病毒以及微生物与人类生活
图示为教学情境：土壤颗粒与箭头象征物质循环，不表示根吸收石粒；右侧也不是实际药品生产工艺图。
一块面团放在温暖处会慢慢鼓起，一杯牛奶在特定乳酸菌作用下会变成酸奶；可流感、食物霉变也与肉眼难见的微小对象有关。于是很容易产生两个相反的印象：微生物是不是都很危险？既然病毒能“增多”，它是不是一个特别小的细胞？
先把判断压一压。生物学不根据“有用还是有害”“会不会变多”给对象归类，而要寻找结构和生活方式的证据。本章就沿着这两条线索，认识没有细胞结构的病毒，也看看人类怎样在尊重微生物生活条件的前提下利用它们。
病毒：很小，却不只是“小细胞”
许多细菌能用高倍光学显微镜观察，病毒通常比细菌小得多，需要借助电子显微镜才能观察到。不同病毒的形态也不相同，有的近似球形，有的呈杆状，还有的外形像带“头”和“尾”的小机器。形状可以帮助描述，却不是判断病毒本质的最关键证据。
图中红色曲线表示遗传物质，蓝绿色部分表示蛋白质结构；两种病毒并非按同一比例绘制，也不代表所有病毒的外形。
把一幅病毒结构图与细胞图并排观察，会发现病毒没有细胞膜、细胞质、细胞核等完整的细胞结构。它的基本结构一般由蛋白质外壳和内部的遗传物质组成。蛋白质外壳包裹并保护遗传物质；遗传物质与病毒的遗传有关。初中阶段只需认识这两个基本部分，不必追问遗传物质怎样进行分子层面的复制。
这里最容易发生一次“偷换”：前面学过“细胞是生物体结构和功能的基本单位”，便以为凡是本章学习的生物都必须由细胞构成。病毒恰好提醒我们，概念要结合适用对象。教材把病毒列入微生物来认识，但它没有细胞结构，不能把它画成缩小的细菌，也不能给它补上细胞核。
打开证据实验台，先选“病毒是细胞”或“病毒不是细胞”，再逐项检查结构证据。答错并不可怕，关键是能说出哪一条证据改变了判断。
“病毒没有细胞核”不是判断它没有细胞结构的充分依据，因为细菌也没有成形的细胞核，却仍有细胞结构。判断病毒的关键表述是“病毒没有细胞结构，一般由蛋白质外壳和内部遗传物质组成”。
和细菌、真菌放在一起比
图中从左至右为细菌、酵母菌、霉菌和病毒，属于不同放大比例的结构示意，不是显微照片。绿色小体不表示叶绿体；真菌细胞没有叶绿体。细菌没有成形的细胞核，酵母菌与霉菌有成形的细胞核，病毒没有细胞结构。
细菌是单细胞生物，有细胞膜、细胞质等结构，但没有成形的细胞核；酵母菌是单细胞真菌，有成形的细胞核；霉菌等许多真菌由多个细胞构成，也有成形的细胞核。病毒则连细胞结构都没有。于是，遇到比较题时应分两步：先问“有没有细胞结构”，再问“有细胞结构的对象有没有成形的细胞核”。
不要用“个体小”代替结构判断。酵母菌虽然微小，却是一个完整细胞；病毒虽然能表现出与遗传有关的特点，却不能独立完成生命活动。比较显微图、结构图和文字资料时，可以依据这两级结构证据进行判断。
试着读四张没有名称的观察卡：甲“有细胞结构，无成形细胞核”；乙“单细胞，有成形细胞核”；丙“多细胞，由菌丝构成”；丁“只有蛋白质外壳和内部遗传物质”。甲可指向细菌，乙可指向酵母菌，丙可指向霉菌，丁才指向病毒。这里不能只凭一条“没有成形细胞核”就选病毒。把每条资料翻译成结构证据，再与类群特征逐项对应，比看见熟悉词语就作答更可靠。
病毒怎样“生活”
