第一篇：微生物與生活論文

微生物與生活

一、微生物

微生物在我們生活中無處不在，體內(nèi)的有益菌，體外的各種細(xì)菌，都是微生物，我們吃的蘑菇也屬于微生物······生活中離不開微生物，醬油，味精，啤酒，醋等等都是微生物發(fā)酵的產(chǎn)物；藥用的大多數(shù)抗生素，食品中的好多添加劑，也都是微生物發(fā)酵的結(jié)果···因此，微生物在自然界中并不只是充當(dāng)分解者的角色，他還是生產(chǎn)者（硫細(xì)菌，鐵細(xì)菌，硝化細(xì)菌等等）···可見，我們的生活中如果缺少了微生物，會(huì)是多么的恐怖啊。

另一方面許多可怕甚至恐怖的疾病，比如SARS、愛滋、瘋牛、口蹄疫、禽流感……等等。這些病都是由一些微生物引起的。這是因?yàn)樯鷳B(tài)平衡下的正常菌群和宿主機(jī)體，只要有一方發(fā)生較大的不可逆，就有可能造成生態(tài)失調(diào)而導(dǎo)致疾病。其原因有菌群失調(diào)，宿主免疫功能低下等。而且，我們用的化妝品含有多種營養(yǎng)成分,為微生物的生長提供了適宜的環(huán)境,在生產(chǎn)、儲(chǔ)藏和使用過程中極易受到微生物的污染。化妝品中常見細(xì)菌對環(huán)境抵抗力較強(qiáng),污染機(jī)會(huì)較多。飲水機(jī)污染也已成為不可忽視的衛(wèi)生問題。這主要是大腸桿菌造成的微生物污染。微生物發(fā)酵也因條件苛刻而可能產(chǎn)生倒罐現(xiàn)象，它會(huì)給人類的經(jīng)濟(jì)和生活帶來極大的威脅。所以說微生物對人類有益也有有害。

按我國學(xué)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(dòng)物界。不難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顯而易見的，微生物是廣泛存在于自然界中的一群肉眼看不見，必須借助光學(xué)顯微鏡或電子顯微鏡放大數(shù)百倍、數(shù)千倍甚至數(shù)萬倍才能觀察到的微小生物的總稱。它們具有體形微小、結(jié)構(gòu)簡單、繁殖迅速、容易變異及適應(yīng)環(huán)境能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)

二、微生物與生態(tài)

微生物是生態(tài)環(huán)境中的重要組成成員，特別是作為分解者分解系統(tǒng)中的有機(jī)物，隊(duì)生態(tài)系統(tǒng)乃至整個(gè)生物圈的能量流動(dòng)、物質(zhì)循環(huán)發(fā)揮著獨(dú)特的、不可替代的作用。微生物在生態(tài)系統(tǒng)中的角色有：1、2、3、4、5、微生物是有機(jī)物的主要分解者； 微生物是生態(tài)系統(tǒng)中的初級(jí)生產(chǎn)者； 微生物是物質(zhì)和能量的貯存者； 微生物是物質(zhì)循環(huán)中的重要成員； 微生物是地球生物演化中的先鋒種類。

自然界中微生物種類繁多，生態(tài)系統(tǒng)中各類微生物都不是孤立存在的，而是彼此相互聯(lián)系、相互影響。微生物相互關(guān)系復(fù)雜多樣，根據(jù)其相互間關(guān)系的緊密程度大致可分為：1、2、3、4、5、三、互生關(guān)系 共生關(guān)系 寄生關(guān)系 拮抗關(guān)系 捕食關(guān)系

微生物與釀造

黃酒是中國最早的酒，也稱其為米酒。黃酒是一種釀造酒精濃度適中，風(fēng)味獨(dú)特，香氣濃郁，口味醇厚，含有多種營養(yǎng)成分。黃酒除了飲用外還可以作為調(diào)味品，此外，在醫(yī)藥上也有很高的利用價(jià)值。黃酒的釀造具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

1、黃酒是以大米、小米為原料經(jīng)蒸煮、糖化、發(fā)酵、壓榨而成的酒

2、黃酒在釀造過程中不同的曲（糧曲、米曲）會(huì)有不同的結(jié)果

3、黃酒的發(fā)酵過程是霉菌、酵母菌等共酵

4、雙別發(fā)酵，即糖化作用與發(fā)酵作用同時(shí)進(jìn)行

5、色、香、味俱全

6、需加防腐劑，長時(shí)間存放需密封

白酒釀造大多是固態(tài)發(fā)酵，其主要產(chǎn)物是乙醇，分析檢測，白酒大部分是水和乙醇，還含有占總量2%左右的其他物質(zhì)，由于這些香類物質(zhì)在酒中種類的多少盒相互比例的不同才是酒有別與酒精具有獨(dú)特的風(fēng)格。白酒中的香味物質(zhì)主要是醇類、脂類、醛類、酮類、芳香族化合物等物質(zhì),白酒香型分類有以下幾種：

（1）、醬香型白酒:酒色微黃而透明，醬香、焦香、糊香配合協(xié)調(diào)，口味細(xì)膩、優(yōu)雅，空杯留香持久，一茅臺(tái)酒往日代表。

（2）、濃香型白酒：窯香濃郁，口味豐滿，入口綿甜干凈，純正，如以瀘州特區(qū)、五糧液等為代表的四川派，以洋河、古井等為代表的純濃派。

（3）清香型白酒：酒色清亮透明，口味特別凈，清香純正，后味很甜，以汾酒、黃鶴樓酒、寶豐酒為代表。

（4）、米香型白酒：口味柔和，蜜香清雅，后味怡暢，以桂林三花酒為代表。

（5）、鳳香型白酒：無色透明，醇香秀雅，醇厚豐滿，甘潤挺爽，諸味協(xié)調(diào)，尾凈悠長，如西鳳酒。（6）、董香型白酒：清澈透明，藥香舒適，香氣典雅，酸度較高，后味較長，如貴州董酒。（7）、鼓香型白酒：鼓香獨(dú)特，醇和干滑，余味爽凈，如廣東玉冰燒酒。

（8）、芝麻香型白酒：芝麻香突出，幽雅細(xì)膩，干爽協(xié)調(diào)，尾凈具有芝麻香特有風(fēng)格，如廣東景芝白干酒。

（9）、特型白酒：酒色清亮，酒香芬芳，酒味純正，酒體柔和，諸味協(xié)調(diào)，香味悠長，以江西四特酒為代表。

（10）、兼香型白酒：目前國內(nèi)有兩種類型：醬中帶濃型和濃中帶醬型

四、微生物與工、農(nóng)業(yè)

隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，微生物的應(yīng)用也越來越廣泛。在生物制藥、能源、環(huán)保、食品、工業(yè)等方面，微生物都扮演著重要的角色。

微生物產(chǎn)品在人類的日常生活中隨處可見，酒、酸奶、醬油、醋、味精等食品，以及抗生素藥、激素、疫苗等藥品，都是利用微生物發(fā)酵制成的。

微生物和農(nóng)業(yè)有著極其密切的關(guān)系。給農(nóng)業(yè)造成了巨大損失，比如說糧食的霉腐、水果的腐爛，還有各種病害都和微生物有關(guān)，每年給我們造成巨大的農(nóng)業(yè)損失。但是它也是我們農(nóng)業(yè)上的榜首，微生物為我們生產(chǎn)的有效的微生物肥料，還有各種各樣農(nóng)用的生物殺菌劑等等，又可以保護(hù)我們農(nóng)業(yè)的發(fā)展。

