⑴ 微生物與食品之間的關系
利用有益微生物製造食品、保藏食品,控制腐敗微生物生長繁殖代謝,防止食品變質。
微生物與食品的關系主要有有益、有害、有益和有害相互轉化幾種情況。有益分為直接有益和間接有益,又可進一步分為有益於人體健康和有益於生產;對於食品有害的微生物,有些是微生物自身是病原菌、致病菌,可以引起食品污染,有些是因為這些微生物並無危害,但是其代謝產物有毒性,危害人體健康;還有一些微生物自身不會致病也不會產生有害代謝物。但是其生長繁殖會給生產帶來一些影響。一些微生物對生產和健康的影響較小,而另一些微生物在一些情況下有利於生產和健康,但在另一些情況下則不利於生產,有害於健康。
例如:酵母菌與人們的生活有著十分密切的關系,幾千年來勞動人民利用酵母菌製作出許多營養豐富、味美的食品和飲料。目前,酵母菌在食品工業中佔有極其重要的地位。利用酵母菌生產的食品種類很多,有麵包、蛋糕等。
(1)我們應該如何處理和微生物之間的關系擴展閱讀:
微生物指標還應包括病毒,如肝炎病毒、豬瘟病毒、雞新城疫病毒、馬芷克氏病毒、口蹄疫病毒、狂犬病病毒,豬水泡病毒等;另外,從食品檢驗的角度考慮,寄生蟲也被很多學者列為微生物檢驗的指標,如旋毛蟲、囊尾蚴、豬肉孢子蟲、蛔蟲、肺吸蟲、弓形體、蟎、薑片吸蟲、中華分枝睾吸蟲等。
美國開展的食品微生物檢驗項目主要包括:需氧菌平板計數、糞大腸菌群、大腸埃希氏菌、凝固酶陽性葡萄球菌、沙門氏菌、霍亂弧菌、副溶血性弧菌、單核細胞增生李斯特氏菌、創傷弧菌、肉毒梭菌、麻痹性貝類毒素、神經性貝類毒素、遺忘性貝類毒素以及組胺等。
參考資料:網路-生物分類學
⑵ 微生物與人類的關系是什麼
微生物與人類的關系
微生物簡介
微生物(microorganism簡稱microbe)是包括細菌、病毒、真菌以及一些小型的原生動物等在內的一大類生物群體,它個體微小,卻與人類生活密切相關。一般將微生物劃分為以下8大類:細菌、病毒、真菌、放線菌、立克次體、支原體、衣原體、螺旋體。微生物在自然界中可謂「無處不在,無處不有」,涵蓋了有益有害的眾多種類,廣泛涉及健康、醫葯、工農業、環保等諸多領域。下面就具體從醫療保健、工業生產、農業生產、環境保護、生命科學基礎研究幾個方面分析微生物與人類的關系。
(一)微生物與醫療保健
首先,微生物學對於醫療保健起了巨大的推動作用。英國醫生受到巴斯德胚種學說的影響,發明了石炭酸手術消毒法,為降低手術感染率起到了巨大的作用。在十九世紀七十年代到二十世紀初的三十年間,由於微生物學各種方法的出現,許多嚴重危害人畜的病原微生物被分離出來,如炭疽芽胞桿菌、麻風分枝桿菌、肺炎鏈球菌、傷寒沙門氏菌、結核分枝桿菌、鼠疫巴斯德氏菌等。科學家經過十幾年努力發明了減毒型牛痘結核桿菌製成的bcg,讓人類在病原菌的面前,有了主動性。通過對微生物的代謝的研究,發現一種鹼性染料可以抑制微生物四氫葉酸的產生,令微生物死亡,化學治療劑磺胺類葯物大量出現。上世紀初的青黴素的出現,引發了發掘抗生素寶庫的熱潮,鏈黴素、氯黴素等相繼出現。如今,基因工程菌葯物的應用,更是帶來巨大的醫療價值和商業價值。
其次,作為一名二十一世紀的愛美女性,愛美是一門一生的必修課,所以自然的就將微生物與醫療保健的關注點放在了微生物與美容養顏上。微生物酵素可調節血壓、調節腸胃功能、調節免疫功能、護肝、治療糖尿病的保健功效,微生物酵素的美白、抗衰老、去痘和防腐的美容功效。微生物酵素就是益生菌。益生菌(Probiotics),是指改善宿主微生態平衡而發揮有益作用,達到提高宿主健康水平和健康狀態的活菌制劑及其代謝產物,益生菌存在於地球上的各個角落裡面,動物體內有益的細菌或真菌主要有:乳酸菌、雙歧桿菌、放線菌、酵母菌等。目前世界上研究的功能最強大的青竹緣活性益生菌,就包括了以上各類微生物組成的活性益生菌。
(二)微生物與工業生產
