知识进化图解系列 太喜欢微生物了! 9787557699376

巧克力是发酵食品？

微生物是导致青春痘的罪魁祸首？

世界上杀人多的微生物是什么？

微生物还能用于资源再生？

“发酵”和“坏了”有何不同？

肠道是我们的“第二大脑”？

本书提出日常生活中与微生物相关的54个小疑问，全面解析知识点，介绍了形形色色的微生物、它们给人类带来的麻烦和为人类带来的价值，从传染病、美食到生物技术，看人类怎样学会与“看不见的邻居”和平共处。

山形洋平

农学博士。爱好寻访品尝发酵美食。

1961 年出生。本科就读于东京农工大学农学部农艺化学专业。博士毕业于东北大学大学院农学研究科农艺化学专业。 曾任东北大学农学部助教、东京农工大学共生科学研究院副教授、东京农工大学大学院农学研究院副教授。现任东京农工大学大学院农学研究院教授。

序言

第1章 微生物，到底是怎样的生物？

01 咦，微生物能用肉眼看到吗？ 2

02 微生物到底是什么生物？ 4

03 酵母、霉菌、蕈菌都是微生物吗？  6

04 细菌和病毒是微生物吗？  8

05 什么，微生物是看不到的“巨型生物”？ 11

06 微生物还能制造氧气？ 14

07 微生物长那么小，到底图什么？ 16

08 微生物在任何环境下都能生存吗？ 18

09 还有新的微生物不断被发现？ 20

10 说来说去，到底是谁发现了微生物？ 22

知识窗  显微镜的历史  24

第2章 微生物与人类一同生活？

01 人体内有常居菌，真的吗？ 26

02 原来身上的味道是微生物搞的鬼？ 28

03 使劲搓澡对皮肤不好，真的吗？ 30

04 天哪！肠道内有100兆个细菌？ 32

05 肠道是我们的“第二大脑”？ 34

06 龋齿和牙周病是微生物搞的鬼？ 36

07 微生物是导致青春痘的罪魁祸首？ 38

08 足癣和体癣也是微生物造成的吗？ 40

09 念珠菌病也是微生物导致的吗？ 42

10 大便的颜色和形状是身体状况的晴雨表？ 44

11 屁为什么这么臭？ 46

第3章 发酵能让食物变得更美味？

01 葡萄酒、啤酒和日本清酒都是通过发酵制成的？50

02 为什么用单式发酵法酿造葡萄酒？ 52

03 为什么用单行复发酵法酿造啤酒？ 54

04 为什么用并行复发酵法酿造日本清酒？ 56

05 做味噌酱和酱油要用到米曲霉？ 58

06 醋酸发酵形成了醋？ 60

07 奶酪是乳酸发酵的产物吗？ 62

08 为什么乳酸菌会使牛奶变酸？ 64

09 什么，巧克力也是发酵食品？ 66

10 鲣鱼干的制成也是托了微生物的福？ 69

11 为什么世界上有这么多发酵食品？ 72

12 为什么说发酵丰富了我们的餐桌？ 74

13 是谁发现了微生物的作用？ 76

• 微生物既能“致病”又能“治病”？

01 “发酵”和“坏了”有何不同？ 80

02 如今仍在传播的“大流行病”是什么？ 82

03 使欧洲三次陷入地狱的黑死病是什么？ 84

04 预防传染病的疫苗，到底是什么？ 86

05 疟疾在日本也暴发过吗？ 88

06 死亡率很高的传染病结核病，到底是什么？ 90

07 O157肠出血性大肠杆菌是什么？ 92

08 什么细菌会导致食物中毒？ 94

09 导致食物中毒的病毒又是什么？ 96

10 威力的食物中毒细菌是哪种？ 98

11 什么病会通过性行为传播？ 100

12 世界一半人口感染的幽门螺杆菌是什么？ 102

13 什么病是真菌导致的？ 104

14 什么病会通过母婴传播？  106

15 孩子怎样获得抵御传染病的免疫力？ 108

16 可爱的宠物也会传染疾病？  110

