離不開、逃不掉，這就是微生物！（簡體書）
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商品簡介
一場世紀疫情，讓人們對病毒這種微生物深惡痛絕、敬而遠之。有人可能會就此認為微生物十惡不赦，應該對它們趕盡殺絕。其實，微生物和地球上的其他生命一樣，都是整個生態系統中不可或缺的一部分，我們離不開，也逃不掉。一部人類史其實就是微生物與人類合作和對抗的發展史。微生物與人類之間過去、現在和未來的精彩故事，將在這裡徐徐展開。
作者簡介
中國科學院上海巴斯德研究所（簡稱上海巴斯德所），是一所聚焦前沿科學，為人類健康提供技術支撐與保障的國際化研究所。在求真務實的科研工作之余，上海巴斯德所亦積極開展大眾科普活動，獲得了積極的社會反響，科普團隊榮獲中國科學院《科學大院》優秀組織單位、2019年度上海市科普工作先進集體、2019年度上海市科普教育創新獎-科普成果一等獎、2018-2019年度上海市志願服務先進集體、2018-2019年度上海市科技系統志願服務先進集體，2020年度上海市科普教育創新獎提名獎等。上海巴斯德所的科普團隊創作了一系列高質量的多媒體科普作品，榮獲科技部2020年度全國優秀科學防疫科普微視頻作品、中科院科普視頻三等獎優秀獎、短視頻三等獎等。
名人/編輯推薦
微生物是什麼？
微生物無疑是世界上最微小卻又最龐大的群體。它們的個體微小，但數量卻很龐大。
“離不開”“逃不掉”，為什麼我們會這樣形容微生物？
微生物不僅是生態圈的重要組成部分，也是我們的“鄰居”，甚至是“我們自己”。
我們每天會吃掉多少微生物？
早餐裡的麵包和酸奶，午餐裡的醬油和食醋，它們都是微生物的杰作。晚餐吃點什麼？南乳肉鮮艷的色澤和酸菜魚爽辣的口感，會不會成為你的選擇？
我們每天會碰到多少微生物？
抱歉，這個我們也說不出來確切的數目，也許是幾億個，也許是幾兆個。哦，忘了說，每個人的腸道裡，就有一百萬億個微生物，比人體自身的細胞總量還要多。
微生物都是敵人嗎？
不是的。微生物也有自己的個性和生活方式。它們有的對我們毫無興趣，有的會讓我們生病發燒，還有的甚至可以稱得上是我們的朋友。值得一提的是，有些條件致病菌是不折不扣的“投機分子”，它們可以和我們和平共存，但有機會也會投機倒把搞事情。
我們對微生物無可奈何嗎？
不是的。早在科技不那麼發達的遠古時期，人類就可以用火烤死它們，也可以用水衝掉它們。現在我們發現，高壓和水蒸氣，殺菌效果一級棒！
我們還能對微生物做什麼？
也許超越你的想象，除了常規的殺菌消毒、培養發酵，我們現在已經可以馴化、改造乃至重塑微生物。
人類與微生物發生過哪些有趣的故事？
嘿嘿，那就要你去這本書裡找了。
序
地球因有生命物質而成為浩瀚宇宙中最為獨特的一個星球。生命的本質是具有核酸或者蛋白質等遺傳物質，可以自主或者利用共生寄主實現生命體的復制。地球約有 46 億年的歷史，細菌、古生菌等最早的生命體（統稱為微生物）大約出現在 35 億—40 億年前，而最早的人類則出現在約 300 萬—400 萬年前。因此，和其他高等生物（專業術語叫真核生物）一樣，人類自受精卵形成的那一剎那起，就和微生物密不可分。一個生動的例子就是線粒體，它是由一種叫作變形菌的細菌進入細胞後演化而成的。線粒體不僅是細胞的能量工廠（產生名為ATP 的能量物質），還可以遺傳給子代細胞。因此，線粒體（又可稱為內共生細菌）與人類的生老病死密切相關。
微生物是較原始和簡單的生命形式。它們和包括人類在內的高等生物一樣，共享相同的遺傳密碼（基因均由嘌呤類 A、G，嘧啶類 T、C），只不過高等生物的遺傳密碼連成的基因組更加龐大，生命活動更加複雜。因此，人類認識自身往往從低等生物開始，生命科學各種規律的發現都離不開對微生物的透徹理解，生物工程的發展也都離不開對微生物的改造利用。另一方面，微生物與人密不可分，一百多年前發現許多疾病都是由微生物導致的。由此，人類醫學又向前進了一大步，疫苗、抗生素等微生物防治產品相繼問世，使得人類平均壽命直接延長了近 20 年，人類文明進程得以延續。
唐宏
中國科學院上海巴斯德研究所所長
目次
序 章
第一章 未知的世界
一、 農耕文明的守護者
腐熟與固氮
麻衣之軟
二、 人間百味的締造者
風味中國
風味西域
三、 疫病防治的法寶
火——安全之光
水——蕩滌污穢
水與火的戰歌
古代也有隔離——“癘遷”與“福壽溝”
中醫中藥中國辦法
四、 人類文明的推動者
雅典的衰落與幸運的鐵匠
隕落的七子與崛起的三神醫
第二章 勇闖新世界