微生物給我們在工業(yè)上生產(chǎn)了各種各樣的產(chǎn)品，這些產(chǎn)品它涉及到我們生活的方方面面，實(shí)際上我們這個(gè)微生物和農(nóng)業(yè)附產(chǎn)品的加工有著極其密切的關(guān)系，可以給我們生產(chǎn)各種各樣的產(chǎn)品?，F(xiàn)在利用微生物給我們生產(chǎn)了診斷各種疾病的藥物，診斷試劑，還有治療各種疾病的藥物

第二篇：微生物與人類生活)——艾滋病論文[范文模版]

上海海洋大學(xué)

微生物與人類生活論文

淺談艾滋病的傳播及預(yù)防

姓

名 學(xué)

號(hào) 專

業(yè) 授課教師

2012年12月08日

引言

艾滋病學(xué)名為“獲得性免疫缺陷綜合癥”是一種新發(fā)現(xiàn)的主要經(jīng)性接觸和血液傳播的，病毒性傳染病，是一種由人類免疫缺陷因毒感染傳播的傳染病。目前已成為毒害面最廣的全球性衛(wèi)生問題，至今為至尚無特效的治療方法，所有患者幾乎無一例處走向死亡.各國都在加強(qiáng)對艾滋病的攻克，并且在治療與預(yù)防上取得了新的成就。

關(guān)鍵詞：發(fā)病機(jī)制；傳播；治療；預(yù)防；

摘要

本文探索了艾滋病的發(fā)病機(jī)制病毒感染過程，抗HIV免疫反應(yīng)，傳播途徑，HIV感染的輔助檢查，診斷標(biāo)準(zhǔn)，并發(fā)癥的治療結(jié)果，HIV及其病發(fā)癥的治療

一、發(fā)病機(jī)制

（一）病毒感染過程

1.原發(fā)感染

HIV需借助于易感細(xì)胞表面的受體進(jìn)入細(xì)胞，包括第一受體和第二受體。HIV進(jìn)入人體后，在24—48小時(shí)內(nèi)到達(dá)局部淋巴結(jié)，約5天左右在外周血中可以檢測到病毒成份。繼而產(chǎn)生病毒血癥，導(dǎo)致急性感染。

2.HIV在人體細(xì)胞內(nèi)的感染過程

吸附及穿入：HIV-1感染人體后，選擇性的吸附于靶細(xì)胞的CD4受體上，在輔助受體的幫助下進(jìn)入宿主細(xì)胞。經(jīng)環(huán)化及整合、轉(zhuǎn)錄及翻譯、裝配、成熟及出芽，形成成熟的病毒顆粒。

3.HIV感染后的三種臨床轉(zhuǎn)歸

由于機(jī)體的免疫系統(tǒng)不能完全清除病毒，形成慢性感染，在臨床上可表現(xiàn)為典型進(jìn)展者、快速進(jìn)展者和長期不進(jìn)展者三種轉(zhuǎn)歸。

（二）抗HIV免疫反應(yīng)

抗HIV免疫反應(yīng)包括特異性免疫和非特異性免疫反應(yīng)，以特異性免疫反應(yīng)為主。包括特異性體液免疫和特異性細(xì)胞免疫，人體免疫系統(tǒng)主要通過針對HIV蛋白的各種特異性抗體、特異性CD4+ T淋巴細(xì)胞免疫反應(yīng)和CTL直接或分泌各種細(xì)胞因子(如腫瘤壞死因子,干擾素等)，抑制病毒復(fù)制。

（三）免疫病理

1.CD 4+ T淋巴細(xì)胞數(shù)量減少

2.CD4+ T淋巴細(xì)胞功能障礙

3.異常免疫激活

4.免疫重建

二、傳播途徑

流行概況

WHO報(bào)告2010年全世界存活HIV攜帶者及艾滋病患者共3400萬，新感染270萬，全年死亡180萬人。每天有超過7000人新發(fā)感染，全世界各地區(qū)均有流行，但97%以上在中、低收入國家，尤以非洲為重。專家估計(jì)，全球流行重災(zāi)區(qū)可能會(huì)從非洲移向亞洲。中國CDC估計(jì)，截止至2011年底，我國存活HIV攜帶者及艾滋病患者約78萬人，全年新發(fā)感染者4.8萬人，死亡2.8萬人。疫情已覆蓋全國所有省、自治區(qū)、直轄市，目前我國面臨艾滋病發(fā)病和死亡的高峰期，且已由吸毒、暗娼等高危人群開始向一般人群擴(kuò)散。

傳染源

HIV感染者和艾滋病病人是本病的唯一傳染源。

傳播途徑

HIV主要存在于感染者和病人的血液、精液、陰道分泌物、乳汁中。①性行為：與已感染的伴侶發(fā)生無保護(hù)的性行為，包括同性、異性和雙性性接觸。

②靜脈注射吸毒：與他人共用被感染者使用過的、未經(jīng)消毒的注射工具，是一種非常重要的HIV傳播途徑。

③母嬰傳播：在懷孕、生產(chǎn)和母乳喂養(yǎng)過程中，感染HIV的母親可能會(huì)傳播給胎兒及嬰兒。

④血液及血制品。握手，擁抱，禮節(jié)性親吻，同吃同飲，共用廁所和浴室，共用辦公室、公共交通工具、娛樂設(shè)施等日常生活接觸不會(huì)傳播HIV。

易感人群

人群普遍易感。高危人群包括：男性同性戀者、靜脈吸毒者、與HIV攜帶者經(jīng)常有性接觸者、經(jīng)常輸血及血制品者和HIV感染母親所生嬰兒。

三、疾病的診斷與治療

HIV感染的輔助檢查

①HIV抗體初篩試驗(yàn)（ELISA）：敏感性高，可有假陽性出現(xiàn)。對于初篩陽性的患者，應(yīng)經(jīng)確證試驗(yàn)確證。

②HIV抗體確證試驗(yàn)（WB）：WHO規(guī)定，只要出現(xiàn)2個(gè)env條帶即可判定為陽性。

③HIV-RNA：敏感性為100%，但偶爾會(huì)出現(xiàn)假陽性，但假陽性結(jié)果通常低于2000cp/ml，而急性感染期病毒載量通常很高，平均在106cp/ml。④p24抗原：有助于早期診斷，靈敏性及特異性均較高。

⑤快速檢測試驗(yàn)：可采集全血或毛細(xì)血管的血液，一般15-30分鐘可出結(jié)果。但假陽性及假陰性率均較高，不作為常規(guī)檢測。

診斷標(biāo)準(zhǔn)

1.HIV感染的診斷：①流行病學(xué)史：不安全性生活史、靜脈注射毒品史、輸入未經(jīng)抗HIV抗體檢測的血液或血液制品、HIV抗體陽性者所生子女或職業(yè)暴露史等。②臨床表現(xiàn)：各期表現(xiàn)不同，見下述。③實(shí)驗(yàn)室檢查：診斷HIV感染必須是經(jīng)確認(rèn)試驗(yàn)證實(shí)的HIV抗體陽性，而HIV-RNA和P24抗原的檢測有助于HIV/AIDS的診斷，尤其是能縮短抗體“窗口期”和幫助早期診斷新生兒的HIV感染。

