第一篇:我的微生物学学论文
自来水中细菌总数的测定
姓名:高海艳指导教师:陈燕飞
(太原师范学院 生物系111班 学号 2011131140)
摘要 本实验通过平板菌落计数技术测定了水中细菌总数,从而测定水被有机物污染的程度。细菌数越多,有机物含量越大,水的污染程度越重。本实验测得的实验结果如下:1ml水样中细菌总数为73个,该自来水样符合《生活饮用卫生标准》中规定的1ml水中细菌总数为60-90个。由于水中细菌种类繁多,他们各自对营养和其他生长条件的要求差别很大,因此本实验采用普通营养琼脂培养基,该培养基营养丰富,能使大多数细菌生长。
关键词 自来水;普通营养琼脂培养基;细菌总数
Determination of the total number of bacteria in tap water
AbstractThis experiment measured plate count technique total number of bacteria in water, thereby determining the degree of organic pollution of water is.The more the number of bacteria, organic matter content is, the more severe water pollution.The experimentally measured results are as follows: 1ml total number of bacteria in water samples was 73, the tap water samples meet the “drinking health standards” set forth in the total number of bacteria in the water 1ml of 60-90 months.Since a wide variety of bacteria in the water, their respective growth conditions on the nutritional and other requirements vary greatly, so this experiment using ordinary nutrient agar medium which nutrient-rich, enabling the growth of most bacteria.KeywordsWater;ordinary nutrient agar;bacterial count
引言 随着工业的大规模发展,环境污染也越来越严重,尤其是水。水是生命之源,人的生存离不开水环境,水质的好坏对人们生活起着至关重要的作用,而要判断水质的标准,测定水中微生物的数量、种类是必须的。各种天然水中常含一定数量的微生物,水中微生物的主要来源是:水中的水生性微生物(如光合藻类)、来自土壤径流、降雨的外来菌群和来自下水道的污染物和人畜的排泄物等。人们通常饮用的是自来水,自来水是指通过水处理厂净化、消毒后生产出来的符合国家饮用水标准的供人们生活、生产使用的水。我国饮水卫生标准规定每毫升水样细菌总数37度培养24个小时不得大于100个[3]。微生物学指标是评价水中生物性污染的重要指标,是水质在流行病学上安全的保证。材料与方法
1.1 材料
1.1.1 实验试剂
普通营养琼脂培养基、自来水
1.1.2 实验仪器
高压蒸气灭菌锅、培养皿、吸管、玻璃棒、瓷缸、电热炉、电子秤
1.2 实验方法
1.2.1水样的采取
先将自来水龙头放水5min后,以干净的烧杯接取水样,以待分析。
1.2.2 制作固体培养基
1.2.3 高压蒸汽灭菌
1.2.3.1 将内层锅去处,再向外层锅中加入适量的水,使水面与三角架相平为宜。
1.2.3.2放回内层锅,并加入要灭菌的培养皿、试管、烧杯等物品(注意不要装得太挤,以免防碍蒸气流通而影响灭菌效果)。
