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微生物学(3版)
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微生物学(3版) 版权信息
- ISBN：9787030322890
- 条形码：9787030322890 ; 978-7-03-032289-0
- 装帧：暂无
- 册数：暂无
- 重量：暂无
- 所属分类：
微生物学(3版) 内容简介
本书主要介绍原核微生物中细菌、放线菌、立克次氏体、支原体、衣原体及真核微生物中酵母菌、霉菌等的基本形态、大小、细胞结构、繁殖方式、菌落特征、代表属；病毒的形态结构、大小、化学组成、增殖、分离与纯化、种类和分类；微生物的营养、代谢、生长、遗传与变异、生态、分类、应用、传染与免疫等方面的的基本理论、基础知识、基本技术，适当介绍新理论、新知识、新技术。本书内容全面，重点突出。具有很好的基础性、优选性、前沿性。很好地体现了师院生物科学、生物技术和生物工程专业的培养目标和教学大纲的要求。
微生物学(3版) 目录
目录
第三版前言
**章 绪论 1
**节 微生物学的研究对象和任务 1
一、微生物学的研究对象 1
二、微生物学的任务 4
第二节 微生物学的发展 5
一、我国古代人民对微生物的认识和利用 5
二、微生物的发现 6
三、微生物学的奠基 6
四、现代微生物学的发展 7
五、我国微生物学的简况 11
习题 13
第二章 原核微生物 14
**节 细菌 14
一、细菌的基本形态和大小 14
二、细菌的细胞结构 17
三、细菌的繁殖方式 34
四、细菌的培养特征 35
五、重要代表菌 36
第二节 放线菌 38
一、放线菌的形态结构 39
二、放线菌的繁殖方式 40
三、放线菌的培养特征 40
四、放线菌的代表属 41
第三节 古菌 42
一、古菌的形态和大小 42
二、古菌的细胞结构特点 42
三、古菌的遗传学特征 44
四、古菌的主要类型 45
第四节 其他原核微生物 47
一、蓝细菌 47
二、立克次氏体 49
三、支原体 50
四、衣原体 51
五、螺旋体 53
六、蛭弧菌 53
七、黏细菌 54
习题 55
第三章 真核微生物 56
**节 酵母菌 56
一、酵母菌的形态与结构 57
二、酵母菌的繁殖方式 60
三、酵母菌的培养特征 62
四、重要代表菌 63
第二节 霉菌 64
一、霉菌的形态与结构 64
二、霉菌的繁殖方式 66
三、霉菌的培养特征 71
四、重要代表菌 72
第三节 担子菌 75
一、担子菌的形态与结构 76
二、担子菌的繁殖方式 78
第四节 黏菌 79
一、黏菌的形态与结构 79
二、黏菌的生活周期 80
三、黏菌的培养 81
第五节 真核微生物与原核微生物的比较 81
习题 82
第四章 病毒 83
**节 病毒的形态结构 83
一、病毒的大小 83
二、病毒的形态 83
三、病毒的化学组成 84
四、病毒的结构 85
五、病毒的对称性 86
六、包涵体 88
第二节 病毒的增殖 89
一、病毒的一般增殖过程 89
二、一步生长曲线 94
三、温和噬菌体与溶源性细菌 95
四、理化因素对病毒感染性的影响 96
五、病毒的非增殖性感染 97
六、病毒与寄主的相互作用 98
第三节 病毒的分离和测定 98
一、病毒的分离与纯化 98
二、病毒的检出 99
三、病毒效价的测定 99
第四节 病毒的种类和分类 101
一、脊椎动物病毒 101
二、昆虫病毒 101
三、植物病毒 102
四、微生物病毒 103
五、病毒的分类和命名 103
第五节 亚病毒 104
一、类病毒 104
二、卫星病毒 105
三、卫星RNA 105
四、朊病毒 106
第六节 病毒的应用及防治 107
一、病毒与人类健康 107
二、病毒与发酵工业 110
三、病毒与农业生产 110
四、病毒在基因工程中的应用 111
习题 111
第五章 微生物的营养 113