先想一个看似矛盾的问题：病毒没有细胞质等结构，为什么数量还能增加？答案不在病毒自身的一套细胞结构里，而在它进入了其他生物的活细胞。病毒不能独立生活，只能寄生在其他生物的活细胞里，依靠宿主细胞中的物质和条件形成新的病毒。离开活细胞后，病毒通常不能独立进行生命活动。
本图只概括病毒依赖活细胞形成新病毒，不是所有病毒完整增殖步骤的通用流程图。
“寄生”中的“活”字不能漏。培养病毒不能只准备一般营养液，还必须提供合适的活细胞；已经死亡的细胞或普通培养基不能代替。题目若比较细菌培养与病毒培养，这通常就是决定答案的条件。
按照所寄生细胞的不同，病毒可分为动物病毒、植物病毒和细菌病毒。专门寄生在细菌细胞里的病毒也叫噬菌体。名称中的“噬”容易让人想象成张嘴吞食，其实它仍是寄生在活细菌细胞中，不能据字面编出进食器官。
病毒可使人、动物或植物患病，例如流感、某些肝炎以及烟草花叶病分别与相应病毒有关；病毒也可用于疫苗研制、生物防治和科学研究。由此不能推出“所有病毒都有害”，也不能把“利用病毒”理解为随意接触或自行培养。对某一种病毒的认识，还必须落到它的宿主和具体作用上。
认识病毒结构不能代替疾病诊断。日常防护应保持手卫生、注意咳嗽礼仪和通风，按国家免疫规划及专业建议接种疫苗；出现不适应由监护人陪同就医，不凭“像病毒感染”自行用药。抗菌药物不能直接对付病毒，是否需要用药应由专业人员判断。
微生物为什么能走进厨房
面粉、水和酵母混合后，面团在适宜的温暖条件下会变得松软。酵母菌利用面团中的糖类等物质生活，产生的二氧化碳形成许多小气泡，使面团膨大；加热时气体受热膨胀，面点内部就留下疏松的小孔。面团鼓起不是酵母菌细胞“变得和气泡一样大”，也不是空气凭空钻进面团。
圆圈中的微生物为教学示意，并非实际显微照片；场景不是完整制作规程，不能从图中推定适宜发酵温度。
乳酸菌在适宜条件下能产生乳酸，人们可利用它制作酸奶、泡菜等食品；有些霉菌用于制作酱、腐乳等传统发酵食品。不同食品利用的微生物和条件并不相同，所以“放在温暖处就一定能发酵成功”是错误的。要有合适的原料和菌种，还要控制温度、时间、清洁程度，有时也要考虑空气条件。
现在给三组面团设置条件。先预测哪组气泡多，再运行模拟并读结果。尤其留意：低温和过高温度造成的结果是否一样？器具不洁又改变了哪一种风险？
设计真实的对照实验时，一次最好只改变一个准备研究的条件。例如研究温度，就要让各组面粉量、水量、酵母量和观察时间尽量相同；研究酵母是否必要，就让一组加入酵母，另一组不加，其余条件相同。看到实验组体积变大，还应记录对照组，重复实验，才更能排除面团初始大小不同等干扰。
发酵是利用特定微生物的生命活动，不等于让食物随意久放。实践时只用合格原料和洁净器具，按教师指导或正规食谱操作；不品尝未经允许的实验样品，不用可能因产气而增压的硬质密闭容器。出现异常颜色、气味或包装胀裂时，不凭“发酵食品本来就有菌”判断安全。
发酵成功和食物腐败有一个共同点：都可能伴随微生物的生命活动；它们的差别不在于“有没有微生物”，而在于微生物种类、原料、环境条件和过程控制。食品生产会使用合适的菌种，并控制清洁、温度和时间；随意放置则可能让来源不明的微生物混入。冷藏常用来减慢许多微生物的生长繁殖，但不能把已经腐败的食物“恢复新鲜”；充分加热能杀死许多微生物，也不能保证所有已经产生的有害物质都会消失。因此，保存方法和保质期要按食品说明执行。
不只做食物：医药、生态与环境中的微生物