（一）急性期

診斷標(biāo)準(zhǔn)：病人近期內(nèi)有流行病學(xué)史和臨床表現(xiàn)，結(jié)合實(shí)驗(yàn)室HIV抗體由陰性轉(zhuǎn)為陽性即可診斷，或僅實(shí)驗(yàn)室檢查HIV抗體由陰性轉(zhuǎn)為陽性即可診斷。80%左右HIV感染者感染后6周初篩試驗(yàn)可檢出抗體，幾乎100%感染者12周后可檢出抗體，只有極少數(shù)患者在感染后3個(gè)月內(nèi)或6個(gè)月后才檢出。

（二）無癥狀期

診斷標(biāo)準(zhǔn)：有流行病學(xué)史，結(jié)合HIV抗體陽性即可診斷，或僅實(shí)驗(yàn)室檢查HIV抗體陽性即可診斷。

（三）艾滋病期

(1)原因不明的持續(xù)不規(guī)則發(fā)熱38℃以上，>1個(gè)月；(2)慢性腹瀉次數(shù)多于3次/日，>1個(gè)月；(3)6個(gè)月之內(nèi)體重下降10%以上；(4)反復(fù)發(fā)作的口腔白念珠菌感染；(5)反復(fù)發(fā)作的單純皰疹病毒感染或帶狀皰疹病毒感染；(6)肺孢子蟲肺炎(PCP)；(7)反復(fù)發(fā)生的細(xì)菌性肺炎；(8)活動(dòng)性結(jié)核或非結(jié)核分支桿菌?。?9)深部真菌感染；（10）中樞神經(jīng)系統(tǒng)占位性病變；（11）中青年人出現(xiàn)癡呆；（12）活動(dòng)性巨細(xì)胞病毒感染；（13）弓形蟲腦?。唬?4）青霉菌感染；（15）反復(fù)發(fā)生的敗血癥；（16）皮膚粘膜或內(nèi)臟的卡波氏肉瘤、淋巴瘤。4

并發(fā)癥的治療結(jié)果

1.無癥狀長期穩(wěn)定：見于及時(shí)進(jìn)行抗病毒治療，服藥依從性好，且未出現(xiàn)病毒耐藥及嚴(yán)重藥物不良反應(yīng)者。也見于感染后長期不進(jìn)展者。

2.致殘：部分患者因并發(fā)癥未能治愈，可能導(dǎo)致失明或其它器官功能障礙。3.死亡：見于晚期患者，未及時(shí)抗病毒治療，常死于并發(fā)癥或藥物的副反應(yīng)。3

四、疾病預(yù)防

預(yù)防HIV感染

①傳染源的管理：高危人群應(yīng)定期檢測HIV抗體，醫(yī)療衛(wèi)生部門發(fā)現(xiàn)感染者應(yīng)及時(shí)上報(bào)，并應(yīng)對感染者進(jìn)行HIV相關(guān)知識(shí)的普及，以避免傳染給其他人。感染者的血液、體液及分泌物應(yīng)進(jìn)行消毒。

②切斷傳播途徑：避免不安全的性行為，禁止性亂交，取締娼妓。嚴(yán)格篩選供血人員，嚴(yán)格檢查血液制品，推廣一次性注射器的使用。嚴(yán)禁注射毒品，尤其是共用針具注射毒品。不共用牙具或剃須刀。不到非正規(guī)醫(yī)院進(jìn)行檢查及治療。

③保護(hù)易感人群：提倡婚前、孕前體檢。對HIV陽性的孕婦應(yīng)進(jìn)行母嬰阻斷。包括產(chǎn)科干預(yù)（終止妊娠，剖宮產(chǎn)）+抗病毒藥物+人工喂養(yǎng)。醫(yī)務(wù)人員嚴(yán)格遵守醫(yī)療操作程序，避免職業(yè)暴露。出現(xiàn)職業(yè)暴露后，應(yīng)立即向遠(yuǎn)心端擠壓傷口，盡可能擠出損傷處的血液，再用肥皂液和流動(dòng)的清水沖洗傷口；污染眼部等粘膜時(shí)，應(yīng)用大量生理鹽水反復(fù)對粘膜進(jìn)行沖洗；用75%的酒精或0.5%碘伏對傷口局部進(jìn)行消毒，盡量不要包扎。然后立即請感染科專業(yè)醫(yī)生進(jìn)行危險(xiǎn)度評估，決定是否進(jìn)行預(yù)防性治療。如需用藥，應(yīng)盡可能在發(fā)生職業(yè)暴露后最短的時(shí)間內(nèi)（盡可能在2小時(shí)內(nèi)）進(jìn)行預(yù)防性用藥，最好不超過24小時(shí)，但即使超過24小時(shí)，也建議實(shí)施預(yù)防性用藥。還需進(jìn)行職業(yè)暴露后的咨詢與監(jiān)測。

4并發(fā)癥的預(yù)防

對于并發(fā)癥最好的預(yù)防就是及時(shí)抗HIV治療。①CD4+T淋巴細(xì)胞<200/ mm3的患者，應(yīng)口服復(fù)方新諾明2片/日預(yù)防肺孢子菌肺炎，至CD4+T淋巴細(xì)胞升至200/ mm3以上3-6個(gè)月。②弓形體腦病：避免生食或食用未熟透的肉類，避免接觸貓及其排泄物。弓形蟲抗體IgG陽性、CD4+T淋巴細(xì)胞低于100/ mm3者可口服復(fù)方新諾明預(yù)防，至CD4+T淋巴細(xì)胞升至200/ mm3以上3個(gè)月。接觸開放性結(jié)核的患者異煙肼預(yù)防。飲食及生活注意

每日攝取足夠的能量，需肉、蛋、奶等高能量、高蛋白、好消化的飲食。多

吃新鮮蔬菜和水果。少食多餐。注意飲食衛(wèi)生，尤其不進(jìn)食生冷肉食。對于腹瀉及消化不良的患者應(yīng)保持足夠水分?jǐn)z入，多進(jìn)食液體食物。戒煙酒。適當(dāng)鍛煉。保持良好情緒，減輕心理壓力。

總結(jié)與展望

也許在近30年前當(dāng)科學(xué)家首次發(fā)現(xiàn)艾滋病的時(shí)候，不會(huì)想到它會(huì)成為今天這樣的一個(gè)世界性大難題。經(jīng)過這些年的發(fā)展，已經(jīng)有2500萬人死于艾滋病，并且目前還有3300萬人已經(jīng)感染HIV，在我國，艾滋病攜帶者也以每年百分之三十的速度瘋狂發(fā)展。不過，越來越多的治療藥物也出現(xiàn)在了市場上。隨著科技的發(fā)展，以及人類采取積極的應(yīng)對方式，可以說，我們最終一定會(huì)戰(zhàn)勝艾滋病的。

參考文獻(xiàn)

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第三篇：微生物與生活垃圾處理

微生物與生活垃圾處理

摘要：垃圾是人類在日常生活中不可避免地產(chǎn)生的廢棄物，針對生活垃圾本文介紹了幾種主要生物處理方法，以及分析了在處理過程中的各種微生物，并指出了生物處理正成為生活垃圾處理的發(fā)展方向之一。關(guān)鍵詞：生活垃圾； 生物處理技術(shù)； 微生物

