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显微镜下的生命世界

周敏

显微镜下的生命世界基本信息

作者 田波 ISBN 9787563327843
定价 9.00元 出版社 广西师大学出版社
出版时间 1999-05 装帧 平装

显微镜下的生命世界造价信息

市场价 信息价 询价

显微镜下的生命世界常见问题

显微镜价钱

一般实验室用的几百到几万都有。一分钱一分货。

显微镜的价格?

相显微镜这个要用到金相显微镜,价格在4500元到300000元左右,具体是要看您需要什么样的配置!

显微镜的价格?

这款显微镜在显微镜行业中叫做示教显微镜,除单目观察外可外接摄像装置接电脑观察图像拍照片等。看你这款显微镜应该是中低端的,采用3只物镜,载物台也不是中高档显微镜所采用的双层平台,只看出可以左右移动标本片...

电子显微镜除了包括亚显微镜还包括什么?

电子显微镜的分类 1、透射电镜 (TEM) 样品必须制成电子能穿透的,厚度为100~2000 Å的薄膜。成像方式与光学生物显微镜相似,只是以电子透镜代替玻璃透镜。放大后的电子像在荧光屏上显示出来,TE...

原子力显微镜的原理及其应用

原子力显微镜:是一种利用原子,分子间的相互作用力来观察物体表面微观形貌的新型实验技术.它有一根纳米级的探针,被固定在可灵敏操控的微米级弹性悬臂上.当探针很靠近样品时,其顶端的原子与样品表面原子间的作用...

显微镜摄像头显微镜与摄像头的连接

普通的显微镜需要添加显微镜摄像头,必须添加一个数码显微镜接口。如果是三目显微镜的话,就可以用第三目镜上面的标准C接口直接和显微摄像头的C接口连接(一般正规的厂家生产的显微摄像头都是标准C接口的)当然,添加摄像头后亦需添加一台电脑,这样也就是把普通的显微镜改造成一台高性价比的数码显微镜。

熔深测量显微镜 苏州南光详解熔深测量显微镜测量熔深的具体步骤

熔深测量显微镜是汽配行业使用较多的一款显微镜,随着汽车行业的发展,熔深测量显微镜的使用将越来越广泛。熔深测量显微镜是解决汽车配件行业检测汽车配件的得力帮手,怎样选择和使用熔深测量显微镜是购买者需要考虑的问题。

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文本出自:http://www.szngdz.com

三目生物显微镜简史

就组成了电脑型(生物/金相)显微镜和数码型显微镜

随着科学技术的进步,人们越来越需要观察微观世界,显微镜正是这样的设备,它突破了人类的视觉极限,使之延伸到肉眼无法看清的细微结构。显微镜是从十五世纪开始发展起来。从简单的放大镜的基础上设计出来的单透镜显微镜,到1847年德国蔡司研制的结构复杂的复式显微镜,以及相差,荧光,偏光,显微观察方式的出现,使之更广范地应用于金属材料,生物学,化工等领域。

爱因斯坦认为我们的世界是不存在的, 有什么科学依据吗?

因为从很多方面考虑来看,都能证明出来我们的世界不存在的,不管从佛教中看,还是从微观角度来看,我们的世界属于是一个原子。是不存在的。

爱因斯坦,20世纪天才式的物理学家,提出的很多理论都打开了物理学的大门,人们读他的追捧和热议丝毫不亚于任何一个当红流量明星。直到现在,爱因斯坦也是人们非常好奇的一个人物,还有横空出世一个霍金帮他分担了点火力,不然他每天吃什么人们都非得扒出来不可。爱因斯坦也说过很多话都是关于宇宙和人类的假想,其中一句就是“我们的世界不存在”,这究竟是什么意思,有没有什么科学依据呢?

1

佛家有一句很出名的话就做“一叶一菩提,一沙一世界”。在我们看来,沙子就是一个很普通、很微小的无生命的物体,但是放在显微镜下里面也自成一个小世界,里面存在着形状不一的各种化石,看起来非常像星系。物理学在研究过程中,就发现,原子经过放大以后,里面竟然存在着另外一个宇宙。

2

微观粒子的结构和我们现知的宇宙结构存在惊人的相似之处。所以有人就认为,我们身处的宇宙极有可能也是一个微观世界,可能我们生活的地方就是一粒沙子,在我们之外存在着对应的庞然大物,换个说法就是,对于那个未知的生物而言,我们的世界并不存在。

3

大家都知道,我们生存在三维空间,我们能够接触到的也只是三个维度。但是根据理论,宇宙是有着11个维度的,其他的凭借我们目前的研究水平还接触不到,但是接触不到并不代表着不存在了。这意味着我们平时看到的世界,不一定是真正的世界,因为我们的所见所学和生理机能使我们无法看到真正的世界。

微观和宏观的概念不是绝对的,延伸出去,我们身处的宇宙也可能只是沙子中的一颗更小的化石,在我们的身边还有更多的未知生物。目前所见到的,极有可能是我们大脑处理过的一个失真的世界。

总的来说,我们的世界不会是一个真实的世界,然而微观和宏观的角度的概念不是绝对的。我们存在的世界可能会是一个失真的世界。

几乎无处不在!微生物的奇特世界是怎样的?

