第一篇:微生物与生活论文
微生物与生活
一、微生物
微生物在我们生活中无处不在,体内的有益菌,体外的各种细菌,都是微生物,我们吃的蘑菇也属于微生物······生活中离不开微生物,酱油,味精,啤酒,醋等等都是微生物发酵的产物;药用的大多数抗生素,食品中的好多添加剂,也都是微生物发酵的结果···因此,微生物在自然界中并不只是充当分解者的角色,他还是生产者(硫细菌,铁细菌,硝化细菌等等)···可见,我们的生活中如果缺少了微生物,会是多么的恐怖啊。
另一方面许多可怕甚至恐怖的疾病,比如SARS、爱滋、疯牛、口蹄疫、禽流感……等等。这些病都是由一些微生物引起的。这是因为生态平衡下的正常菌群和宿主机体,只要有一方发生较大的不可逆,就有可能造成生态失调而导致疾病。其原因有菌群失调,宿主免疫功能低下等。而且,我们用的化妆品含有多种营养成分,为微生物的生长提供了适宜的环境,在生产、储藏和使用过程中极易受到微生物的污染。化妆品中常见细菌对环境抵抗力较强,污染机会较多。饮水机污染也已成为不可忽视的卫生问题。这主要是大肠杆菌造成的微生物污染。微生物发酵也因条件苛刻而可能产生倒罐现象,它会给人类的经济和生活带来极大的威胁。所以说微生物对人类有益也有有害。
按我国学者提出的分类法将生物分成六界:病毒界、原核生物界、原生生物界、真菌界、植物界和动物界。不难看出微生物在六界中占了四界,因此微生物在自然界中的重要地位是显而易见的,微生物是广泛存在于自然界中的一群肉眼看不见,必须借助光学显微镜或电子显微镜放大数百倍、数千倍甚至数万倍才能观察到的微小生物的总称。它们具有体形微小、结构简单、繁殖迅速、容易变异及适应环境能力强等优点
二、微生物与生态
微生物是生态环境中的重要组成成员,特别是作为分解者分解系统中的有机物,队生态系统乃至整个生物圈的能量流动、物质循环发挥着独特的、不可替代的作用。微生物在生态系统中的角色有:1、2、3、4、5、微生物是有机物的主要分解者; 微生物是生态系统中的初级生产者; 微生物是物质和能量的贮存者; 微生物是物质循环中的重要成员; 微生物是地球生物演化中的先锋种类。
自然界中微生物种类繁多,生态系统中各类微生物都不是孤立存在的,而是彼此相互联系、相互影响。微生物相互关系复杂多样,根据其相互间关系的紧密程度大致可分为:1、2、3、4、5、三、互生关系 共生关系 寄生关系 拮抗关系 捕食关系
微生物与酿造
黄酒是中国最早的酒,也称其为米酒。黄酒是一种酿造酒精浓度适中,风味独特,香气浓郁,口味醇厚,含有多种营养成分。黄酒除了饮用外还可以作为调味品,此外,在医药上也有很高的利用价值。黄酒的酿造具有以下几个特点:
1、黄酒是以大米、小米为原料经蒸煮、糖化、发酵、压榨而成的酒
2、黄酒在酿造过程中不同的曲(粮曲、米曲)会有不同的结果
3、黄酒的发酵过程是霉菌、酵母菌等共酵
4、双别发酵,即糖化作用与发酵作用同时进行
5、色、香、味俱全
6、需加防腐剂,长时间存放需密封
白酒酿造大多是固态发酵,其主要产物是乙醇,分析检测,白酒大部分是水和乙醇,还含有占总量2%左右的其他物质,由于这些香类物质在酒中种类的多少盒相互比例的不同才是酒有别与酒精具有独特的风格。白酒中的香味物质主要是醇类、脂类、醛类、酮类、芳香族化合物等物质,白酒香型分类有以下几种:
(1)、酱香型白酒:酒色微黄而透明,酱香、焦香、糊香配合协调,口味细腻、优雅,空杯留香持久,一茅台酒往日代表。
(2)、浓香型白酒:窑香浓郁,口味丰满,入口绵甜干净,纯正,如以泸州特区、五粮液等为代表的四川派,以洋河、古井等为代表的纯浓派。
(3)清香型白酒:酒色清亮透明,口味特别净,清香纯正,后味很甜,以汾酒、黄鹤楼酒、宝丰酒为代表。
(4)、米香型白酒:口味柔和,蜜香清雅,后味怡畅,以桂林三花酒为代表。
(5)、凤香型白酒:无色透明,醇香秀雅,醇厚丰满,甘润挺爽,诸味协调,尾净悠长,如西凤酒。(6)、董香型白酒:清澈透明,药香舒适,香气典雅,酸度较高,后味较长,如贵州董酒。(7)、鼓香型白酒:鼓香独特,醇和干滑,余味爽净,如广东玉冰烧酒。
(8)、芝麻香型白酒:芝麻香突出,幽雅细腻,干爽协调,尾净具有芝麻香特有风格,如广东景芝白干酒。
(9)、特型白酒:酒色清亮,酒香芬芳,酒味纯正,酒体柔和,诸味协调,香味悠长,以江西四特酒为代表。
(10)、兼香型白酒:目前国内有两种类型:酱中带浓型和浓中带酱型
四、微生物与工、农业
随着国民经济的发展,微生物的应用也越来越广泛。在生物制药、能源、环保、食品、工业等方面,微生物都扮演着重要的角色。
微生物产品在人类的日常生活中随处可见,酒、酸奶、酱油、醋、味精等食品,以及抗生素药、激素、疫苗等药品,都是利用微生物发酵制成的。
