神奇的微生物

谁最早发现微生物

1674 年，有一位叫列文虎克的荷兰人开始用自己磨制的玻璃透镜组装而成的显微镜来观察牙垢、雨水、井水和腐烂的生物体。在观察中，列文虎克惊奇地发现，显微镜下居然有许多有趣的微小生物体。以后，列文虎克用图画和文字详细地描述了他的发现，从此便揭开了微生物世界的秘密。这是有史以来关于微生物的首次记载。列文虎克当之无愧地成了世界上第一个看到微生物的人。

微生物是一种通称，它包括了所有形体微小、结构简单的低等生物。从不具有细胞结构的病毒、单细胞的细菌、放线菌，到结构略为复杂一点的真菌等。虽然微生物王国里的成员都是一些结构简单的低等生物，它们的容貌不如许多动物那么可爱，也不及许多植物那么艳丽。但是，在生物这个大家庭里，微生物也有许多的独特之处。

微生物的能耐

人们知道微生物生存的大本营是土壤。如果你抓起重约 1 克的泥土，你知道有多少个微生物吗？有多达几亿到几十亿个微生物。这些生活在土壤中既轻又小的微生物可以随着大风和雨水周游世界，也可以到地球上的任何一个角落安家落户。所以，从炎热的赤道一直到冰天雪地的南极和北极，处处都有微生物的分布。就是在我们每一个人的体内也有大量的微生物。可以这样说，在地球上，微生物是无孔不入、无处不在的。

微生物之所以能表现为无处不在，除了由于它们具有身小体轻这个特点，可以到处传播外，还由于微生物具有许多特殊的生存本领，能在其他生物都不能生存的恶劣环境中自由自在地生活。比如，在冰岛的温泉中有人发现一种叫芽孢杆菌的微生物，在即将沸腾的 98℃热水中还能正常地生长繁殖；而另一些微生物则专门喜欢在低温环境中生活，就是在万里冰封的喜马拉雅山上，它们也能生活得逍遥自在；有些微生物对微酸性环境表现得毫不在乎；科学家们曾在 12000 米深海中发现有微生物的踪迹。在如此深的海中，

压力高达 118 兆帕以上，在这样的高压下，人或其他动物早就被压成薄薄的一层了，而生活在这种环境中的微生物却安然无恙。

惊人的适应能力

微生物对各种恶劣的环境具有高度的适应性。这种适应性还表现在当环境发生改变时，许多微生物会迅速地调整原来的生活习性，以适应新的环境。比如有一种叫大肠杆菌的微生物，如果将它放在只有葡萄糖的环境中生活，大肠杆菌细胞内能合成一套专门分解、利用葡萄糖的酶蛋白。假如你将这些正在津津有味地“吃”着葡萄糖的大肠杆菌突然间转移到只有乳糖的环境中，大肠杆菌会在千分之一秒内迅速地作出反应，停止与利用葡萄糖有关的酶蛋白的合成，马上合成出一套专门分解利用乳糖的酶蛋白，改“吃”乳糖；又比如当环境恶劣到实在不利于生活时，有的微生物还会不“吃”不“喝”， “闭门睡觉”，进入暂时的休眠状态，以渡过难关。一旦条件适宜，这些休眠的微生物又可以照样生长和繁殖。对环境有如此高强的适应能力是微生物又一特点。微生物的这两大特点使它们成为地球上占有最为广阔生存空间的生物。

“超生游击队”

微生物惊人的繁殖能力堪称生物界之最。如果以体重增加一倍所需要的时间来比较不同生物的生长速度，猪需要 30～40 天，禾本科野草需要 10 天，但即使是生长得最慢的微生物也只需几个小时就够了，像细菌通常在不到 20

