夏天來了，受潮的糧食、衣物和皮鞋常常發黴長毛，這些毛是什麼？為什麼容易在這些物品上生長？如何防止糧食和衣物在儲藏的時候發黴呢？

生命奧秘科普講堂成都館的王丹老師本周為大家講述我們身邊的“它”——細細微生物的故事。

先給大家一個問題，我們身邊的這些現象是怎麼形成的呢？

微生物是存在于自然界的一類體型微小，結構簡單，肉眼看不到（個别除外），需借助顯微鏡才能觀察到的低等微小生物。 微生物包括：細菌、病毒、真菌以及一些小型的原生生物、顯微藻類等在内的一大類生物群體，它個體微小，與人類關系密切。涵蓋了有益跟有害的衆多種類，廣泛涉及食品、醫藥、工農業、環保等諸多領域。 有些微生物是肉眼可以看見的，像屬于真菌的蘑菇、靈芝等。還有微生物是一類由核酸和蛋白質等少數幾種成分組成的“非細胞生物”，但是它的生存必須依賴于活細胞。

微生物的特點有哪些呢？

1. 體積小，面積大。一個體積恒定的物體，被切割的越小，其相對表面積越大。微生物體積很小，如一個典型的球菌，其體積約1mm³，可是其表面積卻很大。這個特征也是賦予微生物其他如代謝快等特性的基礎。它們的測量單位是納米或者微米。舉個簡單的例子：1500個首尾相接的杆菌長度約等于一粒芝麻的長度；70個肩并肩排列的杆菌寬度約等于1根頭發絲的寬度。

2. 代謝旺，繁殖快。相比于大型動物，微生物具有極高的生長繁殖速度。大腸杆菌能夠在12.5-20分鐘内繁殖1次。不妨計算一下，1個大腸杆菌假設20分鐘分裂1次，1小時3次，1晝夜24小時分裂24×3=72次，大概可産生4722366500萬億個（2的72次方），這是非常巨大的數字。但事實上，由于各種條件的限制，如營養缺失、競争加劇、生存環境惡化等原因，微生物無法完全達到這種指數級增長。 已知大多數微生物生長的最佳pH範圍為7.0 (6.6~7.5)附近，部分則低于4.0。

微生物的這一特性使其在工業上有廣泛的應用，如發酵、單細胞蛋白等。微生物是人類不可或缺的好朋友。

3. 易變異，适應強。經過物理或者化學誘變後，很容易導緻微生物不多且不穩定的遺傳物質發生變異，在短時間内就可産生大量變異後代，通過蛋白質的變化改變微生物的代謝途徑，最終影響到人類生活。

這樣看來，我們是被微生物包圍着的，那麼，這些微生物給我們的生活帶來了什麼呢？

微生物對人類最重要的影響之一是導緻傳染病的流行。在人類疾病中有50%是由病毒引起。微生物導緻人類疾病的曆史，也就是人類與之不斷鬥争的曆史。在疾病的預防和治療方面，人類取得了長足的進展，但是新現和再現的微生物感染還是不斷發生，像大量的病毒性疾病一直缺乏有效的治療藥物。一些疾病的緻病機制并不清楚。大量的廣譜抗生素的濫用造成了強大的選擇壓力，使許多菌株發生變異，導緻耐藥性的産生，人類健康受到新的威脅。一些分節段的病毒之間可以通過重組或重配發生變異，最典型的例子就是流行性感冒病毒。每次流感大流行流感病毒都與前次導緻感染的株型發生了變異，這種快速的變異給疫苗的設計和治療造成了很大的障礙。而耐藥性結核杆菌的出現使原本已近控制住的結核感染又在世界範圍内猖獗起來。

微生物千姿百态，有些是腐敗性的，即引起食品氣味和組織結構發生不良變化。當然有些微生物是有益的，它們可用來生産如奶酪，面包，泡菜，啤酒和葡萄酒。微生物非常小，必須通過顯微鏡放大約1000 倍才能看到。微生物千姿百态，有些是腐敗性的，即引起食品氣味和組織結構發生不良變化。當然有些微生物是有益的，它們可用來生産如奶酪，面包，泡菜，啤酒和葡萄酒。微生物非常小，必須通過顯微鏡放大約1000 倍才能看到。

微生物能夠緻病，能夠造成食品、布匹、皮革等發黴腐爛，但微生物也有有益的一面。最早是弗萊明從青黴菌抑制其它細菌的生長中發現了青黴素，這對醫藥界來講是一個劃時代的發現。後來大量的抗生素從放線菌等的代謝産物中篩選出來。抗生素的使用在第二次世界大戰中挽救了無數人的生命。一些微生物被廣泛應用于工業發酵，生産乙醇、食品及各種酶制劑等；一部分微生物能夠降解塑料、處理廢水廢氣等等，并且可再生資源的潛力極大，稱為環保微生物；還有一些能在極端環境中生存的微生物，例如：高溫、低溫、高鹽、高堿以及高輻射等普通生命體不能生存的環境，依然存在着一部分微生物等等。看上去，我們發現的微生物已經很多，但實際上由于培養方式等技術手段的限制，人類現今發現的微生物還隻占自然界中存在的微生物的很少一部分。

