科普讲堂 - 让我们和各种微生物再次认识一下

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微生物（microorganism, 简称microbe）是一些肉眼看不见的微小生物的总称。作为地球上最古老的生物，微生物无处不在。几乎所有生物体——植物或动物的生命，都与微生物有关。新冠病毒的爆发将大众带入了一个微观世界，其实自然界存在的微生物达数十万种，广泛分布在土壤、空气、水、人与动物的体表及其外界相通的腔道，如呼吸道、消化道、泌尿生殖道等部位。绝大多数微生物对人类和动植物的生存是有益的，有些甚至是必要的。只有少数能引起人类及动植物发生病害，称为病原微生物。

一、微生物的类型

按照微生物细胞结构和组成不同将其分成三种类型：

1、原核细胞型微生物：仅有原始核，无核膜、无核仁，染色体仅为单个裸露的DNA分子，无有丝分裂，缺乏完整的细胞器。如细菌、放线菌、螺旋体、支原体、衣原体、立克次体。

2、真核细胞型微生物：细胞核分化程度较高，有典型的核结构（有核膜、核仁、染色体，由DNA和组蛋白组成），行有丝分裂。胞浆内有多种完整的细胞器。如真菌、藻类。

3、非细胞型微生物：结构最简单，体积最微小，能通过细菌滤器，无细胞结构，由单一核酸（DNA或RNA）和（或）蛋白质外壳组成，无产生能量的酶系统。必须寄生在活的易感细胞内生长繁殖。如病毒、亚病毒和朊粒。

二、常见的几种微生物

下面我们来详细了解一下几种常见的微生物：

1、细菌：

细菌是一类细胞细短，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。分布在温暖，潮湿和富含有机质的地方。具有细胞膜、细胞壁、细胞质和核质。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。菌落是菌种鉴定重要的依据。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。

2、真菌：

真菌是一种具真核的、产孢的、无叶绿体的真核生物。真菌具有真正的细胞核；没有叶绿素，以吸收为营养方式的异养生物；其典型的营养体为丝状分支结构；细胞壁的主要成分为几丁质或纤维素或两者兼有。包含霉菌、酵母、蕈菌以及其他人类所熟知的菌菇类。真菌的细胞含甲壳素, 能通过无性繁殖和有性繁殖的方式产生孢子。

真菌的形态：

单细胞真菌呈圆形、椭圆形或圆柱形，包括酵母型和类酵母型真菌。多细胞真菌形态较复杂，由菌丝（hypha）和孢子（spore）两大基本结构组成。

菌丝：由成熟的孢子在基质上生出嫩芽，称为芽管，芽管逐渐延长呈丝状，称为菌丝。菌丝可长出许多分支，交织成团，称菌丝体（mycelium）。菌丝根据结构，分为有隔菌丝（有隔膜，将一条菌丝分隔为数个细胞）和无隔菌丝（无隔膜，一条菌丝即为一个细胞）。

根据功能，分为营养、繁殖、气生菌丝。根据形态，分为结节状、球拍状、螺旋状、鹿角状等。

孢子：是真菌的繁殖结构，是由生殖菌丝产生的一种繁殖体。真菌的孢子分为无性孢子和有性孢子两大类。

1）无性孢子：是指不经过两个性器官或性细胞的结合而产生的孢子。

a）叶状孢子。由菌丝细胞直接形成的生殖孢子。有3种类型①芽生孢子②关节孢子③厚膜孢子。

b）分生孢子。生殖菌丝末端及分支的细胞分裂或浓缩形成的单个、成簇或链状的孢子，是多细胞真菌最常见的一种无性孢子，有大小之分，分为大分生孢子和小分生孢子。

c）孢子囊孢子。由菌丝末端形成一种囊状结构即孢子囊，内有许多孢子称为孢子囊孢子。

2）有性孢子：是由同一菌体或不同菌体的两个细胞或性器官融合，经减数分裂所产生的孢子。产生的有性孢子分为四类。

a）卵孢子。在一个菌丝上生出两个配子囊，小的为雄器，大的是藏卵器，二者配合，雄器的内容物经由受精管进卵球，形成卵孢子。见于鞭毛菌亚门的卵菌纲。

b）接合孢子。两个菌丝侧枝肿胀，顶端接触结合而形成接合孢子。见于半知菌亚门接合菌纲。

c）子囊孢子。子囊的形成有单纯的和复杂的多种方式，子囊内有4～8个子囊孢子，有的外面有子囊壳，包有子囊果。见于子囊菌亚门。

d）担孢子。在担子梗顶端产生4个担孢子，由此不断产生孢子。见于担子菌亚门。

3、病毒：

病毒是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。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。

