《摘要及学习指南之微生物篇：认识你周围看不见的世界》总结

这是一个关于《摘要及学习指南之微生物篇：认识你周围看不见的世界》总结的思维导图，本书旨在帮助读者认识和理解微生物这一我们周围看不见却无处不在的生命群体。

《摘要及学习指南之微生物篇：认识你周围看不见的世界》总结

• 介绍
  • 1、植物中的微生物组生活区：种子、果实、叶子
  • 2、人类微生物组生活区：皮肤上、嘴巴里、鼻子里、耳朵里、食道里、胃里、肠道里
  • 3、不同的微生物→产生不同的必需维生素、激素、神经递质
• 第一章 六种成分将我们所有人相连
  • 1、宇宙始于138亿年前的一次大爆炸：密集/炽热/不稳定的恒星膨胀→冷却成小于原子的微小粒子→微小粒子碰撞→融合成更大的粒子→产生氢和氦原子
  • 2、2个氦原子=1个铍原子→1个铍原子+1个氦原子=1个碳原子→1个碳原子+1个氦原子=1个氧原子，以此类推。融合形成94种原子，铁是活恒星的地核内产生的最重的元素
  • 3、时间推移→地核变大→无法维持自身的运转→超新星爆炸→以每秒2.5万英里的速度向外喷射碎片→极大的能源→消耗产生许多元素，有些比铁元素重，如金元素
  • 4、生命的六大元素：氧、碳、氢、氮、磷、硫
  • 5、碳+氧+氢+氮→生命所必需的复杂分子：蛋白质、脂类(脂肪)、核酸、碳水化合物
• 第二章 微生物是如何创造出我们所呼吸的空气的
  • 1、原核生物
    • 第一批生物是没有细胞核的微生物，缺乏膜结合的细胞核、线粒体、任何其他膜结合的细胞器
    • 含有：细胞中含有1个主要的DNA团和1个或多个称为质粒的次要DNA线、吐出蛋白质和辅助移动的核糖体
    • 原核生物→利用火山热能→从大气气体和矿物等无机材料中→制造食物→存活下来
    • 地球上的大多数生物都是原核生物
    • 两种原核生物类型：细菌、古细菌
  • 2、病毒
    • 病毒不能自行繁殖。病毒→将自己的遗传物质→注入宿主的细胞→依靠宿主细胞→复制病毒遗传物质
    • 细菌噬菌体(噬菌体：感染病毒的细菌)：从一种细菌中提取基因→将其携带到另一种细菌中→基因提高细菌的存活率→传给下一代
  • 3、大肠杆菌生活肠道里，每隔20分钟分裂一次。细菌在36小时内就可以繁殖足够的后代
  • 4、微生物与大气
    • 原核生物的食物：二氧化碳、水、溶解的铁
    • 蓝藻细菌→利用光合作用→制造食物时(利用太阳能→水分子分解成氢和氧；利用释放的能量→氢和二氧化碳分子转化为糖)
    • 氧气在大气中积累→来自太阳紫外线相互作用→臭氧。臭氧→气体保护层→减少陆地上的紫外线辐射→降低地球生物发生与紫外线相关的致命DNA突变的可能性
• 第三章 不可能的微生物物种概念
  • 1、微生物：有核细胞（真核生物）、无核细胞（原核生物）
  • 2、古生菌：生活在极端环境中的，最古老的生命形态
• 第四章 微生物的联姻
  • 1、线粒体→燃烧氧气→利用能量→将葡萄糖转化为燃料→细胞运作
  • 2、宿主细胞(可能是古生菌)→吞噬某个细菌→利用它为细胞产生能量→细菌接受产生能量的任务→帮宿主细胞摆脱自己制造食物的麻烦。每当宿主细胞分裂→内部的细菌随之分裂→把其后代分配到宿主的后代中→时间推移→细菌丢失作为自由生物体生存所需的基因→被整合进了宿主细胞的细胞质中
