基因水平转移---细菌DNA的主动分泌与摄取聪明的黏菌生命起源的研究；微生物的发现和微生物学的建立与发展（六）21世纪微生物学展望1．微生物自身的特点（共性和特性）将会更加受到关注和利用以微生物为研究材料继续对一些基本生命现象进行研究；生物进化方面的研究；在微生物基因组上进行的考古性别分化的意义；生物智慧的发展；微生物产业的开发；重要致病菌的特点及其防治；极端环境的微生物的研究；共性：微生物具有其他生物共有的基本生物学特性：生长、繁殖、代谢、共用一套遗传密码等，甚至其基因组上含有与高等生物同源的基因，充分反映了生物高度的统一性。特性：微生物具有其它生物不具备的生物学特性，例如可在其他生物无法生存的极端环境下生存和繁殖，具有其他生物不具备的代谢途径和功能，反映了微生物极其丰富的多样性。微生物自身特性的进一步开发、利用，例如降解性塑料，分解纤维素、生产单细胞蛋白等。借助（利用）微生物特点的基因工程产业，利用微生物生产原本它们不能生产的药物、疫苗等。第30页，共75页，星期日，2025年，2月5日微生物具备生命现象的特性和共性，将是21世纪进一步解决生物学重大理论问题（如生命起源与进化，物质运动的基本规律等）和实际应用问题（如新的微生物资源的开发利用，能源、粮食等的最理想的材料）。第31页，共75页，星期日，2025年，2月5日21世纪微生物学展望2．与其他学科实现更广泛的交叉，获得新的发展学科交叉永远是科学创新的源泉！微生物基因组的序列测定和分析；微量热技术对生命过程的研究；微生物的快速检定；计算机技术与微生物学的结合；第32页，共75页，星期日，2025年，2月5日四、微生物的特点体积小、面积大；吸收多、转化快；生长旺、繁殖快；适应强、易变异；种类多、分布广。第33页，共75页，星期日，2025年，2月5日（1）个体小、面积大:测量单位：微米或钠米杆菌的平均长度：2微米；1500个杆菌首尾相连=一粒芝麻的长度；10-100亿个细菌加起来重量=1毫克面积/体积比：人=1，大肠杆菌=30万比表面积大特别有利于它们和周围环境进行物质、能量、信息的交换。微生物的其它很多属性都和这一特点密切相关。第34页，共75页，星期日，2025年，2月5日火星陨石中发现的细菌化石（直径10nm）第35页，共75页，星期日，2025年，2月5日德国科学家H.N.Schulz等1999年在纳米比亚海岸的海底沉积物中发现的一种硫磺细菌（sulfurbacterium），其大小可达0.75mm，Thiomargaritanamibiensis----纳米比亚嗜硫菌珠”第36页，共75页，星期日，2025年，2月5日微生物获取营养的方式多种多样，其食谱之广是动植物完全无法相比的！纤维素、木质素、几丁质、角蛋白、石油、甲醇、甲烷、天然气、塑料、酚类、氰化物、各种有机物均可被微生物作为粮食！（2）吸收多、转化快第37页，共75页，星期日，2025年，2月5日（3）生长旺、繁殖快24小时后：4722366500万亿个后代，重量达到：4722吨48小时后：2.2×1043个后代，重量达到2.2×1025吨相当于4000个地球的重量！大肠杆菌一个细胞重约10–12克，平均20分钟繁殖一代一头500kg的食用公牛，24小时生产0.5kg蛋白质,而同样重量的酵母菌，以质量较次的糖液（如糖蜜）和氨水为原料，24小时可以生产50000kg优质蛋白质。第38页，共75页，星期日，2025年，2月5日（4）适应强、易变异个体小、结构简且多与外界环境直接接触繁殖快、数量多短时间内产生大量的变异后代突变率：10-5~10-10第39页，共75页，星期日，2025年，2月5日证实：青霉素的生产：20单位/ml（1943）10000单位/ml青霉素的用量：最高：10万单位/天（40年代）数百万-千万单位/次第40页，共75页，星期日，2025年，2月5日细菌抗药性的产生：第41页，共75页，星期日，2025年，2月5日（5）种类多、分布广很多细菌都可以非常方便地进行人工培养！在自然界中（土壤、水体、空气，动植物体内和体表）都生存有大量的微生物！第42页，共75页，星期日，2025年，2月5日种类多——微生物的多样性：