微生物和农业有着极其密切的关系。给农业造成了巨大损失,比如说粮食的霉腐、水果的腐烂,还有各种病害都和微生物有关,每年给我们造成巨大的农业损失。但是它也是我们农业上的榜首,微生物为我们生产的有效的微生物肥料,还有各种各样农用的生物杀菌剂等等,又可以保护我们农业的发展。
微生物给我们在工业上生产了各种各样的产品,这些产品它涉及到我们生活的方方面面,实际上我们这个微生物和农业附产品的加工有着极其密切的关系,可以给我们生产各种各样的产品。现在利用微生物给我们生产了诊断各种疾病的药物,诊断试剂,还有治疗各种疾病的药物
第二篇:微生物与人类生活)——艾滋病论文[范文模版]
上海海洋大学
微生物与人类生活论文
浅谈艾滋病的传播及预防
姓
名 学
号 专
业 授课教师
2012年12月08日
引言
艾滋病学名为“获得性免疫缺陷综合症”是一种新发现的主要经性接触和血液传播的,病毒性传染病,是一种由人类免疫缺陷因毒感染传播的传染病。目前已成为毒害面最广的全球性卫生问题,至今为至尚无特效的治疗方法,所有患者几乎无一例处走向死亡.各国都在加强对艾滋病的攻克,并且在治疗与预防上取得了新的成就。
关键词:发病机制;传播;治疗;预防;
摘要
本文探索了艾滋病的发病机制病毒感染过程,抗HIV免疫反应,传播途径,HIV感染的辅助检查,诊断标准,并发症的治疗结果,HIV及其病发症的治疗
一、发病机制
(一)病毒感染过程
1.原发感染
HIV需借助于易感细胞表面的受体进入细胞,包括第一受体和第二受体。HIV进入人体后,在24—48小时内到达局部淋巴结,约5天左右在外周血中可以检测到病毒成份。继而产生病毒血症,导致急性感染。
2.HIV在人体细胞内的感染过程
吸附及穿入:HIV-1感染人体后,选择性的吸附于靶细胞的CD4受体上,在辅助受体的帮助下进入宿主细胞。经环化及整合、转录及翻译、装配、成熟及出芽,形成成熟的病毒颗粒。
3.HIV感染后的三种临床转归
由于机体的免疫系统不能完全清除病毒,形成慢性感染,在临床上可表现为典型进展者、快速进展者和长期不进展者三种转归。
(二)抗HIV免疫反应
抗HIV免疫反应包括特异性免疫和非特异性免疫反应,以特异性免疫反应为主。包括特异性体液免疫和特异性细胞免疫,人体免疫系统主要通过针对HIV蛋白的各种特异性抗体、特异性CD4+ T淋巴细胞免疫反应和CTL直接或分泌各种细胞因子(如肿瘤坏死因子,干扰素等),抑制病毒复制。
(三)免疫病理
1.CD 4+ T淋巴细胞数量减少
2.CD4+ T淋巴细胞功能障碍
3.异常免疫激活
4.免疫重建
二、传播途径
流行概况
WHO报告2010年全世界存活HIV携带者及艾滋病患者共3400万,新感染270万,全年死亡180万人。每天有超过7000人新发感染,全世界各地区均有流行,但97%以上在中、低收入国家,尤以非洲为重。专家估计,全球流行重灾区可能会从非洲移向亚洲。中国CDC估计,截止至2011年底,我国存活HIV携带者及艾滋病患者约78万人,全年新发感染者4.8万人,死亡2.8万人。疫情已覆盖全国所有省、自治区、直辖市,目前我国面临艾滋病发病和死亡的高峰期,且已由吸毒、暗娼等高危人群开始向一般人群扩散。
传染源
HIV感染者和艾滋病病人是本病的唯一传染源。
传播途径
HIV主要存在于感染者和病人的血液、精液、阴道分泌物、乳汁中。①性行为:与已感染的伴侣发生无保护的性行为,包括同性、异性和双性性接触。
②静脉注射吸毒:与他人共用被感染者使用过的、未经消毒的注射工具,是一种非常重要的HIV传播途径。
③母婴传播:在怀孕、生产和母乳喂养过程中,感染HIV的母亲可能会传播给胎儿及婴儿。
④血液及血制品。握手,拥抱,礼节性亲吻,同吃同饮,共用厕所和浴室,共用办公室、公共交通工具、娱乐设施等日常生活接触不会传播HIV。
易感人群
人群普遍易感。高危人群包括:男性同性恋者、静脉吸毒者、与HIV携带者经常有性接触者、经常输血及血制品者和HIV感染母亲所生婴儿。
三、疾病的诊断与治疗
HIV感染的辅助检查
①HIV抗体初筛试验(ELISA):敏感性高,可有假阳性出现。对于初筛阳性的患者,应经确证试验确证。
②HIV抗体确证试验(WB):WHO规定,只要出现2个env条带即可判定为阳性。
③HIV-RNA:敏感性为100%,但偶尔会出现假阳性,但假阳性结果通常低于2000cp/ml,而急性感染期病毒载量通常很高,平均在106cp/ml。④p24抗原:有助于早期诊断,灵敏性及特异性均较高。
⑤快速检测试验:可采集全血或毛细血管的血液,一般15-30分钟可出结果。但假阳性及假阴性率均较高,不作为常规检测。
诊断标准
1.HIV感染的诊断:①流行病学史:不安全性生活史、静脉注射毒品史、输入未经抗HIV抗体检测的血液或血液制品、HIV抗体阳性者所生子女或职业暴露史等。②临床表现:各期表现不同,见下述。③实验室检查:诊断HIV感染必须是经确认试验证实的HIV抗体阳性,而HIV-RNA和P24抗原的检测有助于HIV/AIDS的诊断,尤其是能缩短抗体“窗口期”和帮助早期诊断新生儿的HIV感染。