  • 3、带有线粒体的真核细胞→吞噬一个蓝藻→时间推移→蓝藻进化成叶绿体→蓝藻失去作为自由生物体生存所需的基因→把水/阳光/二氧化碳转化为供人类使用的燃料和食物
• 第五章 微生物登陆
  • 1、性进化
    • 细菌的遗传物质→通过无性繁殖和随机交换
    • 有性繁殖+自然选择→消除基因组中的有害突变
  • 2、大约4.75亿年前，微生物席在奥陶纪登上大陆，带来一个完整的生态系统：陆地岩石→花园，鱼类→爬出海洋寻找食物，地球→适合人类居住
• 第六章 土壤微生物组
  • 1、根据真菌获得能量的方式将其分为三个功能组。
    • 分解生物：腐生真菌→分泌分解酶→吃掉已死和垂死的东西
    • 共生生物：菌根真菌→帮助植物增加与土壤的接触→植物更好地获得水和营养→保护植物的根免受害虫和病原体的侵害
    • 寄生生物：寄生真菌→寄生在植物和其他生物体上→减少它们的产出，甚至使其死亡
  • 2、固氮：一些细菌→大气中的氮→转化为土壤中的铵。其他细菌→将铵→转化为硝酸盐。细菌→给植物提供氮：细菌生活在植物根部/土壤里。铵能和土壤结合，硝酸盐不能，没有被植物利用的硝酸盐→流入海洋→海洋中的水生→分解细菌→将其转化为氮气
  • 3、大气中的二氧化碳水平上升→刺激真菌→产生更多的球囊霉素→吸收更多的碳
  • 4、植物与土壤微生物之间的共生关系
    • 植物→分泌由糖和蛋白质组成的根汗→渗透到植物根部周围→吸引细菌/菌根真菌/细菌和真菌带来的营养物质(如氮和磷)
    • 微生物→保护植物的根部→免受害虫和病原体的侵害
    • 微生物→释放杀死其他微生物的物质→保护植物
    • 大多数抗生素药物→起源于土壤微生物
  • 5、生物体内→微生物：处理营养物质、保护母体
  • 6、昆虫→拆分大部分尸体→酶的低pH值→吸引真菌→分解生物。真菌和细菌→把尸体剩余的部分→分解成氮/氢/硫化物/磷
• 第七章 没有微生物的土壤
  • 1、转基因作物耐受的除草剂→破坏土壤微生物群的多样性
  • 2、轮作种植法：在一块土地上按顺序种植不同作物→土壤重新获得各种养分。许多作物自己无法固氮(如玉米)。种玉米：用固氮植物，如豆类来和玉米轮作；添加合成氮、磷、硫、其他植物营养元素的合成肥料
  • 3、真菌→向植物提供磷和硫→植物向其提供糖分。加了合成磷和硫→植物不再需要真菌→真菌网的密度下降→球囊霉素减少→土壤含水量更少，更容易被风吹走
• 第八章 植物微生物组
  • 1、植物的微生物组：细菌、真菌、古生菌、病毒、昆虫
  • 2、种子→从父母继承第一组微生物。其他的微生物→被昆虫/风/雨传播
  • 3、内生真菌→毒素库→保护植物免受食草动物的侵害，激活植物自身的免疫系统→抵御威胁
  • 4、广谱杀菌剂与广谱抗生素→杀死有害菌→同时杀死有益菌
  • 5、温度升高→植物将更少的二氧化碳转化为糖。微生物依赖于植物的糖→大气变暖→土壤中微生物丰富度降低
  • 6、植物的微生物组→影响其味道
• 第九章 你的微生物组是一座公园