**节 微生物的营养要求 113
一、微生物细胞的化学组成 113
二、微生物的营养物质 114
第二节 微生物的营养类型 119
一、光能无机营养型 119
二、光能有机营养型 120
三、化能无机营养型 120
四、化能有机营养型 121
第三节 微生物对营养物质的吸收 121
一、单纯扩散 122
二、促进扩散 122
三、主动运输 123
四、基团转位 124
五、膜泡运输 126
第四节 培养基 126
一、配制培养基的原则 126
二、培养基的类型 129
习题 133
第六章 微生物的代谢 134
**节 微生物对有机物质的分解 134
一、纤维素的分解 134
二、淀粉的分解 135
三、果胶质的分解 136
四、木质素和芳香族化合物的分解 136
五、几丁质的分解 136
六、蛋白质的分解 137
七、氨基酸的分解 137
八、烃类及有机农药的分解 140
第二节 微生物的产能代谢 140
一、异养微生物的产能代谢 141
二、自养微生物的产能代谢 150
第三节 微生物的固氮作用 157
一、固氮微生物 158
二、固氮作用机理 159
第四节 微生物细胞物质的合成 161
一、糖类的生物合成 161
二、氨基酸的生物合成 165
三、核苷酸的生物合成 166
第五节 微生物的次生代谢 168
一、次生代谢 168
二、次生代谢产物的合成 168
第六节 微生物的代谢调节 170
一、微生物代谢调节 的方式 170
二、代谢调节 在发酵工业中的应用 174
习题 177
第七章 微生物的生长 179
**节 微生物纯培养的生长 179
一、纯培养的分离方法 179
二、微生物的培养方法 180
三、微生物的个体生长 182
四、微生物的同步生长 186
五、微生物的群体生长 187
六、营养物质对微生物生长的影响 191
七、微生物的高密度培养 191
八、微生物的非可培养状态 192
第二节 理化因素对微生物生长的影响 192
一、物理因素对微生物生长的影响 192
二、化学因素对微生物生长的影响 196
第三节 微生物生长的控制 198
一、控制微生物生长的物理方法 198
二、控制微生物生长的化学方法 202
第四节 微生物细胞的分化 207
一、细菌芽孢的形成 207
二、真菌孢子的形成 208
三、黏菌形态的形成 208
习题 208
第八章 微生物的遗传和变异 210
**节 遗传变异的物质基础 210
一、证明核酸是遗传变异的物质基础的经典实验 210
二、遗传物质在细胞中的存在方式 212
第二节 微生物的基因组 214
一、大肠杆菌的基因组 215
二、酿酒酵母的基因组 216
三、詹氏甲烷球菌的基因组 217
第三节 微生物的染色体外遗传因子 217
一、质粒 217
二、可移动遗传因子 221
第四节 微生物的突变 222
一、微生物突变体的主要类型 222
二、基因突变的特点 223
三、基因突变的机制 226
四、诱变剂与致癌物质 230
五、DNA损伤的修复 230
第五节 细菌的基因重组 232
一、转化 232
二、转导 233
三、接合 236
第六节 真菌的基因重组 238
一、有性生殖 239
二、准性生殖 239
第七节 微生物遗传变异知识的应用 240
一、诱变育种 240
二、原生质体融合育种 242
三、杂交育种 243
四、代谢工程育种 243
五、基因工程 244
第八节 菌种的衰退、复壮和保藏 246
一、菌种的衰退与复壮 246
二、菌种的保藏 248
习题 250
第九章 微生物的生态 251
**节 自然环境中的微生物 251
一、土壤中的微生物 251
二、水体中的微生物 253
三、空气中的微生物 254
四、工农业产品中的微生物 255
五、生物体内外的正常菌群 257
六、极端环境中的微生物 259
七、菌种资源的开发利用 261
八、原位研究法 261
第二节 微生物在自然界物质循环中的作用 262
一、微生物在碳素循环中的作用 262
二、微生物在氮素循环中的作用 262
