① 微生物對環境的污染分為哪兩種
沒有微生物,植物就不能新陳代謝,而人類和動物也將無法生存。
參考資料:
微生物是指那些個體體積直徑一般小於1mm的生物群體,它們結構簡單,大多是單細胞,還有些甚至連細胞結構也沒有。人們通常會藉助顯微鏡或者電子顯微鏡才能看清它們的形態和結構。需要說明的是微生物是一個比較籠統的概念,界線有時會非常模糊。如單細胞藻類和一些原生動物也應算是微生物,但通常它們並不放在微生物中進行研究。
按我國學者提出的分類法將生物分成六界:病毒界、原核生物界、原生生物界、真菌界、植物界和動物界。不難看出微生物在六界中佔了四界,因此微生物在自然界中的重要地位是顯而易見的,其研究的對象也是十分廣泛而豐富的。
微生物(Microorganism)是廣泛存在於自然界中的一群肉眼看不見,必須藉助光學顯微鏡或電子顯微鏡放大數百倍、數千倍甚至數萬倍才能觀察到的微小生物的總稱。它們具有體形微小、結構簡單、繁殖迅速、容易變異及適應環境能力強等優點。
微生物種類繁多,至少有十萬種以上。按其結構、化學組成及生活習性等差異可分成三大類。
一、真核細胞型微生物 細胞核的分化程度較高,有核膜、核仁和染色體;胞質內有完整的細胞器(如內質網、核糖體及線粒體等)。真菌屬於此類型微生物。
二、原核細胞型微生物 細胞核分化程度低,僅有原始核質,沒有核膜與核仁;細胞器不很完善。這類微生物種類眾多,有細菌、螺旋體、支原體、立克次體、衣原體和放線菌。
三、非細胞型微生物 沒有典型的細胞結構,亦無產生能量的酶系統,只能在活細胞內生長繁殖。病毒屬於此類型微生物。
微生物在自然界中的分布極為廣泛,空氣、土壤、江河、湖泊、海洋等都有數量不等、種類不一的微生物存在。在人類、動物和植物的體表及其與外界相通的腔道中也有多種微生物存在。
絕大多數微生物對人類和動、植物的生存是有益而必需的。自然界中氮、碳、硫等多種元素循環靠微生物的代謝活動來進行。例如空氣中的大量氮氣只有依靠微生物的作用才能被植物吸收,土壤中的微生物能將動、植物蛋白質轉化為無機含氮化合物,以供植物生長的需要,而植物又為人類和動物所利用。因此,沒有微生物,植物就不能新陳代謝,而人類和動物也將無法生存。
在農業方面,人類廣泛利用一些微生物的特性,開辟了以菌造肥、以菌催長、以菌防病、以菌治病等農業增產新途徑。在工業方面,微生物在食品、製革、紡織、石油、化工等領域的應用越來越廣泛。尤其是在醫葯工業方面,幾乎所有的抗生素都是微生物的代謝產物,另外還可利用微生物來製造一些維生素、輔酶等葯物。
即使是許多寄生在人類和動物腔道中的微生物,在正常情況下也是無害的,而且有的還具有拮抗外來菌的侵襲和定居,以及提供人類必需的營養物質(如多種維生素和氨基酸等)的作用。
有一小部分微生物能引起人類或動、植物的病害,這些具有致病性的微生物稱為病原微生物。有些微生物在正常情況下不致病,而在特定條件下可引起疾病,稱為條件性病原微生物。
微生物學(Microbiology)是生物學的一個分支,是研究微生物的進化、分類,在一定條件下的形態、結構、生命活動規律及其與人類、運動、植物、自然界相互關系等問題的科學。隨著研究范圍的日益擴大和深入,微生物學又逐漸形成了許多分支學科,著重研究微生物學基本問題的有普通微生物學、微生物分類學、微生物生理學、微生物生態學、微生物遺傳學、分子微生物學等。按研究對象可分為細菌學、真菌學、病毒學等。按研究和應用領域可分為農業微生物學、工業微生物學、醫學微生物學、獸醫微生物學、食品微生物學、海洋微生物學、土壤微生物學等。
醫學微生物學及其發展簡史
醫學微生物學是微生物學的一個分支,亦是醫學的一門基礎學科。它主要研究與人類疾病有關的病原微生物的形態、結構、代謝活動、遺傳和變異、致病機理、機體的抗感染免疫、實驗室診斷及特異性預防等。學習醫學微生物學的目的,在於了解病原微生物的生物學特性與致病性;認識人體對病原微生物的免疫作用,感染與免疫的相互關系及其規律;了解感染性疾病的實驗室診斷方法及預防原則。掌握了醫學微生物學的基礎理論、基本知識和基本技能,可為學習基礎醫學及臨床醫學的有關學科打下基礎,並有助於控制和消滅傳染性疾病。
醫學微生物學是人類在長期對傳染性疾病病原性質的認識和疾病防治過程中總結出來的一門科學。了解醫學微生物學的過去、現在與未來,將有助於我們總結規律,尋找正確的研究方向和防治方法,進一步發展醫學微生物學。
一、微生物學的經驗時期
古代人類雖未觀察到微生物,但早已將微生物學知識用於工農業生產和疾病防治中,公元前二千多年的夏禹時代,就有儀狄釀酒的記載。北魏(公元386~534年)《齊民要術》一書中詳細記載了制醋的方法。長期以來民間常用的鹽腌、糖漬、煙熏、風乾等保存食物的方法,實際上正是通過抑制微生物的生長而防止食物的腐爛變質。
