病的流行，促進(jìn)YL健康事業(yè)的迅速發(fā)展和壯大! 從分子水平上對(duì)微生物進(jìn)行基因組研究為探索微生物個(gè)體以及群體間作用的奧秘提供了新的線索和思路。為了充分開發(fā)微生物（特別是細(xì)菌）資源，1994年美國發(fā)起了微生物基因組研究計(jì)劃（MGP）。通過研究完整的基因組信息開發(fā)和利用微生物重要的功能基因，不僅能夠加深對(duì)微生物的致病機(jī)制、重要代謝和調(diào)控機(jī)制的認(rèn)識(shí)，更能在此基礎(chǔ)上發(fā)展一系列與我們的生活密切相關(guān)的基因工程產(chǎn)品，包括：接種用的疫苗、ZL用的新藥、診斷試劑和應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的各種酶制劑等等。通過基因工程方法的改造，促進(jìn)新型菌株的構(gòu)建和傳統(tǒng)菌株的改造，全面促進(jìn)微生物工業(yè)時(shí)代的來臨。 工業(yè)微生物涉及食品、制藥、冶金、采礦、石油、皮革、輕化工等多種行業(yè)。通過微生物發(fā)酵途徑生產(chǎn)抗生素、丁醇、維生素C以及一些風(fēng)味食品的制備等；某些特殊微生物酶參與皮革脫毛、冶金、采油采礦等生產(chǎn)過程，甚至直接作為洗衣粉等的添加劑；另外還有一些微生物的代謝產(chǎn)物可以作為天然的微生物殺蟲劑廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。通過對(duì)枯草芽孢桿菌的基因組研究，發(fā)現(xiàn)了一系列與抗生素及重要工業(yè)用酶的產(chǎn)生相關(guān)的基因。乳酸桿菌作為一種重要的微生態(tài)調(diào)節(jié)劑參與食品發(fā)酵過程，對(duì)其進(jìn)行的基因組學(xué)研究將有利于找到關(guān)鍵的功能基因，然后對(duì)菌株加以改造，使其更適于工業(yè)化的生產(chǎn)過程。國內(nèi)維生素C兩步發(fā)酵法生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵菌株氧化葡萄糖酸桿菌的基因組研究，將在基因組測序完成的前提下找到與維生素C生產(chǎn)相關(guān)的重要代謝功能基因，經(jīng)基因工程改造，實(shí)現(xiàn)新的工程菌株的構(gòu)建，簡化生產(chǎn)步驟，降低生產(chǎn)成本，繼而實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益的大幅度提升。對(duì)工業(yè)微生物開展的基因組研究，不斷發(fā)現(xiàn)新的特殊酶基因及重要代謝過程和代謝產(chǎn)物生成相關(guān)的功能基因，并將其應(yīng)用于生產(chǎn)以及傳統(tǒng)工業(yè)、工藝的改造，同時(shí)推動(dòng)現(xiàn)代生物技術(shù)的迅速發(fā)展。 據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，每年因病害導(dǎo)致的農(nóng)作物減產(chǎn)可高達(dá)20％，其中植物的細(xì)菌性病害Z為嚴(yán)重。除了培植在遺傳上對(duì)病害有抗性的品種以及加強(qiáng)園藝管理外，似乎沒有更好的病害FZ策略。因此積極開展某些植物致病微生物的基因組研究，認(rèn)清其致病機(jī)制并由此發(fā)展控制病害的新對(duì)策顯得十分緊迫。 經(jīng)濟(jì)作物柑橘的致病菌是國際上diyi個(gè)發(fā)表了全序列的植物致病微生物。還有一些在分類學(xué)、生理學(xué)和經(jīng)濟(jì)價(jià)值上非常重要的農(nóng)業(yè)微生物，例如：胡蘿卜歐文氏菌、植物致病性假單胞菌以及ZG正在開展的黃單胞菌的研究等正在進(jìn)行之中。日前植物固氮根瘤菌的全序列也剛剛測定完成。借鑒已經(jīng)較為成熟的從人類病原微生物的基因組學(xué)信息篩選ZL性藥物的方案，可以嘗試性地應(yīng)用到植物病原體上。