本文關(guān)鍵詞：環(huán)境微生物學(xué)

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　　一、微生物
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　　微生物（microorganism）是一切肉眼看不見或看不清楚的微小生物的總稱。微生物種類繁多、形態(tài)各異、營養(yǎng)龐雜，但都表現(xiàn)為簡(jiǎn)單、低等的生命形態(tài)；微生物包括非細(xì)胞型微生物、原核細(xì)胞型微生物和真核細(xì)胞型微生物。
　　（二）微生物的特點(diǎn)
　　1.個(gè)體微小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單
　　微生物形體微小。觀察微生物必須借助于顯微鏡甚至電子顯微鏡，將其放大幾千倍至幾十萬倍。測(cè)量微生物需用測(cè)微尺，細(xì)菌以微米（μm）為計(jì)量單位；病毒以納米（nm）為計(jì)量單位。
　　微生物結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。大多數(shù)微生物是單細(xì)胞生物，一個(gè)細(xì)胞就是一個(gè)生物個(gè)體。病毒由核酸和蛋白質(zhì)組成，沒有細(xì)胞結(jié)構(gòu)；亞病毒僅由核酸組成；朊病毒則僅由蛋白質(zhì)組成。
　　2.代謝活躍、類型多樣
　　微生物代謝活躍。由于其個(gè)體小，比表面積大（細(xì)菌表面積大約為12m2/g干重），微生物能從環(huán)境中快速攝取各種營養(yǎng)物質(zhì)，并將大量代謝產(chǎn)物排出體外。例如，乳酸桿菌每小時(shí)產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物（乳酸）可多達(dá)其體重的1000至10000倍。
　　微生物代謝類型多樣。①基質(zhì)廣泛。既能利用無機(jī)物（二氧化碳），也能利用有機(jī)物作為碳源。②能源譜寬。既能利用太陽能，也能利用化學(xué)能作為能源。③適應(yīng)性強(qiáng)。既能進(jìn)行有氧呼吸，也能進(jìn)行發(fā)酵或無氧呼吸。④代謝產(chǎn)物多樣。既可產(chǎn)生無機(jī)產(chǎn)物，也可產(chǎn)生有機(jī)產(chǎn)物；既可產(chǎn)生小分子有機(jī)物，也可以產(chǎn)生大分子有機(jī)物。
　　3.繁殖迅速、容易變異
　　微生物繁殖很快。生長(zhǎng)旺盛時(shí)，有些細(xì)菌每20min就能增殖一代，24h可增殖72代。如果沒有其他條件限制，經(jīng)過一晝夜，1個(gè)細(xì)菌就可增至47萬億億（4.7×1021）個(gè)。若設(shè)1012個(gè)細(xì)菌的干重為1g，則在1天內(nèi)，生物量將從10-12g增加到4.7×109g。
　　微生物容易變異。每一世代，細(xì)菌出現(xiàn)自發(fā)突變的頻率約為10-6（即在100萬個(gè)細(xì)菌中有1個(gè)發(fā)生基因突變），液體培養(yǎng)中的細(xì)菌濃度可達(dá)108個(gè)/mL，這意味著在每毫升培養(yǎng)液中，就有100個(gè)細(xì)菌發(fā)生基因突變。
　　4.抗逆性強(qiáng)、休眠期長(zhǎng)
　　微生物抗逆性很強(qiáng)。高溫菌可在2.65×107Pa和300℃的高壓高溫條件下生活；嗜酸菌可在pH 0.5的強(qiáng)酸性條件下生活；嗜鹽菌則可在鹽濃度30%以上的“死�！敝猩�。
　　微生物休眠期很長(zhǎng)。在不利條件下，微生物可進(jìn)入休眠狀態(tài)，有些種類形成特殊休眠體（如細(xì)菌芽孢）。據(jù)報(bào)道，有些細(xì)菌芽孢在休眠幾百甚至上千年后仍有活力。
　　5.種類繁多、數(shù)量巨大
　　微生物種類繁多。它包括病毒、細(xì)菌、古菌、放線菌、真菌、藻類和原生動(dòng)物等類群。據(jù)估計(jì)，微生物種類數(shù)目約為50萬～600萬種，有記載的約為20萬種（1995年），其中病毒4000多種，原核生物3500多種，真菌9萬多種，原生動(dòng)物和藻類10萬多種。
　　微生物數(shù)量巨大。在溫度和濕度適宜、養(yǎng)分豐富的土壤耕作層中，每克土壤的微生物含量高達(dá)數(shù)億個(gè)。
　　6.分布廣泛、分類界級(jí)寬
　　微生物分布廣泛。在自然界，不論是土壤、水體和空氣，還是植物、動(dòng)物和人體的內(nèi)部或表面，都存在大量微生物。上至8萬多米的高空，下至3000多米的油井；冷至南北極地，熱至幾百攝氏度的深�；鹕娇�，都有微生物蹤跡。
　　微生物的分類界級(jí)很寬。在反映生物系統(tǒng)發(fā)育的三域分類系統(tǒng)中，微生物包含了細(xì)菌域和古菌域的全部生物，以及真核生物域的部分生物。
　　（三）微生物的分類、鑒定和命名
　　由于微生物種類繁多，為了便于各類微生物的識(shí)別、研究和應(yīng)用，有必要對(duì)其進(jìn)行分類、鑒定和命名。
　　1.微生物分類