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人口的增加以及人民生活水平的提高，城市生活垃圾的產(chǎn)量與日俱增，<<中國二十一世紀(jì)議程>>白皮書指出：“全國歷年城市生活垃圾存量達(dá)60多億噸，有200個(gè)城市陷入垃圾包圍之中?！睋?jù)統(tǒng)計(jì)，我國城市垃圾增長率大于10%，超過全世界平均8.42%的年平均增長速度。如何處理好如此龐大的城市生活垃圾，已成為全世界廣泛關(guān)注的問題。同時(shí)其帶來的環(huán)境污染和人類聚居狀況惡化等問題，也成為世界各國共同關(guān)心的問題,它還成為制約我國社會(huì)和經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的障礙。因此垃圾的處理向著減量化、無害化和資源化的方向發(fā)展是我們的對策。目前，國內(nèi)外處理垃圾的主要方法有衛(wèi)生填埋、堆肥化、焚燒，其中前兩種處理方式均屬于生物處理技術(shù)。具體來說，這種垃圾生物處理技術(shù)就是城市生活垃圾中固有的或外添加的微生物，在一定控制條件下，進(jìn)行一系列的生物化學(xué)反應(yīng)，使得垃圾中的不穩(wěn)定的有機(jī)物代謝后釋放能量或轉(zhuǎn)化為新的細(xì)胞物質(zhì)，從而垃圾逐步達(dá)穩(wěn)定化的一個(gè)生化過程。

[1]1 生活垃圾生物處理方法

1.1堆肥處理法

堆肥是依靠自然界廣泛分布的細(xì)菌、放線菌、真菌等微生物，有控制地促進(jìn)可被生物降解的有機(jī)物向穩(wěn)定的腐殖轉(zhuǎn)化的生物化學(xué)過程，最終形成類似腐殖質(zhì)，可作為肥料或土壤的改良劑。堆肥技術(shù)是實(shí)現(xiàn)城市垃圾資源化、無害化的一條重要途徑。它不僅可以殺死垃圾中的病原菌，有效處理垃圾中的有機(jī)物，增加土壤中的有機(jī)成份，而且可生產(chǎn)有機(jī)肥料，有利于增加農(nóng)業(yè)產(chǎn)量。

由于傳統(tǒng)堆肥處理法是利用堆制原料中的土著微生物來降解有機(jī)污染物，堆肥初期土著微生物數(shù)量少，需要一定時(shí)間才能繁殖起來，且各種微生物分解速度差別很大，因此傳統(tǒng)堆肥往往存在發(fā)酵時(shí)間長、產(chǎn)生臭味且肥效低等問題。

研究表明，進(jìn)行人為接種分解有機(jī)物能力強(qiáng)的微生物，可以加速堆肥材料的腐熟，提高溫度，消滅某些病原體、蟲卵等，并能控制臭氣，增加堆肥成品中的有益微生物。因而通過加入復(fù)合微生物菌劑和調(diào)理劑或分解促進(jìn)劑來提高和加速堆肥反應(yīng)過程，成為目前垃圾堆肥研究的熱點(diǎn)。

[2]1.2 厭氧消化法

厭氧是將復(fù)雜有機(jī)物在無氧情況下降解成N、P無機(jī)化合物和CH4、CO，H2等氣體。該方法在處理生活垃圾中十分盛行，不僅因?yàn)樗泻芨叩奶幚硇?，而且可獲得甲烷等能源氣體。厭氧消化是將復(fù)雜有機(jī)物首先降解成游離糖、乙醇、揮發(fā)性脂肪酸(VFA)、H2及C02，而后乙醇和揮發(fā)性脂肪酸被氧化成乙酸和H2，最后一步是乙酸和H2，被轉(zhuǎn)化成CH4，這三步之間有著嚴(yán)格的相互協(xié)調(diào)作用。

1.3 混合處理法

是將生活垃圾進(jìn)行好氧與厭氧耦合處理，達(dá)到快速降解垃圾的目的。既能克服好氧堆肥周期長的缺點(diǎn)，又能在厭氧消化中獲得能源。

中科院成都微生物研究所廖銀章等人與美國佛羅里達(dá)大學(xué)進(jìn)行合作研究，在發(fā)酵工藝方面取得了一些成果。他們用先好氧后厭氧發(fā)酵、兩步發(fā)酵和高固體濃度發(fā)酵三種方法對城市有機(jī)垃圾厭氧產(chǎn)甲烷進(jìn)行了研究。研究指出前者具有啟動(dòng)快、產(chǎn)氣量高、處理周期短等優(yōu)點(diǎn)。采用兩步法發(fā)酵可顯著提高揮發(fā)酸和甲烷產(chǎn)量，還能提高城市固體廢物的生物降解率。

[3]2 生活垃圾生物處理中的主要微生物

生活垃圾的生物降解均依賴于微生物對這些物質(zhì)的分解作用，進(jìn)一步了解研究這些微生物，對于生活垃圾的生物處理具有重要意義。在自然界中存在著豐富的微生物種群，這些微生物雖然個(gè)體微小，但在垃圾處理及環(huán)境污染凈化中卻扮演著不容忽視的重要作用。這些微生物是通過水和風(fēng)的散播得以存在各處的，因此垃圾中存在有大量微生物。它們由于自身的生理特性，可以通過自發(fā)的或人為的遺傳、變異等生物過程適應(yīng)環(huán)境的變化，使之能以各種污染物尤其是有機(jī)污染物為營養(yǎng)源，通過吸收、代謝等一系列反應(yīng)，將環(huán)境中的污染物轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定無害的無機(jī)物。因而，在生物圈中微生物充當(dāng)著分解者的角色。正是這種微生物對環(huán)境污染的降解作用保證了自然界正常的物質(zhì)循環(huán)，在垃圾處理中發(fā)揮了作用。

垃圾的生物處理技術(shù)可分為好氧生物處理和厭氧生物處理。好氧生物處理利用好氧微生物在有氧條件下的代謝作用，將垃圾中復(fù)雜的有機(jī)物分解成二氧化碳和水,如：好氧堆肥、生物反應(yīng)器填埋等，其工藝中的微生物主要有細(xì)菌、放線菌、真菌等微生物種群。厭氧生物處理是利用在無氧條件下生長的厭氧或兼性微生物的代謝作用處理垃圾，其主要降解產(chǎn)物是甲烷和二氧化碳等，如：厭氧消化、厭氧填埋等，其工藝中的微生物又稱“瘤胃微生物”，主要有水解細(xì)菌、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌群和產(chǎn)甲烷菌群等。當(dāng)今，微生物技術(shù)已成為垃圾處理中的主流方法。

[4]2.1 生活垃圾處理中的好氧微生物

2.1.1 細(xì)菌

在垃圾好氧生物降解過程中，細(xì)菌憑借強(qiáng)大的比表面積，可以快速將可溶性底物吸收到細(xì)胞中，進(jìn)行胞內(nèi)代謝。總的來說，其數(shù)量要比放線菌和真菌多得多。在堆肥過程中，細(xì)菌總數(shù)的變化趨勢是高-低-高。堆肥初期，有機(jī)廢物中攜帶有的大量細(xì)菌分解有機(jī)物質(zhì)釋放能量，使堆體溫度上升，此時(shí)，常溫細(xì)菌受到抑制，嗜溫細(xì)菌活躍；當(dāng)堆溫升至高溫階段，只有少量的嗜熱細(xì)菌可以活動(dòng)；高溫期過后，隨著有機(jī)成分的減少，堆體溫度降低，嗜溫及常溫細(xì)菌又開始活躍，使細(xì)菌總數(shù)上升。整個(gè)好氧降解過程中，嗜溫細(xì)菌是堆肥系統(tǒng)中最主要的微生物。2.1.2 放線菌