三、微生物在磷素循环中的作用 264
四、微生物在硫素循环中的作用 264
五、微生物在铁素循环中的作用 265
六、微生物在其他元素循环中的作用 265
七、微生物在环境保护中的作用 265
八、环境污染对微生物的影响 269
第三节 微生物的生物环境 270
一、互生关系 270
二、共生关系 272
三、竞争关系 273
四、拮抗关系 273
五、寄生关系 274
六、猎食关系 274
习题 275
第十章 传染与免疫 276
**节 传染 276
一、病原菌的致病作用 277
二、环境条件对病原菌传染的影响 279
三、传染的三种可能结局 280
第二节 非特异性免疫 280
一、生理屏障 281
二、吞噬细胞 281
三、正常体液中的抗微生物因素 283
四、炎症反应 286
第三节 特异性免疫 286
一、抗原 286
二、免疫系统 289
三、特异性免疫的应答过程 293
四、抗体与体液免疫 294
五、特异性细胞免疫 300
六、免疫应答的病理反应 301
七、特异性免疫的获得方式 304
第四节 免疫学方法及其应用 305
一、抗原抗体反应的一般规律 306
二、抗原抗体反应的主要类型 307
三、免疫预防 312
习题 313
第十一章 微生物的分类 314
**节 微生物的分类单元与命名 314
一、微生物的分类单元 314
二、微生物分类单元的命名 316
第二节 微生物的分类方法 317
一、经典分类法 317
二、化学分类法 319
三、遗传分类法 320
四、数值分类法 323
第三节 微生物的分类系统 325
一、细菌的分类系统 326
二、真菌的分类系统 329
第四节 微生物的鉴定 331
一、常规鉴定 331
二、快速鉴定 332
习题 333
第十二章 微生物的应用 334
**节 微生物在农业生产中的应用 334
一、微生物与土壤肥力 334
二、微生物与肥料 335
三、微生物饲料 338
四、微生物农药 340
五、沼气发酵 344
六、食用菌栽培 346
第二节 微生物在工业生产中的应用 351
一、微生物与食品制造 351
二、微生物与饮料生产 354
三、微生物与有机酸生产 356
四、微生物与氨基酸生产 357
五、微生物与酶制剂生产 358
六、微生物与湿法冶金 360
七、微生物与石油工业 361
八、微生物与能源生产 362
九、微生物与新材料 363
十、微生物与传感器和DNA芯片 365
第三节 微生物在医药卫生中的应用 366
一、生物制品 366
二、抗生素 370
三、维生素 372
四、葡萄糖酐 373
五、干扰素 373
六、核苷酸 374
七、其他药物 374
八、疾病的诊断 374
第四节 微生物在环境保护中的应用 375
一、微生物与污水处理 375
二、微生物对固体污染物的降解和转化 385<
第三版前言
**章 绪论 1
**节 微生物学的研究对象和任务 1
一、微生物学的研究对象 1
二、微生物学的任务 4
第二节 微生物学的发展 5
一、我国古代人民对微生物的认识和利用 5
二、微生物的发现 6
三、微生物学的奠基 6
四、现代微生物学的发展 7
五、我国微生物学的简况 11
习题 13
第二章 原核微生物 14
**节 细菌 14
一、细菌的基本形态和大小 14
二、细菌的细胞结构 17
三、细菌的繁殖方式 34
四、细菌的培养特征 35
五、重要代表菌 36
第二节 放线菌 38
一、放线菌的形态结构 39
二、放线菌的繁殖方式 40
三、放线菌的培养特征 40
四、放线菌的代表属 41
第三节 古菌 42
一、古菌的形态和大小 42
二、古菌的细胞结构特点 42
三、古菌的遗传学特征 44
四、古菌的主要类型 45
第四节 其他原核微生物 47
一、蓝细菌 47
二、立克次氏体 49
三、支原体 50
四、衣原体 51
五、螺旋体 53
六、蛭弧菌 53
七、黏细菌 54
习题 55
第三章 真核微生物 56
**节 酵母菌 56
一、酵母菌的形态与结构 57