關於傳染病的發生與流行,在11世紀初時,我國北宋末年劉真人就提出肺癆由蟲引起。義大利Fracastoro(1483~1553)認為傳染病的傳播有直接、間接和通過空氣等幾種途徑。奧地利Plenciz(1705~1786)認為傳染病的病因是活的物體,每種傳染病由獨特的活物體所引起。18世紀清乾隆年間,我國師道南在《天愚集》鼠死行篇中生動地描述了當時鼠疫流行的凄慘景況,並正確地指出了鼠疫與鼠的關系。
在預防醫學方面,我國自古就有將水煮沸後飲用的習慣。明朝李時珍在《本草綱目》中指出,將病人的衣服蒸過後再穿就不會傳染上疾病,說明已有消毒的記載。大量古書證明,我國在明代隆慶年間(1567~1572)就已廣泛應用人痘來預防天花,並先後傳至俄國、朝鮮、日本、土耳其、英國等國家,這是我國對預防醫學的一大貢獻。
二、實驗微生物學時期
微生物的發現 首先觀察到微生物的是荷蘭人列文虎克(Antory Van Leeuwenhoek,1632~1723)。他於1676年用自磨鏡片製造了世界上第一架顯微鏡(約放大40~270倍),並從雨水、池塘水等標本中第一次觀察和描述了各種形態的微生物,為微生物的存在提供了有力證據,亦為微生物形態學的建立奠定了基礎。
19世紀60年代,歐洲一些國家占重要經濟地位的釀酒的工業和蠶絲業發生酒類變質和蠶病危害等,促進了人們對微生物的研究。法國科學家巴斯德(Louis Pasteur,1822~1895)首先實驗證明有機物質的發酵與腐敗是由微生物所引起。而酒類變質是因污染了雜菌,從而推翻了當時盛行的自然發生說。巴斯德的研究開創了微生物的生理學時代。人們認識到不同微生物間不僅有形態學上的差異,在生理學特性上亦有所不同,進一步肯定了微生物在自然界中所起的重要作用。自此,微生物開始成為一門獨立學科。
巴斯德創用的加溫處理以防酒類變質的消毒法,就是至今仍沿用於酒類和乳類的巴氏消毒法。在巴斯德的影響下,英國外科醫生李斯德(Joseph Lister, 1827~1912)創用石炭酸噴灑手術室和煮沸手術用具,為防腐、消毒以及無菌操作打下基礎。
微生物學的另一奠基人是德國學者郭霍(Robert Koch,1843~1910)。他創用固體培養基,可將細菌從環境或病人排泄物等標本中分離成單一菌落,便於對各種細菌分別研究。同時又創用了染色方法和實驗性動物感染,為發現各種傳染病的病原體提供了有利條件。在19世紀的最後20年中,大多數細菌性傳染病的病原體由郭霍和在他帶動下的一大批學者發現並分離培養成功。
俄國學者伊凡諾夫斯基(Nвановский)於1892年發現了第一種病毒即煙草花葉病病毒。1897年Loeffler和Frosch發現動物口蹄疫病毒。1901年美國學者Walter-Reed首先分離出對人類致病的黃熱病毒。1915年英國學者Twort發現了細菌病毒(噬菌體)。以後相繼分離出人類和動、植物的許多病毒。
免疫學的興起 18世紀末,英國琴納(Edward Jenner,1749~1823)創用牛痘預防天花;隨後巴斯德研製雞霍亂、炭疸和狂犬病疫苗成功,為免疫學和預防醫學開辟了途徑。人們對抗感染免疫的本質的認識是從19世紀末開始的。德國學者Behring在1891年用含白喉抗毒素的動物免疫血清成功地治癒一白喉患兒,引起科學家們注意從血清中尋找殺菌物質,導致血清學的發展。由於各人研究的領域和重點有別,當時關於機體抗感染免疫的解釋存在兩種不同的學術觀點:以歐立希(Poul Ehrlich,1854~1916)為代表的體液免疫學派認為機體的免疫力與血液及其他體液中的殺菌物質有關,主要是特異性抗體的作用;而以梅契尼科夫(Mечников и. и. ,1845~1916)為代表的細胞免疫學派則認為吞噬細胞的作用才是機體免疫力的主要因素。不久,Wright在血清中發現了調理素,並證明吞噬細胞的作用在體液因素參與下可大為增強,兩種免疫因素是相輔相成的,從而使人們對免疫機理有了較全面的認識,促進了免疫學的進一步發展。
化學治療劑和抗生素的發明 首先合成化學治療劑的是歐立希,他在1910年合成治療梅毒的砷凡納明,後又合成新砷凡納明,開創了微生物性疾病的化學治療途徑。以後又有一系列磺胺葯相繼合成,在治療傳染性疾病中廣泛應用。1929年Fleming首先發現青黴菌產生的青黴素能抑制金黃色葡萄球菌的生長,但直到1940年Florey等將青黴菌培養液加以提純,才獲得青黴素純品,並用於治療感染性疾病,取得了驚人的效果。青黴素的發現和應用極大地鼓舞了微生物學家,隨後鏈黴素、氯黴素、金黴素、土黴素、四環素、紅黴素等抗生素不斷被發現並廣泛應用於臨床。
