微生物在自然界中分布極為廣泛,江河、湖泊、海洋、土壤、空氣、礦層等都有數(shù)量不等的微生物存在。其中以土壤中的微生物最多,例如1克肥沃土壤可有幾億至幾十億個。在人類、動物、植物的體表,以及與外界相通的人類和動物的呼吸道、消化道等腔道中,亦有多種微生物的寄生,詳見下表。
表 寄居人體的正常微生物叢
部位 | 主要微生物種類 |
皮膚 | 葡萄球菌、類白喉桿菌、綠膿桿菌、非致病性分枝桿菌 |
口腔 | 表皮葡萄球菌、甲型和丙型鏈球菌、肺炎球菌、奈氏球菌、大賜桿菌、乳桿菌、類白喉?xiàng)U菌、梭形桿菌。螺旋體、白色念珠菌 |
鼻咽腔 | 葡萄球菌,甲型和乙型鏈球菌、肺炎球菌、奈斤球菌、綠膿桿菌、大腸桿菌、變形桿菌、腺病毒 |
外耳道 | 葡萄球菌、類白喉?xiàng)U菌、綠膿桿菌、非致病性分枝桿菌 |
眼結(jié)膜 | 白色葡萄球菌、結(jié)膜干燥桿菌、類白喉?xiàng)U菌 |
胃 | 正常一般無菌 |
腸道 | 大腸桿菌、產(chǎn)氣桿菌、變形桿菌、綠膿桿菌、葡萄球菌、糞鏈球菌、產(chǎn)氣莢膜桿菌、 破傷風(fēng)桿菌、無芽胞厭氧菌、ECHO病毒、腺病毒 |
尿道 | 白色葡萄球菌、類白喉?xiàng)U菌、非致病性分枝桿菌 |
陰道 | 乳桿菌、白色念珠菌、類白喉?xiàng)U菌、大腸桿菌 |
絕大多數(shù)微生物對人類和動、植物是有益的,而且是必需的。自然界中許多物質(zhì)循環(huán)要靠微生物的代謝活動來進(jìn)行。例如土壤中的微生物能將動、植物蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)化為無機(jī)含氮化合物,以供植物生長發(fā)育的需要,而植物又為人類和動物所利用。此外,空氣中的大量氮?dú)猓仓挥幸揽抗痰茸饔煤蟛拍鼙恢参锢。由此可見,沒有微生物,植物就不能新陳代謝,人和動物也將無法生存。
在農(nóng)業(yè)方面,我國廣泛應(yīng)用微生物制造菌肥、植物生長激素等;還利用微生物滅蟲這一自然現(xiàn)象同害蟲作斗爭,例如蘇云金桿菌能在一些害蟲的腸道內(nèi)生長繁殖、分泌毒素,導(dǎo)致害蟲死亡。這樣,開辟了以菌造肥、以菌催長、以菌防病、以菌治病等農(nóng)業(yè)增產(chǎn)新途徑,為社會創(chuàng)造物質(zhì)財富。
在工業(yè)方面,微生物應(yīng)用于食品、皮革、紡織、石油、化工、冶金等部門越來越廣泛。例如利用多種能以石油為原料的微生物進(jìn)行石油脫蠟,可以提高石油的產(chǎn)量和質(zhì)量;在味精生產(chǎn)中,以微生物發(fā)酵法代替鹽酸水解法,原來生產(chǎn)一噸味精需要三十噸小麥,現(xiàn)只需三噸薯粉,既降低了成本,又大大節(jié)約了糧食。
在醫(yī)藥工業(yè)方面,幾乎所有抗生素都是微生物的代謝產(chǎn)物;同時,還可利用微生物來制造維生素、輔酶、ATP等藥物。
此外,利用微生物處理含酚、有機(jī)磷及印染廢水方面,收到了良好效果,在含氰化物污水處理上也取得一定進(jìn)展。如何利用微生物的功能對有害物質(zhì)進(jìn)行轉(zhuǎn)化,變害為利、變廢為寶,保護(hù)和控制自然環(huán)境日益受到人們的重視。
正常情況下,寄生在人類和動物口、鼻、咽部和消化道中的微生物是無害的,且有些尚具有拮抗某些病原微生物的作用。再則,定居在腸道中的大腸桿菌等還能提供人類必需的硫胺素、核黃素、煙酸、維生素B12 、維生素K和多種氨基酸等營養(yǎng)物質(zhì)。又牛、羊等反芻動物因能與瘤胃微生物共生,才能消化草料中的纖維素。
微生物中有一小部分可以引起人類或動、植物的病害。例如人類的傷寒、痢疾、麻疹、脊髓灰質(zhì)炎,畜禽的炭疽、豬瘟、雞新城疫、鴨瘟等,植物的水稻白葉枯病、小麥赤霉病、大豆病毒病等。這些具有致病性的微生物稱為病原微生物。
微生物學(xué)(microbiology)是生物學(xué)中的一個分支,是研究微生物在一定條件下的形態(tài)、結(jié)構(gòu)、生命活動和規(guī)律、進(jìn)化、分類以及與人類、動物、植物、自然界相互關(guān)系等問題的一門科學(xué)。微生物學(xué)工作者的任務(wù)是將對人類有益的微生物用之于生產(chǎn)實(shí)踐,同時改造、控制和消滅對人類有害的微生物。
微生物學(xué)隨著研究范圍的日益擴(kuò)大和深入,又逐漸形成了許多分支。著重研究微生物學(xué)基本問題的有普通微生物學(xué)、微生物分類學(xué)、微生物生理學(xué)、微生物生態(tài)學(xué)、微生物遺傳學(xué)、分子微生物學(xué)等。按研究對象分為細(xì)菌學(xué)、病毒學(xué)、真菌學(xué)等。在應(yīng)用領(lǐng)域中分為農(nóng)業(yè)微生物學(xué)、工業(yè)微生物學(xué)、食品微生物學(xué)、海洋微生物學(xué)、獸醫(yī)微生物學(xué)、醫(yī)學(xué)微生物學(xué)等。各分支學(xué)科間的相互配合和促進(jìn),使整個微生物學(xué)全面的向縱深發(fā)展。