强壮的身体、锋利的牙齿和闪电般的速度是动物王国里一些最可怕动物的特点。但是还有一些其他动物生命力也很顽强,也许它们并不强壮,却能轻松应对险恶的环境。有很多貌似不可能的动物能忍受或者适应恶劣的环境。以下是动物王国中几种生命力最强的动物。 1骆驼:终极沙漠居民 骆驼入榜显然当之无愧,双峰骆驼主要分布在亚洲,而独峰阿拉伯骆驼分布在西亚和北非。这种动物即使不饮水也能长时间行走,它们的体温还不受环境变化的影响,可以忍受出汗引起的25%的体重损失而不会脱水。 2Tardigrades:显微镜下的生命 这种8条腿的动物实际上可能无处不在,它们常被发现在苔藓和青苔中。有时它们被叫做“水熊”,它们能在沸水中和北极冰冻环境下生存。它们还能承受得住人类所能承受的千倍以上的辐射。 3蟑螂、蚊子和蚯蚓 蟑螂很难被杀虫剂、毒药甚至是高辐射杀死,也是少有的能在核灾难中幸存的动物之一。蚊子是多产的动物,因为传播疾病的能力而可怕。蚯蚓有罕见的再生能力,即使被斩断也能很快再生。蚯蚓也是多产动物,还是雌雄同体动物。 4乌鸦和麻雀:城市幸存者 乌鸦绝不轻易放弃自己的美味,即便有汽车来了它们也要坚持到最后一刻才肯飞走。麻雀也能在人类领域中生活得有滋有味,它们已经学会在室外餐馆或者停车场寻找美味,它们能在严冬生活。 5暹罗斗鱼、肺鱼和鮣鱼 鮣鱼不惧海洋中最凶狠的动物——鲨鱼。这些吸管状的鱼依附于鲨鱼,鲨鱼到哪儿它就跟到哪儿。暹罗斗鱼不仅能在鱼缸中活跃,还能在野外的池塘和小水潭生存,因为它们有一个叫做“迷宫”的器官,能呼吸空气,这种鱼还能把情敌撕成碎片。肺鱼主要分布在非洲,旱季无雨的时候,它会把自己包进一块泥壳里“冬眠”起来,直到雨季来临后才又重新回到水中。 6山狗:城市居民 与狼不同,山狗能在城市边缘生存,它们经常在偏远的地区,甚至是城市周围出没。 7土狼:危险的杂食动物 这些杂食动物很强悍,敢偷狮子的美食,甚至敢挑战人类。有些土狼有什么吃什么,还以动物尸体为食。 8骆驼蜘蛛:世界级的赛跑选手 骆驼蜘蛛实际上是蝎子的近亲。这种蜘蛛活跃在干旱地区,素以跑得快而闻名,挺起身子向前跑动,速度可达每小时16公里,轻松超越大多数食肉动物。 网站摘录仅供参考

一个关于生命力最顽强的动物?

在人类生活的地球上,存在着很多的生命体,有人类,动物,植物以及各种细小的微生物等,其中微生物巨虎无处不在,那么微生物的奇特世界是怎样的呢?对于这一问题的回答有很多的说法,比如微生物的繁衍速度超级快以及数量众多,下面我们具体来分析一下。

我们都知道,微生物属于一种细小的生物体,在我们的现实生活中有很多微生物的存在,而且微生物的生存能力是非常强的,很多时候在一些潮湿的环境中就能够很好的生存下来,而且不需要人们条件,他们直接就可以一直生存下去。在微生物的奇特的世界里,有很多神奇的事情,在我们初中的时候就有接触过生物学这门课程,里面就有介绍到微生物的具体情况。

首先微生物的繁殖能力超强,经过大量的科学研究表明,一些细小的微生物通过科学家的大量研究之后发现,在几分钟或者是世纪分钟之内就就可以繁殖下一代,这个惊人的速度与人类相比来说那真的是千差万别的。以人类的繁衍速度来看,至少都要十几年甚至是二十几年的时间才能够产生后代,这主要还是与个体的身体结构有很大的关系。

还有就是微生物的数量非常多,我们都知道,在我们的自然环境中存在着很多的微生物,只是有的时候我们用肉眼无法看得到,比如在一堆土壤中就含有几千万甚至是几千亿的微生物,无量是非常多的。最后就是微生物的体型非常小,一般我们用肉眼是看不见的,大多数情况下如果想要研究关于微生物的科学实验的话都是通过显微镜来观察的,因此几乎无处不在!微生物的奇特世界是非常丰富多彩的。

显微镜是如何发明的

生命力最顽强的动物不是蟑螂,而是水熊虫。

“水熊”,学名Tardigrades,是地球上存在的生命力最强的物种,可以在各种极艰难的环境中生存。你可能在任何地方找到它,包括你家的后院。 1773年,这些小小的水熊被一名水上动物学家首次被发现,到了现在,我们已经发现了超过900中的水熊亚种,有些生活在超过6000米的喜马拉雅山脉,有些生活在海拔-4000米的深海沟。它们喜欢在地衣,苔藓上面生活,如果想要大量培养这种小水熊,只需要在春天把一片苔藓泡在水里就行。 它们的生命力超强,冷冻、水煮、风干,甚至直接把它们放在太空中或者放射性射线之下,它们依然能够存活。 它们几乎无处不在,我们周围几米的范围内就可能存在几百只,但是似乎人们对它了解的并不很多。有人说,即使全世界发生核战争,其他所有生物灭绝,只要地球还在,它们就能继续生存下去……

水熊虫才是真正的“小强”

微生物与人类的生存与发展,你了解多少?

