A-level 生物學/微生物學和生物技術
微生物學是研究周圍環境中那些用肉眼觀察時無法清楚辨認的生物體的學科。這些生物體被稱為“微生物”,只能透過顯微鏡觀察。微生物的尺寸小於 0.1 毫米,這意味著它們比人類視覺範圍小。微生物在地球上的各個角落都存在。它們是地球上數量最多、種類最多的生物群體。目前,許多不同的微生物群體在地球上生存。它們擁有不同的適應性、專門化和分化的功能、各種形態和結構、不同的形狀和大小,以及眾多的棲息地,以確保它們在地球上的生存和存在。一些不同的微生物群體包括細菌、古細菌、藍細菌或藍藻、原生生物、藻類、真菌、支原體(支原體和植物原體)、病毒、類病毒和朊病毒。
用於測量微生物及其結構成分的單位是奈米和微米。由於一些微生物的尺寸較大,因此比其他更小的微生物更容易觀察到。微生物在地球上的各個角落都存在,包括土壤、水、空氣、地球內部表面和外部表面。
大多數微生物作為淡水和海水棲息地中食物鏈的主要生產者,因為它們大多具有進行光合作用的能力。因此,它們構成了水體中食物鏈的基礎。
生活在土壤中的微生物,通常被稱為土壤微生物,它們具有分解和消化環境中廢物和物質的能力,並有助於土壤、水、空氣和生物體之間的化學元素和化合物迴圈。這些土壤微生物將複雜的生物有機質分解為簡單的生物有機質,然後分解為簡單的生物有機和無機分子,之後再分解為其最基本的元素,無論是透過物理分解還是透過這些複雜化合物的生化轉化。這些生物,稱為腐生生物或腐生植物,無法自行生產食物,而是依靠非生物、死亡、有機、腐爛和廢物來生存。大多數真菌,例如根黴菌、毛黴菌、雙孢菇、青黴菌、麴黴菌、羊肚菌和酵母菌(酵母),一些細菌,例如土壤細菌,一些原生生物和一些藻類,例如光合藻類,如綠藻,表現出腐生營養方式。
一些微生物懸浮在空氣中並被釋放到大氣中,形成生物氣溶膠,它們有能力藉助風力和降水傳播很遠的距離。這些生物氣溶膠由細菌細胞、其細胞碎片和殘餘物、真菌孢子和菌絲、病毒顆粒、類病毒、支原體、朊病毒、它們的代謝廢物和副產品組成。因此,致病性生物氣溶膠能夠傳播和擴散大多數生物體的傳染病。只有極少數與植物、動物和人類等其他生物體相關的微生物具有致病性,會導致傳染病。大多數微生物對其他生物體有益且無害,但有些微生物非常有害,會導致傳染病。
一些微生物能夠很好地適應極端環境條件,這些條件對其他生物體來說不利,甚至可能是致命的。這些微生物被稱為極端微生物。這些極端微生物可以在地球的地殼內部、在高壓的深海中、在極酸性或極鹼性條件下、在熱液和鹼性噴口處、在冰凍的海水中、在火山中、在熱泉中、在高層大氣中以及在太空深處發現。