(一)急性期
诊断标准:病人近期内有流行病学史和临床表现,结合实验室HIV抗体由阴性转为阳性即可诊断,或仅实验室检查HIV抗体由阴性转为阳性即可诊断。80%左右HIV感染者感染后6周初筛试验可检出抗体,几乎100%感染者12周后可检出抗体,只有极少数患者在感染后3个月内或6个月后才检出。
(二)无症状期
诊断标准:有流行病学史,结合HIV抗体阳性即可诊断,或仅实验室检查HIV抗体阳性即可诊断。
(三)艾滋病期
(1)原因不明的持续不规则发热38℃以上,>1个月;(2)慢性腹泻次数多于3次/日,>1个月;(3)6个月之内体重下降10%以上;(4)反复发作的口腔白念珠菌感染;(5)反复发作的单纯疱疹病毒感染或带状疱疹病毒感染;(6)肺孢子虫肺炎(PCP);(7)反复发生的细菌性肺炎;(8)活动性结核或非结核分支杆菌病;(9)深部真菌感染;(10)中枢神经系统占位性病变;(11)中青年人出现痴呆;(12)活动性巨细胞病毒感染;(13)弓形虫脑病;(14)青霉菌感染;(15)反复发生的败血症;(16)皮肤粘膜或内脏的卡波氏肉瘤、淋巴瘤。4
并发症的治疗结果
1.无症状长期稳定:见于及时进行抗病毒治疗,服药依从性好,且未出现病毒耐药及严重药物不良反应者。也见于感染后长期不进展者。
2.致残:部分患者因并发症未能治愈,可能导致失明或其它器官功能障碍。3.死亡:见于晚期患者,未及时抗病毒治疗,常死于并发症或药物的副反应。3
四、疾病预防
预防HIV感染
①传染源的管理:高危人群应定期检测HIV抗体,医疗卫生部门发现感染者应及时上报,并应对感染者进行HIV相关知识的普及,以避免传染给其他人。感染者的血液、体液及分泌物应进行消毒。
②切断传播途径:避免不安全的性行为,禁止性乱交,取缔娼妓。严格筛选供血人员,严格检查血液制品,推广一次性注射器的使用。严禁注射毒品,尤其是共用针具注射毒品。不共用牙具或剃须刀。不到非正规医院进行检查及治疗。
③保护易感人群:提倡婚前、孕前体检。对HIV阳性的孕妇应进行母婴阻断。包括产科干预(终止妊娠,剖宫产)+抗病毒药物+人工喂养。医务人员严格遵守医疗操作程序,避免职业暴露。出现职业暴露后,应立即向远心端挤压伤口,尽可能挤出损伤处的血液,再用肥皂液和流动的清水冲洗伤口;污染眼部等粘膜时,应用大量生理盐水反复对粘膜进行冲洗;用75%的酒精或0.5%碘伏对伤口局部进行消毒,尽量不要包扎。然后立即请感染科专业医生进行危险度评估,决定是否进行预防性治疗。如需用药,应尽可能在发生职业暴露后最短的时间内(尽可能在2小时内)进行预防性用药,最好不超过24小时,但即使超过24小时,也建议实施预防性用药。还需进行职业暴露后的咨询与监测。
4并发症的预防
对于并发症最好的预防就是及时抗HIV治疗。①CD4+T淋巴细胞<200/ mm3的患者,应口服复方新诺明2片/日预防肺孢子菌肺炎,至CD4+T淋巴细胞升至200/ mm3以上3-6个月。②弓形体脑病:避免生食或食用未熟透的肉类,避免接触猫及其排泄物。弓形虫抗体IgG阳性、CD4+T淋巴细胞低于100/ mm3者可口服复方新诺明预防,至CD4+T淋巴细胞升至200/ mm3以上3个月。接触开放性结核的患者异烟肼预防。饮食及生活注意
每日摄取足够的能量,需肉、蛋、奶等高能量、高蛋白、好消化的饮食。多
吃新鲜蔬菜和水果。少食多餐。注意饮食卫生,尤其不进食生冷肉食。对于腹泻及消化不良的患者应保持足够水分摄入,多进食液体食物。戒烟酒。适当锻炼。保持良好情绪,减轻心理压力。
总结与展望
也许在近30年前当科学家首次发现艾滋病的时候,不会想到它会成为今天这样的一个世界性大难题。经过这些年的发展,已经有2500万人死于艾滋病,并且目前还有3300万人已经感染HIV,在我国,艾滋病携带者也以每年百分之三十的速度疯狂发展。不过,越来越多的治疗药物也出现在了市场上。随着科技的发展,以及人类采取积极的应对方式,可以说,我们最终一定会战胜艾滋病的。
参考文献
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第三篇:微生物与生活垃圾处理
微生物与生活垃圾处理
摘要:垃圾是人类在日常生活中不可避免地产生的废弃物,针对生活垃圾本文介绍了几种主要生物处理方法,以及分析了在处理过程中的各种微生物,并指出了生物处理正成为生活垃圾处理的发展方向之一。关键词:生活垃圾; 生物处理技术; 微生物