一、 發現“新大陸”
列文虎克——看見微生物的第一人
現代光學顯微鏡——看得更清楚
電子顯微鏡——揭開原核生物奧秘的利器
二、 秘境的追蹤
“科學家的肉湯”——細菌來自哪裡
更微小、更詭譎——病毒藏身何處
神秘的“細菌殺手”——噬菌體迷蹤
三、 微生物的家族
一目了然——微生物的特色家徽
遺傳學分類方法——查查“家譜”
四、 偉大的戰士
天花的終結者——詹納
科赫法則的制定者——科赫
萬物生靈的拯救者——巴斯德
抗菌利器的發現者——弗萊明
抗疫的先驅者——伍連德
救國救民的光明使者——湯飛凡
第三章 合作與對抗
一、 攜手共進
地球主宰者
相遇與相伴
微生物之間的爭鬥
共同成長、相伴一生
二、 不可調和的衝突
人體免疫系統
防疫三部曲
抗生素家族
病毒檢測技術
“韋類藥物”和干擾素
三、 微生物的馴化
無意的馴化
高產的“奶牛”
超能的改造者
基因的“魔剪”
第四章 奔赴未來
一、 未知時空中的微生物
隱秘角落
極端環境
地外星球
現存化石
二、 進化中的微生物
超級細菌
善變的病毒
人造微生物
三、 未來的戰“疫”
未來的瘟疫
簡單的對策
共生、共存和共進
結 語
參考文獻
書摘/試閱
高產的“奶牛”
你可能想不到，世界第一個“上市”的基因工程藥物是利用大腸桿菌生產的，世界第一支基因工程疫苗是利用釀酒酵母制備的。伴隨著基因工程技術的日臻成熟，以大腸桿菌為代表的細菌和以酵母為代表的真菌已成為人類的“蛋白質”加工廠。
在人們運用微生物獲取蛋白質之前，養一頭奶牛或許是獲取蛋白質的好方 法，但在緊湊的實驗室裡養一頭壯碩的奶牛，或許並不是一個好主意。如果一頭在實驗室的奶牛不幸患上了產後抑鬱，那它可能會一蹄子讓你摔個大跟頭，但在 實驗室裡養一些微生物就沒有這樣的擔憂了。
大腸桿菌，顧名思義，就是喜歡生活在大腸裡面的呈桿狀的細菌。大腸桿菌比較容易獲取，易於培養，生長速度極快。你或許會因它們體型微小而質疑其工作效率，但大腸桿菌的能力遠超你的想象。大腸桿菌由於體積小，面積與體積之 比很大，因此能更高效地進行自身的新陳代謝，這使得大腸桿菌猶如一個效率極 高的工廠。人類只要加以適當的管理，就可以讓每一個大腸桿菌成為勞模。
當然，人們讓細菌和真菌成為工具菌並不僅僅因為它們的高效，更主要是它們攜帶的秘密武器——質粒。此前已經介紹過，質粒是一些天然存在於細菌和真菌細胞中，像甜甜圈一樣的小型環狀 DNA。質粒賦予了菌們一些“非日常” 的“超能力”，如抗生素的抗性、重金屬離子的抗性、細菌毒素等。之所以說是 “非日常”，是因為菌們就算是沒有這些質粒，在大部分情況下也能生存和繁殖， 但有了它們，就能夠使細菌適應某些特殊環境。
質粒就像是細菌和真菌的私人財產，在自然情況下，菌與菌之間就可以相互 交換質粒，可以將質粒傳給子代，有些情況下也可能丟失某些質粒。人們想到的是將某些質粒改造後送給“工具 菌”。改造的方法隨著基因技術的進步而完善，科學家們利用一些酶來剪切和重組質粒，這些酶就像是剪刀和膠水，能夠把不同的質粒片段組合到一起。
在準備好足夠數量的質粒之後，接下來就是將質粒送給“工具菌”了，這一步叫作“轉化”。常見的轉化方法有兩種：一種是用電擊的方法簡單粗暴地在菌體表面打洞，然後讓質粒“乘虛而入”，主要用於“皮糙肉厚”的真核微生物，比如酵母；另一種是讓菌泡在“麻藥”裡面，趁它們放鬆警惕讓質粒混進去，主要用於比較配合工作的原核微生物，例如大腸桿菌，常用的“麻藥”是氯化鈣溶液。
在轉化後實驗員會對菌們進行檢驗，這時候質粒上的抗性基因就發揮了它 們的作用。假如轉入的質粒上還有氨芐青霉素抗性基因，那麼實驗員就會在固體培養基中加入一定濃度的氨芐青霉素，轉化成功的菌由於獲得了質粒，能夠在這樣的培養基上生存下來，長出肉眼可見的菌落，而那些不願意接受質粒的菌，就被抗生素給消滅了，這樣就完成了篩選的工作。
普通的大腸桿菌在被“馴化”後，給予合適的環境，經過一段時間的發酵就能產出不亞於一頭牛的經濟效益，而且真核微生物能做得更精細。真核微生物酵母具有原核細菌無法比擬的蛋白質修飾加工系統，如果把大腸桿菌能夠產生的蛋白質比作麵包、饅頭的話，酵母生產的 蛋白質就像是精致而美味的蛋糕。此外，大腸桿菌在生存繁殖時會產生一些能夠引起人體發熱等免疫反應的內毒素（endotoxin），增加了提純的工作量，但酵母卻不會產生內毒素，這使得酵母成為合成一些需要注入人體的蛋白質（比如疫苗）的首選工具菌。
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