二、酵母菌的繁殖方式 60
三、酵母菌的培养特征 62
四、重要代表菌 63
第二节 霉菌 64
一、霉菌的形态与结构 64
二、霉菌的繁殖方式 66
三、霉菌的培养特征 71
四、重要代表菌 72
第三节 担子菌 75
一、担子菌的形态与结构 76
二、担子菌的繁殖方式 78
第四节 黏菌 79
一、黏菌的形态与结构 79
二、黏菌的生活周期 80
三、黏菌的培养 81
第五节 真核微生物与原核微生物的比较 81
习题 82
第四章 病毒 83
**节 病毒的形态结构 83
一、病毒的大小 83
二、病毒的形态 83
三、病毒的化学组成 84
四、病毒的结构 85
五、病毒的对称性 86
六、包涵体 88
第二节 病毒的增殖 89
一、病毒的一般增殖过程 89
二、一步生长曲线 94
三、温和噬菌体与溶源性细菌 95
四、理化因素对病毒感染性的影响 96
五、病毒的非增殖性感染 97
六、病毒与寄主的相互作用 98
第三节 病毒的分离和测定 98
一、病毒的分离与纯化 98
二、病毒的检出 99
三、病毒效价的测定 99
第四节 病毒的种类和分类 101
一、脊椎动物病毒 101
二、昆虫病毒 101
三、植物病毒 102
四、微生物病毒 103
五、病毒的分类和命名 103
第五节 亚病毒 104
一、类病毒 104
二、卫星病毒 105
三、卫星RNA 105
四、朊病毒 106
第六节 病毒的应用及防治 107
一、病毒与人类健康 107
二、病毒与发酵工业 110
三、病毒与农业生产 110
四、病毒在基因工程中的应用 111
习题 111
第五章 微生物的营养 113
**节 微生物的营养要求 113
一、微生物细胞的化学组成 113
二、微生物的营养物质 114
第二节 微生物的营养类型 119
一、光能无机营养型 119
二、光能有机营养型 120
三、化能无机营养型 120
四、化能有机营养型 121
第三节 微生物对营养物质的吸收 121
一、单纯扩散 122
二、促进扩散 122
三、主动运输 123
四、基团转位 124
五、膜泡运输 126
第四节 培养基 126
一、配制培养基的原则 126
二、培养基的类型 129
习题 133
第六章 微生物的代谢 134
**节 微生物对有机物质的分解 134
一、纤维素的分解 134
二、淀粉的分解 135
三、果胶质的分解 136
四、木质素和芳香族化合物的分解 136
五、几丁质的分解 136
六、蛋白质的分解 137
七、氨基酸的分解 137
八、烃类及有机农药的分解 140
第二节 微生物的产能代谢 140
一、异养微生物的产能代谢 141
二、自养微生物的产能代谢 150
第三节 微生物的固氮作用 157
一、固氮微生物 158
二、固氮作用机理 159
第四节 微生物细胞物质的合成 161
一、糖类的生物合成 161
二、氨基酸的生物合成 165
三、核苷酸的生物合成 166
第五节 微生物的次生代谢 168
一、次生代谢 168
二、次生代谢产物的合成 168
第六节 微生物的代谢调节 170
一、微生物代谢调节 的方式 170
二、代谢调节 在发酵工业中的应用 174
习题 177
第七章 微生物的生长 179
**节 微生物纯培养的生长 179
一、纯培养的分离方法 179
二、微生物的培养方法 180
三、微生物的个体生长 182
四、微生物的同步生长 186
五、微生物的群体生长 187
六、营养物质对微生物生长的影响 191
七、微生物的高密度培养 191
八、微生物的非可培养状态 192
第二节 理化因素对微生物生长的影响 192
一、物理因素对微生物生长的影响 192
二、化学因素对微生物生长的影响 196
第三节 微生物生长的控制 198
一、控制微生物生长的物理方法 198
二、控制微生物生长的化学方法 202
第四节 微生物细胞的分化 207
一、细菌芽孢的形成 207
二、真菌孢子的形成 208
三、黏菌形态的形成 208