随着经济的发展,人口的增加以及人民生活水平的提高,城市生活垃圾的产量与日俱增,<<中国二十一世纪议程>>白皮书指出:“全国历年城市生活垃圾存量达60多亿吨,有200个城市陷入垃圾包围之中。”据统计,我国城市垃圾增长率大于10%,超过全世界平均8.42%的年平均增长速度。如何处理好如此庞大的城市生活垃圾,已成为全世界广泛关注的问题。同时其带来的环境污染和人类聚居状况恶化等问题,也成为世界各国共同关心的问题,它还成为制约我国社会和经济可持续发展的障碍。因此垃圾的处理向着减量化、无害化和资源化的方向发展是我们的对策。目前,国内外处理垃圾的主要方法有卫生填埋、堆肥化、焚烧,其中前两种处理方式均属于生物处理技术。具体来说,这种垃圾生物处理技术就是城市生活垃圾中固有的或外添加的微生物,在一定控制条件下,进行一系列的生物化学反应,使得垃圾中的不稳定的有机物代谢后释放能量或转化为新的细胞物质,从而垃圾逐步达稳定化的一个生化过程。
[1]1 生活垃圾生物处理方法
1.1堆肥处理法
堆肥是依靠自然界广泛分布的细菌、放线菌、真菌等微生物,有控制地促进可被生物降解的有机物向稳定的腐殖转化的生物化学过程,最终形成类似腐殖质,可作为肥料或土壤的改良剂。堆肥技术是实现城市垃圾资源化、无害化的一条重要途径。它不仅可以杀死垃圾中的病原菌,有效处理垃圾中的有机物,增加土壤中的有机成份,而且可生产有机肥料,有利于增加农业产量。
由于传统堆肥处理法是利用堆制原料中的土著微生物来降解有机污染物,堆肥初期土著微生物数量少,需要一定时间才能繁殖起来,且各种微生物分解速度差别很大,因此传统堆肥往往存在发酵时间长、产生臭味且肥效低等问题。
研究表明,进行人为接种分解有机物能力强的微生物,可以加速堆肥材料的腐熟,提高温度,消灭某些病原体、虫卵等,并能控制臭气,增加堆肥成品中的有益微生物。因而通过加入复合微生物菌剂和调理剂或分解促进剂来提高和加速堆肥反应过程,成为目前垃圾堆肥研究的热点。
[2]1.2 厌氧消化法
厌氧是将复杂有机物在无氧情况下降解成N、P无机化合物和CH4、CO,H2等气体。该方法在处理生活垃圾中十分盛行,不仅因为它有很高的处理效率,而且可获得甲烷等能源气体。厌氧消化是将复杂有机物首先降解成游离糖、乙醇、挥发性脂肪酸(VFA)、H2及C02,而后乙醇和挥发性脂肪酸被氧化成乙酸和H2,最后一步是乙酸和H2,被转化成CH4,这三步之间有着严格的相互协调作用。
1.3 混合处理法
是将生活垃圾进行好氧与厌氧耦合处理,达到快速降解垃圾的目的。既能克服好氧堆肥周期长的缺点,又能在厌氧消化中获得能源。
中科院成都微生物研究所廖银章等人与美国佛罗里达大学进行合作研究,在发酵工艺方面取得了一些成果。他们用先好氧后厌氧发酵、两步发酵和高固体浓度发酵三种方法对城市有机垃圾厌氧产甲烷进行了研究。研究指出前者具有启动快、产气量高、处理周期短等优点。采用两步法发酵可显著提高挥发酸和甲烷产量,还能提高城市固体废物的生物降解率。
[3]2 生活垃圾生物处理中的主要微生物
生活垃圾的生物降解均依赖于微生物对这些物质的分解作用,进一步了解研究这些微生物,对于生活垃圾的生物处理具有重要意义。在自然界中存在着丰富的微生物种群,这些微生物虽然个体微小,但在垃圾处理及环境污染净化中却扮演着不容忽视的重要作用。这些微生物是通过水和风的散播得以存在各处的,因此垃圾中存在有大量微生物。它们由于自身的生理特性,可以通过自发的或人为的遗传、变异等生物过程适应环境的变化,使之能以各种污染物尤其是有机污染物为营养源,通过吸收、代谢等一系列反应,将环境中的污染物转化为稳定无害的无机物。因而,在生物圈中微生物充当着分解者的角色。正是这种微生物对环境污染的降解作用保证了自然界正常的物质循环,在垃圾处理中发挥了作用。
垃圾的生物处理技术可分为好氧生物处理和厌氧生物处理。好氧生物处理利用好氧微生物在有氧条件下的代谢作用,将垃圾中复杂的有机物分解成二氧化碳和水,如:好氧堆肥、生物反应器填埋等,其工艺中的微生物主要有细菌、放线菌、真菌等微生物种群。厌氧生物处理是利用在无氧条件下生长的厌氧或兼性微生物的代谢作用处理垃圾,其主要降解产物是甲烷和二氧化碳等,如:厌氧消化、厌氧填埋等,其工艺中的微生物又称“瘤胃微生物”,主要有水解细菌、产氢产乙酸菌群和产甲烷菌群等。当今,微生物技术已成为垃圾处理中的主流方法。
[4]2.1 生活垃圾处理中的好氧微生物
2.1.1 细菌
在垃圾好氧生物降解过程中,细菌凭借强大的比表面积,可以快速将可溶性底物吸收到细胞中,进行胞内代谢。总的来说,其数量要比放线菌和真菌多得多。在堆肥过程中,细菌总数的变化趋势是高-低-高。堆肥初期,有机废物中携带有的大量细菌分解有机物质释放能量,使堆体温度上升,此时,常温细菌受到抑制,嗜温细菌活跃;当堆温升至高温阶段,只有少量的嗜热细菌可以活动;高温期过后,随着有机成分的减少,堆体温度降低,嗜温及常温细菌又开始活跃,使细菌总数上升。整个好氧降解过程中,嗜温细菌是堆肥系统中最主要的微生物。2.1.2 放线菌
