认识微生物

认识细菌，首先要从认识微生物开始。

人们常说的微生物一词，是对所有形体微小、单细胞或个体结构较为简单的多细胞，甚至无细胞结构的低等生物的总称，或简单地说是对细小的人们肉眼看不见的生物的总称，指显微镜下的才可见的生物。

作为生物，微生物也具有与一切生物的共同点：

核酸的结构

（1）遗传信息都是由DNA链上的基因所携带，除少数特例外，其复制、表达与调控都遵循中心法则。

（2）微生物的初级代谢途径如蛋白质、核酸、多糖、脂肪酸等大分子物的合成途径基本相同。

（3）微生物的能量代谢都以ATP作为能量载体。

微生物作为生物的一大类，除了与其他生物共有的特点外，还具有其本身的特点及其独特的生物多样性：

微生物的个体极其微小，必须借助于光学显微镜或电子显微镜才能观察到它们。测量和表示单位通常为微米。

尽管微生物的形态结构十分简单，大多是单细胞或简单的多细胞构成，甚至还无细胞结构，仅有DNA或RNA；形态上也仅是球状、杆状、螺旋状或分枝丝状等，细菌形态上除了那些典型形状外，还有许多如方形、阿拉伯数字状、英文字母形等特殊形状。

DNA模型

微生物细胞的显微结构更是具有明显的多样性，如细菌经革兰染色后可分为革兰阳性细菌和阴性细菌，其原因在于细胞壁的化学组成和结构不同，古菌的细胞壁组成更是与细菌有着明显的区别，没有肽聚糖而由蛋白质等组成，真菌细胞壁结构又与古菌、细菌有很大的差异。

微生物能利用的基质十分广泛，是任何其他生物所望尘莫及的。从无机的二氧化碳到有机的酸、醇、糖类、蛋白质、脂类等，从短链、长链到芳香烃类，以及各种多糖大分子聚合物（果胶质、纤维素等）和许多动、植物不能利用，甚至对其他生物有毒的物质，都可以成为微生物的碳源和能源。

微生物的代谢方式多样，既可以二氧化碳为碳源进行自养型生长，也可以有机物为碳源进行异养型生长；既可以光能为能源，也可以化学能为能源；既可在有氧气条件下生长，又可在无氧气条件下生长。

微生物代谢的中间体和产物更是多种多样，有各种各样的酸、醇、氨基酸、蛋白质、脂类、糖类等。代谢速率也是任何其他生物所不能比拟的。如在适宜环境下，大肠杆菌每小时可消耗的糖类相当于其自身重量的2000倍。以同等体积计，1个细菌在1小时内所消耗的糖即可相当于人在500年时间内所消耗的粮食。

微生物的代谢产物更是多种多样，如蛋白质、多糖、核酸、脂肪、抗生素、维生素、毒素、色素、生物碱，二氧化碳、水、硫化氢、二氧化氮等。

显微镜下的霉菌

微生物的繁殖方式相对于动植物的繁殖也具有多样性。细菌以二裂法为主，个别可由性接合的方式繁殖；放线菌可以菌丝和分生孢子繁殖；霉菌可由菌丝、无性孢子和有性孢子繁殖，无性孢子和有性孢子又各有不同的方式和形态；酵母菌可由出芽方式和形成子囊孢子方式繁殖。

微生物由于个体小、结构简单、繁殖快、与外界环境直接接触等原因，很容易发生变异，而且在很短时间内出现大量的变异后代。变异具有多样性，其表现可涉及任何性状，如形态构造、代谢途径、抗性、抗原性的形成与消失、代谢产物的种类和数量等。

微生物具有极强的抗热性、抗寒性、抗盐性、抗干燥性、抗酸性、抗碱性、抗压性、抗缺氧、抗辐射、抗毒物等能力，显示出其抗性的多样性。

目前已确定的微生物种数在10万种左右，但仍正以每年发现几百至上千个新种的趋势在增加。微生物生态学家较为一致地认为，目前已知的已分离培养的微生物种类，可能还不足自然界存在的微生物总数的1／100。情形可能确实如此，在自然界中存在着极为丰富的微生物资源。

微生物家族族谱

自然界中微生物存在的数量往往超出一般人们的预料。每克土壤中细菌可达几亿个，放线菌孢子可达几千万个。人体肠道中菌体总数可达100万亿左右。每克新鲜叶子表面可附生100多万个微生物。全世界海洋中微生物的总重量估计达280亿吨。从这些数据资料可见微生物在自然界中的数量之巨。实际上，我们生活在一个充满着微生物的环境中。

在生物系统发育史上，微生物比动植物和人类都要早得多，但由于其个体太小和观察技术问题而发现它们却是最晚的。微生物横跨了生物六界系统中无细胞结构生物病毒界和细胞结构生物中的原核生物界、原生生物界、菌物界，除了动物界、植物界外，其余各界都是为微生物而设立的，范围极为宽广。

微生物在自然界中，除了“明火”、火山喷发中心区和人为的无菌环境外，到处都有分布，上至几十千米外的高空，下至地表下几百米的深处，海洋上万米深的水底层，土壤、水域、空气，动植物和人类体内外，都已分布有各种不同的微生物。即使是同一地点同一环境，在不同的季节，如夏季和冬季，微生物的数量、种类、活性、生物链成员的组成等有明显的不同。这些都显示了微生物生态分布的多样性。