病毒的基本结构：病毒的蛋白质外壳称为衣壳，遗传物质多为RNA或DNA。衣壳与核酸分子统称为核衣壳。但以HIV为例，病毒表面还包裹着类似细胞膜的胞膜和刺突结构，与衣壳共同决定病毒的特异性。此外还有一些酶：如逆转录酶。 多数常见病毒由蛋白质外壳和一种核酸（DNA或RNA）组成；但是朊病毒没有核酸，只有蛋白质；还有类病毒没有蛋白质，只有一种核酸。病毒的形态主要有三种，杆状、球状、蝌蚪状。此外还有弹状、砖状。而有些病毒可具有多形性，如流感病毒可呈球形、丝状和杆状等多形态。

病毒分类：

病毒不仅分为植物病毒（如烟草花叶病毒等），动物病毒（如禽流感病毒、天花病毒、HIV等）和细菌病毒（噬菌体），也可根据戴维·巴尔的摩分类法（基于病毒mRNA的生成机制）分为以下几种：

（1）双链DNA病毒（如腺病毒、疱疹病毒、痘病毒）

（2）单链DNA病毒（如小DNA病毒）

（3）双链RNA病毒（如呼肠孤病毒）

（4）(+)单链RNA病毒（如微小核糖核酸病毒、冠状病毒、披膜病毒）

（5）(?)单链RNA病毒（如正黏液病毒、炮弹病毒）

（6）单链RNA反转录病毒（如反转录病毒科）

（7）双链DNA反转录病毒（如肝病毒）

例如新冠病毒，属于一种冠状病毒，是一种具有包膜结构，含有单股正链RNA（+RNA）的病毒。包膜可以帮助病毒粒子以类似于胞吞的方式侵入宿主细胞内，而单股+RNA链可以充当mRNA，直接进行翻译过程合成蛋白质。遗传物质在复制时，先以+RNA链为模板，遵循碱基互补配对原则合成互补-RNA链，再用-RNA链指导合成多条+RNA链，新合成的蛋白质与+RNA遗传物质链组装成新的病毒粒子。新冠病毒归属于RNA复制型病毒（如图中所示的1，2过程），而HIV病毒则是反转录型病毒（如图中所示的5，6，7过程）。

病毒的生命活动中一个显著的特点为寄生性，只能寄生在某种特定的活细胞内才能生活。并利用宿主细胞内的环境及原料快速复制增殖。在非寄生状态时呈结晶状，不能进行独立的代谢活动。生命过程大致分为：吸附，注入（遗传物质），合成（逆转录/整合入宿主细胞DNA），组装（利用宿主细胞转录RNA，翻译蛋白质再组装），释放五个步骤。

无处不在的微生物与人类共同生存了数百万年，它们曾造福于人类，也给人类造成过毁灭性的灾难，始终保持着“亦敌亦友”的奇妙关系。新冠肺炎疫情就是当今世界正在发生的最严重流行性疫病，已在世界各国蔓延近3年，尚未得到有效的控制。人类对微生物的了解、探索任重而道远，对微生物的认识和研究是我们打开未知世界大门的钥匙。通过不断进步的科技手段，我们期待着能够更好地了解和利用微生物，防治病原微生物，以应对当今和未来所面临的巨大挑战。

连彩 ?| 文案

机器人对弗兰克说，别忘了，我不是真人，只是一个高度仿真的机器人，格式化我的记忆，你就可以继续你下一个单子。

你只偷贵重的奢侈品，所以没有人会受到伤害，除了那些骗人钱的保险骗子。

为了按下机器人背上的按钮，弗兰克环拥着机器人，然后记忆被格式化了，机器人倒在弗兰克怀里，他们像两个即将永别的老朋友那样拥抱。

弗兰克当然没有继续进行下一单，他被送进了养老院。回归家庭聚会，气氛温馨。临走时嘱咐孩子们整理机器人花园。

他回到养老院的大厅，看见另一个相同型号的机器人陪在另一个老人身边，像他跟自己的机器人以前一样，那位老人进屋，机器人似乎发现有人盯着他看，于是转过头来，看着弗兰克大概两秒，旋即跟随老人进去了。

刚才那样的时刻让人误会机器人的记忆也许还模糊的残存这一丁点儿。但是弗兰克放眼过去，看见了更多长得一模一样的机器人，跟在各自的照顾对象身旁，像弗兰克跟他自己的机器人以前一模一样，像所有的其他人一模一样。

弗兰克与机器人的友谊到底是不是双方的呢，机器人为了弗兰克的利益着想劝他格式化自己的记忆，这只是它的程序设定而已，可是很难让人客观的接受这种存在于人类感情中的善举与牺牲不是出自内心而是纯粹理性的科学技术。

科幻片中的机器人总是因为程序出错有了自主的情感跟思考能力。这种bug究竟是人类的幻想还是真有可能被开发出来呢，人类对一个冰冷的机器的情感跟友谊究竟应该怎样对待呢

是不是真的像**里展现的那样，无论这种友谊在人类看来多么真挚，人类终究要回归到同类的种族中才能拥有真正的情感沟通。因为弗兰克的儿子说，他只是一个奴隶，对你唯命是从罢了。所以说，他的牺牲只是服从的结果是吗

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