5.3 微生物

人肉眼看不见的微米级（μm）或纳米级（nm）微小生物，叫微生物。单位换算：1微米 = 10^-6米 （百万分之一米）= 1000 纳米，1纳米 = 10^-9米 （十亿分之一米）。显微镜下，微生物显示为低等生物：个体微小、构造简单，大多为单细胞，少数为多细胞，还有一些没有细胞结构的生物。微生物体积小面积大，对环境有灵活的适应性，会遗传变异，种类繁多。微生物生长繁殖速度极高， 呈指数级增长，且有极其高效的生物化学转化能力和代谢调节机制。微生物主要有：细菌，病毒，真菌等 。

细菌是单细胞生物，有原核，即无核膜的细胞核，无真核。细菌到处存在，广泛分布于土壤，水里和空中，尺寸为微米级，肉眼不可见，不计其数，多以二分裂方式进行繁殖。细菌有很多代谢方式：自养（CO₂自养菌，光合自养菌，化能自养菌），有机物异养（腐生菌，寄生菌），有氧生长 (需氧菌)，无氧生长（厌氧菌）。细菌很会与其他生物共生，据估计，人身上细菌总数约是人体细胞总数的十倍。人体细菌活跃在肠道内、皮肤上、口腔里，鼻子内，以及潜伏在身体其他部位。按形状，细菌有三大类：杆菌（棒状），球菌（球形），螺旋菌（螺旋形）。有些细菌可致病，如伤寒杆菌、结核杆菌、破伤风杆菌、肺炎双球菌，幽门螺旋菌等。致病菌对人体有害，可用抗生素（如青霉菌）加以抑制和杀灭。抗生素有副作用，常用还会产生耐药性细菌，故不可滥用。极端地，细菌被邪恶地用于战争。细菌战是用细菌或病毒作武器，毒害人畜农作物等，造成人工瘟疫，灭绝人性。更多地，细菌被良性利用：用谷氨酸杆菌制造味精，用乳酸菌生产酸奶，利用产甲烷菌生产沼气，用苏云金杆菌生产杀虫剂，用细菌净化污水，用细菌肥料使庄稼增产，造福人类。

病毒没有细胞结构，比细菌小很多，尺寸为纳米级，便于侵入细胞。病毒的主要成分，内有核酸，外有蛋白质。每一种病毒只含一种核酸， DNA或RNA，用于复制、遗传和变异；蛋白质包围在核酸外面，保持感染活性，用于攻入活细胞，寄生。病毒有二种存在形式：颗粒形式与基因形式。在细胞外，病毒以颗粒形式存在，不复制，其蛋白质衣壳保持对细胞的感染活性，处于潜伏感染态；侵入细胞内，病毒以基因形式存在，释放出核酸基因组（DNA或RNA），利用细胞资源进行复制增殖，产生子病毒，呈现生命活动态。病毒主要有三种形状：球状病毒、杆状病毒和蝌蚪状病毒。病毒在自然界分布广泛，可感染细菌、真菌、植物、动物和人，引发疾病；也可不引起明显的疾病，潜伏共存。常见感染人的致病性病毒有：流感病毒，肝炎病毒，疱疹病毒，艾滋病毒，冠状病毒等。病毒对一般抗生素不敏感，但对干扰素敏感。脊椎动物细胞感染病毒后会产生干扰素。平常，干扰素基因处于不活动状态，病毒感染后激活。干扰素不直接作用于病毒，通过与细胞膜结合，激活具有抗病毒作用的3种酶，阻断了病毒基因（信使核糖核酸mRNA）的翻译，有广谱的抗病毒作用。人体很神奇，常常初次接触微量病毒，会产生体内抗体，获得终生免疫力。人类的很多基因，内含如何利用和控制病毒的密码。人们还开发了多种病毒疫苗，激发人体免疫力。医用抗病毒药物多种多样，服用时应谨慎，要关注和处理其不良反应。