放線菌具有多細(xì)胞菌絲，可以分解一些纖維素,并溶解木質(zhì)素。它比真菌能夠忍受更高的溫度和pH值,在垃圾生物降解的高溫階段是分解木質(zhì)纖維素的優(yōu)勢菌群。研究表明，諾卡氏菌、鏈霉菌、高溫放線菌和單孢子菌等在垃圾好氧堆肥中占優(yōu)勢。2.1.3 真菌

在垃圾生物降解過程中，真菌對垃圾有機(jī)成分的分解和穩(wěn)定化起著重要的作用。真菌不僅能分泌胞外酶，水解有機(jī)物質(zhì)，而且由于其菌絲的機(jī)械穿插作用，還對物料起一定的物理破壞作用，促進(jìn)生化反應(yīng)。溫度是影響真菌生長的重要因素之一，堆肥過程中隨著溫度的升高,真菌的菌落數(shù)開始減少,在64℃左右,嗜熱性真菌幾乎全部消失。當(dāng)溫度下降到60℃以下時(shí),嗜溫性真菌和嗜熱性真菌又都會(huì)重新出現(xiàn)在堆肥中。

2.2 生活垃圾處理中的厭氧微生物

垃圾的生物處理技術(shù)中的厭氧生物處理依次分為水解、產(chǎn)氫產(chǎn)酸和產(chǎn)甲烷三個(gè)階段，每個(gè)階段各有其 獨(dú)特的微生物類群起生物降解作用。2.2.1 水解細(xì)菌

水解階段水解細(xì)菌利用胞外酶對有機(jī)物進(jìn)行體外酶解，使固體物質(zhì)變成可溶于水的物質(zhì)，然后細(xì)胞將其吸收，水解成不同產(chǎn)物，該階段起作用的細(xì)菌為水解細(xì)菌。2.2.2 產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌群

產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌群是將第一階段發(fā)酵產(chǎn)物如丙酸等三碳以上有機(jī)酸、長鏈脂肪酸和醇類等氧化分解成乙酸和分子氫。在衛(wèi)生填埋場中已分離出產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌布氏甲烷桿菌屬和G株布氏甲烷桿菌屬等。2.2.3 產(chǎn)甲烷菌群

甲烷菌利用H2/CO2、醋酸和甲醇甲酸等C類化合物為基質(zhì)，將其轉(zhuǎn)化為甲烷。在衛(wèi)生填埋場中,產(chǎn)甲烷菌群分桿狀菌、球狀菌和八疊球菌三類。桿狀產(chǎn)甲烷菌通常呈彎曲、鏈狀或絲狀。球狀產(chǎn)甲烷細(xì)菌直徑為0.3～5微米,球形細(xì)胞呈正圓形或橢圓形,成對排列成鏈狀。八疊球狀產(chǎn)甲烷菌,其細(xì)胞繁殖成規(guī)則、大小一致的類似砂粒的堆積物,有227巴氏甲烷八疊球菌、巴氏甲烷八疊球菌、嗜熱甲烷八疊球菌等。

[5][5]3 微生物在垃圾處理中的應(yīng)用

3.1 瘤胃微生物降解木質(zhì)纖維素

瘤胃是天然復(fù)雜的生物降解系統(tǒng)，因而研究瘤胃微生物對于我們了解生活垃圾降解機(jī)理具有很重要的借鑒作用和參考價(jià)值。

華南理工大學(xué)陳慶今等人對瘤胃中微生物的研究指出，瘤胃內(nèi)以異養(yǎng)厭氧菌為主，含有有機(jī)垃圾厭氧消化三階段所需要的微生物種類，即瘤胃中存在水解菌、酸化菌、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌和產(chǎn)甲烷菌，瘤胃中的微生物是自然界中非常完整的一個(gè)有機(jī)物質(zhì)轉(zhuǎn)化的生態(tài)系統(tǒng)。一般厭氧消化都存在產(chǎn)物抑制的問題，但由于瘤胃微生物是一個(gè)復(fù)合菌群，一種反應(yīng)的產(chǎn)物往往是另外一種反應(yīng)的利用底物，底物抑制現(xiàn)象被排除。城市有機(jī)垃圾中木質(zhì)纖維素是難以被降解的，而瘤胃微生物能夠高效降解木質(zhì)纖維素，是因?yàn)榱鑫妇褐写嬖诟鞣N可以分別降解木質(zhì)素和結(jié)晶纖維素的微生物，它們分泌的各種酶類是降解的關(guān)鍵所在。

[6]3.2 堆肥微生物降解有機(jī)物

二十世紀(jì)八十年代末國內(nèi)外許多學(xué)者致力于研究鑒定堆肥過程中的微生物，從而篩選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過程中的微生物數(shù)量，指出垃圾中微生物數(shù)量與垃圾類型、垃圾產(chǎn)生源的地域分布無關(guān)，與產(chǎn)生源垃圾的新鮮度有關(guān)，同時(shí)確定垃圾處理過程中，中溫微生物在數(shù)量上占優(yōu)勢。堆肥過程中有機(jī)物的分解與穩(wěn)定化主要發(fā)生在高溫階段，此時(shí)中溫型與高溫型微生物都起著巨大作用。

高效復(fù)合微生物菌群與污泥混合堆肥，可提高有機(jī)污染物的生物降解率。這些高效復(fù)合微生物菌群是由酵母菌、放線菌、乳酸菌、固氮菌、纖維素分解菌等多種微生物經(jīng)特殊方法培養(yǎng)而成，它們依靠相互間協(xié)同作用，迅速分解垃圾中的有機(jī)物，并代謝出抗氧化物質(zhì)，生成復(fù)雜而穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)，增加堆肥中的含氮量，抑制有害微生物的生長繁殖。

[2]3.3 木質(zhì)真菌消化降解垃圾

由于木質(zhì)素是目前公認(rèn)的微生物難降解的芳香族化合物之一。因此木質(zhì)素的完全降解是真菌、細(xì)菌及相應(yīng)微生物群落共同作用的結(jié)果。研究表明，單一的細(xì)菌、真菌、放線菌等群體，無論其活性多高，在加快垃圾生物降解過程中的作用都比不上復(fù)合微生物菌群的共同作用。其中真菌在降解木質(zhì)素過程中起著主要作用。降解木質(zhì)素的真菌根據(jù)腐朽類型分為：白腐菌、褐腐菌和軟腐菌。白腐菌降解木質(zhì)素的能力優(yōu)于其降解纖維素的能力，它能夠分泌胞外氧化酶降解木質(zhì)素，而后兩者降解木質(zhì)素的能力弱于其降解纖

[8]

