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微生物学(Microbiology)

微生物学(Microbiology)是生物学的一个分支,专注于研究微生物在特定条件下的形态、结构、生命活动及其规律。它还包括对微生物的进化、分类以及它们与人类、动植物和自然界相互关系的研究。微生物学的任务是利用有益微生物进行生产实践,并改造或控制有害微生物,从而推动微生物学朝着满足人类需求的方向发展。

微生物是一类体形微小、构造简单且肉眼难以看见的生物,必须借助光学显微镜或电子显微镜放大数百至数万倍后才能观察到。尽管个体微小,它们具有形态结构多样、繁殖速度快、易变异、营养类型多以及适应环境能力强等特点,在自然界中分布广泛。

微生物种类繁多,包括细菌、病毒、衣原体、立克次体、支原体、螺旋体、放线菌和真菌等。除病毒外,这些微生物均属于原生生物界。根据细胞结构的不同,它们可分为原核细胞型和真核细胞型两大类。

  • 非细胞型微生物:主要是病毒,由核酸(DNA或RNA)及蛋白质外壳构成,有的还有一层脂质包膜。体积微小,可透过除菌滤器,在光学显微镜下难以观察到,需借助电子显微镜放大数千至数万倍方可见;以复制方式在宿主细胞内增殖。
  • 原核细胞型微生物:包括细菌、衣原体、立克次体、支原体、螺旋体和放线菌等,仅有原始的核结构,无核膜与核仁,不进行有丝分裂,缺乏完整的细胞器。
  • 真核细胞型微生物:具有较高级别的细胞分化,拥有真正的核膜及核仁,能执行有丝分裂,并具有完善的细胞器,如真菌。

自然界中的微生物种类多样、数量庞大,在生态系统的物质循环中扮演重要角色。它们对人类和动植物的生存和发展至关重要。例如,生活在人体口腔、鼻咽部及消化道内的某些微生物无害,有些甚至有助于抵御病原体;肠道内微生物能合成多种维生素与氨基酸等必需营养物质。

部分微生物具有致病性,引起农作物疾病(如稻瘟病、小麦赤霉病)、家畜(如鸡霍乱)和人类的传染病(如伤寒)。少数微生物在特定条件下会引发疾病,称为条件性病原微生物。此外,某些微生物还会导致工业产品、农副产品及生活用品的腐蚀与霉变。

微生物结构简单、繁殖迅速、易于培养且突变体的应用便捷,使其成为研究生命本质、起源与进化等问题的良好模型。因此,微生物学不仅是一门应用科学,也非常重要的一门基础学科。它与许多生物学分支领域紧密相关,在普通微生物学、分类学、生理学、生态学及遗传学等领域发挥着重要作用。

此外,微生物学还衍生出多个研究方向,包括细菌学、病毒学和真菌学等。在应用层面,则有农业微生物学、工业微生物学、医学微生物学、兽医微生物学、食品微生物学、石油微生物学、海洋微生物学和土壤微生物学等多个分支学科。

参考资料:中国医学百科全书编辑委员会编;余(贺)主编. 《中国医学百科全书·十九 微生物学》[M]. 上海: 上海科学技术出版社, 1992. 第1-2页。

中文名称 英文名称 CAS号 化学式 结构式图片
达匹韦林 dapivirine 244767-67-7 C20H19N5
达匹韦林
度鲁特韦钠盐 (4R,12AS)-N-(2,4-difluorobenzyl)-7-hydroxy-4-methyl-6,8-dioxo-3,4,6,8,12,12a-hexahydro-2H-pyrido[1',2':4,5]pyrazino[2,1-b][1,3]oxazine-9-carboxamide, sodium sa 1051375-19-9 C20H19F2N3NaO5
度鲁特韦钠盐
度鲁特韦 dolutegravir 1051375-16-6 C20H19F2N3O5
度鲁特韦
埃替拉韦 elvitegravir 697761-98-1 C23H23ClFNO5
埃替拉韦
利匹韦林 rilpivirine 500287-72-9 C22H18N6
利匹韦林
依曲韦林 etravirine 269055-15-4 C20H15BrN6O
依曲韦林
N-[(4-氟苯基)甲基1,6-二氢-5-羟基-1-甲基-6-氧代-2-(四氢-1,1-二氧-2H-1,2-噻嗪-2-基)-4-嘧啶甲酰胺 BMS-707035 729607-74-3 C17H19FN4O5S
N-[(4-氟苯基)甲基1,6-二氢-5-羟基-1-甲基-6-氧代-2-(四氢-1,1-二氧-2H-1,2-噻嗪-2-基)-4-嘧啶甲酰胺
4-[3-(叠氮基甲基)苯基]-2-羟基-4-氧代-2-丁烯酸 NIH 118-D-24 544467-07-4 C11H9N3O4
4-[3-(叠氮基甲基)苯基]-2-羟基-4-氧代-2-丁烯酸
4,4’,4"-三氨基三苯甲烷 4,4',4''-triaminotriphenylmethane 548-61-8 C19H19N3
4,4’,4"-三氨基三苯甲烷
(6S)-2-[(3-氯-4-氟苯基)甲基]-8-乙基-1,2,6,7,8,9-六氢-10-羟基-N,6-二甲基-1,9-二氧代吡嗪并[1',2':1,5]吡咯并[2,3-D]哒嗪-4-甲酰胺 MK-2048 869901-69-9 C21H21ClFN5O4
(6S)-2-[(3-氯-4-氟苯基)甲基]-8-乙基-1,2,6,7,8,9-六氢-10-羟基-N,6-二甲基-1,9-二氧代吡嗪并[1',2':1,5]吡咯并[2,3-D]哒嗪-4-甲酰胺
(3S,11aR)-N-[(2,4-二氟苯基)甲基]-2,3,5,7,11,11a-六氢-6-羟基-3-甲基-5,7-二氧代恶唑并[3,2-a]吡啶并[1,2-d]吡嗪-8-甲酰胺 cabotegravir 1051375-10-0 C19H17F2N3O5
(3S,11aR)-N-[(2,4-二氟苯基)甲基]-2,3,5,7,11,11a-六氢-6-羟基-3-甲基-5,7-二氧代恶唑并[3,2-a]吡啶并[1,2-d]吡嗪-8-甲酰胺
—— HIV-1 Integrase Inhibitor 544467-07-4 C11H9N3O4
HIV-1 Integrase Inhibitor
—— dolutegravir sodium 1051375-19-9 C20H18F2N3O5*Na
dolutegravir sodium