显微镜是16世纪末叶,荷兰密得尔堡一个眼镜店的老板詹森和他的父亲罕斯发明的

细说起来,詹森父子发明显微镜,还带有一定的偶然性呢! 事情的经过是这作的:1590年,一个晴朗无风的早晨,詹森的楼顶上闲玩无意中,他把两片凸玻璃片装到一个金属管子里,并用这个管子去看街道上的建筑物,奇怪的事情发生了,教堂高塔上大公鸡的雕塑比原来大了好几倍,这个意外的发现,使詹森兴奋起来,他高兴地跑下楼去,把父亲也拉上楼来观看,一起和他分享这种新发现带来的愉快但是人们只是把它当作玩具,并没有把它应用在科学研究上。

似乎是伽利略最早把这种“复式”显微镜用于科学研究工作。1610年前后,他用复式显微镜研究昆虫,观察到了昆虫的复眼。1665年,胡克创造的复式显微镜是早期最出色的显微镜。他用一个半球形单透镜作为物镜,一个平凸透镜作为目镜。镜筒长6英寸,可以拉长,底下还不一只灯用来照明,灯上附装有一个球形聚光器,可见它是现代牺牲显微镜的雏形。后来又出现了无色差显微镜、电子显微镜等等,使显微技术获得了重大发展。

当然,偶然性的发现代替不了科学上的发明值得强调的是,詹森父子俩的修养起了决定作用,他们抓住这个偶然的发现,认真思索,反复实践,用大大小小的凸玻璃片做各种距离不等的配合,终于发明了世界上第一台显微镜

当然,这台显微镜只能称为显微镜家族中的"始祖",无论是放大倍数,还是分辨能力都是相当低的后来,又经过了许多科技工作者不断的改进,才使得显微镜成为今天这个样子

高维看世界:第5维度,被遗落的维度!

微生物学(microbiology)生物学的分支学科之一。它是在分子、细胞或群体水平上研究各类微小生物(细菌、放线菌、真菌、病毒、立克次氏体、支原体、衣原体、螺旋体原生动物以及单细胞藻类)的形态结构、生长繁殖、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,并将其应用于工业发酵、医学卫生和生物工程等领域的科学。

学科影响

微生物学是高等院校生物类专业必开的一门重要基础课或专业基础课,也是现代高新生物技术的理论与技术基础。 基因工程、细胞工程、酶工程及发酵工程就是在微生物学原理与技术基础上形成和发展起来的;《微生物学》也是高 等农林院校生物类专业发展及农林业现代化的重要基石之一。随着生物技术广泛应用,微生物学对现代与未来人类的 生产活动及生活必将产生巨大影响。

2、吸收多、转化快 1、体积小、比表面积大 大小以um计,但比表面积(表面积/体积)大,(插入表),必然有一个巨大的营养吸收,代谢废物排泄和环境信息接受面。这一特点也是微生物与一切大型生物相区别的关键所在。 举例:乳酸杆菌:120,000;鸡蛋:15;人(200磅):03 2、吸收多、转化快 这一特性为高速生长繁殖和产生大量代谢物提供了充分的物质基础。 举例:3克地鼠每天消耗与体重等重的粮食;1克闪绿蜂鸟每天消耗两倍于体重的粮食;大肠杆菌每小时消耗2000倍于体重的糖;发酵乳糖的细菌在1小时内就可以分解相当于其自身重量1,000~10,000倍的乳糖,产生乳酸;1公斤酵母菌体,在一天内可发酵几千公斤的糖,生成酒精; 3、生长旺、繁殖快 极高生长繁殖速度,如Ecoli20-30分钟分裂一次,若不停分裂,48小时22×1043菌数增加,营养消耗,代谢积累,限制生长速度。这一特性可在短时间内把大量基质转化为有用产品,缩短科研周期。也有不利一面,如疾病、粮食霉变。 举例:Escherichiacoli(大肠杆菌)在最适的生长条件下,每125~20分钟细胞就能分裂一次;在液体培养基中,细菌细胞的浓度一般为108~109个/ml;谷氨酸短杆菌:摇瓶种子→50吨发酵罐:52小时内细胞数目可增加32亿倍。利用微生物的这一特性就可以实现发酵工业的短周期、高效率生产。例如生产鲜酵母时,几乎12小时就可以收获一次,每年可以收获数百次。 表 若干微生物的代时及每日增殖率 微生物名称 代时 每日分裂次数 温度 每日增殖率

乳酸菌 38分 38 25 27×1011

大肠杆菌 18分 80 37 12×1024

根瘤菌 110分 13 25 82×103

枯草杆菌 31分 46 30 70×1013

光合细菌 144分 10 30 10×103

酿酒酵母 120分 12 30 41×103

小球藻 7小时 34 25 106

念珠藻 23小时 104 25 21

硅藻 17小时 14 20 264

草履虫 104小时 23 26 492

为念珠蓝菌属(Nostoc)的旧称,与细菌同属原核生物。 4、适应强、易变异 极其灵活适应性,对极端环境具有惊人的适应力,遗传物质易变异。更重要的是在于微生物的生理代谢类型多、代谢产物种类多。 举例:万米深海、85公里高空、地层下128米和427米沉积岩中都发现有微生物存在。微生物的种数,据1972年: 类型 低限 倾向种数 高限

病毒与立克次氏体 1217 1217 1217

支原体 42 42 42

细菌与放线菌 >1000 1500 1500

蓝细菌 1227 1500 1500

藻类 15051 23100 23100

真菌 37175 47300 68939

原生动物 24068 24068 30000

总数 79780 98727 127298

5、分布广、种类多 分布区域广,分布环境广。生理代谢类型多,代谢产物种类多,种数多。更重要的是在于微生物的生理代谢 青霉素

类型多、代谢产物种类多。任何有其它生物生存的环境中,都能找到微生物,而在其它生物不可能生存的极端环境中也有微生物存在。 举例:青霉素生产菌Penicilliumchrysogenum(产黄青霉)的产量1943年为每毫升发酵液中含20单位青霉素,40多年来,经过世界各国微生物遗传育种工作者的不懈努力使该菌产量变异逐渐积累,加上发酵条件的改进,目前世界上先进国家的发酵水平每毫升已超过5万单位,甚至接近10万单位。微生物的数量性状变异和育种使产量提高的幅度之大,是动植物育种工作中绝对不可能达到的。正因为如此,几乎所有微生物发酵工厂都十分重视菌种选育工作。 微生物作用: 1、在自然界物质循环中作用 2、空气与水净化,污水处理 3、工农业生产:菌体,代谢产物,代谢活动 4、对生命科学的贡献