1.2.3.3加盖,并将盖上的排气管插入内层的排气槽内,再2两两对称的方式同时旋紧相对的两个螺栓,使螺栓松紧一致,勿使漏气。
1.2.3.4本实验用0.1MPa,121.5℃,20min灭菌。灭菌所需时间到后,切断电源,让灭菌锅内温度自然下降,当压力表的压力降至“0”时,打开排气阀,旋松螺栓,打开盖子,取出灭菌物品。
1.2.4 细菌总数的测定
1.2.4.1用灭菌吸管吸取1mL水样,注入灭菌培养皿中,共做五个平板。
1.2.4.2分别倾注约15mL已溶化并冷却到45℃左右的营养琼脂培养基,并立即在桌上做平面旋摇,使水样与培养基充分混匀。
1.2.4.3另取一空的灭菌培养皿,倾注营养琼脂培养基15mL,作空白对照。
1.2.4.4培养基凝固后,倒置与37℃温箱中,培养24h,进行菌落记数。四个平板的平均菌落数即为1mL水样的细菌总数。结果与分析
自来水中菌落数表
平板2
空白对照
由上表可得:1ml自来水中细菌总数=[(67-26)+(90-26)]/2=73个
根据国家卫生标准可饮用水中的细菌个数为每毫升不大于100个,而此自来水样中的细菌个数为73个,低于100个,故该自来水水质合格。菌落数679026讨论
作对照的培养皿中菌落数目偏多,是培养皿在空气中放置时间过长已经沾染了一些杂菌而造成的。
由于培养基是倒置的,所以可以观察到绝大多数的细菌着生在培养基表面。这是由于菌种在固体培养基上借助重力作用而形成的,有利于菌落计数。
倒置培养基时应降温至45 ℃,以免温度过高烫死大肠杆菌。切记不能过低,防止培养基凝固。倾注培养基后要将平皿在桌面上做匀速旋转,将培养基和自来水样摇匀,在培养基中观察时可见一些菌苔就是平皿没有摇匀的结果。结语
细菌是微生物界的一个大类群,它与人类的生活密切相关,其中有的有益,有的有害,为了我们更好的生活,我们必须研究细菌,并掌握一些方法技术,来使细菌向人类有用的方面发展。
通过此实验,我们可知平板菌落计数法是测定水样中细菌个数比较方便的方法,但它也存在不准确的因素,比如在数菌落时,菌落太小且又处于培养基内部这样就不能观察到菌落从而影响结果,又如在培养过程中由于细菌之间的相互抑制也会使计数菌落减少。
近年来随着环境污染加重我国水质不断下降,给居民饮水安全带来隐患。因此,我们想通过测定自来水中的细菌总数,了解水质情况,呼吁人们保护水资源。本实验只包括一群能在营养琼脂上发育的嗜中温的需氧的细菌菌落总数。
参考文献
[1] 沈萍、陈向东主编《微生物学实验》第四版(第二部分)。高等教育出版社,2007.[2] 曲音波.《微生物技术开发原理》北京:化学工业出版社,2005.[3] 卫扬保.《微生物生理学》北京:中国科学技术出版社,1992
第二篇: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。
参考文献:
[1] 张正奇, 张洪, 钟俊松.苯噻草胺的极谱特性研究 [ J].分析科学学报, 2000 , 16(5): 397~ 399.[2] 耿贺利,张宗俭, 崔季方, 等.苯噻草胺的生物活性与应用技术研究 [ J].农药, 1999 , 38(1): 15~ 18.[3] 张正奇,向育君, 熊劲芳.苯噻草胺与水稻 DNA 和稗草 DNA作用的谱学研究 [ J].生物技术, 2004 , 14(4): 20~ 22.[4] 张正奇, 梁 辉, 向育君, 等.伏安法研究 BTMPA 对稗草DNA 复制的抑制作用 [ J].农药, 2005 , 44(4): 159~ 162.[5] 张正奇,张振乾, 曾 伟.用苯噻草胺吸附伏安法测定植物DNA [ J].化学传感器, 2004 , 24(3): 9~ 12.[6] 向育君.苯噻草胺与水稻 DNA 及稗草 DNA 相互作用研究[ D].湖南大学: 湖南大学硕士学位论文, 2003.[7] 张正奇, 王会玉, 胡 华, 等.苯噻草胺与玉米 DNA 和狗尾草 DNA作用的研究 [ J].生物技术, 2005 , 15(5): 8~ 11.