微生物的特點是種類多、分布廣、生長迅速、繁殖速度快、代謝能力強、適應性強、容易培養。工業生產中,可根據微生物的特點選擇適宜的微生物。有的微生物從自然界中分離出來就能被利用,有的需要對分離到的野生菌株進行人工誘變,得到突變株才能被利用。當前發酵工業所用的菌種總趨勢是從野生菌轉向突變菌,自然選育轉向代謝育種,從誘發基因突變轉向基因重組的定向育種。由於發酵工程本身的發展以及基因工程的介入,藻類、病毒等也正在逐步地變為工業生產用的微生物。工業生產常用的微生物
1.細菌
細菌(bacteria)是自然界分布最廣、數量最多的一類微生物,屬單細胞原核生物,比較典型的二分分裂方式繁殖。細胞生長時,環狀DNA染色體復制,細胞內的蛋白質等組分同時增加一倍,然後在細胞中部產生一橫段間隔,染色體分開,繼而間隔分裂形成兩個相同的子細胞。如間隔不完全分裂就形成鏈狀細胞。
工業生產常用的細菌有:枯草芽孢桿菌、醋酸桿菌、棒狀桿菌、短桿菌等。用於生產澱粉酶、乳酸、醋酸、氨基酸和肌苷酸等等。
⒉酵母菌
酵母菌(yeast)為單細胞真核生物,在自然界中普遍存在,主要分布於含糖較多的酸性環境中,如水果、蔬菜、花蜜和植物葉子上,以及果園土壤中。石油酵母較多地分布在油田周圍的土壤中。酵母菌多為腐生,常以單個細胞存在,以發芽形式進行繁殖,母細胞體積長到一定程度時就開始發芽。芽長大的同時母細胞縮小,在母子細胞間形成隔膜,最後形成同樣大小的兩細胞,如果子芽不與母細胞脫離就形成鏈狀細胞,稱為假菌絲。在發酵生產旺期,常出現假菌絲。
工業上用的酵母菌有:啤酒酵母、假絲酵母、類酵母等。分別用於釀酒、製造麵包、生產脂肪酶(lipase)以及生產可食用、葯用和飼料用酵母菌體蛋白等。
⒊黴菌
黴菌(mould)不是一個分類學上的名詞。凡生長在營養基質上形成絨毛狀、網狀或絮狀菌絲的真菌統稱為黴菌。黴菌在自然界分布很廣,大量存在於土壤、空氣、水和生物體內外等處。它喜歡偏酸性環境,大多數為好氧性,多腐生,少數寄生。黴菌的繁殖能力很強,它以無性孢子和有性孢子進行繁殖,多以無性孢子繁殖為主。其生長方式是菌絲末端的伸長和頂端分支,彼此交錯呈網狀。菌絲的長度既受遺傳性的控制,又受環境的影響,其分支數量取決於環境條件。菌絲或呈分散生長,或呈菌絲團狀生長。
工業上常用的黴菌有:藻狀菌綱的根霉、毛霉、犁頭霉,子囊菌綱的紅麴黴,半知菌類的麴黴、青黴等。它們可用於生產多種酶制劑、抗生素、有機酸及甾體激素(steroid hormone)等。
⒋放線菌
放線菌(actinomycetes)因菌落呈放線狀而得名。它是一個原核生物類群,在自然界中分布很廣,尤其在含有機質豐富的微鹼性土壤中較廣。大多腐生,少數寄生。放線菌主要以無性孢子進行繁殖,也可借菌絲片段進行繁殖。後一種繁殖方式見於液體浸沒培養中。其生長方式是菌絲末端伸長和分支,彼此交錯成網狀結構,成為菌絲體。菌絲長度既受遺傳性的控制,又與環境相關。在液體浸沒培養中由於攪拌器的剪切應力作用,常常形成短的分支旺盛的菌絲體,或呈分散生長,或呈菌絲團狀生長。它的最大經濟價值在於能產生多種抗生素(antibiotic)。從微生物中發現的抗生素,有60%以上是放線菌產生的,如鏈黴素、紅黴素、金黴素、慶大黴素等。常用的放線菌主要來自以下幾個屬:鏈黴菌屬、小單孢菌屬和諾卡菌屬等。
⒌擔子菌
所謂擔子菌(basidiomycetes)就是人們通常所說的菇類(mushroom)微生物。擔子菌資源的利用正引起人們的重視,如多糖、橡膠物質和抗癌葯物的開發。近幾年來,日本、美國的一些科學家對香菇的抗癌作用進行了深入的研究,發現香菇中1,2-β-葡萄糖苷酶及兩種糖類物質具有抗癌作用。
⒍藻類
藻類(alga)是自然界分布極廣的一類自養微生物資源,許多國家已把它用作人類保健食品和動物飼料。培養螺旋藻,按乾重計算每公頃(1 ha = 104 m2)可收獲60 t,而種植大豆每公頃才可收獲4 t;從蛋白質產率來看,螺旋藻是大豆的28倍。培養珊列藻,從蛋白質產率計算,每公頃珊列藻所得蛋白質是小麥的20~35倍。此外,還可通過藻類將CO2轉變為石油,培養單胞藻或其它藻類而獲得的石油,可占細胞乾重的5%~50%,合成的油與重油相同,加工後可轉變為汽油、煤油和其它產品。有的國家已建立培植單胞藻的農場,每年每公頃地,培植的單胞藻按5%干物質為碳水化合物(石油)計算,可得60 t石油燃料。此項技術的應用,還可減輕因工業生產而大量排放CO2造成的溫室效應。國外還有人從「藻類農場」獲取氫能的報道,大量培養藻類,利用其光合放氫來獲取氫能。
