带你走进微生物的世界

体积小，面积大。一个体积恒定的物体，被切割的越小，数量越多，其相对表面积越大（有时也称作比表面积）。微生物体积通常很小，如一个典型的球菌，其体积约1mm³，可是其相对表面积却很大。正因为有了较高的相对表面积做基础，微生物才有了一些独特的特征，比如能够快速代谢。

吸收多，转化快。微生物通常具有极其高效的生物化学转化能力。据研究，乳糖菌在1个小时之内能够分解其自身重量1000-10000倍的乳糖，产朊假丝酵母菌的蛋白合成能力是大豆蛋白合成能力的100倍。

生长旺，繁殖快。相比于大型动物，微生物具有极高的生长繁殖速度，微生物理论上能做到指数级增长。大肠杆菌能够在12.5-20分钟内繁殖1次。不妨计算一下，1个大肠杆菌假设20分钟分裂1次，1小时3次，1昼夜24小时分裂24×3=72次，大概可产生4722366500万亿个个体（2的72次方），这是非常巨大的数字。但事实上，由于各种条件的限制，如营养缺失、竞争加剧、生存环境恶化等原因，微生物无法完全达到这种指数级增长。在液体培养中，细菌细胞的浓度一般仅有10⁸～10⁹个/mL左右。已知大多数微生物生长的最佳pH范围为7.0 (6.6~7.5)附近，仅部分低于4.0。微生物的这一特性使其在工业上有广泛的应用，如发酵、单细胞蛋白等。微生物是人类不可或缺的好朋友。

适应强，易变异。由于其相对表面积大的特点，微生物具有非常灵活的适应性或代谢调节机制。微生物对各种环境条件，尤其是在如同高温、强酸、高盐、高辐射、低温等这样十分恶劣的环境条件下的适应能力。微生物个体一般是单细胞、非细胞或者简单多细胞，加之繁殖快、数量多等特点，即使变异频率十分低，也能在短时间内产生大量遗传变异的后代。有益的变异能为人类社会创造巨大经济和社会效益，而有害变异则是人类大敌。

分布广，种类多。由于微生物体积小、重量轻、数量多等原因，地球上除了火山中心区域等少数地方外，到处都有它们的踪迹。微生物种类多主要体现在以下五个方面：物种多样性；生理代谢类型多样性；代谢产物多样性；遗传基因多样性；生态类型多样性。

史前期。约公元前6世纪-公元1670s年代之前，人类对微生物的认识处于朦胧阶段，未能观察到细菌等微生物的个体，仅能凭借实践经验利用微生物进行对人类有益的活动，如酿酒、发面、酿醋、制酱、沤肥、治病、轮作等。

初创期。公元1676-1861年，处于对微生物的形态描述阶段。标志事件是微生物学先驱列文虎克用自制显微镜观察到了细菌等微生物的个体。人类能够对微生物的形态进行简单形态。

奠基期。公元1861-1897年，属于生理水平研究阶段。这个阶段的代表人物有：巴斯德，微生物学的奠基人，其开创的巴斯德消毒法（Pasteurisation），至今仍广为使用。罗伯·柯霍（Robert Koch），细菌学的奠基人。在此阶段，微生物学开始起步；学者们创立了完整的、独特的微生物学基本研究方法；开始使用“实践-理论-实践”的思想方法开展研究，进入了，寻找人类和动物病原菌的黄金时期。

发展期。公元1897-1953年，处于生化水平研究阶段。这个时期主要代表人是爱德华·比希纳(Eduard Buchner)，他对无细胞酵母菌“酒化酶”进行生化研究，发现了微生物的代谢统一性。普通微生物学开始逐步形成。为寻找微生物的有益代谢产物，人们进行了大量的实验。在这些试验中，人们发现了抗生素青霉素，推动了微生物工业化培养，使其迅猛发展。而电子显微镜的发明和实用化，可以直接观察到像病毒等，极微小到在传统显微镜中难以识别的对象，对于这发展有重大的帮助。

成熟期。公元1953年至今，对于微生物的研究处于分子生物学研究水平。这个时期的代表人是J.Watson和F.Crick，他们是分子生物学奠基人。这个时期研究的特点是广泛地运用分子生物学理论和现代研究方法，能够深刻揭示微生物的生命活动规律；采取基因工程方法，把传统的工业发酵提高到发酵工程新水平；大量理论性、交叉性、应用性和实验性分支学科飞速发展；微生物的基础理论和独特实验技术推动了生命科学各个分科的快速发展。