第三篇:微生物论文微生物制药
微生物制药
【摘要】微生物制药利用微生物技术,通过高度工程化的新型综合技术,以利用微生物反应过程为基础,依赖于微生物机体在反应器内的生长繁殖及代谢过程来合成一定产物,通过分离纯化技术进行提取精制,并最终制剂成型来实现药物产品的生产。【关键词】微生物制药抗生素甾体激素酶及酶抑制剂
半个世纪以来微生物转化在药物研制中一系列突破性的应用给医药工业创造了巨大的医疗价值和经济效益。微生物制药工业生产的特点是利用某种微生物以“纯种状态”,也就是不仅“种子”要优而且只能是一种,如其它菌种进来即为杂菌。微生物在其生命活动过程中产生的,能以极低浓度抑制或影响其他生物机能的低分子量代谢物。微生物制药利用微生物技术,通过高度工程化的新型综合技术,以利用微生物反应过程为基础,依赖于微生物机体在反应器内的生长繁殖及代谢过程来合成一定产物,通过分离纯化技术进行提取精制,并最终制剂成型来实现药物产品的生产。微生物制药的生物来源是青霉素,放线菌;作用对象是抗菌药,抗肿瘤药,抗病毒药,除草剂,酶抑制剂,免疫调节剂;作用机制是抑制细胞壁合成药,影响细胞膜功能药,干扰蛋白质合成药;化学结构是抗生素,维生素,氨基酸,甾体激素,酶及酶抑制剂。
一、代表人物及主要成果
Louis Pasteur(1822~1895)法国微生物学家,化学家。对狂犬病的研究是他科学生涯中最后、也是最重要的一项工作。将狂犬患者的唾液注射到兔子体中,使兔感染狂犬病后,再将兔的脑和脊髓,制成可供免疫用的弱化疫苗,1885年在一个 9岁的被患狂犬病的狼咬伤的孩子身上试用,获得成功。这一研究成果当时被誉为“科学纪录中最杰出的一项”。巴斯德研究所就在那时筹款建立。开创了药物微生物技术的新时代。
Alexander Fleming英国细菌学家。他首先发现青霉素。后英国病理学家弗劳雷、德国生物化学家钱恩进一步研究改进,并成功的用于医治人的疾病,三人共获诺贝尔生理或医学奖。青霉素的发现,是人类找到了一种具有强大杀菌作用的药物,结束了传染病几乎无法治疗的时代;从此出现了寻找抗菌素新药的高潮,人类进入了合成新药的新时代。
Selman Abraham waksman抗生素之父瓦克斯曼,美国人。对土壤微生物产生抗生素物质进行了系统和开创性工作,发现了链霉素是结核杆菌的克星。
二、抗生素
细菌对抗生素的抗性有内在抗性(intrinsic resistance)和获得性抗性(acquired re2sistance)。内在抗性是指细菌天然对某些抗生素不敏感。获得性抗性涉及细菌遗传背景的改变。细菌可通过随机突变, 或表达潜在抗性基因获得抗性;也可通过抗性基因水平转移获得抗性。细菌可移动遗传元件(mobile genetic elements, MGE)可以在同种甚至不同种菌株间水平转移, 加速了临床上耐药及多重耐药菌株产生。【1】 链霉素(streptomycin)是一种氨基葡萄糖型抗生素,分子式C21H39N7O12。1943年美国 S.A.瓦克斯曼从链霉菌中析离得到,是继青霉素后第二个生产并用于临床的抗生素。它的抗结核杆菌的特效作用,开创了结核病治疗的新纪元。链霉素属于不含伯胺基的氨基糖苷类抗生素,可采用两种方法制备免疫原。一是利用醛基可以采用O-(羧甲基)羟基胺法,将其生成含有带羧基的半抗原衍生物,然后采用碳化二亚胺法,将带有羧基的半抗原与载体蛋白的胺基或者羧基结合。二是利用链霉素其醛基直接与载体蛋白的胺基缩和。【2】目前已发现的天然抗生素约2/ 3 来源于链霉菌。利用链霉菌产抗生素能力与链霉素抗性基因之间的对应关系定向筛选正向突变株,是目前农用抗生素科研领域的研究热点,紫外诱变是菌种选育过程中最常用的诱变方法之一,但该法导致的菌种突变是随机的,正突变株的出现频率很低,需要进行大量的筛选工作。通过将链霉素抗性筛选法与传统紫外诱变法结合,可快速、有效的获得理想的抗生素高产突变株。
三、甾体激素
甾体激素药物是仅次于抗生素的第二类药物, 由于其结构极其复杂, 目前利用全合成的方法比较困难, 通常以具有甾体母核结构的天然产物为原料采用半合成的方法改造后制得。以前生产甾体激素类药物以薯蓣皂素为起始原料, 但自20世纪70年代以来, 薯蓣资源日渐枯竭, 皂素价格不断上涨, 促使国内外一些公司寻找和开发新的甾体激素药物的原料。植物甾醇的结构特点决定了它可以作为甾体激素药物半合成的原料。微生物选择性降解甾体侧链技术的发展使这些廉价易得的甾醇充分利用成为可能。(1)植物甾醇的微生物转化
