一、体积小,面积大
1.体积小
测量单位:微米或钠米
杆菌的平均长度:2 微米;
1500个杆菌首尾相连= 一粒芝麻的长度;
10-100亿个细菌加起来重量 = 1毫克
最近在《科学》上的一篇文章报道了对一快活性陨石上可能存在的生命遗迹的研究,这块陨石在45亿年前在火星上形成,13亿年以前由于宇宙碰撞而离开火星,13000年前作为陨石降落到地球上。对它的分析表明其上可能有生命存在过,更重要的是在该陨石上发现了类似细菌化石的东西,其直径仅为20~40 nm。
德国科学家H. N. Schulz等1999年在纳米比亚海岸的海底沉积物中发现的一种硫磺细菌(sulfurbacterium),其大小可达0.75 mm,Thiomargarita namibiensis,---------“纳米比亚硫磺珍珠”,是迄今为止最大的细菌。
2.面积大
面积/体积的比值为比表面积
大肠杆菌的比表面积是人的30万倍;
这样大的比表面积特别有利于它们和周围环境进行物质、能量、信息的交换。微生物的其它很多属性都和这一特点密切相关。
有人计算,乳酸杆菌一小时内生成的乳酸约为其体重的1000~10000倍;但一个人如要产生相当于其体重1000倍的代谢物则需要40多年。
二、吸收多,转化快
胃口大:
消耗自身重量2000倍食物的时间:
大肠杆菌:1小时
人 :500年(按400斤/年计算)
食谱广:
获取营养方式多种多样,其食谱之广是动植物完全无法相比的!
纤维素、木质素、几丁质、角蛋白、石油、甲醇、甲烷、天然气、塑料、酚类、氰化物、各种有机物均可被微生物作为粮食。
微生物的这个吸收多、转化快的特性为微生物的高速生长繁殖和合成大量代谢产物提供了充分的物质基础,从而使微生物能在自然界和人类实践中更好的发挥其超小型“活的化工厂”的作用。
三、生长旺,繁殖快
微生物繁殖速度快,易培养,是其他生物不能比的。大肠杆菌,其细胞在合适的生存条件下,每分裂一次的时间是12.5~20.0钟。如按20分钟分裂一次计,则每小时分裂3次,每昼夜可分裂72次,后代数为: 4722366500万亿个(重约4722吨),48小时为2.2╳1043个(约等于4000个地球之重)。
一头500 kg的食用公牛,24小时生产 0.5 kg蛋白质,而同样重量的酵母菌,以质量较次的糖液(如糖蜜)和氨水为原料,24小时可以生产 50000 kg优质蛋白质。
微生物的这一特性在发酵工业中具有重要的实践意义,主要体现在它的生产效率高、发酵周期短上。
四、适应强,易变异
微生物对环境条件尤其是恶劣的“极端环境”所具有的惊人适应力,堪称生物界之最。
C 抗热:在海洋深处的某些硫细菌可在250 ℃甚至在300 ℃的高温条件下正常生长;
C 抗寒:大多数细菌能耐0 ~ -196 ℃(液态氮)的任何低温,甚至在-253 ℃(液态氢)下仍能保持生命;
C 抗渗透压:一些嗜盐菌甚至能在32%的饱和盐水中正常生活;
C 抗酸碱:细菌能耐受并生长的pH范围:0.5~13。
C 抗压力:有些细菌可在1400个大气压下生长。
微生物个体小、结构简单、且多与外界环境直接接触,加之它们繁殖快、数量多等原因,即使其变异频率十分低(一般为10-5~10-10),也可以在短时间内产生大量变异后代。
五、分布广,种类多
分布广
人迹可到之处,微生物的分布必然很多,而人迹不到的地方,也有大量的微生物存在!土壤、水域、大气,几乎到处都有微生物的存在。
数十公里的高空(最高为离地85公里,须用火箭采样);
几千米的地下;
强酸、强碱、高热的极端环境;
常年封冻的冰川;
(注:自然界中什么地方没有微生物呢?答:有火的地方,所以说我们在接菌的时候,要把接种针放在火焰上加热,以去除杂菌。)
种类多:
t 代谢产物种类多;
t 微生物的生理代谢类型多;
t 微生物的种数“多”;
虽然目前已定种的微生物只有大约10万种,远较动植物为少,但一般认为目前为人类所发现的微生物还不到自然界中微生物总数的1%,因此生产实践和生物学基本理论问题的研究中,利用微生物的前景是十分广阔的。