　　分類（classification）是根據(jù)一定原則對(duì)微生物進(jìn)行分群歸類，把相似或相近的微生物放在一個(gè)分類單位中。從大到小，微生物的分類單位依次是域（domain）、界（kingdom）、門（phylum）、綱（class）、目（order）、科（family）、屬（genus）、種（species）。在主要分類單位之間，還經(jīng)常加進(jìn)次要分類單位，如亞門（subphylum）、亞綱（subclass）、亞目（suborder）、亞科（subfamily）、亞種（subspecies）、變種（variety）。
　　種是分類的基本單位，它是表型特征高度相似、親緣關(guān)系極其接近、與其他種有明顯差別的一群菌株的總稱。種的特征常用一個(gè)指定的典型菌株（type strain）來代表。菌株（strain）是指任何一個(gè)獨(dú)立分離的單細(xì)胞（或單個(gè)病毒粒子）繁殖而成的純種群體及其后代。
　　2.微生物鑒定
　　鑒定（identification）是借助現(xiàn)有分類系統(tǒng)，通過特征測(cè)定，確定某一微生物的歸屬單位。
　　微生物的鑒定方法可分成4個(gè)水平：①細(xì)胞形態(tài)和習(xí)性水平。主要以經(jīng)典研究方法，觀察微生物的形態(tài)特征、運(yùn)動(dòng)性、酶反應(yīng)等。②細(xì)胞組分水平。主要以化學(xué)分析技術(shù)，測(cè)定微生物細(xì)胞壁、細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)等的化學(xué)成分。③蛋白質(zhì)水平。主要采用氨基酸序列分析、凝膠電脈、免疫標(biāo)記等手段，測(cè)定微生物蛋白質(zhì)的特性。④核酸水平。主要采用G+C%值測(cè)定、核酸分子雜交、16S（18S）rRNA序列分析等手段，測(cè)定微生物核酸的特性。
　　3.微生物命名
　　命名（nomenclature）是按照國際命名法則，給每一個(gè)微生物類群或物種一個(gè)專有名稱。微生物名稱有俗名和學(xué)名之分。
　　俗名（common name）指普通的、通俗的、地區(qū)性的名字，，具有簡(jiǎn)明和大眾化的優(yōu)點(diǎn)；但往往涵義不確切，易于相互重復(fù)，使用范圍受到限制。例如，俗名“綠膿桿菌”指“銅綠假單胞菌”（Pseudomonas aeruginosa）。
　　學(xué)名（scientific name）是一個(gè)菌種的科學(xué)名稱，它是按照國際學(xué)術(shù)界的通用規(guī)則命名的。學(xué)名采用拉丁詞或拉丁化的詞構(gòu)成。在出版物中，學(xué)名排成斜體（在書寫或打字時(shí)，在學(xué)名之下劃一橫線，以表示它是斜體）。根據(jù)雙名法規(guī)則，學(xué)名通常由一個(gè)屬名（第一個(gè)字母大寫）加一個(gè)種名（第一個(gè)字母小寫）構(gòu)成。出現(xiàn)在分類學(xué)文獻(xiàn)上的學(xué)名，在雙名之后往往加上首次定名人（放在括號(hào)內(nèi)）、現(xiàn)名定名人和現(xiàn)名定名年份。即：
　　學(xué)名=屬名+種名必要（斜體）+（首次定名人）+現(xiàn)名定名人+現(xiàn)名定名年份可省略（正體）例如，大腸埃希氏菌（簡(jiǎn)稱大腸桿菌）
　　Escherichia coli （Migula）Castellani et Chalmers 1919
　　在少數(shù)情況下，當(dāng)某菌株歸入一個(gè)亞種［subspecies，簡(jiǎn)寫subsp.（正體）］或變種［variety，簡(jiǎn)寫var.（正體）］時(shí)，學(xué)名應(yīng)按“三名法”構(gòu)成。即：
　　學(xué)名=屬名+種名必要（斜體）+（subsp.或var.）可省略（正體）+亞種或變種名必要（斜體）例如，蘇云金芽孢桿菌蠟螟亞種
　　Bacillus thuringiensis subsp.galleria
　　二、微生物學(xué)
　　微生物學(xué)（microbiology）是在分子、細(xì)胞、個(gè)體或群體水平上研究微生物的形態(tài)構(gòu)造、生理代謝、遺傳變異、生態(tài)分布和分類進(jìn)化等生命活動(dòng)的基本規(guī)律，并將其應(yīng)用于工業(yè)發(fā)酵、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)療衛(wèi)生、生物工程和環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域的學(xué)科。它的根本任務(wù)是發(fā)掘、改善、利用有益微生物，控制、改造、消滅有害微生物。
　　經(jīng)過長(zhǎng)期發(fā)展，微生物學(xué)產(chǎn)生了許多分支學(xué)科。依據(jù)所研究的生命現(xiàn)象，可將微生物學(xué)劃分為微生物分類學(xué)、微生物生理學(xué)、微生物遺傳學(xué)等。依據(jù)微生物的應(yīng)用領(lǐng)域，又可將微生物學(xué)劃分為工業(yè)微生物學(xué)、農(nóng)業(yè)微生物學(xué)、環(huán)境微生物學(xué)等。按照不同標(biāo)準(zhǔn)，還可將微生物學(xué)劃分出更多的分支學(xué)科。環(huán)境微生物學(xué)是微生物學(xué)的重要分支學(xué)科之一。