诺卡氏菌、分枝杆菌、节杆菌和假单胞杆菌等微生物都能将甾醇类化合物作为碳源利用, 而使甾醇降解。甾体微生物转化是利用微生物的酶对甾体底物的某一部位进行特定的化学反应来获得一定的产物。
(2)微生物选择性降解甾醇侧链
微生物对甾醇作用产生42AD和ADD主要包括侧链的降解, C23位羟基氧化成酮基以及C25, 6位双键的氢化。其中, 起决定作用的是侧链的降解。甾醇侧链的降解开始于C227位的羟化, 然后经过氧化, 最终截断于C217位。选择性控制微生物降解侧链的途径主要有以下两种: 加入酶抑制剂以及利用诱变技术。
(3)影响植物甾醇侧链降解收率的因素
一是发酵液中植物甾醇的溶解度,甾醇是脂溶性化合物, 在水中的溶解度很低, 因此反应中甾醇的有效浓度相当低, 这就导致反应速度和转化率偏低。因此, 应采取措施提高甾醇底物的溶解度, 使甾醇与微生物细胞有良好的接触从而提高产物收率;二是微生物细胞膜的通透性,甾体微生物降解缓慢的原因不仅在于发酵液中底物和产物溶解度低, 也在于它们进出微生物细胞的速度也很低。因此改变微生物细胞膜的通透性使甾醇底物及其转化产物能自由地出入细胞, 也是促进侧链降解的有效方法。【3】
四、微生物发酵制药
微生物有着非常强大的分解转化物质的能力,并能产生丰富的次生代谢产物,通过微生物的生长代谢和生命活动来炮制中药,可以比一般的物理或化学的炮制手段更大幅度地改变药性,提高疗效,降低毒副作用,扩大适应症。中药发酵制药技术是在继承中药炮制学发酵法的基础上,吸取了微生态学研究成果,结合现代生物工程的发酵技术而形成的高科技中药制药新技术,是从中药(天然药物)制药方面寻找药物的新疗效。(1)微生物对中药发酵的作用
微生物在生长过程中会产生各种各样的生物活性物质,并易于组织工业化生产。现代工业中许多生物产品都是通过微生物发酵生产的,如各式各样的酶、抗生素。有些微生物在生长过程中可以分泌几十种胞外酶到培养基中去,微生物进行生命活动所产生的胞内酶更是有成百上千,这些丰富而强大的酶系是中药发生化学反应的物质基础,可以将药物的成分分解转化形成新的成分,这些新成分就是新的活性药物筛选的物质基础。这就是微生物可以用来发酵炮制中药的理论根据如酶法已成为中药炮制的一种方法。(2)由于微生物也会形成丰富多样的次生代谢产物,它们有些本身就是功效良好的药物;或以中药中的有效成分为前体,经微生物的代谢可以形成新的化合物或微生物的次生代谢产物和中药中的成分发生反应形成新的化合物。微生物的分解作用有可能将中药中的有毒物质进行分解,从而降低药物的毒副作用。微生物容易诱变,可以根据需要,运用现代生物技术对微生物进行改造,使之更适合中药发酵的需要。现代生物技术首先在微生物体中得到运用,也是基因工程等技术最成熟的领域。【4】
五、酶抑制剂
酪氨酸酶广泛存在于自然界中,其化学本质是含铜蛋白,是黑色素生物合成的关键酶和限速酶。酪氨酸酶的活性与色素沉着性疾病、食品褐变等均有密切关系。抑制酪氨酸酶活性对人类皮肤色素疾病的治疗、食品保鲜及农业抗虫领域具有重要意义。(1)微生物来源
从海洋红藻表面分离得到核盘霉菌中的葡萄孢菌,利用酪氨酸酶抑制活性追踪法对其代谢产物进行研究,分离得到3个含α-吡喃酮结构的化合物均对酪氨酸酶有抑制性,同时初步确定α-吡喃酮联接戊烷基时显示最强的酪氨酸酶活性抑制力。从4000余个微生物代谢产物中找到一株活性化合物产生菌,经鉴定为链霉菌,以酪氨酸酶为底物,发现链霉菌代谢产物H7264A和H7263B 均具有酪氨酸酶抑制活性。(2)酪氨酸酶抑制剂的作用机理
国内外对酪氨酸酶抑制剂的抑制机理普遍认为包括:清除氧自由基,终止自由基链的引发,削弱酪氨酸酶的供氧作用,削弱酪氨酸酶作用。酪氨酸酶抑制剂结构与底物相似,作为酪氨酸酶的竞争性底物,从而削弱酪氨酸酶对酪氨酸及其系列氧化产物的催化氧化作用。根据抑制剂与酶作用后是否引起酶永久性失活,可将酶抑制剂分为不可逆抑制与可逆抑制。【5】 【参考文献】
【1】蒋培余,细菌遗传元件水平转移与抗生素抗性研究进展[J],微生物学通报,2006年第4期
【2】张桂贤,链霉素人工抗原的合成及其多克隆抗体的制备[J],山东畜牧兽医,2010 年第3 期 【3】张裕卿,植物甾醇微生物转化制备甾体药物中间体的研究进展[J],微生物学通报,2006年第2期
【4】王玉阁,微生物发酵制药的研究[ J ],齐齐哈尔医学院学报2006 年第27 卷第2 期 【5】李娜,鲁晓翔,酪氨酸酶抑制剂的研究进展[ J ],食品工业科学,2010年第7期 生物与环境工程学院 周素花