特別像柑橘的致病菌這種需要昆蟲媒介才能完成生活周期的種類，除了殺蟲劑能阻斷其生活周期以外，只能通過遺傳學(xué)研究找到毒力相關(guān)因子，尋找抗性靶位以發(fā)展更有效的控制對(duì)策。固氮菌全部遺傳信息的解析對(duì)于開發(fā)利用其固氮關(guān)鍵基因提高農(nóng)作物的產(chǎn)量和質(zhì)量也具有重要的意義。 在全面推進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)，濫用資源、破壞環(huán)境的現(xiàn)象也日益嚴(yán)重。面對(duì)環(huán)境的一再惡化，提倡環(huán)保成為全世界人民的共同呼聲。而生物除污在環(huán)境污染治理中潛力巨大，微生物參與治理則是生物除污的主流。微生物可降解塑料、甲苯等有機(jī)物；還能處理工業(yè)廢水中的磷酸鹽、含硫廢氣以及土壤的改良等。微生物能夠分解纖維素等物質(zhì)，并促進(jìn)資源的再生利用。對(duì)這些微生物開展的基因組研究，在深入了解特殊代謝過程的遺傳背景的前提下，有選擇性的加以利用，例如找到不同污染物降解的關(guān)鍵基因，將其在某一菌株中組合，構(gòu)建GX能的基因工程菌株，一菌多用，可同時(shí)降解不同的環(huán)境污染物質(zhì)，極大發(fā)揮其改善環(huán)境、排除污染的潛力。美國基因組研究所結(jié)合生物芯片方法對(duì)微生物進(jìn)行了特殊條件下的表達(dá)譜的研究，以期找到其降解有機(jī)物的關(guān)鍵基因，為開發(fā)及利用確定目標(biāo)。 在極端環(huán)境下能夠生長的微生物稱為極端微生物，又稱嗜極菌。嗜極菌對(duì)極端環(huán)境具有很強(qiáng)的適應(yīng)性，極端微生物基因組的研究有助于從分子水平研究極限條件下微生物的適應(yīng)性，加深對(duì)生命本質(zhì)的認(rèn)識(shí)。 有一種嗜極菌，它能夠暴露于數(shù)千倍強(qiáng)度的輻射下仍能存活，而人類一個(gè)劑量強(qiáng)度就會(huì)死亡。該細(xì)菌的染色體在接受幾百萬拉德a射線后粉碎為數(shù)百個(gè)片段，但能在一天內(nèi)將其恢復(fù)。研究其DNA修復(fù)機(jī)制對(duì)于發(fā)展在輻射污染區(qū)進(jìn)行環(huán)境的生物治理非常有意義。開發(fā)利用嗜極菌的極限特性可以突破當(dāng)前生物技術(shù)領(lǐng)域中的一些局限，建立新的技術(shù)手段，使環(huán)境、能源、農(nóng)業(yè)、健康、輕化工等領(lǐng)域的生物技術(shù)能力發(fā)生革命。來自極端微生物的極端酶，可在極端環(huán)境下行使功能，將極大地拓展酶的應(yīng)用空間，是建立GX率、低成本生物技術(shù)加工過程的基礎(chǔ)，例如PCR技術(shù)中的TagDNA聚合酶、洗滌劑中的堿性酶等都具有代表意義。極端微生物的研究與應(yīng)用將是取得現(xiàn)代生物技術(shù)優(yōu)勢的重要途徑，其在新酶、新藥開發(fā)及環(huán)境整治方面應(yīng)用潛力極大。 編輯本段貢獻(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）?；虻霓D(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……。 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ZL。 編輯本段基因因素 農(nóng)業(yè)微生物基因組研究認(rèn)清致病機(jī)制發(fā)展控制病害的新對(duì)策。據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，每年因病害導(dǎo)致的農(nóng)作物減產(chǎn)可高達(dá)20％，其中植物的細(xì)菌性病害Z為嚴(yán)重。