[7]維素的能力。因此白腐菌被認(rèn)為是最主要的木質(zhì)素降解微生物。

3.4．有效微生物(EM)在生活垃圾處理中的應(yīng)用

有效微生物群，是由乳酸菌、酵母菌、放線菌和光合細(xì)菌等四大類80余種微生物組成的復(fù)合菌制劑。它是日本科學(xué)家比嘉照夫教授的研究成果，1992年開始用于生產(chǎn)，可用于農(nóng)用、養(yǎng)殖業(yè)及環(huán)境保護(hù)等方面。

日本利用有效微生物技術(shù)已取得了相當(dāng)?shù)某晒ΑＦ渲?，在生活垃圾處理方面，日本已開始推廣有效微生物技術(shù)，并提出在家庭內(nèi)將廚房垃圾變成有機(jī)肥料。用于生活垃圾發(fā)酵的專用粉狀有效微生物只需用0.2%有效微生物(以米糠為主要成分)的發(fā)酵物，按1%的用量接種到有機(jī)生活垃圾中，進(jìn)行厭氧發(fā)酵，夏季經(jīng)7天后有機(jī)垃圾即被分解，且無臭無蚊蠅孳生，同時(shí)可得到無臭味的、可直接還原于土壤的活菌肥料，并可用于蔬菜和花卉的栽培。EM技術(shù)處理生活垃圾有效地控制了垃圾帶來的環(huán)境污染問題，同時(shí)每年能夠節(jié)約2800萬日元的垃圾處理費(fèi)。

[9]

[9]4 微生物技術(shù)展望

生活垃圾生物降解是多種微生物共同協(xié)同作用的結(jié)果，無論是厭氧生物處理垃圾工藝還是好氧生物處理垃圾工藝中，都存在著各種各樣的微生物種群，正是這些微生物種群相互協(xié)調(diào)，互生互克，組成了一個(gè)復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)，從而去除了使得垃圾不穩(wěn)定的有機(jī)成分，使垃圾穩(wěn)定化，甚至成為可再生利用的資源。因而在篩選這些有效微生物菌群時(shí)，要考慮不同微生物菌群間的拮抗作用，以確保有效菌種的優(yōu)勢。

目前將篩選到的有效微生物菌群，接種到生活垃圾中，通過好氧與厭氧聯(lián)合處理工藝降解生活垃圾，是垃圾生物處理的發(fā)展趨勢。將生活垃圾就地處理成有機(jī)肥料，從源頭消除垃圾，減輕城市生活垃圾給環(huán)境造成的壓力，避免二次污染，從而實(shí)現(xiàn)生活垃圾的無害化、減量化和資源化。我們相信，隨著垃圾微生物降解機(jī)理研究的進(jìn)一步深入，各種生物處理技術(shù)的研究開發(fā)，會(huì)有更為有效的垃圾微生物和處理工藝，實(shí)現(xiàn)由生活垃圾“廢物”變?yōu)樵旄Ｈ祟惖摹柏?cái)富”。

致謝：本文在寫作過程中得到了指導(dǎo)老師呂桂芬的悉心指導(dǎo)和批評指正，也得到了同學(xué)和朋友們的支持和幫助，在此表示深深的謝意。

參考資料：

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7、126-129.[5] 黃得揚(yáng)，陸文靜，王洪濤.有機(jī)固體廢物堆肥化處理的微生物學(xué)機(jī)理研究[J].環(huán)境污染治理技術(shù)與設(shè)備，2004，5.[6] 王家玲，李舜鵬，黃正等.環(huán)境微生物學(xué)（第二版）[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1999： 123-125.[7] 席北斗，劉鴻亮，孟偉.垃圾堆肥高效復(fù)合微生物菌劑的制備[J].環(huán)境科學(xué)研究，2003，16.[8] 張建洲，李宏偉.微生物在降解污染和環(huán)境保護(hù)中的研究及應(yīng)用[J].內(nèi)蒙古林業(yè)，2004，8.[9] 陳希芹.有效微生物群（EM）在生活垃圾處理中的應(yīng)用[J].智慧星最專業(yè)的產(chǎn)品技術(shù)指導(dǎo)，2008，1.Microbial life and waste disposal

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：微生物與人類——小論文

微生物與人類

微生物是一類肉眼看不清或者看不見的微小生物。雖然在很長一段時(shí)間里，人類對它們的了解少之又少，但是不可否認(rèn)的是，在我們的生活中，微生物無處不在，它們和人類有著十分密切的關(guān)系，在我們的生產(chǎn)和生活中占有重要的作用。

在微生物學(xué)創(chuàng)建之前，人類曾長期處在“身在菌中不知菌”或“微盲”的無知狀態(tài)。這從人類歷史上曾遭遇過多次嚴(yán)重瘟疫而大批死亡的慘痛事實(shí)就可充分說明，例如鼠疫、天花、肺結(jié)核、流感、痢疾和梅毒的大流行。直到今天，多種新發(fā)傳染病還在瘋狂的殘害人類，例如艾滋病、薩斯、禽流感、瘋牛病等。在人類歷史上因傳染病的大流行而造成的死亡人數(shù)要大大超過兩次世界大戰(zhàn)的死亡人數(shù)。作為生物圈中最高物種的人類，也可以因?yàn)槲⑸锏乃僚岸兊锰撊醪豢?。所以，微生物對人類最重要的影響之一是?dǎo)致傳染病的流行。在人類疾病中有50%是由病毒引起。世界衛(wèi)生組織公布資料顯示：傳染病的發(fā)病率和病死率在所有疾病中占據(jù)第一位。微生物導(dǎo)致人類疾病的歷史，也就是人類與之不斷斗爭的歷史。

很多微生物，包括病毒、細(xì)菌、真菌和藻類都可以引起疾病。從流感、某些癌癥到艾滋病都是由微生物引起的。微生物引起疾病的致病過程可以分為兩種類型，一種是微生物在我們的體表或體內(nèi)生長，引起感染而致??；另一種是在我們的體外生長，產(chǎn)生有毒物質(zhì)，從而引起疾病。如一些微生物可產(chǎn)生毒素，經(jīng)由消化道進(jìn)入人體，引起食物中毒，如肉毒桿菌素、黃曲霉素、毒蘑菇等。與產(chǎn)毒素微生物相反，感染性病原或寄生微生物，可以在我們的體表面或組織上生長（有些是專性寄生的）。這些微生物通常從呼吸道或消化道，進(jìn)入人體，有時(shí)也可以由傷口或動(dòng)物如蚊蟲叮咬等而感染；一旦進(jìn)入體內(nèi)，這些病原微生物便掠奪宿主的營養(yǎng)、生長繁殖或利用宿主的合成體系合成病原體自身，可引起宿主動(dòng)物的死亡或產(chǎn)生免疫應(yīng)答從而防止了病原微生物的進(jìn)一步生長和繁殖。在疾病的預(yù)防和治療方面，人類取得了長足的進(jìn)展，但是新現(xiàn)和再現(xiàn)的微生物感染還是不斷發(fā)生，像大量的病毒性疾病一直缺乏有效的治療藥物。一些疾病的致病機(jī)制并不清楚。大量的廣譜抗生素的濫用造成了強(qiáng)大的選擇壓力，使許多菌株發(fā)生變異，導(dǎo)致耐藥性的產(chǎn)生，人類健康受到新的威脅。一些分節(jié)段的病毒之間可以通過重組或重配發(fā)生變異，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與前次導(dǎo)致感染的株型發(fā)生了變異，這種快速的變異給疫苗的設(shè)計(jì)和治療造成了很大的障礙。而耐藥性結(jié)核桿菌的出現(xiàn)使原本已近控制住的結(jié)核感染又在世界范圍內(nèi)猖獗起來。