放线菌具有多细胞菌丝,可以分解一些纤维素,并溶解木质素。它比真菌能够忍受更高的温度和pH值,在垃圾生物降解的高温阶段是分解木质纤维素的优势菌群。研究表明,诺卡氏菌、链霉菌、高温放线菌和单孢子菌等在垃圾好氧堆肥中占优势。2.1.3 真菌
在垃圾生物降解过程中,真菌对垃圾有机成分的分解和稳定化起着重要的作用。真菌不仅能分泌胞外酶,水解有机物质,而且由于其菌丝的机械穿插作用,还对物料起一定的物理破坏作用,促进生化反应。温度是影响真菌生长的重要因素之一,堆肥过程中随着温度的升高,真菌的菌落数开始减少,在64℃左右,嗜热性真菌几乎全部消失。当温度下降到60℃以下时,嗜温性真菌和嗜热性真菌又都会重新出现在堆肥中。
2.2 生活垃圾处理中的厌氧微生物
垃圾的生物处理技术中的厌氧生物处理依次分为水解、产氢产酸和产甲烷三个阶段,每个阶段各有其 独特的微生物类群起生物降解作用。2.2.1 水解细菌
水解阶段水解细菌利用胞外酶对有机物进行体外酶解,使固体物质变成可溶于水的物质,然后细胞将其吸收,水解成不同产物,该阶段起作用的细菌为水解细菌。2.2.2 产氢产乙酸菌群
产氢产乙酸菌群是将第一阶段发酵产物如丙酸等三碳以上有机酸、长链脂肪酸和醇类等氧化分解成乙酸和分子氢。在卫生填埋场中已分离出产氢产乙酸菌布氏甲烷杆菌属和G株布氏甲烷杆菌属等。2.2.3 产甲烷菌群
甲烷菌利用H2/CO2、醋酸和甲醇甲酸等C类化合物为基质,将其转化为甲烷。在卫生填埋场中,产甲烷菌群分杆状菌、球状菌和八叠球菌三类。杆状产甲烷菌通常呈弯曲、链状或丝状。球状产甲烷细菌直径为0.3~5微米,球形细胞呈正圆形或椭圆形,成对排列成链状。八叠球状产甲烷菌,其细胞繁殖成规则、大小一致的类似砂粒的堆积物,有227巴氏甲烷八叠球菌、巴氏甲烷八叠球菌、嗜热甲烷八叠球菌等。
[5][5]3 微生物在垃圾处理中的应用
3.1 瘤胃微生物降解木质纤维素
瘤胃是天然复杂的生物降解系统,因而研究瘤胃微生物对于我们了解生活垃圾降解机理具有很重要的借鉴作用和参考价值。
华南理工大学陈庆今等人对瘤胃中微生物的研究指出,瘤胃内以异养厌氧菌为主,含有有机垃圾厌氧消化三阶段所需要的微生物种类,即瘤胃中存在水解菌、酸化菌、产氢产乙酸菌和产甲烷菌,瘤胃中的微生物是自然界中非常完整的一个有机物质转化的生态系统。一般厌氧消化都存在产物抑制的问题,但由于瘤胃微生物是一个复合菌群,一种反应的产物往往是另外一种反应的利用底物,底物抑制现象被排除。城市有机垃圾中木质纤维素是难以被降解的,而瘤胃微生物能够高效降解木质纤维素,是因为瘤胃菌群中存在各种可以分别降解木质素和结晶纤维素的微生物,它们分泌的各种酶类是降解的关键所在。
[6]3.2 堆肥微生物降解有机物
二十世纪八十年代末国内外许多学者致力于研究鉴定堆肥过程中的微生物,从而筛选出有效的降解生活垃圾的微生物菌株。
康建雄研究了生活垃圾堆肥过程中的微生物数量,指出垃圾中微生物数量与垃圾类型、垃圾产生源的地域分布无关,与产生源垃圾的新鲜度有关,同时确定垃圾处理过程中,中温微生物在数量上占优势。堆肥过程中有机物的分解与稳定化主要发生在高温阶段,此时中温型与高温型微生物都起着巨大作用。
高效复合微生物菌群与污泥混合堆肥,可提高有机污染物的生物降解率。这些高效复合微生物菌群是由酵母菌、放线菌、乳酸菌、固氮菌、纤维素分解菌等多种微生物经特殊方法培养而成,它们依靠相互间协同作用,迅速分解垃圾中的有机物,并代谢出抗氧化物质,生成复杂而稳定的生态系统,增加堆肥中的含氮量,抑制有害微生物的生长繁殖。
[2]3.3 木质真菌消化降解垃圾
由于木质素是目前公认的微生物难降解的芳香族化合物之一。因此木质素的完全降解是真菌、细菌及相应微生物群落共同作用的结果。研究表明,单一的细菌、真菌、放线菌等群体,无论其活性多高,在加快垃圾生物降解过程中的作用都比不上复合微生物菌群的共同作用。其中真菌在降解木质素过程中起着主要作用。降解木质素的真菌根据腐朽类型分为:白腐菌、褐腐菌和软腐菌。白腐菌降解木质素的能力优于其降解纤维素的能力,它能够分泌胞外氧化酶降解木质素,而后两者降解木质素的能力弱于其降解纤
[8]
[7]维素的能力。因此白腐菌被认为是最主要的木质素降解微生物。
3.4.有效微生物(EM)在生活垃圾处理中的应用
有效微生物群,是由乳酸菌、酵母菌、放线菌和光合细菌等四大类80余种微生物组成的复合菌制剂。它是日本科学家比嘉照夫教授的研究成果,1992年开始用于生产,可用于农用、养殖业及环境保护等方面。