第四篇:人类肠道微生物论文
生物论文
人类肠道微生物
姓 名: 学 号: 班 级: 指导教师:
目录
目录........................................................................1 摘要........................................................................2 1基本概念及综述...........................................................................................................................3
1.1人类肠道微生物的定义....................................................................................................3
1.1.1肠道微生物的定义................................................................................................3 1.1.2人类肠道微生物的定义........................................................................................3 1.2肠道微生物的类别............................................................................................................3
1.2.1正常菌群................................................................................................................3 1.2.2过路菌群................................................................................................................3 1.3肠道微生物的分布............................................................................................................3 2 肠道微生物的生理功能..............................................................................................................4
2.1正常肠道微生物的生理功能............................................................................................4 2.2过路菌群的危害................................................................................................................4 2.3破坏正常肠道微生物的原因............................................................................................4 3 肠道微生物的研究进展..............................................................................................................5
3.1肠道微生物控制体重........................................................................................................5 3.2肠道微生物与人体健康关系............................................................................................5 3.3微生物与宿主的共同进化................................................................................................5 3.4肠道内新微生物的发现....................................................................................................5 4 参考文献......................................................................................................................................6
摘要
很多人认为,显微镜下才能看到的微生物和人们的生活关系不大,即便有关也不是我们需要了解的。但事实上,微生物和人类健康有着密不可分的关系。在我们身体的表面和内部,尤其是在肠道里,不为人知地“居住”着许多微生物。在人体内,渺小的微生物最有“发言权”。一百多年来世界上有一批批科学家在不懈地努力进行着有关方面的研究和探讨。我们体内有2公斤重的细菌,但是其中只有大约20%可以被培养和研究。绝大多数的“人体房客”至今还不为人所知,它们对人体的健康也还不被理解。
关键词:肠道微生物 肠道生态系统 正常菌群 过路菌群 生理功能 共同进化
1基本概念及综述
1.1人类肠道微生物的定义
1.1.1肠道微生物的定义
肠道微生物是一类生长在动物肠道中的微生物,它们构成了一个独特、多变的生态系统。这是在已发现的生态系统中细胞密度最高的系统之一。该系统中积聚着大量的微生物,同时细菌与宿主细胞之间紧密地接触在一起。
1.1.2人类肠道微生物的定义
顾名思义,人类肠道微生物即生长在人体内的肠道微生物。
1.2肠道微生物的类别
肠道微生物分为两种,第一种称为正常菌群,还有一种称为过路菌群,又称外籍菌群。
1.2.1正常菌群
正常菌群数量是巨大的,约为10的14次方左右,在长期的进化过程中,通过个体的适应和自然选择,正常菌群中不同种类之间,正常菌群与宿主之间,正常菌群、宿主与环境之间,始终处于动态平衡状态中,形成一个互相依存,相互制约的系统,因此,人体在正常情况下,正常菌群对宿主表现不致病。
1.2.2过路菌群
过路菌群是由非致病性或潜在致病性细菌所组成,来自周围环境或宿主其它生境,在宿主身体存留数小时,数天或数周,如果正常菌群发生紊乱,过路菌群可在短时间内大量繁殖,引起疾病。
1.3肠道微生物的分布
在人类胃肠道内的细菌可构成一个巨大而复杂的生态系统,一个人结肠内就有400个以上的菌种。
从口腔进入胃的细菌绝大多数被胃酸杀灭,剩下的主要是革兰氏阳性需氧菌。
小肠微生物的构成介于胃和结肠的微生物结构之间。近端小肠的菌丛与胃内相近,但常能分离出大肠杆菌和厌氧菌。远段回肠,厌氧菌的数量开始超过需氧菌,其中大肠杆菌恒定存在,厌氧菌如类杆菌属、双歧杆菌属、梭状芽胞杆菌属,都有相当数量。
在回盲瓣的远侧,细菌浓度急剧上升,结肠细菌浓度高达10.11 ~10.12 CFU/ml(CFU即colony forming unit菌落形成单位),细菌总量几乎占粪便干重的1/3。其中厌氧菌达需氧菌的10.3 ~10.4 倍。主要菌种为粪杆菌属、双岐杆菌属和真杆菌属。肠道微生物的生理功能
2.1正常肠道微生物的生理功能
正常菌群有许多重要的生理功能:
1、如菌群之间生物的拮抗作用,正常菌群在人体某一特定位粘附,定植和繁殖,形成一层菌膜屏障。通过拮抗作用,抑制并排斥过路菌群的入侵和群集,调整人体与微生物之间的平衡状态。
2、免疫作用,正常菌群能刺激宿主产生免疫及清除功能。
3、排毒作用,如双岐杆菌能使肠道过多的革兰氏阴性杆菌下降到正常水平,减少内毒素的吸收。
4、抗肿瘤作用,能降解、清除体内的致癌因子,激活体内的抗肿瘤细胞因子等。
5、抗衰老作用。