三、現代微生物學時期
近幾十年來,由於生物化學、遺傳學、細胞生物學、分子生物學等學科的發展,以及電子顯微鏡、氣相、液相色譜技術、免疫學技術、單克隆抗體技術、分子生物學技術的進步,促進了醫學微生物學的發展。人們得以從分子水平上探討病原微生物的基因結構與功能、致病的物質基礎及診斷方法,使人們對病原微生物的活動規律有了更深刻的認識。相繼發現了一些新的病原微生物,如軍團菌、彎麴菌、拉沙熱病毒、馬堡病毒及人類免疫缺陷病毒等。
1967~1971年美國植物病毒學家Diener等發現馬鈴薯紡錘形塊莖病的原原是一種不具有蛋白質的RNA ,分子量約為100,000,這類致病因子被稱為類病毒 (Viroid)。隨後在研究類病毒的過程中又發現一種引起苜蓿等植物病害的擬病毒(Virusoid) 。1982年發現引起羊搔癢病的病原為一分子量27KD的蛋白,稱朊病毒(Virino)。1983年有關國際會議上將這些病原因子統稱為亞病毒(Subvirus)。人類中亦可能存在亞病毒,例如人類的C-J病(Creutzfeldt-Jakob disease)、庫魯病(Kuru disease)等可能由朊病毒或蛋白侵染因子(Prion)引起。
近十幾年來,病原微生物迅速檢驗診斷方法發展很快。ELISA快速檢測抗原及抗體技術已被普遍應用,簡化了過去繁瑣的微生物學檢驗手續,特別是通過採用單克隆抗體,進一步提高了檢測的特異性和敏感性。目前已制備出許多診斷試劑盒,其中病毒快速診斷試劑盒的廣泛應用,使過去長期難以實現的病毒病的快速實驗室診斷成為現實。目前許多實驗室正在探索將基因探針和聚合酶鏈反應(PCR)用於微生物的快速檢驗中。
在傳染病的預防方面,目前大多數嚴重危害人類健康的病原微生物均已研製出相應的疫苗。1980年世界衛生組織宣布在全球消滅了天花,這是人類完全依靠自身力量徹底消滅的第一種烈性傳染病,其最根本的措施即是牛痘苗的普遍接種。各種疫苗的廣泛接種,已成為當今人類對付許多傳染病的最有效和最經濟的手段。
在傳染病的治療方面,新的抗生素不斷被製造出來,有效地控制了細菌性傳染病的流行。相比之下,抗病毒葯物的研究進展較慢。近年來應用細胞因子(如白細胞介素Ⅱ、干擾素等)治療某些病毒性疾病,已取得一定療效。另外,單克隆抗體及基因治療等手段在病毒性疾病治療中的應用研究也日益廣泛和深入。
1957年澳大利亞學者伯內特(Burnet. F. M)根據前人的工作和他自己的研究。提出了著名的「細胞系選擇學說」,使免疫學進入了生物醫學新領域。特別是近二十年來,免疫學發展十分迅速,其范圍涉及細胞生物學、分子生物學、分子遺傳學等生物學的許多方面和臨床各學科,遠遠超出了以往感染免疫的傳統概念,已獨立成為醫學和生物學中極為重要的基礎學科之一。
雖然人類在醫學微生物學領域及控制傳染病方面已取得巨大成就,但至今仍有一些傳染病的病原體尚未完全認識,某些疾病還缺乏有效的防治方法。因此,醫學微生物學今後要加強對病原微生物的生物學性狀和致病性研究,建立特異的快速、早期診斷方法;研製新疫苗和改進原有疫苗,以提高防治效果。要加強感染免疫的研究,尋找或人工合成能調動和提高機體防禦機能的非特異性和特異性物質。要加強基因工程學的研究,除制備供診斷、預防、治療及研究用的制劑外,並能對一些與微生物感染有關的遺傳性疾病採用基因療法,以徹底治癒這類病症。要繼續加強與免疫學、生物化學、遺傳學、細胞生物學、組織學、病理學等學科的聯系和協作,採用先進技術,尤其是分子生物學技術。只有這樣,才能加快醫學微生物學的發展,為早日控制和消滅危害人類健康的各種傳染病作出貢獻。
徐志凱
在大自然中,生活著一大類人的肉眼看不見的微小生命。無論是繁華的現代城市、富饒的廣闊田野、還是人跡罕見的高山之巔、遼闊的海洋深處,到處都有它們的蹤跡。這一大類微小的"居民"稱為微生物,它們和動物、植物共同組成生物大軍,使大自然顯得生機勃勃。微生物王國是一個真正的"小人國",這里的"臣民"分屬於細菌、放線菌、真菌、病毒、類病毒、立克次氏體、衣原體、支原體等幾個代表性家族。這些家族的成員,一個個小得驚人。就以細菌家族的"大個子"桿菌來說,讓3千個桿菌頭尾相接"躺"成一列,也只有一粒米那麼大;讓70個桿菌"肩並肩"排成一行,剛抵得上一根頭發絲那麼寬;相當於全地球總人口數(50多億)那麼多的細菌加在一起,才只有一粒芝麻的重量。微生物如此之小,人們只能用"微米"甚至更小的單位"埃"來衡量它。