  • 1、动物→吃了太多无法用微生物消化的食物→生病
  • 2、玉米→主要成分是淀粉→牛的草消化细菌无法消化。农民给喂奶牛玉米→奶牛的血液变成酸性→产奶量减少/体脂降低/腹泻
  • 3、肠道微生物→帮助适应不同的食物，管理从食物中获取的营养。饮食习惯改变→微生物组的组成变化→适应新的饮食习惯
• 第十章 我们的微生物组
  • 1、通过阴道分娩的婴儿的微生物群由其母亲的粪便微生物和阴道微生物群定植
  • 2、人类母乳中→人乳低聚糖→婴儿无法消化的碳水化合物→不是在给婴儿喂食→而是给婴儿的肠道内特定种类的微生物喂食
  • 3、双歧杆菌→以人乳的低聚糖为食→产生短链脂肪酸(丁酸盐/乙酸盐/丙酸盐/乳酸盐)→为大肠细胞提供食物→婴儿免疫系统发育
  • 4、牙齿的不同侧面→孕育不同的菌群。牙齿菌群被破坏→致病菌增加，形成生物膜或斑块→刺激牙龈组织→炎症和牙周疾病。发酵糖的细菌→产生酸→溶解牙釉质→蛀牙
  • 5、胃空着→幽门螺旋杆菌→产生胃激素→产生胃饥饿素所必需的
  • 6、自身基因编码的酶→只能消化小肠中的部分食物→残余的食物→继续进入大肠→大肠中→微生物→以剩余食物为食→释放代谢物(维生素/重要蛋白质/短链脂肪酸)→能量代谢和食欲调节等
  • 7、粪便移植→修复肠道菌群
  • 8、黏膜细菌→受到干扰或营养不足→肠壁细胞无法产生足够的黏液维持结肠内容物和血液之间的墙→结肠漏出→结肠里的细菌产生的有毒分子→渗入血液→免疫系统的炎症→慢性疾病
• 第十一章 细菌恐惧症和微生物狂热
  • 1、人类体内的许多细菌是厌氧菌，一旦暴露在空气中，就活不了多久
  • 2、人类的皮肤为细菌提供了三种环境：潮湿环境(腋窝、腹股沟、脚趾间)、油性环境(头、脖子、躯干)、干燥环境(前臂、腿)
  • 3、青春期激素→增加油脂分泌→毛囊中油脂腺体内的嗜油细菌繁殖增加→细菌发酵油脂→产生脂肪酸→刺激毛囊→炎症→痤疮和其他皮肤病
  • 4、腋窝中的细菌→把汗水分解成味道像硫和洋葱的硫醇→腋窝会有臭味
  • 5、产生硫醇的细菌→以油脂为食。多吃蔬菜。快餐和肉类会让腋窝更难闻
  • 6、益生元(特别是细菌发酵的纤维中的糖)→肠道细菌的食物
  • 7、细菌→患病部位积聚。某些细菌→低氧环境(如肿瘤中)→生长旺盛。有些细菌→助长癌症，有些细菌→产生抗癌特性(如抗氧化剂)。细菌注入肿瘤→刺激肿瘤附近的免疫反应
• 第十二章 地球微生物组
  • 1、抗菌肥皂和喷雾剂→增加环境中的抗生素含量→耐抗生素细菌的进化。使用外用酒精→杀死细菌
  • 2、每立方米的云中→微生物细胞：真菌、藻类、病毒
  • 3、微生物→影响海洋的天气
    • 微观藻类→受到太阳的影响→产生二甲基巯基丙酸内盐→保持细胞的完整。随着藻类老化→将二甲基巯基丙酸内盐→转化二甲基硫醚(一种气体)→上升到大气中→太阳辐射→将二甲基硫醚(一种气体)转化为硫酸盐→盐颗粒使有核的水蒸气聚集成云→云层反射太阳辐射并用阴影冷却地表水→减轻藻类受到的太阳压力
    • 负反馈循环维持常态→调节环境的稳定性：太阳加热海洋→藻类产生二甲基巯基丙酸内盐→转化为二甲基硫醚(一种气体)→催化成云→云冷却海洋