另一方面，微生物千姿百態(tài)，有些是腐敗性的，即引起食品氣味和組織結(jié)構(gòu)發(fā)生不良變化。能夠造成食品、布匹、皮革等發(fā)霉腐爛，甚至以食物作媒介引起人體中毒、染病、致癌和死亡。工業(yè)產(chǎn)品中的微生物也會(huì)污染各種工業(yè)器材，如金屬、儀表、電訊器材、絕緣材料和紡織品等，它們或含有一些可被微生物利用的成分，或因種種原因沾染了或多或少的有機(jī)物質(zhì)，因此，都會(huì)受到微生物的侵蝕，使之老化變質(zhì)。鋁及其合金制品受到微生物的侵蝕。例如，曾發(fā)生過飛機(jī)的油槽因受到牙枝霉、銅綠色假單胞菌和弧菌等的腐蝕而漏油。飛機(jī)機(jī)翼的內(nèi)鋁壁也受到上述微生物的侵蝕。鋼鐵及其制品因長期與水或土壤接觸，受到鐵細(xì)菌、硫細(xì)菌、硫酸還原細(xì)菌等的作用而腐蝕。電子設(shè)備、集成電路、絕緣材料等均可受到霉菌的侵蝕，由于霉菌的菌絲能導(dǎo)電，因此常能引起有關(guān)設(shè)備的失靈。羊毛、棉紗、尼龍、聚制脂及其制品，也常受到微生物的侵蝕。污染漾奶、毛的微生物主要有銅綠色假單胞桿菌、微球菌、枯草桿菌、曲霉、青霉等。污染棉織品的主要是纖維素分解菌群的微生物。污染尼龍的有球二孢和紅曲霉等。在這些方便，微生物給人類生產(chǎn)生活帶來了極大的不便和危害。

當(dāng)然有些微生物是有益的，它們可用來生產(chǎn)如奶酪，面包，泡菜，啤酒和葡萄酒。微生物非常小，必須通過顯微鏡放大約1000 倍才能看到。比如中等大小的細(xì)菌，1000個(gè)疊加在一起只有句號(hào)那么大。想像一下一滴牛奶，每毫升腐敗的牛奶中約有5千萬個(gè)細(xì)菌，或者講每夸脫牛奶中細(xì)菌總數(shù)約為50億。也就是一滴牛奶中可能含有50 億個(gè)細(xì)菌。

從進(jìn)化史來看，這些微生物早已適應(yīng)了人類提供的環(huán)境，同時(shí)為我們的健康所必需。就如大腸桿菌，我們的腸道給它們提供了營養(yǎng)和棲息場所，而它們也幫助我們消化許多食物，包括維他命、糖和纖維，與此同時(shí)，它們還合成一些我們自身無法合成的維他命。時(shí)至如今，我們腸道內(nèi)的正常菌已經(jīng)包括擬桿菌、梭桿菌、雙歧桿菌、真桿菌、鏈球菌、大腸桿菌、放線菌等很多種類，此外，還有一些病毒和原生動(dòng)物。

在醫(yī)學(xué)上，人類對微生物的利用也不斷的造福人類。最早是弗萊明從青霉菌抑制其它細(xì)菌的生長中發(fā)現(xiàn)了青霉素，這對醫(yī)藥界來講是一個(gè)劃時(shí)代的發(fā)現(xiàn)。后來大量的抗生素從放線菌等的代謝產(chǎn)物中篩選出來?？股氐氖褂迷诘诙问澜绱髴?zhàn)中挽救了無數(shù)人的生命。一些微生物被廣泛應(yīng)用于工業(yè)發(fā)酵，生產(chǎn)乙醇、食品及各種酶制劑等；一部分微生物能夠降解塑料、處理廢水廢氣等等，并且可再生資源的潛力極大，稱為環(huán)保微生物；還有一些能在極端環(huán)境中生存的微生物，例如：高溫、低溫、高鹽、高堿以及高輻射等普通生命體不能生存的環(huán)境，依然存在著一部分微生物等等?？瓷先?，我們發(fā)現(xiàn)的微生物已經(jīng)很多，但實(shí)際上由于培養(yǎng)方式等技術(shù)手段的限制，人類現(xiàn)今發(fā)現(xiàn)的微生物還只占自然界中存在的微生物的很少一部分。

綜上所述，微生物和人類的關(guān)系密切相關(guān)。既能造福我們，也能毀滅我們。迄今為止，我們所知道的微生物約有10萬種，有人估計(jì)目前已知的種只占地球上實(shí)際存在的微生物總數(shù)的20%，微生物很可能是地球上物種最多的一類。微生物資源是極其豐富的，但在人類生產(chǎn)和生活中僅開發(fā)利用了已發(fā)現(xiàn)微生物種數(shù)的1%。“Perlman 氏應(yīng)用微生物學(xué)定律”中生動(dòng)的描述“微生物總沒有錯(cuò)，它是你的朋友和微妙的伙伴。愚蠢的微生物是沒有的。微生物善于做和樂于做任何事情。微生物比化學(xué)家、工程師和其他人機(jī)靈、聰明和精力充沛。如果你會(huì)照顧這些小朋友，那么它也會(huì)照顧你的未來”所以我們應(yīng)該從辯證的角度思考和學(xué)習(xí)，趨利避害、揚(yáng)長避短。

第五篇：化學(xué)微生物論文

化學(xué)物質(zhì)對DNA復(fù)制過程的抑制作用

摘要：DNA是生物的遺傳信息載體，隨著細(xì)胞的復(fù)制繁殖而復(fù)制并控制蛋白質(zhì)酶等的合成，從而控制微生物的活動(dòng)。自從1981年研究人員發(fā)現(xiàn)一類酶系統(tǒng)中啟動(dòng)細(xì)菌染色體的DNA復(fù)制的成分開始，人們對DNA復(fù)制過程的研究就越發(fā)深入。繼發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)dna-A后研究又發(fā)現(xiàn)了能抑制DNA復(fù)制過程的另一種蛋白質(zhì)，即33-kDA。然而研究的深入也發(fā)現(xiàn)了苯噻草胺，對DNA的復(fù)制過程也有一定影響，并在實(shí)際生活中廣泛應(yīng)用。發(fā)現(xiàn)苯噻草胺與旱地植物 DNA的結(jié)合可能是BTMP A嵌入 DNA雙螺旋溝槽而結(jié)合的，從而抑制DNA的復(fù)制。