大家知道,1微米等於1‰毫米。細菌的大小,一般只有幾個微米,有的只有0.1微米,而人的眼睛大約只有分辨0.06毫米的本領,難怪我們沒法看見它了。微生物是怎樣被人們發現的呢?說來有趣。300年前,荷蘭有個名叫列文虎克的人,他讀書雖然不多,但熱愛科學,富有刻苦鑽研的精神,還有一手高明的磨製放大鏡技術。他用自己磨製的鏡片,製作了一架能把原物放大200多倍的簡單的顯微鏡。一天,列文虎克從一個老頭的牙縫里取下一點殘屑來觀察,竟然發現那裡面有無數各種形狀的小傢伙蹦來跳去。他驚奇得幾乎不相信自己的眼睛。列文虎克精心地把這些小傢伙的形狀描繪下來,他說:"這個老頭嘴裡的'小動物',要比整個荷蘭王國的居民多得多……"這以後, 他繼續觀察了各種容器的積水,以及河水、井水、污水等,都發現有這樣一個芸芸眾生的"小動物"世界。列文虎克第一個通過顯微鏡看到了細菌,為人類敲開了認識微生物的大門。從此,人們藉助顯微鏡--揭開了微生物的奧秘。
當然,微生物也有看得見的。比如食用的蘑菇,葯用的靈芝、馬勃等都是微生物。生物學家曾在原捷克斯洛伐克發現一種巨蕈,屬於真菌族微生物范疇,你猜它有多大?--直徑4米多,重達100多千克。它不僅是微生物大家族中的"巨人",而且在整個生物世界裡也不算"小個子"了。
微生物王國奇觀
微生物是地球上最早的"居民"。假如把地球演化到今天的歷史濃縮到一天,地球誕生是24小時中的零點,那麼,地球的首批居民--厭氧性異養細菌在早晨7點鍾降生;午後13點左右,出現了好氧性異養細菌;魚和陸生植物產生於晚上22點;而人類要在這一天的最後一分鍾才出現。微生物所以能在地球上最早出現,又延續至今,這與它們特有的食量大、食譜廣、繁殖快和抗性高等有關。個兒越小,"胃口"越大,這是生物界的普遍規律。微生物的結構非常簡單,一個細胞或是分化成簡單的一群細胞,就是一個能夠獨立生活的生物體,承擔了生命活動的全部功能。它們個兒雖小,但整個體表都具有吸收營養物質的機能,這就使它們的"胃口"變得分外龐大。如果將一個細菌在一小時內消耗的糖分換算成一個人要吃的糧食,那麼,這個人得吃500年。微生物不僅食量大,而且無所不「吃」。地球上已有的有機物和無機物,它們都貪吃不厭,就連化學家合成的最新穎復雜的有機分子,也都難逃微生物之「口」。人們把那些只「吃」現成有機物質的微生物,稱為有機營養型或異養型微生物;把另一些靠二氧化碳和碳酸鹽自食其力的微生物,叫無機營養型或自養型微生物。微生物不分雌雄,它的繁殖方式也與眾不同。以細菌家族的成員來說,它們是靠自身分裂來繁衍後代的,只要條件適宜,通常20分鍾就能分裂一次,一分為二,二變為四,四分成八,……就這樣成倍成倍地分裂下去。如果按這個速度計算,一個細菌24小時內能產生2.2e43個後代,總重量為2.2e28克,相當於4個地球的重量 !
雖然這種呈幾何級數的繁衍,常常受環境、食物等條件的限制,實際上不可能實現,即使這樣,也足以使動植物望塵莫及了。微生物具有極強的抗熱、抗寒、抗鹽、抗乾燥、抗酸、抗鹼、抗缺氧、抗壓、抗輻射及抗毒物等能力。因而,從1萬米深、水壓高達1140個大氣壓的太平洋底到8.5萬米高的大氣層;從炎熱的赤道海域到寒冷的南極冰川;從高鹽度的死海到強酸和強鹼性環境,都可以找到微生物的蹤跡。由於微生物只怕"明火",所以地球上除活火山口以外,都是它們的領地。微生物當然也要呼吸,但有的喜歡吸氧氣,是好氧性的;有的則討厭氧氣,屬於厭氧性的;還有的在有氧和無氧環境下都能生存,叫兼性微生物。微生物不僅能吃,而且還貪睡。據報道,在埃及金字塔中三四千年前的木乃伊上仍有活細菌。微生物的休眠本領也令人驚嘆不已。
居位顯赫的細菌
自從德國鄉村醫生勞伯·柯赫第一個獵獲病菌以後,細菌這個名字就常常和疾病聯系在一起。因為人和動植物的許多傳染病,都是由細菌作祟引起的,所以人們對它總有一種厭惡和恐懼的感覺。其實,危害人類的細菌只是一小部分,大多數細菌不僅能和我們和平共處,還為人類造福。例如,地球上每年都要死亡大量動植物,千萬年過去了,這些動植物的遺體到哪裡去了呢?這就是細菌和其他微生物的功勞。它們能把地球上一切生物的殘軀遺骸吃個精光,同時轉化成植物能夠利用的養料,為促進自然界的物質循環立下了汗馬功勞。更何況許多細菌在工農業生產上起著重要的作用呢!在顯微鏡下,我們看到的細菌,大致有三種形狀:個兒又胖又圓的,叫球菌;身體瘦瘦長長的,是桿菌;體形彎彎扭扭的,稱螺旋菌。不論哪種形狀,它們都只是單細胞,內部結構和一個普通的植物細胞相似。它的外面有一個堅韌而有彈性的"外殼",稱為細胞壁,細菌就靠它來保護自己的身體。