分钟的时间内就可以繁殖一代，重量增加一倍。也就是说，经过 20 分钟后，

原来的一个细菌就可以变成两个；再过 20 分钟，两个变成四个；再过 20 分

钟，四个变成八个。那么，在 1 小时 20 分钟之后，细菌即可“五世同堂”了，

一天就可繁殖出 72 代。如果一直任其繁殖下去，那么原先只能在显微镜下才看得到的小小的细菌，不到两天的时间，子孙后代聚集起来就有一个地球这么重。当然，由于种种条件的限制，细菌根本不可能无限制地繁殖下去，但

微生物的确具备了如此惊人的繁殖能力，可称得上是地地道道的“超生游击队”。微生物这种惊人的“超生”本领使它们成为世界上数量最多的生物类型。

利用微生物的这一特点，如果能充分满足微生物生长繁殖所需的条件，就可以在较短时间内获得大量的微生物菌体，同时还可获得由微生物生产出的许多有用产品。

吃得多产得多

在利用微生物生产各种对人类有用的产品时，要尽量满足微生物生长繁殖所需要的条件。其中最首要的条件就是向微生物提供“食物”。微生物的食谱很广，淀粉、葡萄糖、麦芽糖、有机酸、蛋白质等都可以成为它们的食物。但不同的微生物对食物种类的要求并不完全相同，有的食谱较广，能利用的食物种类较多，如某些放线菌对于前面提到的这些食物都可利用；有的微生物可利用的食物种类相对较少，如某些酵母菌只喜欢“吃”麦芽糖和葡萄糖；科学家还发现有些微生物对石油特别感兴趣，专门以石油为食；还有些微生物爱吃的食物却更加离奇，说出来你或许也不会相信，它们喜欢吃的食物有废塑料、甘蔗渣、工业垃圾和动物尸体等。

微生物在“吃”了食物后可为人类做许多好事。如有些细菌能生产味精、氨基酸、维生素、醋和酸奶；有些常年生活在土壤中的细菌能为植物生长提供各种必需的营养物质，如氮、磷、钾三种重要的元素；还有些细菌因为专门爱“吃”一些有毒的化合物，所以可以用作污水处理。放线菌在“吃”了食物后可为人类生产许多有用的抗生素，如青霉素、庆大霉素、链霉素、红霉素等。对人类最有用的真菌要属酵母菌。在日常生活中，发面做馒头、烤制面包和酿造啤酒、葡萄酒都是利用酵母菌的作用。消化不良时吃的酵母片和食母生药片也是由酵母菌制作的。酵母菌还能制成高蛋白食物，直接供人食用。真菌家族中霉菌，也能生产各种有用的产品，比如酿酒、制酱、做腐乳和乳酪都要用到霉菌；做酒酿用的甜酒药也是用霉菌制造出来的；霉菌还能用来生产抗生素、维生素等药物。

微生物具有很强的“生产”能力。用专业术语来讲就是微生物具有很强的代谢能力。有人做过计算，乳酸细菌每小时生产的乳酸要比它本身的重量重 1000～10000 倍；1 千克的酒精酵母菌一天内可将几千千克的糖转化为酒精；如果以合成蛋白质的能力来比较，有一种专门生产蛋白质的酵母菌合成蛋白质的能力是大豆的 100 倍，是肉用公牛的 1 万倍。

培养细菌的方法

培养细菌的方法比较简单。所需要的基本培养基是：碳源和氮源细菌能够用它们合成有机化合物。

能源物质通常是一种在氧化作用时产生能量、能为细菌所利用的物质。无机盐磷、硫、钙和钾都是细菌生长所需要的。此外还有微量的镁、锰、

铜、锌和钴。

生长因素某些细菌不能合成它所必需的主要生物化学中间体，因此必须在培养基中供给这些中间体。

培养基的 pH 值必须控制在 6～8 之间。

最适宜的温度随品种而变，有些细菌为 15～20℃，另一些则为 30～39

℃。

小小微生物竟然有这么多的神奇之处，微生物的这些神奇本领是其他任何生物都望尘莫及的。如今，微生物已成为生物技术的主角，科学家们正设法充分利用微生物的特殊本领，化害为利，为人类作出更大的贡献。