一、微生物與醫學微生物學
微生物(microorganism)是存在於自然界的一大群體形微小、結構簡單、肉眼直接看不見,必須借助光學顯微鏡或電子顯微鏡放大數百倍、數千倍、甚至數萬倍才能看到的微小生物。微生物學(microbiology)是研究微生物的種類、分布、形態、結構、代謝、生長繁殖、遺傳進化以及與人類、動物、植物等相互關係的一門科學。其分支學科眾多,如醫學微生物學、環境微生物學、海洋微生物學、獸醫微生物學、食品微生物學等。
(一) 微生物在自然界生物中的地位按生物分類係統,將生物分為六界:動物界、植物界、原生生物界、真菌界、原核生物界和病毒界。前四界均為真核細胞型生物。微生物種類繁多,有數十萬種以上。按細胞結構特點分為三大類:
1.非細胞型微生物無典型的細胞結構,無產生能量的酶係統,隻能在活的易感宿主細胞內生長繁殖。核酸類型是DNA或RNA(兩者不同時存在),是最小的一類微生物。如病毒。
2.原核細胞型微生物有細胞結構,但無典型的核,其核呈環狀裸DNA團塊結構,無核膜和核仁。細胞器很不完善,隻有核糖體。DNA和RNA同時存在。依據16S rRNA序列分析,這類微生物可分為古生菌(archaea)和細菌(bacterium)。古生菌主要是一些生長在極端環境中的原核型微生物,如嗜熱、嗜冷、嗜堿、嗜酸、抗輻射等。目前尚未發現肯定具有致病性的古生菌。細菌不是分類學名稱,其含義有廣義和狹義之分。廣義上說,所有原核型微生物都可以稱細菌;狹義上說,除古生菌外的原核型微生物均為細菌,包括細菌、支原體、螺旋體、放線菌、衣原體、立克次體;但更多的時候是,細菌專指其中數量最大,種類最多、具有典型代表性的一類原核型微生物,即最狹義的細菌範疇。
3.真核細胞型微生物有細胞結構,細胞核高度分化,有核膜和核仁,細胞器完整。如真菌。
(二) 微生物的分布及與人類的關係
1.微生物的分布微生物在自然界的分布極廣。江河、湖泊、海洋、土壤、礦層、空氣、人體和動物體的體表,以及與外界相通的人類和動物的呼吸道、消化道等腔道中,
都有數量不等、種類不一的微生物存在。其中,以土壤中的微生物最多,如1g肥沃土壤中可有
幾億至幾十億個;人體腸道內存在的微生物,約占人體微生物總量的80%,占糞便總量的30%~40%。
2.微生物與人類的關係自然界中絕大多數的微生物對人類不僅無害,甚至是有利的、必不可少的。如果沒有微生物把死亡動、植物的有機體降解成無機物,以供植物生長,其結果是地球上的有機廢物將堆積如山,新的有機物又無法合成,在這樣的生態環境中一切生物都無法生存,可見,微生物在食物鏈形成中起著重要作用。在人類的生活和生產活動中,微生物已被廣泛應用於各個領域,如食品、釀造、製革、石油勘探、廢物處理、細菌肥料、植物蟲害防治、抗生素生產等。另外,在基因工程這一新型領域,微生物也是站在前列並發揮著不可替代的作用,如大腸埃希菌、酵母菌是常用的工程菌;噬菌體、質粒是重要的載體等。