编辑本段分类与命名

微生物的分类单位:界、门、纲、目、科、属、种 种是最基本的分类单位,每一分类单位之后可有亚门、亚纲、亚目、亚科 以啤酒酵母为例,它在分类学上的地位是: 界(Kindom):真菌界 门(Phyllum):真菌门 纲(Class):子囊菌纲 目(Order):内孢霉目 科(Family):内孢霉科 属(Genus):酵母属 种(Species):啤酒酵母 种(species):是一个基本分类单位;是一大群表型特征高度相似、亲缘关系极其接近,与同属内其他种有明显差别的菌株的总称。 ①菌株(strain)表示任何由一个独立分离的单细胞繁殖而成的纯种群体及其一切后代(起源于共同祖先并保持祖先特性的一组纯种后代菌群)。因此,一种微生物的不同来源的纯培养物均可称为该菌种的一个菌株。菌株强调的是遗传型纯的谱系。 例如:大肠埃希氏杆菌的两个菌株:EscherichiacoliB和EscherichiacoliK12 菌株的表示法:如果说种是分类学上的基本单位,那末菌株实际上是应用的基本单位,因为同一菌种的不同菌株在产酶上种类或代谢物产量上会有很大的不同和差别! ②亚种(subspecies)或变种(variety):为种内的再分类。 当某一个种内的不同菌株存在少数明显而稳定的变异特征或遗传形状,而又不足以区分成新种时,可以将这些菌株细分成两个或更多的小的分类单元——亚种。 变种是亚种的同义词,因“变种”一词易引起词义上的混淆,从1976年后,不在使用变种一词。通常把实验室中所获得的变异型菌株,称之为亚种。 例如:Ecolik12(野生型)是不需要特殊aa的,而实验室变异后,可从k12获得某aa的缺陷型,此即称为Ecolik12的亚种。 ③型(form):常指亚种以下的细分。当同种或同亚种内不同菌株之间的性状差异不足以分为新的亚种时,可以细分为不同的型。 例如:按抗原特征的差异分为不同的血清型 微生物的命名:微生物的名字有俗名和学名两种。如:红色面包霉——粗糙脉孢霉;绿脓杆菌——铜绿假单胞菌。 学名—是微生物的科学名称,它是按照有关微生物分类国际委员会拟定的法则命名的。学名由拉丁词、或拉丁化的外来词组成。学名的命名有双名法和三名法两种。 ①双名法:学名=属名+种名+(首次定名人)+现定名人+定名年份 属名:拉丁文的名词或用作名词的形容词,单数,首字母大写,表示微生物的主要特征,由微生物构造,形状或由科学家命名。种名:拉丁文形容词,字首小写,为微生物次要特征, 如微生物色素、形状、来源或科学家姓名等。 例:大肠埃希氏杆菌 Escherichiacoli(Migula)CastellanietChalmers1919 金葡萄球菌 StaphylococcusaureusRosenbach1884 当泛指某一属微生物,而不特指该属中某一种(或未定种名)时,可在属名后加sp或ssp(分别代表species缩写的单数和复数形式)。 例如:Saccharomycessp表示酵母菌属中的一个种。 菌株名称:在种名后面自行加上数字、地名或符号等 例如:BacillussubtilisAS1389AS=AcademiaSinica BacillussubtilisBF7658BF=北纺 ClostridiumacetobutylicumATCC824丙酮丁醇梭菌

微生物的定义

现代定义:微生物是一切肉眼看不见或看不清的微小生物的总称。 形体微小,结构简单,通常要用光学显微镜和电子显微镜才能看清楚的生物,统称为微生物。 (但有些微生物是可以看见的,像属于真菌的蘑菇、灵芝等。)

特点

个体微小,一般<01mm。 构造简单,有单细胞的,简单多细胞的,非细胞的。进化地位低,大多依靠有机物维持生命。

分类

原核类: 三菌,三体。 三菌:细菌、蓝细菌、放线菌 三体:支原体、衣原体、立克次氏体 真核类: 真菌,原生动物,显微藻类。 非细胞类: 病毒,亚病毒 ( 类病毒,拟病毒,朊病毒)。

五大共性:

体积小,面积大; 吸收多,转化快 微生物

; 生长旺,繁殖快; 适应强,易变异; 分布广,种类多。

编辑本段类群

种类 原核:细菌、放线菌、螺旋体、支原体、立克次氏体、衣原体。 真核:真菌

、藻类、原生动物。 非细胞类:病毒和亚病毒。 一般地,在中国大陆地区的教科书中,均将微生物划分为以下8大类: 细菌、病毒、真菌、放线菌、立克次体、支原体、衣原体、螺旋体。

细菌

(1)定义:一类细胞细短,结构简单,胞壁坚韧,多以二分裂方式繁殖和水生性强的原核生物 (2)分布:温暖,潮湿和富含有机质的地方 (3)结构:主要是单细胞的原核生物,有球形,杆形,螺旋形 基本结构:细胞膜 细胞壁 细胞质 核质 特殊结构:荚膜、鞭毛、菌毛、芽胞 (4)繁殖: 主要以二分裂方式进行繁殖的 (5)菌落: 单个细菌用肉眼是看不见的,当单个或少数细菌在固体培养基上大量繁殖时,便会形成一个肉眼可见的,具有一定形态结构的子细胞群落 菌落是菌种鉴定的重要依据不同种类的细菌菌落的大小,形状光泽度颜色硬度透明度都不同