习题 208
第八章 微生物的遗传和变异 210
**节 遗传变异的物质基础 210
一、证明核酸是遗传变异的物质基础的经典实验 210
二、遗传物质在细胞中的存在方式 212
第二节 微生物的基因组 214
一、大肠杆菌的基因组 215
二、酿酒酵母的基因组 216
三、詹氏甲烷球菌的基因组 217
第三节 微生物的染色体外遗传因子 217
一、质粒 217
二、可移动遗传因子 221
第四节 微生物的突变 222
一、微生物突变体的主要类型 222
二、基因突变的特点 223
三、基因突变的机制 226
四、诱变剂与致癌物质 230
五、DNA损伤的修复 230
第五节 细菌的基因重组 232
一、转化 232
二、转导 233
三、接合 236
第六节 真菌的基因重组 238
一、有性生殖 239
二、准性生殖 239
第七节 微生物遗传变异知识的应用 240
一、诱变育种 240
二、原生质体融合育种 242
三、杂交育种 243
四、代谢工程育种 243
五、基因工程 244
第八节 菌种的衰退、复壮和保藏 246
一、菌种的衰退与复壮 246
二、菌种的保藏 248
习题 250
第九章 微生物的生态 251
**节 自然环境中的微生物 251
一、土壤中的微生物 251
二、水体中的微生物 253
三、空气中的微生物 254
四、工农业产品中的微生物 255
五、生物体内外的正常菌群 257
六、极端环境中的微生物 259
七、菌种资源的开发利用 261
八、原位研究法 261
第二节 微生物在自然界物质循环中的作用 262
一、微生物在碳素循环中的作用 262
二、微生物在氮素循环中的作用 262
三、微生物在磷素循环中的作用 264
四、微生物在硫素循环中的作用 264
五、微生物在铁素循环中的作用 265
六、微生物在其他元素循环中的作用 265
七、微生物在环境保护中的作用 265
八、环境污染对微生物的影响 269
第三节 微生物的生物环境 270
一、互生关系 270
二、共生关系 272
三、竞争关系 273
四、拮抗关系 273
五、寄生关系 274
六、猎食关系 274
习题 275
第十章 传染与免疫 276
**节 传染 276
一、病原菌的致病作用 277
二、环境条件对病原菌传染的影响 279
三、传染的三种可能结局 280
第二节 非特异性免疫 280
一、生理屏障 281
二、吞噬细胞 281
三、正常体液中的抗微生物因素 283
四、炎症反应 286
第三节 特异性免疫 286
一、抗原 286
二、免疫系统 289
三、特异性免疫的应答过程 293
四、抗体与体液免疫 294
五、特异性细胞免疫 300
六、免疫应答的病理反应 301
七、特异性免疫的获得方式 304
第四节 免疫学方法及其应用 305
一、抗原抗体反应的一般规律 306
二、抗原抗体反应的主要类型 307
三、免疫预防 312
习题 313
第十一章 微生物的分类 314
**节 微生物的分类单元与命名 314
一、微生物的分类单元 314
二、微生物分类单元的命名 316
第二节 微生物的分类方法 317
一、经典分类法 317
二、化学分类法 319
三、遗传分类法 320
四、数值分类法 323
第三节 微生物的分类系统 325
一、细菌的分类系统 326
二、真菌的分类系统 329
第四节 微生物的鉴定 331
一、常规鉴定 331
二、快速鉴定 332
习题 333
第十二章 微生物的应用 334
**节 微生物在农业生产中的应用 334
一、微生物与土壤肥力 334
二、微生物与肥料 335
三、微生物饲料 338
四、微生物农药 340
五、沼气发酵 344
六、食用菌栽培 346
第二节 微生物在工业生产中的应用 351
一、微生物与食品制造 351
二、微生物与饮料生产 354
三、微生物与有机酸生产 356
四、微生物与氨基酸生产 357
五、微生物与酶制剂生产 358
六、微生物与湿法冶金 360