緊貼細胞壁內部有一層柔韌的薄膜,叫細胞膜,它是食物和廢物進出細胞的"門戶"。細胞膜裡面充滿著粘稠的膠體溶液,這是細胞質,其中含有各種顆粒和貯藏物質。有的細菌有細胞核,但比大生物的細胞核簡單得多,因此人們叫它原核細胞。多數細菌是不會運動的,只是由於它們體微身輕,所以能藉助風力、水流或粘附在空氣中的塵埃和飛禽走獸身上,雲游四方,浪跡天涯。也有一些細菌身上長有鞭毛,好像魚的尾巴,能在水中扭來擺去,細菌便游動起來,速度還挺快。有人觀察,霍亂弧菌憑借鞭毛的擺動,1小時內能飛奔18厘米,這段距離相當於它身長的9萬倍!細菌中,有的"赤身裸體",一絲不掛;有的卻穿著一身特別的"衣服",這就是包圍在細胞壁外面的一層鬆散的粘液性物質,稱為莢膜,它既是細菌的養料貯存庫,又可作為"盔甲",起著保護層的作用。對病菌來說,莢膜還與致病力密切相關,比如肺炎球菌能使人得肺炎,但若失去了莢膜,就如解除了武裝,沒有致病力了。當細菌遇到乾燥、高溫、缺氧或化學葯品等惡劣環境時,它們還能使出一個絕招,就是幾乎全部脫去身體中的水分,從而使細胞凝聚成橢圓形的休眠體,這就是芽孢。芽孢在乾燥條件下過幾十年仍有活力,一旦環境變得適宜,芽孢就會吸水膨脹,又成為一個有活力的菌體。單個細菌是無色透明的,為了便於鑒別,需要給它們染上顏色。1884年丹麥科學家革蘭姆創造了一種復染法,就是先用結晶紫液加碘液染色,再用酒精脫色,然後用稀復紅液染色。經過這樣的處理,可以把細菌分成兩大類,凡能染成紫色的,叫革蘭氏陽性菌;凡被染成紅色的,叫革蘭氏陰性菌。這兩類細菌在生活習性和細胞組成上有很大差別,醫生常依據細菌的革蘭氏染色來選用葯物,診治疾病。為紀念革蘭姆,復染法又稱革蘭氏染色法。細菌家族的成員,如果固定在一個地方生長繁殖,就形成了用肉眼能看見的小群體,叫菌落。菌落帶有各種絢麗的色彩,如綠膿桿菌的菌落是綠色的,葡萄球菌的菌落是金黃色的。細菌菌落的形狀、大小、厚薄和顏色等特點,是鑒別各種菌種的依據之一。弗萊明就是通過觀察澆鴰粕�鈉咸亞蚓�⑾?quot;吃"掉葡萄球菌的青黴素,劃時代地揭開了抗生素的秘密。
戰功累累的放線菌
醫生常常使用鏈黴素、紅黴素這一類抗生素治病,使許多病人轉危為安。抗生素的主角就是大名鼎鼎的放線菌。放線菌的個體由一個細胞組成,這與細菌十分相似,因此它們常被當作細菌家族中的一個獨立的大家庭。不過,放線菌又有許多真菌家族的特點,例如菌體由許多無隔膜的菌絲體組成,所以從生物進化的角度看,它是介於細菌與真菌之間的過渡類型。放線菌有許多交織在一起的纖細菌體,叫菌絲。這些菌絲分工不同,有的"埋頭大吃",這是專管吸收營養的基質菌絲;有的朝天猛長,這是作為放線菌成長發育標志的氣生菌絲。放線菌長到一定階段便開始"生兒育女"。它們先在氣生菌絲的頂端長出孢子絲,等到成熟之後,就分裂出成串的孢子。孢子的外形有的像球,有的像卵,可以隨風飄散,遇到適宜的環境,就會在那裡"安家落戶",開始吸水,萌生成新的放線菌。放線菌大量存在於土壤中。它們中絕大多數是腐生菌,能將動植物的屍體腐爛、"吃"光,然後轉化成有利於植物生長的營養物質,在自然界物質循環中立下了不朽的功勛。還有一種叫弗蘭克氏菌,生長在許多非豆科植物的根瘤里,能固定大氣中的氮,成為植物能利用的氮肥。放線菌還有許多貢獻。目前發現的幾千種抗生素中,有一半以上是由放線菌產生的。它的菌落顏色鮮艷,呈放射狀,對人體無害,因此,人們常用它作食品染色劑,既美觀,又安全。利用放線菌還可以生產維生素B12 、蛋白酶和葡萄糖異構酶等醫葯用品。雖然個別類的放線菌對人類有害,例如分枝桿菌能引起肺結核和麻風病等,但這些比起放線菌的功績來,實在是微不足道的。
家族龐大的真菌
真菌是微生物王國中最大的家族,它的成員約有25萬多種。真菌這個名字聽起來好像比較陌生,其實生活中你經常接觸到它。例如,味道鮮美的蘑菇,營養豐富的銀耳、木耳,延年益壽的靈芝,利水消腫、健脾安神的茯苓,保肺益腎、止血化痰的冬蟲夏草,諸如此類早為人們所熟悉的名菜佳餚、珍奇葯物,都是真菌大家族的成員;釀酒、發面、制醬油,都離不開酵母菌或黴菌的幫助,而它們正是真菌大家族的傑出代表。從生物進化的過程來看,真菌的誕生要比細菌晚10億年左右,所以它是微生物王國中最年輕的家族。它們和細菌、放線菌最根本的區別,是真菌已經有了真正的細胞核。因此人們把真菌的細胞叫做真核細胞。從原核細胞發展到真核細胞,是生物進化史上的一件大事。真菌具有多細胞結構,能產生孢子進行有性和無性繁殖。雖然蘑菇、猴頭這一類真菌長得又高又大,樣子很像植物,但它們的細胞壁里還沒有纖維素和葉綠體,不能像植物那樣產生葉綠素,這是它與植物的重要區別。