日本利用有效微生物技术已取得了相当的成功。其中,在生活垃圾处理方面,日本已开始推广有效微生物技术,并提出在家庭内将厨房垃圾变成有机肥料。用于生活垃圾发酵的专用粉状有效微生物只需用0.2%有效微生物(以米糠为主要成分)的发酵物,按1%的用量接种到有机生活垃圾中,进行厌氧发酵,夏季经7天后有机垃圾即被分解,且无臭无蚊蝇孳生,同时可得到无臭味的、可直接还原于土壤的活菌肥料,并可用于蔬菜和花卉的栽培。EM技术处理生活垃圾有效地控制了垃圾带来的环境污染问题,同时每年能够节约2800万日元的垃圾处理费。
[9]
[9]4 微生物技术展望
生活垃圾生物降解是多种微生物共同协同作用的结果,无论是厌氧生物处理垃圾工艺还是好氧生物处理垃圾工艺中,都存在着各种各样的微生物种群,正是这些微生物种群相互协调,互生互克,组成了一个复杂的生态系统,从而去除了使得垃圾不稳定的有机成分,使垃圾稳定化,甚至成为可再生利用的资源。因而在筛选这些有效微生物菌群时,要考虑不同微生物菌群间的拮抗作用,以确保有效菌种的优势。
目前将筛选到的有效微生物菌群,接种到生活垃圾中,通过好氧与厌氧联合处理工艺降解生活垃圾,是垃圾生物处理的发展趋势。将生活垃圾就地处理成有机肥料,从源头消除垃圾,减轻城市生活垃圾给环境造成的压力,避免二次污染,从而实现生活垃圾的无害化、减量化和资源化。我们相信,随着垃圾微生物降解机理研究的进一步深入,各种生物处理技术的研究开发,会有更为有效的垃圾微生物和处理工艺,实现由生活垃圾“废物”变为造福人类的“财富”。
致谢:本文在写作过程中得到了指导老师吕桂芬的悉心指导和批评指正,也得到了同学和朋友们的支持和帮助,在此表示深深的谢意。
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Meng gen tao ge si
Self-study examination student, Class of 2006, Biology, Inner Mongolia Normal University
Supervised by lv gui fen
Abstract: Human waste is inevitable in everyday life of the waste, garbage for this paper, several key biological treatment methods and analysis in the process of the various micro-organisms, and noted that the biological treatment is a life direction for the development of waste disposal.Key words: garbage
biological treatment technology
microbial
第四篇:微生物与人类——小论文
微生物与人类
微生物是一类肉眼看不清或者看不见的微小生物。虽然在很长一段时间里,人类对它们的了解少之又少,但是不可否认的是,在我们的生活中,微生物无处不在,它们和人类有着十分密切的关系,在我们的生产和生活中占有重要的作用。
在微生物学创建之前,人类曾长期处在“身在菌中不知菌”或“微盲”的无知状态。这从人类历史上曾遭遇过多次严重瘟疫而大批死亡的惨痛事实就可充分说明,例如鼠疫、天花、肺结核、流感、痢疾和梅毒的大流行。直到今天,多种新发传染病还在疯狂的残害人类,例如艾滋病、萨斯、禽流感、疯牛病等。在人类历史上因传染病的大流行而造成的死亡人数要大大超过两次世界大战的死亡人数。作为生物圈中最高物种的人类,也可以因为微生物的肆虐而变得虚弱不堪。所以,微生物对人类最重要的影响之一是导致传染病的流行。在人类疾病中有50%是由病毒引起。世界卫生组织公布资料显示:传染病的发病率和病死率在所有疾病中占据第一位。微生物导致人类疾病的历史,也就是人类与之不断斗争的历史。
很多微生物,包括病毒、细菌、真菌和藻类都可以引起疾病。从流感、某些癌症到艾滋病都是由微生物引起的。微生物引起疾病的致病过程可以分为两种类型,一种是微生物在我们的体表或体内生长,引起感染而致病;另一种是在我们的体外生长,产生有毒物质,从而引起疾病。如一些微生物可产生毒素,经由消化道进入人体,引起食物中毒,如肉毒杆菌素、黄曲霉素、毒蘑菇等。与产毒素微生物相反,感染性病原或寄生微生物,可以在我们的体表面或组织上生长(有些是专性寄生的)。这些微生物通常从呼吸道或消化道,进入人体,有时也可以由伤口或动物如蚊虫叮咬等而感染;一旦进入体内,这些病原微生物便掠夺宿主的营养、生长繁殖或利用宿主的合成体系合成病原体自身,可引起宿主动物的死亡或产生免疫应答从而防止了病原微生物的进一步生长和繁殖。在疾病的预防和治疗方面,人类取得了长足的进展,但是新现和再现的微生物感染还是不断发生,像大量的病毒性疾病一直缺乏有效的治疗药物。一些疾病的致病机制并不清楚。大量的广谱抗生素的滥用造成了强大的选择压力,使许多菌株发生变异,导致耐药性的产生,人类健康受到新的威胁。一些分节段的病毒之间可以通过重组或重配发生变异,最典型的例子就是流行性感冒病毒。每次流感大流行流感病毒都与前次导致感染的株型发生了变异,这种快速的变异给疫苗的设计和治疗造成了很大的障碍。而耐药性结核杆菌的出现使原本已近控制住的结核感染又在世界范围内猖獗起来。
