微生物的生物学特点

微生物虽然形体微小，结构简单，但是它们具有与很多高等生物相同的基本生物学特性，以及其他生物体不可比拟的一些特性。

（一）体积微小，比表面积大

（二）种类多，分类广

（三）繁殖快，代谢活力强

（四）适应性强，易变异

第一章 绪论

【知识目标】

1.掌握 微生物的基本概念及生物学特点。

2.熟悉 食品微生物学及其研究的对象、内容与任务。

3.了解 微生物学及其分支学科、发展简史。

一、微生物及其分类地位

（一）微生物的概念

微生物（microorganism，microbe）一般是指形体微小，结构简单，肉眼看不见或看不清的微小生物的总称。这些微小的生物体，绝大多数是肉眼不可见的，必须借助光学显微镜甚至电子显微镜才能看见。但是也有例外，有些微生物肉眼是可以看见的，比如我们日常食用的蘑菇，中药中的灵芝等真菌类微生物。随着科学技术的发展，近年来也发现了有些微生物肉眼也能看见，如1993年被正式确认为细菌的费氏刺骨鱼菌(Epulopiscium fishelsoni)。因此，上述概念是指一般而言，是历史沿革，现在仍在适用。

（二）微生物在生物学分类中的地位

微生物非常多样，具有独特的生物学特性，在整个生命科学中占有十分重要的地位。在1969年魏塔科（Whittaker）提出的动物界、植物界、原生生物界、真菌界和原生生物界五界系统， 1977年卡尔·乌斯（Carl Woese）提出的细菌域、古菌域和真核域的三域（Domain）系统，以及1996年美国雷文（P.H.Raven）等提出动物界、植物界、原生生物界、真菌界、真细菌界和古生菌界六界系统中，微生物都占据了60%或以上的位置。这也是微生物在整个生物界的分类地位。

二、微生物的生物学特点（）

微生物虽然形体微小，结构简单，但是它们具有与很多高等生物相同的基本生物学特性，以及其他生物体不可比拟的一些特性。

（一）体积微小，比表面积大①

微生物形体微小，一般测量用的单位是微米（μm）、纳米（nm），质量非常轻。这样小的细胞，就具有极大的比表面积（表面积/体积比值），使微生物与外界物质的交换能力非常强。

（二）种类多，分类广②

微生物在自然界是一个十分庞大复杂的生物类群。迄今为止，被人类发现的微生物约有10万种，并且每年还在不断的发现和增加新的品种。它们具有各种生活方式和营养类型，广泛分布在土壤、大气、水域，以及其他生物体内，即使环境极端恶劣，其他很多生物体不能生存的地方，比如高山、深海、冰川、沙漠、深层土壤等，都有微生物存在。

从这个特性来看，微生物的资源极其丰富，在生产实践和生命科学研究中，利用微生物的前景是十分广阔的。

（三）繁殖快，代谢活力强③

微生物繁殖速度快，很多都容易培养。如广泛存在于人和动物肠道中的大肠埃希菌（Escherichia coli），主要进行二分裂繁殖，在合适的条件下，每分裂一次的时间大约20 分钟左右，按每小时分裂3次，一昼夜分裂72次，一个大肠埃希菌的后代数超过472 236 648万亿个，重约4 722吨。同时微生物因为体积小，具有极大的比表面积，能快速进行物质交换，吸收营养和排泄废物，代谢速率最大。如发酵乳糖的细菌在1 小时内可分解其自重1000～10 000倍的乳糖；产朊假丝酵母（Candida utilis）合成蛋白质的能力比大豆强100倍，比食用公牛强10万倍。

微生物的这个特性在发酵工业上具有重要的实践意义，主要体现在生产效率高，发酵周期短，有着非常好的“活的化工厂”的作用，为我们充分利用它们的生物化学转换能力，开发微生物资源提供了有利的条件，也为生物学基本理论的研究提供的极大的便利。当然对于危害作用大的微生物来说，它们的这个特性却会给人类带来极大的麻烦和祸害，需要认真对待，加以区别。

（四）适应性强，易变异④

微生物由于具有极大的比表面积，为了适应多变的环境条件，在其长期的进化过程中产生了许多灵活的代谢调控机制，使得微生物形成了极强的适应性。虽然微生物个体一般是单细胞、非细胞或简单多细胞，变异频率十分低（10-10～10-5），但由于数量多、繁殖快，也可以在短时间内产生大量变异后代。

可以利用微生物易变异的特性进行菌种选育，获得优良菌种，提高产品质量，这在工业上已有很多成功案例。但若