真菌為人類食品提供了重要來源,它們中有許多本身就是名貴的中葯材。利用真菌還可以生產多種抗生素。真菌不僅在傳統釀造和食品工業中發揮了重要作用,而且在現代工業中也大顯身手。人們利用各種不同的黴菌,製取各種酶制劑以及許多重要的工業原料和試劑,並且還可以作為高效飼料發展養殖業。但是,真菌也會給人類帶來許多危害。梅雨季節,傢具、衣服都會長出白"毛";陰濕的倉庫里,糧食、蔬菜、水果常常腐爛變質;許多人染上了灰指甲病和各種癬病等等,都是真菌在作怪。1960年夏天,英國某地有10多萬只火雞莫名其妙地死去,當時誰也說不清是什麼病,就稱為"火雞X病"。以後人們才搞清楚,原來這些火雞因為吃了發霉的花生粉餅,而發霉的花生餅中含有一種由黃麴黴菌產生的毒素叫黃麴黴毒素。這是一種很強的致癌物質,能引起許多動物的肝癌,並且與人的肝癌也有一定的相關性。因此,我們對於真菌的基本態度是,認清敵友,揚長避短,讓它為人類作出更大的貢獻。
罪惡昭彰的病毒
病毒比細菌小得多,只有用能把物體放大到上百萬倍的電子顯微鏡才能看到它們。一般病毒,只有一根頭發直徑的萬分之一那麼大。病毒比細菌簡單得多,整個身體僅由核酸和蛋白質外殼構成,連細胞壁也沒有。蛋白質外殼決定病毒的形狀。它們中有的呈桿狀、線狀,有的像小球、鴨蛋、炮彈,還有的像蝌蚪。病毒不能單獨生存,必須在活細胞中過寄生生活,因此各種生物的細胞便成為病毒的"家"。寄生在人或其他動物身上的病毒稱為動物病毒,人類的天花、肝炎、流行性感冒
② 自來水中抗生素污染對人體的危害有多大
所謂的抗生素,是指由微生物或者動植物產生的一類能夠干擾其他活細胞功能的化學物質。如青黴素能夠破壞細菌的細胞結構並在細菌的繁殖期起到殺菌作用,對多種細菌都有效。根據凈水專家蘭澤介紹,如果水中出現抗生素確實能夠造成一些風險,這與濫用抗生素造成的後果有幾分相似,那就是容易在自然界培育出耐抗生素的病菌,為我們的健康帶來威脅。哪怕是微量的,對於微生物也會有影響,至少那些具有一定耐葯性的微生物就比沒有耐葯性的同類生活得好一些。但是即使微小的差別,在蝴蝶效應的作用下,其結果也會呈現出巨大的差別。所以千萬要保證飲水安全!
③ 抗生素污染指哪些方面
中國第一份抗生素使用量和排放量清單公布,這份調查由中國科學院廣州地球化學研版究所應權光國課題組發布,課題組對中國主要河流做了10年調查,根據58個流域各類抗生素的使用量、排放量等,繪制出了抗生素污染地圖。這一研究成果近日發表在美國的《環境科學與技術》上。其中提到的數據,揭示出國內抗生素濫用嚴重,污染現狀觸目驚心。
④ 下水道管子上油污有細菌嗎
下水道管子上有細菌。
廚房的下水道油污滋生,而且清理起來也非常困難。如果家裡的廚房下水道油污滿地,不僅會嚴重影響到室內的整潔度,同時還會滋生很多細菌,給家人帶來一些健康的問題,浴缸等排水管道用於排放生活污水,管道內經常積聚污垢和細菌,細菌分解生活污水,泛出難聞的異味。
細菌介紹
細菌是生物的主要類群之一,屬於細菌域。也是所有生物中數量最多的一類,據估計,其總數約有5×10^30個。細菌的形狀相當多樣,主要有球狀、桿狀,以及螺旋狀。
細菌也對人類活動有很大的影響。一方面,細菌是許多疾病的病原體,包括肺結核、淋病、炭疽病、梅毒、鼠疫、砂眼等疾病都是由細菌所引發。
然而,人類也時常利用細菌,例如乳酪及酸奶和酒釀的製作、部分抗生素的製造、廢水的處理等,都與細菌有關。在生物科技領域中,細菌也有著廣泛的運用。
細菌的個體非常小,目前已知最小的細菌只有0.2微米長,因此大多隻能在顯微鏡下被看到。細菌一般是單細胞,細胞結構簡單,缺乏細胞核、細胞骨架以及膜狀胞器,例如線粒體和葉綠體。基於這些特徵,細菌屬於原核生物。
原核生物中還有另一類生物稱作古細菌,是科學家依據演化關系而另闢的類別。為了區別,本類生物也被稱為真細菌。
⑤ 豬圈裡排出的水裡對植物有害的菌嗎
豬場糞尿污水對生態環境的主要危害(1)污染豬場及其周邊環境豬體內的微生物主要通過消化道排 出體外,豬糞尿是微生物的主要載體,如前所述,每克豬糞尿污水中 還含有大量大腸桿菌、腸球菌以及數量不等的寄生蟲卵、活性較強的 沙門桿菌,這些有害病菌如果得不到妥善處理,不僅會污染豬場自身 環境,直接威脅本場豬群的健康生存,而且還會使豬場周邊環境受到 威脅,導致疫病自由傳播,甚至還會引發人畜共患傳染病,嚴重危害 人體健康。
(2)污染空氣豬糞尿中含有大量未被消化吸收的碳水化合物和 含氮化合物,碳水化合物可分解成甲烷、有機酸和醇類,含氮化合物 主要是蛋白質,在有氧條件下蛋白質最終被分解成硝酸鹽類,在無氧 條