關(guān)鍵詞：化學(xué)物質(zhì)；DNA復(fù)制；抑制作用；苯噻草胺

DNA是一種長鏈聚合物，組成單位稱為脫氧核苷酸（即 A-腺嘌呤 G-鳥嘌呤 C-胞嘧啶 T-胸腺嘧啶），而糖類與磷酸分子借由酯鍵相連，組成其長鏈骨架。每個(gè)糖分子都與四種堿基里的其中一種相接，這些堿基沿著DNA長鏈所排列而成的序列，可組成遺傳密碼，是蛋白質(zhì)氨基酸序列合成的依據(jù)。讀取密碼的過程稱為轉(zhuǎn)錄，是以DNA雙鏈中的一條為模板復(fù)制出一段稱為RNA的核酸分子。多數(shù)RNA帶有合成蛋白質(zhì)的訊息，另有一些本身就擁有特殊功能，例如rRNA、snRNA與siRNA。在細(xì)胞內(nèi)，DNA能組織成染色體結(jié)構(gòu)，整組染色體則統(tǒng)稱為基因組。染色體在細(xì)胞分裂之前會(huì)先行復(fù)制，此過程稱為DNA復(fù)制。對真核生物，如動(dòng)物、植物及真菌而言，染色體是存放于細(xì)胞核內(nèi)；對于原核生物而言，如細(xì)菌，則是存放在細(xì)胞質(zhì)中的類核里。染色體上的染色質(zhì)蛋白，如組織蛋白，能夠?qū)NA組織并壓縮，以幫助DNA與其他蛋白質(zhì)進(jìn)行交互作用，進(jìn)而調(diào)節(jié)基因的轉(zhuǎn)錄。

斯坦福大學(xué)醫(yī)學(xué)院的研究人員發(fā)現(xiàn)了一種抑制大腸桿菌中DNA復(fù)制的蛋白質(zhì)。從而使人們對基因復(fù)制過程 的認(rèn)識(shí)前進(jìn)了一大步。據(jù)這些研究人員說此發(fā)現(xiàn)有助于我們了解與胚胎發(fā)育、突變及疾病機(jī)理有關(guān)的若干 問題,對未來的遺傳工程研究可能也有很大價(jià)值。據(jù) 《研究與開發(fā)雜志》報(bào)導(dǎo),研究人員早在1981年就確定了一類酶系統(tǒng)中啟動(dòng)細(xì)菌染色體的DNA復(fù)制的成分,并稱此成分為dna-A。之后他們就開始著手搜尋能抑制DNA復(fù)制過程的另一種蛋白質(zhì)。現(xiàn)在他們終于找到了這種蛋白質(zhì),并命名為33-kDA。

染色體由DNA分子構(gòu)成,而DNA又由兩股互栩纏繞的化學(xué)亞單位構(gòu)成。大 腸 桿 菌 的DNA分子含有約4百萬個(gè)化學(xué)亞單位,但是只有, 245個(gè)亞單位構(gòu)成復(fù)制開關(guān)。研究人員運(yùn) 用基因拼接技術(shù),花了9年的時(shí)間仔細(xì)研究這些基因開關(guān) 的組成部分。在獲得了大多數(shù)起復(fù)制開關(guān)作用的分子之 后,研究人員開始搜尋細(xì)菌細(xì)胞中能夠防止DNA復(fù)制的蛋白質(zhì)。經(jīng)過長 期的研究,他們終于分離 出了33-kDA。

研究人員發(fā)現(xiàn),當(dāng)起始區(qū)域中的DNA打開并形成一個(gè) “泡”時(shí)，DNA鏈的復(fù)制過 程 就就開始了。蛋白質(zhì)33-kDA 的作用并不是使泡又重新關(guān)上。33-kDA是一種抑制蛋白質(zhì),它能防止泡打開.只要這種蛋白存在,它就能阻止dna-A 發(fā)生作用。如果這種蛋白質(zhì)不 存在 ,則泡就將長大,而兩股DNA鏈將 起復(fù)制模板的作用。

在談到這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)的意義時(shí),研究人員指出,早期的實(shí)驗(yàn)已表明,細(xì)菌、植物、動(dòng)物和人的DNA 分子所執(zhí)行的許多基本功能具有大體相同的生物化學(xué)特性。DNA的復(fù)制過程 以及染色體的組織方式 的基本原則對于所有生物是一致的。因此,上述新發(fā)現(xiàn)雖然是對細(xì)菌的DNA作出的,但是除了一些具體的細(xì)節(jié)之外,此發(fā)現(xiàn) 同樣適用于植 物和動(dòng)物。研究人員之所 以把往意力集 中在細(xì)菌和病毒這樣一些較簡單的有機(jī)物上,是因?yàn)楸容^容易從簡單有機(jī)物中分離出所要尋找的蛋白質(zhì)。

長期以來,農(nóng)田雜草是困擾農(nóng)民, 影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要因素之一,因而, 除草劑的研制與開發(fā)對我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著重大意義。在農(nóng)藥新品種創(chuàng)研過程中,先導(dǎo)化合物的發(fā)現(xiàn)和優(yōu)化是創(chuàng)制農(nóng)藥新品種的關(guān)鍵,獲取先導(dǎo)化合物的途徑很多, 其中, 生物合理設(shè)計(jì)是當(dāng)代農(nóng)藥創(chuàng)新研究的前沿。

苯噻草胺[ 2-(2-benzo thiazo lyloxy)methyl-N-phenyl-acetam i de , I , 縮寫為 BTMPA[1]是由德國拜耳公司于20世紀(jì)70年代末研制成功的酰胺類選擇性內(nèi)吸傳導(dǎo)型除草劑。目前該藥在日本、韓國廣泛用作水田除草劑。1996年丹東農(nóng)藥總廠與湖南化工研究院聯(lián)合開發(fā), 合成了苯噻草胺。它主要用于防除移栽水稻田以稗草為主的禾本科雜草, 對稗草株防效達(dá)96%以上,鮮重防效達(dá) 99 %以上。此藥主要通過芽鞘和根吸收,經(jīng)木質(zhì)部和韌皮部傳導(dǎo)至雜草的幼芽和嫩葉,阻止雜草生長點(diǎn)細(xì)胞分裂伸長, 最終造成植株死亡[2]。實(shí)驗(yàn)室研究了苯噻草胺與稗草DNA和水稻DNA的相互作用,用紫外光譜法[3]伏安法[4-5]證實(shí),苯噻草胺可在水田植物DNA分子表面和RNA鏈表面堆積,抑制DNA的復(fù)制, 阻止mRNA參與蛋白質(zhì)合成,從而除草;同時(shí)還發(fā)現(xiàn)水稻 DNA具有解毒作用, 因而使得苯噻草胺可用于水田選擇性除草[6]。苯噻草胺也可用于旱地除草。用紫外光譜法研究了BTMPA與旱地單子葉植物狗尾草DNA和玉米DNA的相互作用,發(fā)現(xiàn)BTMPA可嵌入旱地植物DNA雙螺旋中, 使DNA解鏈變性而抑制DNA復(fù)制, 從而殺除旱地雜草[7]。本文研究了BTMP A與旱地雜草早熟禾DNA和旱地雙子葉作物黃豆 DNA的相互作用,發(fā)現(xiàn)苯噻草胺能嵌入雜草DNA雙鏈中,破壞DNA分子中堿基配對,使DNA雙鏈解開, 抑制DNA的復(fù)制, 從而導(dǎo)至雜草死亡。并發(fā)現(xiàn)用 BTMP A 除草時(shí), 不同雜草所需 BTMPA濃度差別顯著,旱地雙子葉作物黃豆 DNA有解毒作用。

研究最終發(fā)現(xiàn)苯噻草胺與旱地植物 DNA的結(jié)合可能是BTMP A嵌入 DNA雙螺旋溝槽而結(jié)合的，從而能夠達(dá)到抑制DNA復(fù)制的作用。

參考文獻(xiàn)：

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