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环境工程微生物学 周群英 高廷耀 编著 绪论-微生物学基础 一、微生物定义 一切肉眼看不到必须在显微镜下才能看见的微小生物的总称。它们是一些个体微小，构造简单的低等生物。 一般来说，直径≤1mm的生物都是微生物，属于微生物学研究的范畴。 1.形体微小 1.1肉眼观察不到，借助工具：光学显微镜、电子显微镜 1.2测量单位：微米 纳米 2.结构简单 2.1有的无细胞结构 2.2具原核 2.3真核单细胞，或简单多细胞 3.进化地位低 二、微生物种类 非细胞形态的微生物： 病毒（植物病毒、动物病毒、细菌病毒等）、类病毒、拟病毒等 细胞形态的微生物 原核微生物 细菌、放线菌、蓝细菌、支原体、衣原体、立克次氏体 真核微生物 藻类、真菌（酵母菌、霉菌）、原生动物、微型后生动物 三、微生物在生物界的分类地位 生物分类单元 生物分类的基本单元是种。分类单元-界、门、纲、目、科、属和种。种以下可再分为亚种、变种、型和菌株等。最常用的也是具有权威性的是《伯杰氏手册》，是对原核微生物（细菌等）进行分类。 传统分类依据：形态学特征、表型特征、生理特征、生态特征、血清学反应、噬菌体反应等。现代手段依据：DNA中G+C含量、DNA杂交、DNA-rRNA杂交、16SrRNA碱基顺序分析等。 近100多年，从两界经历过三界系统、四界系统、五界系统甚至六界系统，最后又出现三原界系统。 二界系统：植物界、动物界 三界系统：植物界、动物界、原生生物界 四界系统：植物界、动物界、原始生物界（原生动物、真菌、部分藻类）、菌界（细菌、蓝细菌） 五界系统， 1969年，魏特克提出“五界学说”，后经Margulis修改，为较多的人所接受：动物界、植物界、原生生物界、真菌界、原核生物界。 我国学者提出的六界学说，在上述五界的基础上再增加一个病毒界。 三原界系统：古细菌原界、真细菌原界、真核生物原界 (一)个体极小，比表面积大 (2)全世界海洋中微生物的总重量约280亿吨 (3)人体肠道内有100~400种不同种类的微生物，菌体总数达100万亿个左右。 人体细胞数量50万亿 (4)新鲜叶子表面微生物数量达100多万个／g (6) 一个喷嚏约含菌4500—150000个，感冒患者的一个喷嚏含细菌多达8500万个。 一系列的调查数据表明，我们是生活在一个被大量微生物包围着的环境中，只是因为肉眼不可见而常常“身在菌中不知菌”。 (四)易变异 为什么微生物较其他生物容易变异呢？ 各种生物变异频率一样——十分低(如10-5～10-10） 数量大、保护能力差 多数微生物为单细胞，结构简单，整个细胞直接与环境接触，易受环境因素影响，引起遗传物质DNA的改变而发生变异，由于数量庞大，也可以在短时间内出现大量变异后代，当环境变化时，微生物会大量死亡，活下来的微生物往往会发生结构和生理特性的变异以适应变化了的环境。 (五) 种类多、分布广、代谢类型多样 种类多 目前已经知道的动物约有150万种，植物50万种，微生物约20万种。其中细菌、放线菌约1500种。 苏联微生物学家伊姆舍涅茨基曾估计，“目前我们所了解的微生物总数，至多也不超过生活在自然界中的微生物总数的10％”。如果这一估计不错的话，将来的某一天，微生物的总数可能会超过目前动、植物的种数之和。 分布在地球的每一个毛孔，地球真正的主人 大多数细菌能耐受0 ~ -196℃低温 嗜盐菌能在32%饱和盐水中正常生活 氧化硫硫杆菌能生长在5~10%（pH 0.5）的硫酸溶液中。 美国黄石国家公园温泉 代谢类型极其多样 凡自然界存在的有机物，都能被微生物利用、分解。 例如，假单胞菌属的某些种，甚至能分解90种以上的有机物，可利用其中的任何一种作为唯一的碳源和能源进行代谢。有些微生物还可利用有毒物质如酚、氰(脂)化物等作为营养。 举例 Bacillus subtilis 枯草芽孢杆菌 Escherichia coli 大肠杆菌 Staphylococcus aureus 金黄色葡萄球菌 B. anthracis 炭疽芽孢杆菌 Pseudomonas sp. 一种假单胞菌属细菌 Pseudomonas spp. 几种假单胞菌属细菌 六、微生物学定义及其分科 1. 微生物学定义 研究微生物生命活动的科学。在细胞、分子或群体水平上研究微生物的形态结构、生理代谢、遗传变异、生态分布和分类进化等生命活动的基本规律，控制、消灭或改造有害微生物，利用有益微生物。 研究微生物的“衣食住行”的科学 衣——什么是微生物，长什么样？（形态、结构） 食——能吃、爱吃什么、如何消化？（营养、代谢或称生理） 住——喜欢住在哪？为什么？（环境影响或称生态） 行——能有