七、微生物与石油工业 361
八、微生物与能源生产 362
九、微生物与新材料 363
十、微生物与传感器和DNA芯片 365
第三节 微生物在医药卫生中的应用 366
一、生物制品 366
二、抗生素 370
三、维生素 372
四、葡萄糖酐 373
五、干扰素 373
六、核苷酸 374
七、其他药物 374
八、疾病的诊断 374
第四节 微生物在环境保护中的应用 375
一、微生物与污水处理 375
二、微生物对固体污染物的降解和转化 385<
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微生物学(3版) 节选
**章 绪论 **节 微生物学的研究对象和任务 一、微生物学的研究对象 （一）微生物及其主要类群 微生物并非生物分类学上的名词，而是所有形体微小、结构简单的低等生物的总称。微生物包括没有细胞结构的病毒、亚病毒，原核类的细菌、放线菌、蓝细菌、立克次氏体、支原体、衣原体、螺旋体、蛭弧菌、黏细菌、古菌，真核类的酵母菌、霉菌和蕈菌，以及单细胞藻类和原生动物等。细菌是微生物学的主要研究对象。微生物的种类虽多，但生物学特性和分类地位都比较接近，研究方法和应用方面也非常相似。 （二）微生物在生物界的分类地位 在生物学发展中曾将所有生物分为植物界和动物界。我国在两千多年前的《周礼？？地官》及《考工记》等典籍中明确将生物分为植物和动物，并进一步细分为很多种类。藻类有细胞壁，进行光合作用，归于植物界。原生动物无细胞壁，可运动，绝大多数不进行光合作用，归于动物界。许多细菌有细胞壁，进行光合作用，可运动，将它们归于植物界或动物界均不合适。1866年海克尔（Haeckel）提出三界系统，将生物分为动物界、植物界和原生生物界。1969年魏塔克（Whittaker）提出的五界系统，将具细胞结构的生物分为原核生物界，包括细菌和蓝细菌；原生生物界，包括大部分藻类和原生动物；真菌界，包括酵母菌和霉菌等；以及植物界和动物界。1977年我国学者王大耜等提出将所有生物分为六界：病毒界、原核生物界、真核原生生物界、真菌界、植物界和动物界（图1-1）。 图1-1 生物的分类概貌 1979年我国学者陈世骧等建议将生物分为三总界和五界：Ⅰ非细胞总界；Ⅱ原核总界1. 细菌界，2. 蓝细菌界；Ⅲ真核总界3. 植物界，4. 真菌界，5. 动物界。1990年伍斯（Woese）等根据16SrRNA（18SrRNA）序列的比较，提出将生物分为三域（Domain）：细菌（Bacteria）、古菌（Archaea）和真核生物（Eukarya）。可见，微生物在所有界级中具*宽的领域，在生物界占极重要的地位。对微生物的认识水平是生物界级分类的核心。 （三）微生物的一般特点 微生物具有生物的共同特点：基本组成单位是细胞（病毒例外）；主要化学成分相同，都含有蛋白质、核酸、多糖、脂类等；新陈代谢等生理活动相似；受基因控制的遗传机制相同；有生长繁殖能力。微生物还具有与动植物不同的特点，可以归纳如下。 1. 形体微小，结构简单 微生物的个体都相当微小，测量其大小通常用微米（μm）或纳米（nm）为单位。肉眼一般看不见，必须借助显微镜将它们放大几百倍乃至上千倍才能看清，有些微生物，如病毒用普通光学显微镜也无法看到，只有用电子显微镜将它们放大几万倍以至十几万倍才能看清。 微生物结构简单，大多数是单细胞个体，少数是简单的多细胞个体。病毒、亚病毒等是没有细胞结构的大分子生物。形体微小、结构简单是所有微生物的基本特征。 2. 种类繁多，分布广泛 微生物的种类繁多：物种多、代谢类型多、代谢产物多、遗传基因多、生态类型多。据统计，目前已发现的微生物约15万种。截至2005年12月底，已描述过的微生物中病毒有5450多种，古菌520种，细菌19858种，真核微生物120336种。更大量的微生物资源还有待我们发掘。随着分离、培养方法的改进和研究工作的深入，微生物的新种、新属、新科，甚至新目、新纲不断发现。即使研究较早的真菌，现在每年还发现约1500新种。