病毒在人群中流行，成流行病（如流感）。若人传人，为传染病（如肺结核）；若死亡率高，为瘟疫（如鼠疫）。瘟疫是恶性传染病，若跨国流行，叫大瘟疫。瘟疫、战争与灾难，都会造成人口速减，应严加防范。新冠肺炎（COVID-19）是大瘟疫，其死亡率按年龄段统计：小于70岁，低于4%；70多岁，8%；过80岁，约15%。瘟疫流行时，首先要避免感染，日常注意：出门戴口罩，保持安全社交距离，勤洗手，分餐，消毒外来物品等。如果感染，其症状及严重程度因人而异。正气存内，邪不可干。正气足者，没有症状，叫无症状感染者。正气稍弱者，症状似流感，但先发烧，后打喷嚏、流鼻水、鼻塞、咳痰、疲劳、乏力等。正气弱者，轻度感染，疫入口鼻：入鼻进肺，先发烧后咳嗽（流感：先咳嗽后发烧）；入口进脾胃，先恶心呕吐后腹泻，上吐下泻；并发有头痛身疼、味嗅觉丧失、呼吸急促、肺炎等。正气虚者，中度感染，除轻度症状外，继发有：步行和呼吸困难、胸痛、咳血等。正气衰者，重度感染，除轻中度症状外，继发有：代谢性酸中毒、血液循环障碍、呼吸窘迫、炎症风暴、休克甚至死亡等。历史上：条条大路通罗马，因鼠疫而荒废；印第安人，因天花而几乎种族灭绝；拿破仑60万远征军，因虱子传播的斑疹伤寒瘟疫而丧失战斗力，剩下2万余人；欧洲黑死病，肆虐三百年，死亡近2亿。世卫1980年宣布，人类消灭了天花，种痘成为灭疫记忆；1986年提议销毁天花病毒样本，但仍在极少数实验室封存。近年来，瘟疫时有发生，如非典(SARS),中东呼吸综合征（MERS）,甲型流感病毒（H1N1）等。未来还会遭遇很多新瘟疫，研发疫苗和药物需要时间。在此期间：生存靠自身免疫力；西医的治疗，可以提供一些生命支撑（如呼吸机等），让染疫者有多一点时间去战胜病毒；中医积累了抗疫经验，扶正祛邪，恢复体内正气去排除病毒。人们应该多练些内功，尤其是呼吸功，提高身体的应变能力，升级自身免疫力，练足正气，防范瘟疫。

真菌是真核微生物，异养（寄生和腐生），有细胞，有真核，即有核膜为边界的细胞核。真核生物包括所有动物、植物、真菌。真菌侵入并寄生于幼虫而有冬虫夏草。真菌生长方式类似植物，营养摄取方式类似动物，通过分解有机物摄取营养。肉眼看不见真菌细胞，但可以看见真菌集合体，如馒头变坏长的毛，水果变烂长的斑，皮肤变糙长的藓等。常见的真菌有蘑菇，霉菌和酵母等。蘑菇是腐生真菌，或有毒，或无毒。毒蘑菇对人体有害，或可致命。可食用蘑菇味道鲜美，营养丰富，食用菌有200多种，如冬菇、草菇、金针菇，木耳、云耳，茯苓等。霉菌是丝状真菌，广布于土壤、水里和空中。南方梅雨季节，高温潮湿下衣物等容易发霉和长毛，如不及时翻晒，梅雨即霉雨。坚果长霉会致病，如花生发霉长黄曲霉，如食用会毒害肝脏，引发肝癌。霉菌可用于食品加工如做酱、酱油和豆腐乳等，还可用于制造抗菌素如青霉素等。酵母菌是单细胞真菌，尺寸为微米级，可无性繁殖和有性繁殖。酵母菌可用来发面包馒头，酿造米酒啤酒等，还可制成酵母片助消化，做风味食品和营养品，或动物饲料。真菌可感染植物和动物。真菌病是指真菌对人的感染得的病，始于皮肤，或吸入肺部。皮肤感染成癣，皮下感染成肿块，入肺进血液而全身性感染有可能致命。真菌病可用抗真菌剂治疗，但也伤身，以不感染为佳。真菌不怕紫外线和X射线，在低温条件下可长期存活。真菌不耐热，100℃时会很快死亡，故食物焯水可灭真菌。化学消毒剂（甲醛、石炭酸、碘酊和过氧乙酸等）能迅速杀灭真菌。有效杀菌，少生病。

微生物是生物界的分解者。动物或植物，一旦丧失生命力，就是微生物的攻击对象，迅速进入病态，病体被微生物活活分解。微生物分解动植物的残体，从腐殖质中合成自身能量和营养；把有机物分解成无机化合物，为动植物提供再生资源。微生物及时分解地球上所有死亡的动植物残体，清洁地球生态环境，完成生态系统中的物质能量循环。生物界中，植物是生产者，动物是消费者，微生物是分解者，人是控制者。