接下來我們看一段食物腐壞的視頻，看一下微生物的神奇之處：

微生物間的相互作用機制也相當奧秘。例如健康人腸道中即有大量細菌存在，稱為正常菌群，其中包含的細菌種類高達上百種。在腸道環境中這些細菌相互依存，互惠共生。食物、有毒物質甚至藥物的分解與吸收，菌群在這些過程中發揮的作用，以及細菌之間的相互作用機制還不明了。一旦菌群失調，就會引起腹瀉。

随着醫學研究進入分子水平，人們對基因、遺傳物質等專業術語也日漸熟悉。人們認識到，是遺傳信息決定了生物體具有的生命特征，包括外部形态以及從事的生命活動等等，而生物體的基因組正是這些遺傳信息的攜帶者。因此闡明生物體基因組攜帶的遺傳信息，将大大有助于揭示生命的起源和奧秘。

工業微生物涉及食品、制藥、冶金、采礦、石油、皮革、輕化工等多種行業。通過微生物發酵途徑生産抗生素、丁醇、維生素C以及一些風味食品的制備等；某些特殊微生物酶參與皮革脫毛、冶金、采油采礦等生産過程，甚至直接作為洗衣粉等的添加劑；另外還有一些微生物的代謝産物可以作為天然的微生物殺蟲劑廣泛應用于農業生産。

通過對枯草芽孢杆菌的基因組研究，發現了一系列與抗生素及重要工業用酶的産生相關的基因。乳酸杆菌作為一種重要的微生态調節劑參與食品發酵過程，對其進行的基因組學研究将有利于找到關鍵的功能基因，然後對菌株加以改造，使其更适于工業化的生産過程。國内維生素C兩步發酵法生産過程中的關鍵菌株氧化葡萄糖酸杆菌的基因組研究，将在基因組測序完成的前提下找到與維生素C生産相關的重要代謝功能基因，經基因工程改造，實現新的工程菌株的構建，簡化生産步驟，降低生産成本，繼而實現經濟效益的大幅度提升。

經濟作物柑橘的緻病菌是國際上第一個發表了全序列的植物緻病微生物。還有一些在分類學、生理學和經濟價值上非常重要的農業微生物，例如：胡蘿蔔歐文氏菌、植物緻病性假單胞菌以及中國正在開展的黃單胞菌的研究等正在進行之中。目前植物固氮根瘤菌的全序列也剛剛測定完成。借鑒已經較為成熟的從人類病原微生物的基因組學信息篩選治療性藥物的方案，可以嘗試性地應用到植物病原體上。特别像柑橘的緻病菌這種需要昆蟲媒介才能完成生活周期的種類，除了殺蟲劑能阻斷其生活周期以外，隻能通過遺傳學研究找到毒力相關因子，尋找抗性靶位以發展更有效的控制對策。固氮菌全部遺傳信息的解析對于開發利用其固氮關鍵基因提高農作物的産量和質量也具有重要的意義。

在極端環境下能夠生長的微生物稱為極端微生物，又稱嗜極菌。嗜極菌對極端環境具有很強的适應性，極端微生物基因組的研究有助于從分子水平研究極限條件下微生物的适應性，加深對生命本質的認識。

我們不知道的世界之最： 目前世界上已知最小的能獨立生活的微生物：支原體，過去也譯成“黴形體”，它是一類介于細菌和病毒之間的單細胞微生物，是地球上已知的能獨立生活的最小微生物，大小約為100納米。支原體一般都是寄生生物，其中最有名的當屬肺炎支原體（M.Pneumonia），它能引起哺乳動物特别是牛的呼吸器官發生嚴重病變。

病毒：最小的植物病毒，莴苣花葉病毒，粗1.5納米，長28納米；最小的動物病毒，口蹄疫病毒，直徑隻有2.1納米。

亞病毒：（包括類病毒、拟病毒、朊病毒）是世界上最小的微生物。拟病毒的大小和類病毒相似；朊病毒比已知的最小的常規病毒還小得多（約30～50nm）；類病毒是目前已知最小的可傳染的緻病因子，比普通病毒簡單，1971年首次報道的馬鈴薯紡錘形塊莖病類病毒，它的大小隻有莴苣花葉病毒的三十九分之一。

今天的課程到這裡就結束啦，大家以後對于細菌病毒的概念可能更加的全面了，也不要去害怕今天介紹到的病毒，家裡經常消毒清潔，會避免一些病菌的直接侵入。祝大家生活愉快！ 生命的精彩在于不斷探索、發現，下周生命奧秘科普講堂跟大家不見不散。

更多精彩资讯请关注tft每日頭條，我们将持续为您更新最新资讯!