放线菌

(1)定义:一类主要成菌丝状生长和以孢子繁殖的陆生性较强的原核生物

(2)分布:含水量较低,有机物较丰富的,呈微碱性的土壤中 (3)形态构造:主要由菌丝组成,包括基内菌丝和气生菌丝(部分气生菌丝可以成熟分化为孢子丝,产生孢子) (4)繁殖:通过形成无性孢子的形式进行无性繁殖 无性繁殖 有性繁殖 (5)菌落:在固体培养基上:干燥,不透明,表面呈致密的丝绒状,彩色干粉

病毒

(1) 定义:一类由核酸和蛋白质等少数几种成分组成的“非细胞生物”,但是它的生存必须依赖于活细胞 (2)结构:[font class="Apple-style-span" style="font-family: -webkit-monospace; font-size: 13px; line-height: normal; white-space: pre-wrap; "]蛋白质衣壳以及核酸(核酸为DNA或RNA)[/font] (3)大小:一般直径在100nm左右,最大的病毒直径为200nm的牛痘病毒,最小的病毒直径为28nm的脊髓灰质炎病毒 (4)增殖:病毒的生命活动中一个显著的特点为寄生性。病毒只能寄生在某种特定的活细胞内才能生活。并利用会宿主细胞内的环境及原料快速复制增值。在非寄生状态时呈结晶状,不能进行独立的代谢活动。以 噬菌体为例: 吸附→DNA注入→复制、合成→组装→释放 噬菌体侵染细菌过程示意图

编辑本段微生物的特点

微生物的化学组成

C,H,O,N,P,S以及其他元素

微生物的营养物质

1 水和无机盐 2 碳源:凡能为微生物提供生长繁殖所需碳元素的营养物质 来源 作用 3氮源:凡能为微生物提供所必需氮元素的营养物质 来源 作用:主要用于合成蛋白质,核酸以及含氮的代谢产物 4 能源:能为微生物生命活动提供最初能源来源的营养物质或辐射能

根据碳源和能源分类

5生长因子:微生物生长不可缺少的微量有机物

能引起人和动物致病的微生物叫病源微生物,有八大类: 1真菌:引起皮肤病。深部组织上感染。 2放线菌:皮肤,伤口感染。 3螺旋体:皮肤病,血液感染 如梅毒,钩端螺旋体病。 4细菌:皮肤病化脓,上呼吸道感染 ,泌尿道感染,食物中毒,败血压症,急性传染病等。 5立克次氏体:斑疹伤寒等。 6衣原体:沙眼,泌尿生殖道感染。 7病毒:肝炎,乙型脑炎,麻疹,艾滋病等。 8支原体:肺炎,尿路感染。 生物界的微生物达几万种,大多数对人类有益,只有一少部份能致病。有些微生物通常不致病,在特定环境下能引起感染称条件致病菌。 能引起食品变质,腐败,正因为它们分解自然界的物体,才能完成大自然的物质循环。

微生物的作用

编辑本段贡献

现代生物学的若干基础性的重大发现与理论,是在研究微生物的过程中或以微生物为实验材料与工具取得的。这些理论包括:证明DNA(脱氧核糖核酸)是遗传信息的载体(三大经典实验:肺炎球菌的转化实验、噬菌体实验、植物病毒的重组实验)。DNA的半保留复制方式(双螺旋的每一条子链分别、都是复制模板)。遗传密码子的解读(64个密码子各对应20种氨基酸及终止信号的哪一种)。基因的转录调节(operon, promoter, operator, repressor, activator的概念与调节方式)。信使RNA的翻译调节(terminator)等等……。 现在,很多常用、通用的生物学研究技术依赖于微生物,比如:分子克隆重组蛋白在细菌或酵母中的表达。很多医学技术也依赖于微生物,比如:以病毒为载体的基因治疗。

编辑本段微生物在整个生命世界中的地位

当人类在发现和研究微生物之前,把一切生物分成截然不同的两大界-动物界和植物界。随着人们对微生物认识的逐步深化,从两界系统经历过三界系统、四界系统、五界系统甚至六界系统,直到20世纪70年代后期,美国人Woese等发现了地球上的第三生命形式-古菌,才导致了生命三域学说的诞生。该学说认为生命是由古菌域(Archaea)、细菌域(Bacteria)和真核生物域(Eucarya)所构成。在图示“生物的系统进化树”中,左侧的分枝是细菌域;中间的褐色和紫色分枝是古菌域;右侧的绿色分枝是真核生物域。 古菌域包括嗜泉古菌界(Crenarchaeota)、广域古菌界(Euryarchaeota)和初生古菌界(Korarchaeota);细菌域包括细菌、放线菌、蓝细菌和各种除古菌以外的其它原核生物;真核生物域包括真菌、原生生物、动物和植物。除动物和植物以外,其它绝大多数生物都属微生物范畴。由此可见,微生物在生物界级分类中占有特殊重要的地位。 生命进化一直是人们关注的热点。Brown等依据平行同源基因构建的“Cenancestor”生命进化树,认为生命的共同祖先Cenancestor是一个原生物。原生物在进化过程中产生两个分支,一个是原核生物(细菌和古菌),一个是原真核生物,在之后的进化过程中细菌和古菌首先向不同的方向进化,然后原真核生物经吞食一个古菌,并由古菌的DNA取代寄主的RNA基因组而产生真核生物。 从进化的角度,微生物是一切生物的老前辈。如果把地球的年龄比喻为一年的话,则微生物约在3月20日诞生,而人类约在12月31日下午7时许出现在地球上。