除了培植在遺傳上對(duì)病害有抗性的品種以及加強(qiáng)園藝管理外，似乎沒有更好的病害FZ策略。因此積極開展某些植物致病微生物的基因組研究，認(rèn)清其致病機(jī)制并由此發(fā)展控制病害的新對(duì)策顯得十分緊迫。經(jīng)濟(jì)作物柑橘的致病菌是國際上diyi個(gè)發(fā)表了全序列的植物致病微生物。還有一些在分類學(xué)、生理學(xué)和經(jīng)濟(jì)價(jià)值上非常重要的農(nóng)業(yè)微生物，例如：胡蘿卜歐文氏菌、植物致病性假單胞菌以及我國正在開展的黃單胞菌的研究等正在進(jìn)行之中。 日前植物固氮根瘤菌的全序列也剛剛測定完成。借鑒已經(jīng)較為成熟的從人類病原微生物的基因組學(xué)信息篩選ZL性藥物的方案，可以嘗試性地應(yīng)用到植物病原體上。特別像柑橘的致病菌這種需要昆蟲媒介才能完成生活周期的種類，除了殺蟲劑能阻斷其生活周期以外，只能通過遺傳學(xué)研究找到毒力相關(guān)因子，尋找抗性靶位以發(fā)展更有效的控制對(duì)策。固氮菌全部遺傳信息的解析對(duì)于開發(fā)利用其固氮關(guān)鍵基因提高農(nóng)作物的產(chǎn)量和質(zhì)量也具有重要的意義。 環(huán)境保護(hù)微生物基因組研究找到關(guān)鍵基因降解不同污染物。在全面推進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)，濫用資源、破壞環(huán)境的現(xiàn)象也日益嚴(yán)重。面對(duì)環(huán)境的一再惡化，提倡環(huán)保成為全世界人民的共同呼聲。而生物除污在環(huán)境污染治理中潛力巨大，微生物參與治理則是生物除污的主流。微生物可降解塑料、甲苯等有機(jī)物；還能處理工業(yè)廢水中的磷酸鹽、含硫廢氣以及土壤的改良等。 微生物能夠分解纖維素等物質(zhì)，并促進(jìn)資源的再生利用。對(duì)這些微生物開展的基因組研究，在深入了解特殊代謝過程的遺傳背景的前提下，有選擇性的加以利用，例如找到不同污染物降解的關(guān)鍵基因，將其在某一菌株中組合，構(gòu)建GX能的基因工程菌株，一菌多用，可同時(shí)降解不同的環(huán)境污染物質(zhì)，極大發(fā)揮其改善環(huán)境、排除污染的潛力。美國基因組研究所結(jié)合生物芯片方法對(duì)微生物進(jìn)行了特殊條件下的表達(dá)譜的研究，以期找到其降解有機(jī)物的關(guān)鍵基因，為開發(fā)及利用確定目標(biāo)。極端環(huán)境微生物基因組研究深入認(rèn)識(shí)生命本質(zhì)應(yīng)用潛力極大。在極端環(huán)境下能夠生長的微生物稱為極端微生物，又稱嗜極菌。嗜極菌對(duì)極端環(huán)境具有很強(qiáng)的適應(yīng)性，極端微生物基因組的研究有助于從分子水平研究極限條件下微生物的適應(yīng)性，加深對(duì)生命本質(zhì)的認(rèn)識(shí)。有一種嗜極菌，它能夠暴露于數(shù)千倍強(qiáng)度的輻射下仍能存活，而人類一個(gè)劑量強(qiáng)度就會(huì)死亡。該細(xì)菌的染色體在接受幾百萬拉德a射線后粉碎為數(shù)百個(gè)片段，但能在一天內(nèi)將其恢復(fù)。研究其DNA修復(fù)機(jī)制對(duì)于發(fā)展在輻射污染區(qū)進(jìn)行環(huán)境的生物治理非常有意義。開發(fā)利用嗜極菌的極限特性可以突破當(dāng)前生物技術(shù)領(lǐng)域中的一些局限，建立新的技術(shù)手段，使環(huán)境、能源、農(nóng)業(yè)、健康、輕化工等領(lǐng)域的生物技術(shù)能力發(fā)生革命。來自極端微生物的極端酶，可在極端環(huán)境下行使功能，將極大地拓展酶的應(yīng)用空間，是建立GX率、低成本生物技術(shù)加工過程的基礎(chǔ)，例如PCR技術(shù)中的TagDNA聚合酶、洗滌劑中的堿性酶等都具有代表意義。極端微生物的研究與應(yīng)用將是取得現(xiàn)代生物技術(shù)優(yōu)勢的重要途徑，其在新酶、新藥開發(fā)及環(huán)境整治方面應(yīng)用潛力極大。 