件下可分解成氨、乙烯醇、二甲基硫醚、硫化氫、甲胺、二甲胺等 惡臭氣體。
剛排泄出的豬糞尿中含有NH3、H2S、胺等有害氣體, 如果不能將其及時清除或清除後不能及時處理時,其臭味將成倍增 加,產生甲基硫醇、二甲基硫醚、甲硫醚、二甲胺及多種低級脂肪酸 等惡臭氣體,加上高密度飼養豬只呼出的二氧化碳等,其臭味成分多 達160多種,這些有害氣體不但給豬只的生長發育造成危害,還會危 及周圍居民的健康,加劇空氣污染。
(3)污染水源由於豬體內缺乏有效利用磷的植酸酶和對日糧中 的蛋白質利用有限,從而導致日糧中大部分氮和磷均以糞尿的形式排 出體外,大量研究資料表明,在豬的日糧中氮和磷的消化率分別為 75%-80%和20%~70%,沉積率分別為20%-50%和20%-60%, 如果不對糞便進行有效處理,則可導致一部分氮揮發到大氣中,從而 使大氣的氮含量增加,嚴重時可造成酸雨,危害農作物;其餘大部分 則被氧化成硝酸鹽滲人地下或隨地表水一起流人江河,致使公共水系 的硝酸鹽含量嚴重超標,從而造成更為廣泛的水源污染。
豬糞尿中殘 留的磷滲入地下或隨地表水一起流人江河,可嚴重污染水質,導致江河、池塘中的藻類和浮游微生物大量殖生,並可產生多種有害物質, 進一步污染環境。我國是水資源和肥料資源都非常缺乏的國家,畜牧 場的糞便污水只要處理得當就可轉化為寶貴的資源。
(1)污染土壤為了提高豬只生長速度通常在其飼料中添加大劑 量微量元素添加劑,這些微量元素添加劑經豬體消化吸收後其多餘部 分以糞尿的形式被排出體外,然後被作為有機肥料播撒於農田、果 園、花圃,長此下去,將會導致土壤環境中磷、銅、鋅及其他微量元 素的富集,從而對農作物、果樹、花丼產生毒害作用,嚴重影響其生 長發育,導致減產、減收,甚至造成環境污染,成為一大公害。
(2)污染畜產品(豬肉及其製品)在養豬生產過程中,為了防 治豬群疾病,多在詞料中添加抗生素等獸用葯品,這些抗生素等獸用 葯品在豬只體內經過血液循環和腎臟過濾後,多數可隨尿液排出體 外,極少量被殘留於豬體內。
隨著葯物的經常性使用,微生物的耐葯 性增強,為了防治疾病,葯物的用量被逐漸加大,從而導致在豬體內 殘留增加,形成惡性循環,最終導致畜產品(豬肉及其製品)受到污 染,食用污染的畜產品後人體受到一定程度的傷害。
環境污染的主要來源有:工業「三廢」、農葯、化肥、畜牧場廢 棄物(糞尿、污水、臭氣及其他廢棄物)、交通廢氣、居民生活廢棄 物(垃圾、生活污水、煙氣、糞尿)。
這些污染物進人大氣、水、土 壤造成污染,環境污染中的污染物在大氣、水、土壤三種環境間不停 地循環,相互影響,同時三種環境都有一定的自凈能力,不斷使污染 物得以清除,但一旦超過其承受限度,必將造成大氣、水和土壤等環 境的惡化,豬只處於這種環境,其健康和生產力就會受到直接或間接 的影響。
⑥ 抗生素污染,健康新隱患,什麼是抗生素污染
抗生素污染是指細菌對這種拯救生命的葯物產生抗性,使其無法用於人類。"我們在人類病原體中發現的很多抗性基因都來自於環境細菌"。埃克塞特大學的微生物學家威廉-格茨教授。聯合國上個月說,耐抗生素細菌的增加是一個世界性的健康危機,到2050年可能會導致1000萬人死亡。
抗生素是指微生物(包括細菌、真菌、放線菌)或高等動植物在生命過程中產生的化學物質,具有抗病原體或其他活動的次生代謝產物,可以干擾其他活細胞的發育。抗生素對病原微生物有抑制或殺滅作用,是預防和治療傳染病、抗腫瘤和除草的重要葯物。目前,已知的天然抗生素有一萬多種,但大多數毒性太大,適合治療人或牲畜傳染病的只有一百種左右。人們主要通過化學合成和微生物培養獲得普通抗生素。
抗生素的殺菌作用主要來源於細菌具有而其他主要生物沒有的機制,包括抑制細菌細胞壁的合成,與細胞膜相互作用,干擾蛋白質的合成,抑制核酸的轉錄和復制。適當和合理地使用抗生素可以造福人類。但是,如果把抗生素當作 "葯神 "而濫用,不僅會威脅使用者的健康,而且會加劇細菌的耐葯性。耐葯性是指細菌、病毒、寄生蟲和真菌對用來治療它們的葯物產生耐葯性,演變成對抗生素有耐葯性的新菌株,大大降低了抗生素的有效性。
⑦ 為了達到污水凈化的目的,在污水處理廠的曝氣池中存在的微生物是
主要考查你對 人類對細菌和真菌的利用 等考點的理解。關於這些考點的「檔案」如下:
人類對細菌和真菌的利用:
(1)細菌、真菌與食品製作
我們生活中的食品的製作都離不開細菌和真菌。
(2)細菌、真菌與食品保存
①食品腐敗的原因:食品的腐敗主要是由細菌和真菌引起的,這些細菌和真菌可以從食品中獲得有機物,並在食品中生長和繁殖,導致食品腐敗。 ②防止食品腐敗的原理:把食品內的細菌和真菌殺死或抑制它們的生長和繁殖。