17 造福人类的抗生素到底是什么？ 112

18 有可能成为新药的微生物是什么？  114

19 微生物还能用于资源再生？  116

20 人们还在不断发现微生物的“新技能”？  118

巧克力是发酵食品？

微生物是导致青春痘的罪魁祸首？

世界上杀人多的微生物是什么？

微生物还能用于资源再生？

“发酵”和“坏了”有何不同？

肠道是我们的“第二大脑”？

本书提出日常生活中与微生物相关的54个小疑问，全面解析知识点，介绍了形形色色的微生物、它们给人类带来的麻烦和为人类带来的价值，从传染病、美食到生物技术，看人类怎样学会与“看不见的邻居”和平共处。

山形洋平

农学博士。爱好寻访品尝发酵美食。

1961 年出生。本科就读于东京农工大学农学部农艺化学专业。博士毕业于东北大学大学院农学研究科农艺化学专业。 曾任东北大学农学部助教、东京农工大学共生科学研究院副教授、东京农工大学大学院农学研究院副教授。现任东京农工大学大学院农学研究院教授。

一直以来，微生物都与我们人类有着千丝万缕的联系。早在远古时期，人们就凭借经验发酵食物和酿造美酒，从那时起，微生物就开始丰富我们的餐桌了。

但微生物造成的疾病也一直威胁着人类。因为病原体是肉眼看不见的微生物，所以对先人们来说，这一定是一种可怕的威胁吧！当时的人们认为，酿造、发酵是神灵对人类的眷顾，疾病则是触怒神灵的结果，是妖魔鬼怪作祟。如果古人知道心中的神灵、鬼怪的真实面目原来是这么微小的生物的话，他们会做何感想呢？从发现这些微生物的身份到现在已经过去了160多年，但即便如此，我们还是有层出不穷的新发现，这个领域真的很有趣呢！

我在大学做微生物的研究，给学生们上课，有时也会给大学外的人包括中学生普及微生物知识。有人会对我感慨：“微生物的世界真有趣啊！”是啊！每当我了解到微生物的研究成果，也会由衷地感叹：微生物真是了不起的存在！

近，微生物学领域有一些重大发现，这些发现与地球和生命的历史密切相关。我想向大家介绍这样一个丰富多彩的微生物世界，所以就接受了撰写本书的工作。

微生物几乎无处不在。在各种场合、各种我们意识不到的时刻，微生物或是为我们人类工作，或是给我们带来麻烦。希望能通过本书，让大家了解到一些关于微生物的知识。特别是，如果哪位中学生朋友，因为本书对微生物的世界产生了兴趣，我会感到非常荣幸和幸福。因此，在写作这本书的时候，我试图用通俗易懂的语言，为大家介绍微生物学的历史，微生物与发酵和酿造、与疾病及环境的关系，就像介绍“微生物学”这个“食堂”的菜单一样。如果你对其中哪怕一个话题感兴趣，想深入了解，希望你一定要找相关科普类或专业类书籍阅读学习。

后，我想对向我发出邀请的日本文艺社书籍编辑部的坂将志先生表达诚挚的谢意。还有，Edit100有限公司的米田正基先生，深深感谢您接受了这样一本编辑排版工作量很大的书，我总是在截止日期前紧赶慢赶地交稿，给您添了很大的麻烦。另外，对负责图片排版设计的室井明浩先生也表示衷心的感谢。

山形洋平

第1章

微生物，

到底是怎样的生物？

咦，微生物能用肉眼看到吗？

——?微生物只有用显微镜才能看到哟。

顾名思义，微生物是非常非常小的生物。其实学术界对“微生物”并没有严格的定义，我们通常把只有通过显微镜才能清晰观察到的微小生物称为微生物。微生物包括细菌、真菌（如酵母、霉菌和蕈菌等)和原生动物等，在某些情况下，也包含像冠状病毒这样的病毒。

先说说细菌吧，你知道它有多大吗？细菌的直径只有1微米左右。1微米可是1毫米的千分之一，也就是说，让1000个细菌排成一队，才有1毫米那么大。细菌中有代表性的要数圆形的球菌和胶囊形状的杆菌了，除此之外，还有螺丝或螺旋形状的。你一定听过乳酸菌、纳豆菌吧？它们都是我们生活中离不开的细菌呢。