另一方面,微生物千姿百态,有些是腐败性的,即引起食品气味和组织结构发生不良变化。能够造成食品、布匹、皮革等发霉腐烂,甚至以食物作媒介引起人体中毒、染病、致癌和死亡。工业产品中的微生物也会污染各种工业器材,如金属、仪表、电讯器材、绝缘材料和纺织品等,它们或含有一些可被微生物利用的成分,或因种种原因沾染了或多或少的有机物质,因此,都会受到微生物的侵蚀,使之老化变质。铝及其合金制品受到微生物的侵蚀。例如,曾发生过飞机的油槽因受到牙枝霉、铜绿色假单胞菌和弧菌等的腐蚀而漏油。飞机机翼的内铝壁也受到上述微生物的侵蚀。钢铁及其制品因长期与水或土壤接触,受到铁细菌、硫细菌、硫酸还原细菌等的作用而腐蚀。电子设备、集成电路、绝缘材料等均可受到霉菌的侵蚀,由于霉菌的菌丝能导电,因此常能引起有关设备的失灵。羊毛、棉纱、尼龙、聚制脂及其制品,也常受到微生物的侵蚀。污染漾奶、毛的微生物主要有铜绿色假单胞杆菌、微球菌、枯草杆菌、曲霉、青霉等。污染棉织品的主要是纤维素分解菌群的微生物。污染尼龙的有球二孢和红曲霉等。在这些方便,微生物给人类生产生活带来了极大的不便和危害。
当然有些微生物是有益的,它们可用来生产如奶酪,面包,泡菜,啤酒和葡萄酒。微生物非常小,必须通过显微镜放大约1000 倍才能看到。比如中等大小的细菌,1000个叠加在一起只有句号那么大。想像一下一滴牛奶,每毫升腐败的牛奶中约有5千万个细菌,或者讲每夸脱牛奶中细菌总数约为50亿。也就是一滴牛奶中可能含有50 亿个细菌。
从进化史来看,这些微生物早已适应了人类提供的环境,同时为我们的健康所必需。就如大肠杆菌,我们的肠道给它们提供了营养和栖息场所,而它们也帮助我们消化许多食物,包括维他命、糖和纤维,与此同时,它们还合成一些我们自身无法合成的维他命。时至如今,我们肠道内的正常菌已经包括拟杆菌、梭杆菌、双歧杆菌、真杆菌、链球菌、大肠杆菌、放线菌等很多种类,此外,还有一些病毒和原生动物。
在医学上,人类对微生物的利用也不断的造福人类。最早是弗莱明从青霉菌抑制其它细菌的生长中发现了青霉素,这对医药界来讲是一个划时代的发现。后来大量的抗生素从放线菌等的代谢产物中筛选出来。抗生素的使用在第二次世界大战中挽救了无数人的生命。一些微生物被广泛应用于工业发酵,生产乙醇、食品及各种酶制剂等;一部分微生物能够降解塑料、处理废水废气等等,并且可再生资源的潜力极大,称为环保微生物;还有一些能在极端环境中生存的微生物,例如:高温、低温、高盐、高碱以及高辐射等普通生命体不能生存的环境,依然存在着一部分微生物等等。看上去,我们发现的微生物已经很多,但实际上由于培养方式等技术手段的限制,人类现今发现的微生物还只占自然界中存在的微生物的很少一部分。
综上所述,微生物和人类的关系密切相关。既能造福我们,也能毁灭我们。迄今为止,我们所知道的微生物约有10万种,有人估计目前已知的种只占地球上实际存在的微生物总数的20%,微生物很可能是地球上物种最多的一类。微生物资源是极其丰富的,但在人类生产和生活中仅开发利用了已发现微生物种数的1%。“Perlman 氏应用微生物学定律”中生动的描述“微生物总没有错,它是你的朋友和微妙的伙伴。愚蠢的微生物是没有的。微生物善于做和乐于做任何事情。微生物比化学家、工程师和其他人机灵、聪明和精力充沛。如果你会照顾这些小朋友,那么它也会照顾你的未来”所以我们应该从辩证的角度思考和学习,趋利避害、扬长避短。
第五篇:化学微生物论文
化学物质对DNA复制过程的抑制作用
摘要:DNA是生物的遗传信息载体,随着细胞的复制繁殖而复制并控制蛋白质酶等的合成,从而控制微生物的活动。自从1981年研究人员发现一类酶系统中启动细菌染色体的DNA复制的成分开始,人们对DNA复制过程的研究就越发深入。继发现蛋白质dna-A后研究又发现了能抑制DNA复制过程的另一种蛋白质,即33-kDA。然而研究的深入也发现了苯噻草胺,对DNA的复制过程也有一定影响,并在实际生活中广泛应用。发现苯噻草胺与旱地植物 DNA的结合可能是BTMP A嵌入 DNA双螺旋沟槽而结合的,从而抑制DNA的复制。
关键词:化学物质;DNA复制;抑制作用;苯噻草胺