人体肠道的正常微生物,如双岐杆菌,乳酸杆菌等能合成多种人体生长发育必须的维生素,如B族维生素(维生素B1、B2、B6、B12),维生素K,烟酸、泛酸等,还能利用蛋白质残渣合成非必需氨基酸,如天冬门氨酸、丙氨酸、缬氨酸和苏氨酸等,并参与糖类和蛋白质的代谢,同时还能促进铁、镁、锌等矿物元素的吸收。这些营养物质对人类的健康有着重要作用,一旦缺少会引起多种疾病。生态平衡时,正常肠道微生物可以保持宿主的正常生理功能,如营养、免疫、消化等。
2.2过路菌群的危害
过路菌群会在人体内停留,与正常菌群争夺营养和空间,如果过路菌群在正常菌群弱势的情况下进入人体,就会引起疾病,最常见的是腹泻、血样便、胃肠穿孔等。
2.3破坏正常肠道微生物的原因
正常肠道微生物与人体形成平衡的生态关系,不会轻易被打破,但是生态失调可因慢性病,癌症,手术,辐射感染,抗生素不合理应用等引起。肠道微生物的研究进展
3.1肠道微生物控制体重
比利时研究者发现,益生菌等肠道细菌能影响人们的食欲和新陈代谢。人们今后可以通过定期服食特定食品或添加剂,通过调节肠道内的细菌种类和数量达到控制体重的目的。
3.2肠道微生物与人体健康关系
新芬兰一个研究项目中,一种专用于细菌菌群的快速流式细胞术(flow cytometry,FCM)方法被用于分析肠道样本中的细菌组成。
此方法具有具有快速、可靠的特点,并有很高的数值解析率的特点,同时获得有关肠道菌群的比较全面的数据。该项研究的目的是研究动物肠道微生物菌群的特性,并探索不同的食物和添加剂对肠道微生物区和动物机体消化率的影响。
他们将获得的知识和信息用于揭示微生物区的菌群组成与肠道健康状况和动物生长情况之间的关系。微生物平衡(Microbial Balance Index,MBI)指作为一个该微生物菌群强化理论可行性验证的指标。
3.3微生物与宿主的共同进化
研究人员对范围广泛的哺乳动物的粪便进行了取样,通过对每一样本中所分离出的微生物的某些基因序列的分析,研究人员对存在于每种动物肠道中的属于不同门类的细菌和其它微生物进行了梳理分析。
在同一种系的哺乳动物中,其肠道微生物群落相互之间没有多大的差别,这与它们是生活在野外或是在动物园中没有关系,就人类而言,其肠道微生物群落与那个人是吃肉或是素食者也没有关系。但是,不同种系动物的肠道微生物群落确实存在差别。一般来说,那些食肉动物的肠道微生物的差异最小,而食草动物之间的肠道微生物的差异则最大。研究人员报告说,人类肠道微菌群中存在的多样性在杂食性灵长类中是相当典型的。
这些结果表明,肠道微菌群的进化是哺乳类动物在适应以植物为基础食物的成功进化过程中的一个重要部分。
3.4肠道内新微生物的发现
人体的湿润部位至少活跃着2000种细菌。应用最新科技手段,研究者已经有了惊人的发现。长期以来,胃被看作一片“不毛之地”,因为胃的黑暗角落里存在着盐酸液体。除了幽门螺杆菌能忍耐这里的环境,从微生物学的角度来看,人们一直把这里视为禁区。
然而当研究者用新型探针窥视23名来自纽约的健康测试者的胃部时,发现了一个全新的世界:128种不同细菌活跃在胃壁的粘液里;其中的百分之十是科学界此前完全陌生的。尤其令科学家惊讶的是,发现了耐辐射球菌科的成员:这种细菌以顽强的生命力著称,到目前为止只在滚烫的温泉和核材料仓库里发现过。
在所有发现的微生物中,有62%属首次露面。现在研究者开始猜测,已发现的微生物对人体究竟有何影响。参考文献
[1]颜 华.服用益生菌可减肥,2010.[2]邢树文,焦德志.膳食纤维与肠道细菌对人体的影响.膳食纤维与人体健康及应用,2003.[3]王瑞君.人体的胃肠道微生态系统和微生态失衡 .渝西学院学报,2005(4).[4]吴 余.细菌致人自杀.大科技.科学之谜,2010(3).[5]yunkeer.大肠癌肆虐年轻人,2010.[6]翁幸鐾,糜祖煌.人体肠道微生物群落与疾病.公共卫生与临床医学,2010(2).[7]杨洁彬 等.乳酸菌-生物学基础及应用.中国轻工出版社,1999.[8][美]西奥多.拉布扎.食品与健康.轻工业出版社,1992.[9]李松涛.食品微生物学检验.中国计量出版社,2002.[10]纪铁鹏,崔雨荣.乳品微生物学,2007.[11]李洪臣,杨秀艳.四大类群微生物菌落的比较.生物学教学,2007.[12]胡宇芬.肠道微生物帮助大熊猫吃竹子,2011.[13]佚 名.小小微生物关乎大健康,2011.[14]严 洁.肠道微生物与减肥有关吗,2007.[15]百度百科 [16]维基百科
第五篇: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