综述

微生物对人类最重要的影响之一是导致传染病的流行。在人类疾病中有50%是由病毒引起。世界卫生组织公布资料显示:传染病的发病率和病死率在所有疾病中占据第一位。微生物导致人类疾病 微生物的历史,也就是人类与之不断斗争的历史。在疾病的预防和治疗方面,人类取得了长足的进展,但是新现和再现的微生物感染还是不断发生,像大量的病毒性疾病一直缺乏有效的治疗药物。一些疾病的致病机制并不清楚。大量的广谱抗生素的滥用造成了强大的选择压力,使许多菌株发生变异,导致耐药性的产生,人类健康受到新的威胁。一些分节段的病毒之间可以通过重组或重配发生变异,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与前次导致感染的株型发生了变异,这种快速的变异给疫苗的设计和治疗造成了很大的障碍。而耐药性结核杆菌的出现使原本已近控制住的结核感染又在世界范围内猖獗起来。微生物千姿百态,有些是腐败性的,即引起食品气味和组织结构发生不良变化。当然有些微生物是有益的,它们可用来生产如奶酪,面包,泡菜,啤酒和葡萄酒。 微生物非常小,必须通过显微镜放大约1000倍才能看到。比如中等大小的细菌,1000个叠加在一起只有句号那么大。想像一下一滴牛奶,每毫升腐败的牛奶中约有5千万个细菌,或者讲每夸脱牛奶中细菌总数约为50亿。也就是一滴牛奶中可有含有50亿个细菌。微生物能够致病,能够造成食品、布匹、皮革等发霉腐烂,但微生物也有有益的一面。最早是弗莱明从青霉菌抑制其它细菌的生长中发现了青霉素,这对医药界来讲是一个划时代的发现。后来大量的抗生素从放线菌等的代谢产物中筛选出来。抗生素的使用在第二次世界大战中挽救了无数人的生命。 一些微生物被广泛应用于工业发酵,生产乙醇、食品及各种酶制剂等;一部分微生物能够降解塑料、处理废水废气等等,并且可再生资源的潜力极大,称为环保微生物;还有一些能在极端环境中生存的微生物,例如:高温、低温、高盐、高碱以及高辐射等普通生命体不能生存的环境,依然存在着一部分微生物等等。看上去,我们发现的微生物已经很多,但实际上由于培养方式等技术手段的限制,人类现今发现的微生物还只占自然界中存在的微生物的很少一部分。 微生物因为微生物很小,构造又简单,所以人们充分认识它,并发展成为一门学科,与其他学科比起来,还是很晚的。尽管如此,人们已经在广泛的应用微生物了。我国劳动人民很早就认识到微生物的存在和作用,也是最早应用微生物的少数国家之一。据考古学推测,我国在8000年前已经出现了曲蘖酿酒了,4000多年前我国酿酒已十分普遍,而且当时埃及人也已学会烤制面包和酿制果酒。 2500年前中国人民发明酿酱、醋,知道用曲治疗消化道疾病。公元6世纪(北魏时期),我国贾思勰的巨著《齐民要术》详细地记载了制曲、酿酒、制酱和酿醋等工艺。在农业上,虽然还不知道根瘤菌的固氮作用,但已经在利用豆科植物轮作提高土壤肥力。这些事实说明,尽管人们还不知道微生物的存在,但是已经在同微生物打交道了,在应用有益微生物的同时,还对有害微生物进行预防和治疗。为防止食物变质,采用盐渍、糖渍、干燥、酸化等方法。在我国隆庆年间就开始用人痘预防天花。人痘预防天花是我国对世界医学上的一大贡献,这种方法先后传到俄国、日本、朝鲜、土耳其及英国,1798年英国医生琴纳(Jenner)提出用牛痘预防天花。微生物学作为一门学科,是从有显微镜开始的,微生物学发展经历了三个时期:形态学时期、生理学时期和现代微生物学的发展。 形态学时期 微生物微生物的形态观察是从安东·列文虎克(Antony Van Leeuwenhock 1632-1732)发明的显微镜开始的,它是真正看见并描述微生物的第一人,他的显微镜在当时被认为是最精巧、最优良的单式显微镜,他利用能放大50~300倍的显微镜,清楚地看见了细菌和原生动物,而且还把观察结果报告给英国皇家学会,其中有详细的描述,并配有准确的插图。1695年,安东·列文虎克把自己积累的大量结果汇集在《安东·列文虎克所发现的自然界秘密》一书里。他的发现和描述首次揭示了一个崭新的生物世界——微生物世界。这在微生物学的发展史上具有划时代的意义。