編輯本段微生物在整個(gè)生命世界中的地位 當(dāng)人類在發(fā)現(xiàn)和研究微生物之前，把一切生物分成截然不同的兩大界－動(dòng)物界和植物界。隨著人們對(duì)微生物認(rèn)識(shí)的逐步深化，從兩界系統(tǒng)經(jīng)歷過三界系統(tǒng)、四界系統(tǒng)、五界系統(tǒng)甚至六界系統(tǒng)，直到20世紀(jì)70年代后期，美國人Woese等發(fā)現(xiàn)了地球上的第三生命形式－古菌，才導(dǎo)致了生命三域?qū)W說的誕生。該學(xué)說認(rèn)為生命是由古菌域（Archaea）、細(xì)菌域（Bacteria）和真核生物域（Eucarya）所構(gòu)成。在圖示“生物的系統(tǒng)進(jìn)化樹”中，左側(cè)的黃色分枝是細(xì)菌域；中間的褐色和紫色分枝是古菌域；右側(cè)的綠色分枝是真核生物域。 古菌域包括嗜泉古菌界（Crenarchaeota）、廣域古菌界（Euryarchaeota）和初生古菌界（Korarchaeota）；細(xì)菌域包括細(xì)菌、放線菌、藍(lán)細(xì)菌和各種除古菌以外的其它原核生物；真核生物域包括真菌、原生生物、動(dòng)物和植物。除動(dòng)物和植物以外，其它絕大多數(shù)生物都屬微生物范疇。由此可見，微生物在生物界級(jí)分類中占有特殊重要的地位。 生命進(jìn)化一直是人們關(guān)注的熱點(diǎn)。Brown等依據(jù)平行同源基因構(gòu)建的“Cenancestor”生命進(jìn)化樹，認(rèn)為生命的共同祖先Cenancestor是一個(gè)原生物。原生物在進(jìn)化過程中產(chǎn)生兩個(gè)分支，一個(gè)是原核生物（細(xì)菌和古菌），一個(gè)是原真核生物，在之后的進(jìn)化過程中細(xì)菌和古菌首先向不同的方向進(jìn)化，然后原真核生物經(jīng)吞食一個(gè)古菌，并由古菌的DNA取代寄主的RNA基因組而產(chǎn)生真核生物。 從進(jìn)化的角度，微生物是一切生物的老前輩。如果把地球的年齡比喻為一年的話，則微生物約在3月20日誕生，而人類約在12月31日下午7時(shí)許出現(xiàn)在地球上。 編輯本段生物形成 目前，有關(guān)生命起源Z為堅(jiān)實(shí)的證據(jù)還是來自于地球，科學(xué)家們一直在尋找地球上Z古老的生命化石。從已得到的非常稀少的化石推算，地球生命出現(xiàn)在35億年前，之后地球在漫長的歲月中經(jīng)歷了劇烈的火山活動(dòng)和地質(zhì)變遷，徹底地改變了模樣，尋找古老生命化石并非易事。值得慶幸的是，在非洲、澳大利亞和格陵蘭島等地還是發(fā)現(xiàn)了35億年形成的火山熔巖和沉積燧石，Z早的生命被凝固在這些巖石內(nèi)。 盡管人們對(duì)生命起源有不同的看法，但有一點(diǎn)是一致的，那就是Z早生命的誕生必須有水。正因如此，人們發(fā)現(xiàn)木星的一顆衛(wèi)星表面覆蓋大量冰時(shí)，自然會(huì)聯(lián)想起是否存在有生命的可能。就地球而言，Z早的生命肯定起源自海洋。科學(xué)家認(rèn)為海水能溶解許多物質(zhì)，這些物質(zhì)的分子在水中不停地碰撞和結(jié)合，極有可能產(chǎn)生一些大而復(fù)雜的生命誕生所必需的大分子物質(zhì)。由于合成這樣的大分子物質(zhì)需要巨大的能量，而這種能量很可能來自海底的火山活動(dòng)，為此，科學(xué)家將探索的目光瞄向海底的火山。 1977年，海洋生物學(xué)家在海山口附近發(fā)現(xiàn)了生物，盡管火山口附近的水溫高達(dá)350℃，生命卻依然生機(jī)勃勃。在火山附近的熱水中生活著巨蛤、貽貝、有孔線蟲和其他一些說不出名的生物，它們不需要陽光，僅僅依靠海水中的硫化物作為能量。 令人稱奇的是，海底的活火山口會(huì)不斷向外噴射出黑色的液體，就像股股的黑色煙霧裊裊上升，科學(xué)家將這一景觀稱之為“黑色煙霧”。 “黑色煙霧”的形成似乎非常簡單，活火山通過地殼的裂縫不時(shí)向外噴射熔巖，熔巖遇到低溫的海水立即冷卻下來，使得噴射口處熔巖凝固成像“煙囪”一樣?；鹕絿姲l(fā)時(shí)，海水不斷地通過縫隙流入“煙囪”，由于“煙囪”內(nèi)溫度極高，海水會(huì)在極短的時(shí)間內(nèi)急劇升高到1000℃左右。在極度的高壓下，海水無法變?yōu)闅怏w，這樣，極度高溫的海水就會(huì)與周圍的巖石發(fā)生作用，使巖石內(nèi)含有的硫化鐵、硫化鋅和硫酸鈣等礦物質(zhì)溶解在水中。然后含有大量礦物質(zhì)的海水隨著熔巖一起從“煙囪”口噴射出來，遇到冰冷的海水時(shí)，這些硫化物又形成黑色的沉淀物，隨著水流上升，就形成所謂的“黑色煙霧”。 “黑色煙霧”大小不一，多數(shù)高度為10米，Z高的“黑煙”可高達(dá)13米，“黑煙”直徑也從30厘米到1米不等。 認(rèn)為生命起源于海洋的科學(xué)家相信，“黑色煙霧”是產(chǎn)生生命的搖籃，海水中所含有硫和其他礦物質(zhì)在高溫、高壓下合成有機(jī)化合物，當(dāng)黑色的海水逐漸上升時(shí)，這些有機(jī)物分子開始冷卻，水中含鐵顆粒和其他礦物質(zhì)與有機(jī)物分子相互作用，吸附在有機(jī)物的表面，然后再經(jīng)過一系列復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，使水中的有機(jī)物質(zhì)形成氨基酸或更大的有機(jī)分子，這些分子再通過鏈接成為蛋白質(zhì)樣顆粒。這些蛋白質(zhì)樣顆粒非常之小，呈球形，冷卻后就成了細(xì)胞Z基本的結(jié)構(gòu)。 值得注意的是，在實(shí)驗(yàn)室模仿海山口高溫高壓情況已合成了相應(yīng)的一些大分子物質(zhì)，支持了這一學(xué)說?？茖W(xué)家還認(rèn)為黑色的海水除了為生命的起源提供了必需的物質(zhì)外，還可以遮擋來自太空的有害射線的輻射，這一點(diǎn)在生命誕生時(shí)確是至關(guān)重要的。 為了證明這一學(xué)說，2000年，海洋生物學(xué)家喬治和安娜乘坐深海潛水器對(duì)海底“黑色煙霧”進(jìn)行了探險(xiǎn)。他們操縱潛水器上的機(jī)械臂對(duì)“黑色煙霧”化學(xué)成分和溫度，以及是否存在微生物進(jìn)行探測。果然，在“煙囪”出口處的海水中發(fā)現(xiàn)了微生物，他們認(rèn)為這種生活在極端高溫下的微生物是Z早微生物的后代，是地球上所有生物的祖宗。由于微生物生存的海水中硫化氫和硫化鐵含量很高，推測這兩種化學(xué)物質(zhì)反應(yīng)后能產(chǎn)生氫氣是微生物生長所需的能量。當(dāng)然也有人不同意他們的這一看法的，認(rèn)為只有當(dāng)微生物學(xué)家對(duì)微生物的DNA進(jìn)行分析鑒定后才能定論。 編輯本段研究和發(fā)展 綜述

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  紅妝ym5 2010-10-11 00:00:00

  詳見百度百科：微生物 其中幾段： 微生物的定義 現(xiàn)代定義：微生物是一切肉眼看不見或看不清的微小生物的總稱。 形體微小，結(jié)構(gòu)簡單，通常要用光學(xué)顯微鏡和電子顯微鏡才能看清楚的生物，統(tǒng)稱為微生物。 （但有些微生物是可以看見的，像屬于真菌的蘑菇、靈芝等。） 特點(diǎn) 個(gè)體微小，一般<0.1mm。 構(gòu)造簡單，有單細(xì)胞的，簡單多細(xì)胞的，非細(xì)胞的。進(jìn)化地位低，大多依靠有機(jī)物維持生命。 分類 原核類: 三菌，三體。 三菌：細(xì)菌、藍(lán)細(xì)菌、放線菌 三體：支原體、衣原體、立克次氏體 真核類: 真菌，原生動(dòng)物，顯微藻類。 非細(xì)胞類: 病毒，亞病毒 ( 類病毒，擬病毒，朊病毒)。

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