人类很早就会利用发酵，后来又发现微生物还能提供医药生产的线索。例如，青霉产生的某些物质可用于制造抗生素；现代生产还会利用特定微生物制造某些药品。这里的主语是“经过筛选和控制的特定微生物”，不是任意霉菌。发霉食物上的霉菌种类和污染情况不明，不能拿来提取或食用；药品也必须按医嘱或说明书规范使用。
在森林地面，一片落叶会逐渐碎裂、腐烂，其中细菌和真菌等分解者能把生物遗体和排出物中的有机物分解，使物质重新回到环境，参与自然界的物质循环。若没有分解者，遗体和落叶会不断积累，植物可利用的物质也难以持续循环。污水处理等环境工程还会在控制条件下利用微生物分解其中的一些有机物，但处理结果必须经过检测，不能把“用了微生物”直接等同于“水已能饮用”。
这里还有一组容易答反的因果关系：落叶腐烂不是“微生物把物质消灭了”，而是复杂有机物经过分解转变，物质继续参与循环；处理污水也不是把所有微生物统统杀死，而可能先利用某些微生物完成分解，再通过后续工艺和检测达到相应标准。题目问微生物的生态作用时，要落到“分解”和“物质循环”，不能只写笼统的“清洁环境”。
与此同时，有些细菌、真菌或病毒会引起疾病，有些会使食物腐败、农作物受害。同一大类中可以既有有益成员，也有有害成员。乳酸菌能用于制作酸奶，不说明所有细菌都适合进入食品；青霉能提供制造药物的物质，也不说明所有霉菌都安全。评价微生物，要说明是哪一种、处在什么条件、对什么对象产生了什么作用。
进入生活案卷，把七条资料归入食品、医药、生态利用或健康风险。归类后一定要翻开证据，因为题目真正要考的不是贴标签，而是从“对象—活动—结果”建立解释。
把两条主线合起来
认识病毒，先抓结构：没有细胞结构，一般由蛋白质外壳和内部遗传物质组成；再抓生活方式：不能独立生活，只能寄生在其他生物的活细胞里。比较微生物，先判断有无细胞结构，再比较细菌与真菌的细胞特点，不能只看大小和“有没有细胞核”一句话。
理解微生物与人类生活，则要抓住条件和作用。特定微生物在适宜、受控制的条件下可用于食品发酵、医药生产、物质循环和环境处理；另一些微生物会致病或造成腐败。微生物并没有统一的“好坏身份”，证据指向的具体作用才是判断依据。
本章练习
1
下列最能说明病毒不是细胞的结构证据是？
2
只要营养液足够丰富，病毒就能像细菌一样在其中独立生活和增殖。
3
关于病毒、细菌和真菌的比较，正确的是？
4
培养一种专门寄生在细菌细胞里的病毒，最关键的是提供什么？
5
制作面包时，酵母菌产生的 ________ 在面团中形成气泡，使面团膨松。
6
进行教师指导下的发酵实践时，合理的做法有哪些？
第 7 题：读取发酵记录
以下为练习用的假设数据，不代表真实实验记录或固定发酵速率：同学把等量面粉和水分成三组，观察 40 分钟。甲组加等量酵母并放在适宜温暖处，体积由 50 mL 增到 82 mL；乙组加等量酵母并放在低温处，体积由 50 mL 增到 57 mL；丙组不加酵母并放在与甲相同的温暖处，体积由 50 mL 增到 51 mL。哪两组对比能说明酵母是面团明显膨大的重要条件？甲、乙对比又支持怎样的解释？
第 8 题：分析生活资料
以下为两则假设生活资料。资料一：林地落叶层逐渐变薄，检测发现多种细菌和真菌参与分解。资料二：面包表面出现颜色异常的霉斑。有人据此说：“资料一证明所有细菌、真菌都有益，资料二证明所有霉菌都有害。”请评价这句话，并分别写出两则资料真正支持的结论。