生理学时期

例如健康人肠道中即有大量细菌存在,称正常菌群,其中包含的细菌种类高达上百种。在肠道环境中这些细菌相互依存,互惠共生。食物、有毒物质甚至药物的分解与吸收,菌群在这些过程中发挥的作用,以及细菌之间的相互作用机制还不明了。一旦菌群失调,就会引起腹泻。随着医学研究进入分子水平,人们对基因、遗传物质等专业术语也日渐熟悉。人们认识到,是遗传信息决定了生物体具有的生命特征,包括外部形态以及从事的生命活动等等,而生物体的基因组正是这些遗传信息的携带者。因此阐明生物体基因组携带的遗传信息,将大大有助于揭示生命的起源和奥秘。 在分子水平上研究微生物病原体的变异规律、毒力和致病性,对于传统微生物学来说是一场革命。 微生物以人类基因组计划为代表的生物体基因组研究成为整个生命科学研究的前沿,而微生物基因组,研究又是其中的重要分支。世界权威性杂志《科学》曾将微生物基因组研究评为世界重大科学进展之一。通过基因组研究揭示微生物的遗传机制,发现重要的功能基因并在此基础上发展疫苗,开发新型抗病毒、抗细菌、真菌药物,将对有效地控制新老传染病的流行,促进医疗健康事业的迅速发展和壮大! 从分子水平上对微生物进行基因组研究为探索微生物个体以及群体间作用的奥秘提供了新的线索和思路。 为了充分开发微生物(特别是细菌)资源,1994年美国发起了微生物基因组研究计划(MGP)。通过研究完整的基因组信息开发和利用微生物重要的功能基因,不仅能够加深对微生物的致病机制、重要代谢和调控机制的认识,更能在此基础上发展一系列与我们的生活密切相关的基因工程产品,包括:接种用的疫苗、治疗用的新药、诊断试剂和应用于工农业生产的各种酶制剂等等。通过基因工程方法的改造,促进新型菌株的构建和传统菌株的改造,全面促进微生物工业时代的来临。工业微生物涉及食品、制药、冶金、采矿、石油、皮革、轻化工等多种行业。通过微生物发酵途径生产抗生素、丁醇、维生素C以及一些风味食品的制备等;某些特殊微生物酶参与皮革脱毛、冶金、采油采矿等生产过程,甚至直接作为洗衣粉等的添加剂;另外还有一些微生物的代谢产物可以作为天然的微生物杀虫剂广泛应用于农业生产。通过对枯草芽孢杆菌的基因组研究,发现了一系列与抗生素及重要工业用酶的产生相关的基因。乳酸杆菌作为一种重要的微生态调节剂参与食品发酵过程。

编辑本段世界地位

当人类在发现和研究微生物之前,把一切生物分成截然不同的两大界-动物界和植物界。随着人们对微生物认识的逐步深化,从两界系统经历过三界系统、四界系统、五界系统甚至六界系统,直到70年代后期,美国人Woese等发现了地球上的第三生命形式-古菌,才导致了生命三域学说的诞生。该学说认为生命是由古菌域(Archaea)、细菌域(Bacteria)和真核生物域(Eucarya)所构成。在图示“生物的系统进化树”中,左侧的分枝是细菌域;中间的褐色和紫色分枝是古菌域;右侧的绿色分枝是真核生物域。古菌域包括嗜泉古菌界(Crenarchaeota)、广域古菌界(Euryarchaeota)和初生古菌界(Korarchaeota);细菌域包括细菌、放线菌、蓝细菌和各种除古菌以外的其它原核生物;真核生物域包括真菌、原生生物、动物和植物。除动物和植物以外,其它绝大多数生物都属微生物范畴。由此可见,微生物在生物界级分类中占有特殊重要的地位。生命进化一直是人们关注的热点。Brown等依据平行同源基因构建的“Cenancestor”生命进化树,认为生命的共同祖先Cenancestor是一个原生物。原生物在进化过程中产生两个分支,一个是原核生物(细菌和古菌),一个是原真核生物,在之后的进化过程中细菌和古菌首先向不同的方向进化,然后原真核生物经吞食一个古菌,并由古菌的DNA取代寄主的RNA基因组而产生真核生物。从进化的角度,微生物是一切生物的老前辈。如果把地球的年龄比喻为一年的话,则微生物约在3月20日诞生,而人类约在12月31日下午7时许出现在地球上!!

有利有害!!

美国国家地理纪录片《星际旅行指南》,带领人们领略了太空旅行的风光。宇宙之大没有止境,从地球到银河系中心,有26万光年,从银河系到距离最近的星系,有42万光年。这还只是宇宙的沧海一粟,人类目前能够探测到的宇宙边界大约是137亿光年。至于高维世界,其宏伟壮大,超出想象,没有止境。仰望星空,很多都是假的星星,可能是几万年之前的。BBC地平线系列纪录片,《幽灵捕捉计划--寻找中微子》,则 探索 了微观世界的奥妙。世界之渺小,也没有止境,从分子、原子、量子,到夸克、中微子,没有尽头。无论微观世界,还是宏观世界,都大大超出人类可控制的范围。人类要做的只能是适应这个世界,并在某种程度上加以影响,而不可能主宰这个世界。时间无限,所有文明都注定是匆匆过客。

如果用某种因子来演绎世界的变化,那么这个因子是什么呢?是粒子的大小。当物质微粒小到一定的程度,就自然成了原子、量子,到夸克、中微子等。粒子越微小越微妙,小到一定的程度就能够超越一切,自由出入一切,这就是微观世界的奇妙之处。空则灵,微则妙,客观则理,虚幻则美,最终产生奇妙的世界。人们常说,世界是一,这个一是什么?这个一就是大小。

M=f(λ),λ为粒子的大小。

不同粒子产生不同的世界。比如一个石头,被细分到一定的数量级的时候,就成为原子、电子,在这个尺度,世界就是这个样子,并不需要什么理由。而物质增大则形成星系,也不需要什么理由。把光子放大到数亿倍,也许就会看到幻子、极子的形态。有人会说,光子是最小单位,不可再分,其实这只是人类没有能力再分而已。什么样的尺度,就对应着什么样子的世界,这个关系是一一对应的,粒子大小对应着粒子的性质。不同的尺度,有不同的规律,人们无法用某一个尺度的规律,解释所有的世界。这就意味着,大统一理论无效,世界上所有的性质,都需要人们慢慢去 探索 ,而不能从一个理论演绎出来。宇宙就如大象,盲人摸象不能说摸到屁股就可以推出头是什么样的。每一个部位都与众不同,都需要你去慢慢 探索 。