DNA是一种长链聚合物,组成单位称为脱氧核苷酸(即 A-腺嘌呤 G-鸟嘌呤 C-胞嘧啶 T-胸腺嘧啶),而糖类与磷酸分子借由酯键相连,组成其长链骨架。每个糖分子都与四种碱基里的其中一种相接,这些碱基沿着DNA长链所排列而成的序列,可组成遗传密码,是蛋白质氨基酸序列合成的依据。读取密码的过程称为转录,是以DNA双链中的一条为模板复制出一段称为RNA的核酸分子。多数RNA带有合成蛋白质的讯息,另有一些本身就拥有特殊功能,例如rRNA、snRNA与siRNA。在细胞内,DNA能组织成染色体结构,整组染色体则统称为基因组。染色体在细胞分裂之前会先行复制,此过程称为DNA复制。对真核生物,如动物、植物及真菌而言,染色体是存放于细胞核内;对于原核生物而言,如细菌,则是存放在细胞质中的类核里。染色体上的染色质蛋白,如组织蛋白,能够将DNA组织并压缩,以帮助DNA与其他蛋白质进行交互作用,进而调节基因的转录。
斯坦福大学医学院的研究人员发现了一种抑制大肠杆菌中DNA复制的蛋白质。从而使人们对基因复制过程 的认识前进了一大步。据这些研究人员说此发现有助于我们了解与胚胎发育、突变及疾病机理有关的若干 问题,对未来的遗传工程研究可能也有很大价值。据 《研究与开发杂志》报导,研究人员早在1981年就确定了一类酶系统中启动细菌染色体的DNA复制的成分,并称此成分为dna-A。之后他们就开始着手搜寻能抑制DNA复制过程的另一种蛋白质。现在他们终于找到了这种蛋白质,并命名为33-kDA。
染色体由DNA分子构成,而DNA又由两股互栩缠绕的化学亚单位构成。大 肠 杆 菌 的DNA分子含有约4百万个化学亚单位,但是只有, 245个亚单位构成复制开关。研究人员运 用基因拼接技术,花了9年的时间仔细研究这些基因开关 的组成部分。在获得了大多数起复制开关作用的分子之 后,研究人员开始搜寻细菌细胞中能够防止DNA复制的蛋白质。经过长 期的研究,他们终于分离 出了33-kDA。
研究人员发现,当起始区域中的DNA打开并形成一个 “泡”时,DNA链的复制过 程 就就开始了。蛋白质33-kDA 的作用并不是使泡又重新关上。33-kDA是一种抑制蛋白质,它能防止泡打开.只要这种蛋白存在,它就能阻止dna-A 发生作用。如果这种蛋白质不 存在 ,则泡就将长大,而两股DNA链将 起复制模板的作用。
在谈到这项发现的意义时,研究人员指出,早期的实验已表明,细菌、植物、动物和人的DNA 分子所执行的许多基本功能具有大体相同的生物化学特性。DNA的复制过程 以及染色体的组织方式 的基本原则对于所有生物是一致的。因此,上述新发现虽然是对细菌的DNA作出的,但是除了一些具体的细节之外,此发现 同样适用于植 物和动物。研究人员之所 以把往意力集 中在细菌和病毒这样一些较简单的有机物上,是因为比较容易从简单有机物中分离出所要寻找的蛋白质。
长期以来,农田杂草是困扰农民, 影响农业生产的重要因素之一,因而, 除草剂的研制与开发对我国经济发展有着重大意义。在农药新品种创研过程中,先导化合物的发现和优化是创制农药新品种的关键,获取先导化合物的途径很多, 其中, 生物合理设计是当代农药创新研究的前沿。
苯噻草胺[ 2-(2-benzo thiazo lyloxy)methyl-N-phenyl-acetam i de , I , 缩写为 BTMPA[1]是由德国拜耳公司于20世纪70年代末研制成功的酰胺类选择性内吸传导型除草剂。目前该药在日本、韩国广泛用作水田除草剂。1996年丹东农药总厂与湖南化工研究院联合开发, 合成了苯噻草胺。它主要用于防除移栽水稻田以稗草为主的禾本科杂草, 对稗草株防效达96%以上,鲜重防效达 99 %以上。此药主要通过芽鞘和根吸收,经木质部和韧皮部传导至杂草的幼芽和嫩叶,阻止杂草生长点细胞分裂伸长, 最终造成植株死亡[2]。实验室研究了苯噻草胺与稗草DNA和水稻DNA的相互作用,用紫外光谱法[3]伏安法[4-5]证实,苯噻草胺可在水田植物DNA分子表面和RNA链表面堆积,抑制DNA的复制, 阻止mRNA参与蛋白质合成,从而除草;同时还发现水稻 DNA具有解毒作用, 因而使得苯噻草胺可用于水田选择性除草[6]。苯噻草胺也可用于旱地除草。用紫外光谱法研究了BTMPA与旱地单子叶植物狗尾草DNA和玉米DNA的相互作用,发现BTMPA可嵌入旱地植物DNA双螺旋中, 使DNA解链变性而抑制DNA复制, 从而杀除旱地杂草[7]。本文研究了BTMP A与旱地杂草早熟禾DNA和旱地双子叶作物黄豆 DNA的相互作用,发现苯噻草胺能嵌入杂草DNA双链中,破坏DNA分子中碱基配对,使DNA双链解开, 抑制DNA的复制, 从而导至杂草死亡。并发现用 BTMP A 除草时, 不同杂草所需 BTMPA浓度差别显著,旱地双子叶作物黄豆 DNA有解毒作用。
研究最终发现苯噻草胺与旱地植物 DNA的结合可能是BTMP A嵌入 DNA双螺旋沟槽而结合的,从而能够达到抑制DNA复制的作用。
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