③食品保存的一般方法和原理:
a.干蘑菇和脫水蔬菜——脫水法。
臘肉類熟食——曬制與煙熏法。
果脯——滲透保存法,用糖溶液除去鮮果中的水分。
咸魚——腌製法,用鹽溶液除去鮮魚中的水分。
以上這四種方法都是依據除去水分防止細菌和真菌生長的原理。
b.袋裝牛奶、盒裝牛奶、肉湯一—巴斯德消毒法,依據高溫滅菌的原理。
c.袋裝肉腸——真空包裝法,依據破壞需氧菌類生存環境的原理。
d.肉類罐頭和水果罐頭——罐藏法,依據高溫消毒和防止與細菌和真菌接觸的原理。
e.冷藏法、冷凍法——依據低溫可以抑菌的原理。
f.使用防腐劑,如用二氧化硫等殺滅細菌。
g.新鮮的水果和蔬菜——氣調保鮮法,控制儲藏環境氣體的組成,繼而控制果蔬的呼吸作用,抑制微生物生長。
(3)細菌、真菌與疾病防治
①抗生素:細菌和真菌可以引起許多疾病。但是有些真菌卻可以產生殺死某些致病細菌的物質,這些物質稱為抗生索。如青黴索。抗生素可以用來治療相應的疾病。
②生產葯品:利用現代科技手段,把其他生物的某種基因轉入一些細菌內部,使細菌生產葯品,如利用大腸桿菌生產胰島素。
(4)細菌與環境保護
①細菌可被用於凈化污水的原因:在污水和廢水中的有機物,如各種有機酸、氨基酸等,可以作為細菌的食物。
②利用細菌凈化污水的原理:
a.在沒有氧氣的環境中,利用微生物(如甲烷菌)的發酵分解有機物;
b.在有氧條件下,利用好氧菌將有機物分解成二氧化碳和水。
易錯點:
誤認為添加防腐劑可防腐,所以可隨意添加
食品保存的方法有很多,比如冷藏法、冷凍法、脫水法、高溫滅菌法等。有些化學物質可以把食物中的細菌殺死,防止腐敗,這些物質被稱為防腐劑。但近年來。科學家證實一些防腐劑對人體健康有害,因此要少食含防腐劑的食品。購買食品時,要注意查看食品包裝上的說明。
食品腐敗的主要原因
食品的腐敗主要是由細菌、真菌等微生物引起的,這些細菌、真菌可以從食品中獲得有機物,並在食品中生長和繁殖,導致食品的腐敗。
來自:煙台金正環保科技有限公司
⑧ 放線菌在污水處理中的作用
放線菌( Actinomycete)是一類主要呈菌絲狀生長和以孢子繁殖的陸生性較強大的原核生物。因在固體培養基上呈輻射狀生長而得名。大多數有發達的分枝菌絲。菌絲纖細,寬度近於桿狀細菌,約0.5~1微米。可分為:營養菌絲,又稱基質菌絲,主要功能是吸收營養物質,有的可產生不同的色素,是菌種鑒定的重要依據;氣生菌絲,疊生於營養菌絲上,又稱二級菌絲。放線菌主要通過形成無性孢子的方式進行繁殖,也可借菌體分裂片段繁殖。放線菌長到一定階段,一部分氣生菌絲形成孢子絲,孢子絲成熟便分化形成許多孢子,稱為分生孢子。放線菌中除致病類型外,一般為需氧菌,生長的最適溫度為28-30℃,最適 PH為7.5-8.0.自然環境中的放線菌多數為腐生型異養菌,容易吸收和利用的碳源主要是葡萄糖、麥芽糖、澱粉和糊精。氮源以魚粉、蛋白腖、玉米漿和一些氨基酸較為合適,硝酸鹽、銨鹽、尿素等可作為速效氮源被放線菌利用。由於放線菌的次級代謝產物較豐富,多數種類都能產生抗生素,故在培養放線菌時,一般需要加入各種無機鹽及一些微量元素,如鉀、鎂、鐵、錳、銅、鈷等。
⑨ 廢水中抑制微生物生長的「毒物」有哪些產生的影響
廢水中凡是能延緩或完全抑制微生物生長的化學物質,統稱為有毒有害物質,簡稱毒物。這些毒物,從化學性質上來分可劃分為有機物和無機物兩大類。從處理的角度又可劃分為能被生物處理段去除、轉化的物質(如H2S、苯酚等,或稱非穩定性毒物)和不能被生物處理段去除、轉化的物質(如NaCl、汞、銅等,或稱穩定性毒物)兩大類。 毒物對微生物的作用機制主要有如下方式: (1)損傷細胞結構成分和細胞外膜。如:70%濃度的乙醇能使蛋白凝固達到殺菌作用;酚、甲酚、表面活性劑作用於細胞外膜,破壞細胞膜的半透性。 (2)損傷酶和重要代謝過程。一些重金屬(銅、銀、汞等)對酶有潛在的毒害作用,甚至在非常低的濃度下也起作用。這些重金屬的鹽類和有機化合物能與酶的-SH基結合,並改變這些蛋白質的三級和四級結構。 (3)競爭性抑製作用。當廢水中存在一種化學結構與代謝物質相類似的有機物時便會發生。因為二者都能在酶的活性中心與酶相結合,它們的競爭將抑制中間產物的形成,使酶的催化反應速率降低。 (4)對細胞成分合成過程的抑製作用。當某些化學物質的結構類似於細胞成分的結構時,它們便會被細胞吸收並同化,結果是合成無功能的輔酶或導致生長停止。這種作用最典型的例子便是磺胺酸。 (5)抗生素對核酸的抑製作用。不少抗生素能專一地抑制原核生物的蛋白質合成,如鏈黴素會抑制氨基酸正確結合於多肽上。