美国漫威**《蚁人》中,行骗为生的斯科特·朗,在偷了生化学家汉克·皮姆博士发明的蚁人战服后,拥有了自由控制身体大小的超能力。汉克·皮姆博士开发出一种“皮姆粒子”,并和斯科特·朗一同成为“蚁人”。他们就像一只量子蚂蚁,可以从微观世界穿越到想去的地方。人们以为,把一只蚂蚁缩小成为一个原子,蚂蚁依然是蚂蚁,其实并非如此。这只蚂蚁已经量子化,具有量子一样的性质,甚至产生平行的“蚂蚁”。人成为量子蚂蚁后,会存在三个问题:我在哪里?我在什么时间?我是谁?这都是因为量子的时空不确定性产生的疑惑。

从宏观到微观的过程,是一个越来越量子化的过程,也是一个越来越高维化的过程。对于宏观物体而言,世界是三维的;而对于微观量子而言,空间不是三维的,至于有多高,取决于这个量子的维度。宏观世界和微观世界的维度是不一样的,可以说空间不存在,粒子的大小就是维度。超出宏观的,超出微观的,人都无法感知,人类的感知是有界限的。

越微观,越唯心。这个世界,终极的能量,是一团纠缠的能量。这种终极的能量纠缠可以用一团乱麻来形容。心如乱麻,人心就是一团乱麻,人性就是一团乱麻。物理学希望有一个统一的基础,有一个简单明了的性质来说明所有,这只是一个美好的梦想。没有规律,就是最终的规律,如果人性能够用简单的元素来表达,那这个世界就不会有那么多混蛋的事情了。

星球、细胞、原子,是不同尺度的三个世界。原子是一个世界,微观粒子都封装在原子之中。原子构成分子,产生丰富的分子世界。细胞是一个世界,以细胞为原子,产生多样的生命世界。星球世界,又是一个世界,构成了庞大的星系、星云。三个世界是如此的截然不同,而根本原因就是尺度大小的不一样。可以这样说,星球是宇宙的原子,原子是微观的宇宙,细胞是生命的原子。

宏观世界是物质力作用,微观世界是量子力作用,微观的量子力与宏观的物质力,在分子层面上交织在一起了,形成了有机态。有机物、蛋白质、激素等是介于量子态和物质态之间,是量子力与物质力纠缠在一起的状态。为什么说有机物具有量子作用呢?因为有机物首尾可以相顾,牵一发而动全身,这是量子纠缠才能够做到的。

有机物=宏观微观=物质力量子力。

世界的两端是物质力、量子力,中间是有机态的,生命产生于中观尺度。有机层,就像宏观和微观之间的一层肥膘。人处于中间维度,沟通着宏观和微观的世界。天地感而万物生,即是宏观世界与微观世界感应,产生生命活动。从人生的角度来看,命运就是微观个人和宏观 社会 的作用。

地球上的每一个角落都有生命在活动,据生物学家推测,地球上大约有500万到1000万种生物。这些品种繁多的生命创造了各种各样的大分子,构成了各种大分子的排列组合。大分子物质,如蛋白质、核酸,种类繁多。一锅火锅汤,就是一锅大分子。神农尝百草,就是利用这些大分子的宝库,进行治病救人。屠呦呦从青蒿中提取青蒿素,弘扬了中医文化,中医药其实就是一门庞大的分子生物学。生命力是什么?生命力就是大分子力。大分子就像分子草,不断生长,成为高级生命。一个星球是否能够产生生命,就看它是否具有产生大分子的环境,有大分子就会有生命。

如果说空间是三维,时间是第四维,那么宏观到微观的方向就是第五维。中国的传统文化,喜欢讲大道理,但它缺少了宏观/微观维度。西方盛产玻璃,发明了放大镜和显微镜,使得西方在宏观和微观上的认识突飞猛进。宏观世界和微观世界的维度也是不一样的,粒子越小维度越高。大多人知道杨振宁和李政道发现了宇称不守恒,获得诺贝尔奖,但不知道这个宇称不守恒到底是什么东西。其实这就是微观世界的不对称,在现实生活中,镜子中的像和自己是对称的,但是如果你去微观世界照镜子,对不起,镜子里的人和你不对称,因为那里的空间并不对称。

人既有宏观的属性,又有微观的属性。宏观和微观是不对称的,这就导致了无法用物质来解释人的行为。其实人的维度,与微观量子世界的维度更接近,人性与量子性是比较接近的,而且人性是维度最高的那种量子性。越微观,维度越高,各种超越性现象都是微观粒子产生的,人的心灵感应、第六感也是微观量子产生的。只不过,这个梦的入口有点小。

当人们说空间是三维的,就会用三维特征来描述一个物体或者粒子,但是这个方法在微观量子上是失效的。当人们说时空是四维的,就会用时空坐标来描述一个事物或者粒子,但是这个方法在量子世界同样失效。因为宏观和微观的维度并不一样,不能这样描述。尺度决定维度,就像速度决定时空一样,不同的尺度维度不一样。一直以来,人们忽略了宏观至微观的维度,人们以为宏观的一和微观的一是一样的。但是事实证明,它们不一样,不对称,从宏观的一推不出微观世界,从微观的一也无法推理出宏观世界应该是什么样子,这里面没有明显的因果关系。宇宙总是给人意外,在宇宙面前,人类还是太单纯。我们必须比它更狡猾。讲到第五维度,大家可能会疑惑那些精神、灵魂都能解释吗?其实第五维度并不是全部维度,还有第六维度和第七维度。

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