还有大名鼎鼎的酵母，制作美味的面包或酿制美酒可都离不开它。除了我们日常用的酵母之外，自然界中还有种类繁多的“酵母菌”大家庭。你知道吗？其实在学术分类中，并没有“酵母”这一类。学术界称酵母为单细胞真菌，它的直径有

5?10微米，虽然比细菌体型大不少，但也要100个以上排在一起才有1毫米。常见的单细胞真菌是球形或椭圆形的。

那霉菌或蕈菌呢？这些真菌的生长方式很像植物，一般是通过一种细长的细胞生长繁殖，这种细胞叫菌丝。它的粗细从数微米到数百微米不等，如果它们长得足够大，我们不用显微镜就能看到。

霉菌通常会长出绿色、黑色、红色等带有颜色的无性孢子，因此很容易被我们发现。你一定见过发霉的面包、年糕吧？在潮湿的浴室中也常常能看到霉菌的身影哟。

蕈菌类真菌还可以长出子实体，就是我们经常看到的各类菌菇。但其实蕈菌通常是像线一样细的。日语中有一个词是“黴菌”，“黴”即霉菌，“菌”即蕈菌，是使食物腐败、致人生病的细菌微生物的俗称。想来是因为在没有显微镜的时代，我们只能看到霉菌和蕈菌，所以先人们给微生物起了这个名字吧。

微生物到底是什么生物？

——?它们可是地球上早出现的生物哟。

若抛开病毒，我们可以把微生物分为两大类：一类是原核微生物，一类是真核微生物。真核微生物就是真核生物中的微生物。所谓真核生物，从名字就能推测出来，是指细胞中有细胞核的生物。我们人类、其他动物和植物都是真核生物哟。

细胞核呢，是一个封闭的球状膜结构，内部含有由大量基因组成的染色体。真核生物的细胞内除了细胞核外，还有内质网、线粒体、高尔基体等具有各种功能的细胞器。能进行光合作用的叶绿体也是一种细胞器。真核生物中，肉眼不可见的微小生物就是真核微生物了。

再来说说原核生物，因为所有原核生物都是微生物，所以“原核微生物”这个说法其实稍微有些奇怪。原核生物的细胞中虽然没有真核生物所有的细胞器，但是有染色体。虽然没有细胞核，但它的细胞中有一个叫作拟核的区域，里面住着所有的染色体。

原核生物包括细菌和古菌两大类，古菌曾经被称为古细菌。

你知道吗？很多古菌非常顽强，它们生活在恶劣的环境下，比如在高温温泉、热液矿床、深海、盐湖中生存的嗜热菌、产甲烷菌和嗜盐菌等。过去人们推测古菌这种特别的微生物是生命的起源，但现在则认为古菌、细菌、真核生物是由共同的祖先演化来的。还有学者认为真核生物是由古菌分离演化而来。我相信今后我们一定会弄清楚这些问题。

再说回来，酵母、霉菌、蕈菌、原生动物等都属于真核生物。酵母中有通过出芽生殖来繁殖的，也有像细菌一样通过细胞分裂来繁殖的，我们把它们分别称作出芽酵母和裂殖酵母。制作面包的酵母就是出芽酵母。而霉菌或蕈菌类真菌，通常通过菌丝的生长进行繁殖，我们有时也称这种真菌为丝状真菌。

要知道，几乎所有的真核微生物都是靠吸收体外的有机物存活的，它们可以帮助我们分解森林中倒下的树木、落叶、死去的动物或昆虫的尸体等。它们也会寄生在植物身上，有时还会给植物带来麻烦，导致植物生病。

除真核微生物外，原核生物中也有靠吸收外界有机物生存的。如果没有有机物，有的原核生物也能利用二氧化碳和空气中的氮，在体内合成必要的营养素。把地球上的氮、硫等元素转化成我们人类需要的氨基酸，这可都是微生物的功劳呀。

酵母、霉菌、蕈菌都是微生物吗？