有人估计已发现的微生物种类至多也不超过自然界中微生物总数的10%。可以相信，随着人类认识和研究工作的发展，总有一天微生物的总数会超过动植物的总和。 微生物因体积小、质量轻、数量多等原因，在自然界分布极为广泛。土壤、空气、河流、海洋、盐湖、高山、沙漠、冰川、油井、地层下以及动物体内外、植物体表面等各处都有大量的微生物在活动。微生物与其他生物间存在互生、共生、寄生、拮抗、竞争和猎食等生态关系。例如，在人体肠道中经常聚居着100~400种不同种类的微生物，个体总数超过100万亿个；20世纪70年代末，人们用地球物理火箭从74km 的高空采集到微生物，后来又在85km 的高空找到了微生物；我国科学家*近在我国江苏省东海县科学钻探的深1080m 的岩芯样品中发现了活细菌。即使在高温、高盐、低温、强酸、强碱、高压、干旱等极端环境中也存在各种嗜极微生物。1974年4月和1977年2月，科学家们发现东太平洋深达1万多米的海底温泉中存在既耐高温（100℃）又耐高压（1140大气压①）、在厌氧条件营自养生活的硫细菌。可见，微生物的分布比高等生物广泛得多。 3. 代谢类型多，代谢能力强 微生物代谢类型之多是动植物所不及的。它们几乎能分解地球上的一切有机物，也能合成各种有机物。微生物的代谢产物极多，仅抗生素已发现1万多种。微生物有多种产能方式，有的利用分解有机物放出的能量；有的从无机物的氧化中获得能量；有的能利用光能，进行光合作用。有的进行有氧呼吸，有的进行无氧呼吸。有的能固定分子态氮，有的能利用复杂有机氮化物。有的微生物具有抗热、冷、酸、碱、高渗、高压、高辐射剂量等极端环境的特殊能力。 微生物的代谢能力比动植物强得多。它们个体小，比表面大，一个或几个细胞就是一个独立的个体，能迅速与周围环境进行物质交换，因而具有很强的合成与分解能力。据研究，大肠杆菌（Escherichia coli）每小时可消耗自重2000倍的糖；乳酸细菌每小时可产生自重1000倍的乳酸；产朊假丝酵母（Candida utilis）合成蛋白质的能力是大豆的100倍，是肉用公牛的10万倍。微生物的高效率的吸收转化能力有极大的应用价值。 4. 生长繁殖快，培养容易 微生物的繁殖速度是动植物无法比拟的。有些细菌在适宜条件下每20min就繁殖一代，24h就是72代。微生物的快速繁殖能力应用在工业发酵上可大大提高生产率，运用于科学研究中能大大缩短科研周期。当然，必须防止病原微生物和腐败微生物等有害微生物的危害。 微生物培养容易，能在常温常压下利用简单的营养物质，甚至工农业废弃物生长繁殖，积累代谢产物。利用微生物发酵法生产食品、医药、化工原料等具有许多优点：设备简单，不需要高温、高压设备；原料广泛，可用廉价的甘薯粉、米糠、麸皮、玉米粉及废糖蜜、酒糟等工农业副产品；不需要催化剂；产品一般无毒；工艺独*，成本低廉，可因地制宜，就地取材。 5. 容易发生变异，适应能力强 微生物个体微小，易受环境条件影响，加之繁殖快，数量多，容易产生大量变异的后代。利用这一特性选育优良菌种比较方便。例如，青霉素生产菌产黄青霉（Penicillium chrysogenum）1943年每毫升发酵液只含约20单位的青霉素。经过多年的选育，变异逐渐积累，该菌目前每毫升发酵液青霉素含量已接近10万单位。当然，事物总是一分为二的。微生物容易发生变异的特性在某些方面对人类也有害，如致病菌对青霉素等抗生素的抗药性，几十年来由于变异的不断积累，使抗生素的治疗效果不断下降。耐药性强的“超级病菌”大量出现，严重威胁人类的健康。容易发生变异这一特性还常导致菌种衰退。 微生物有极灵活的适应性，这也是动植物无法比拟的。为了适应多变的环境条件，微生物在长期的进化中产生了许多灵活的代谢调控机制，并有很多种诱导酶。微生物对环境条件尤其是恶劣的极端环境具有惊人的适应能力。例如，海洋深处的某些硫细菌可在100℃以上的高温下正常生长，一些嗜盐细菌能在32%的盐水中正常活动。 （四）微生物与人类的关系 微生物与人类的关系极为紧密。不仅涉及许多方面，而且越来越重要。 1. 微生物与物质转化 微生物在自然界物质循环中起着巨大的作用。地球上生物的发展，一方面依赖于植物和部分微生物的光合作用合成有机物，另一方面也依赖于微生物对死的有机体的分解。如果没有微生物的分解作用，则一切生物将无法生存。 2. 微生物与农业生产 微生物在农业生产中起着巨大的作用。微生物是土壤肥力的重要因素，可分解有机残体，促进难溶性矿物转化，固定空气中氮素，增加土壤有效养分；可促进土壤团粒结构的形成。利用微生物的活动可将废弃的有机物堆沤成优质的有机肥料。还可以利用微生物进行沼气发酵，既可产生清洁的燃料，又可生产优质肥料。利用微生物可生产多种抗生素、杀虫剂、除草剂，能防治作物病虫害和杂草，还可大量生产单细胞蛋白和食用菌。农产品的加工和贮藏很多是利用有益微生物的作用或抑制有害微生物的活动。微生物能够将作物秸秆等废弃有机物转化成饲料、食品，解决粮食危机。 3. 微生物与工业生产 微生物在工业生产中正起着越来越大的作用。有的是直接利用其菌体，有的是利用其代谢产物或代谢活动。微生物已被广泛用于生产食品、药物、化工原料、生物制品、饲料、农药等。也有的被用于纺织、制革、石油发酵、细菌冶金及石油的勘探、开采和加工。近年来也有的利用微生物生产塑料、树脂等高分子化合物。随着基因工程、固定化酶、固定化细胞等先进技术的应用，进一步发掘了微生物在工农业生产中的巨大潜力。 4. 微生物与能源供应 石油、天然气、煤炭等化石能源正日益枯竭。微生物在新能源生产方面具有巨大潜力；微生物可将蕴藏量丰富的秸秆等中的纤维素转化成乙醇；乙醇发酵的糟柏还可作饲料和肥料，并可促进氮、磷、钾等营养元素还田；微生物可将粪便、垃圾、污水等废弃有机物发酵产生甲烧、氢气等清洁能源；微生物通过分解、产气等作用可提高石油采收率；微生物可发酵生产正烷烃类等燃料z微生物可生产微生物电池，还可进行微生物发电。 5. 微生物与资源开发 微生物发酵纤维素等大分子有机物可产生乙醇、丙酣、丁醇、甘油及各种有机酸等小分子有机物，作为化工、轻工、制药等工业的原料。这些原料原来都是化学方法生产的。微生物发酵法以耗能少、条件温和、污染少、成本低等优点，正逐步取代需要高温、高压、耗能大、污染重的化工生产出许多重要的工业原料。 6. 微生物与环境保护 在环境保护方面，越来越多地利用微生物处理污水、污物、毒物，消除污染，保护环境，监测环境。即使含有农药、氧化物、酚等毒物的污水、污物也都可以被微生物降解。微生物的这种降解能力还可以用人工方法获得更大的提高。 7. 微生物与人类健康 微生物与人类及畜禽的健康关系密切。如有些微生物生活在动物肠道内，可合成维生素、氨基酸等，为寄主提供营养。牛、羊等反刍动物由于微生物的共生才能消化草料中的纤维素。微生物产生的抗生素可治疗人类及畜禽的传染性病害。利用微生物可生产各种药物及疫苗等生物制品预防、诊断、治疗很多种疾病。 随着更多新的微生物，特别是具有特殊性质和功能的微生物的发现和对微生物研究的深入，微生物必将在人类的生产和健康等方面发挥更大更多的作用，尤其是在解决人类面临的粮食增产、能源供应、资源开发、环境保护、人类健康等突出问题方面作出特殊的贡献。 微生物对人类也存在有害的一面。有些微生物能引起人及动植物的病害，称为病原微生物，历史上曾给人类造成重大的灾难。某些病原微生物至今仍在严重威胁人类健康和农牧业生产。微生物的破坏性还表现在引起工农业产品及日用品的霉烂、腐蚀。我们要充分利用微生物对人类有益的方面为社会主义建设服务，努力消除其危害，化害为利，造福人类。 二、微生物学的任务 （一）微生物学及其分支学科 微生物学是研究微生物及其生命活动规律和应用的科学。研究内容包括微生物的形态结构、生理生化、生长繁殖、遗传变异、生态分布、分类鉴定及其在工业、农业、医疗卫生、环境保护和生物工程等方面的应用。 由于研究任务不同，微生物学形成了许多分支学科。研究微生物基本生命活动规律的有普通微生物学、微生物分类学、微生物生理学、微生物生态学
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