作為大規模生產,對菌種則有下列要求
(1)原料廉價、生長迅速、目的產物產量高;
⑵易於控制培養條件,酶活性高,發酵周期較短;
⑶抗雜菌和噬菌體的能力強;
⑷菌種遺傳性能穩定,不易變異和退化,不產生任何有害的生物活性物質和毒素,保證安全生產。
(三)微生物與農業生產
微生物與農業生產的關系十分密切,如耕作層土壤、動物胃腸道等均是由多種微生物共同組成的一個復雜的生態系統,這個系統里有有益微生物,也有一些有害的微生物種類,如病原菌、腐敗細菌等,這些微生物之間互相作用、互相影響,如有益微生物的數量增加,就可抑制有害微生物的生長繁殖。根據這種現象人們有目的地篩選出一些有益的微生物種類,並加以培養繁殖製成有益生物菌制劑。將有益生物菌制劑施入土壤則可以提高土壤的有效養分含量,減少病害的發生,提高農產品品質。例如微生物肥料。目前,我國是世界上最大的化肥生產和消費國,但是化肥會削弱莊稼生產能力、加劇環境污染、浪費大量緊缺資源等弊端。微生物肥料在維系與提高土壤生產力、改善農產品品質、降低病蟲害發生、保護農田生態環境以及夯實國家糧食和食品安全方面均具有不可替代的作用,對發展「兩高一優」農業和實現「綠色工程」以及提高人民生活水平,具有重要的意義。成為未來肥料的優良選擇。
(四)微生物與環境保護
環境保護和污染環境的生物修復是21世紀全球性的一項戰略任務,微生物可在其中發揮不可取代的重大作用。例如1利用微生物肥料、殺蟲劑或農用抗生素等來取代會嚴重污染環境和不可降解的化學肥料或化學農葯2利用微生物生產的PHB、PHB或聚乳酸製造易降解的醫用塑料、快餐盒等製品以減少「白色污染」3利用微生物的降解、氧化等生化活性來凈化生活污水、有毒工業污水和生活有機垃圾4利用微生物來檢測環境的污染度,如用艾姆氏方法檢測「三致」物質,利用EMB培養基檢測飲用水等樣品中的腸道菌群,以及利用發光細菌來檢測水源的污染度等。
(五)微生物與生命科學基礎研究
微生物學促進許多重大理論問題的突破為分子生物學和分子遺傳學的發展奠定了基礎,微生物對生命科學研究技術做了重大貢獻由於微生物學的消毒滅菌,分離培養等技術的滲透和應用的拓寬及發展,動植物細胞可以再培養在平板或三角瓶里,可以再顯微鏡下分離。今天的轉基因動物,轉基因植物的轉化技術也源於微生物的理論和技術。微生物的重大發現導致了DNA重組技術和遺傳工程的出現,使整個生命科學翻開了新的一頁,也將使人類定向改變生物、根治疾病、美化環境的夢想成為現實。微生物一方面在與其他學科交叉和相互促進中,獲得了令人矚目的發展。另一方面也為整個生命科學的發展做出了巨大的貢獻,並在生命科學的發展中佔有重要地位。
⑶ 淺析微生物與人類的關系
摘要 世界的每一個角落都存在著精緻的微生物,它們轉化物質,傳遞能量,努力創造它們生命所需的環境;我們的生產和生活始終與它們密切相關,它們在我們的生活中起著重要而復雜的作用。我們應該正確認識它們。它們既是人類的朋友,也是人類的敵人。我們應該正確處理與微生物的關系,合理利用微生物,提高人類生活質量,與微生物長期和諧相處。
關鍵詞 微生物; 人類; 有利有害
引言 微生物(microorganism簡稱microbe)是一大類生物,包括細菌、病毒、真菌和一些小型原生動物。它們是小個體,但它們與人類生活密切相關。微生物在自然界無處不在,它們可以在我們的外部環境和身體中找到。它們不僅分布廣泛,而且種類和數量也超出了我們的想像。我們總是不可避免地與微生物打交道。
微生物對人類有一個有害的一面,可以腐蝕工業設備,腐蝕和惡化食品和原材料,甚至通過食品作為媒介引起人類中毒、疾病、癌症和死亡;它們對人類也是有益的,在食品、制葯、冶金、采礦、石油、皮革、輕化工業等行業中可以發揮不可替代的重要作用。所以,人類的生活無法不與微生物世界產生交集,微生物是人類永遠「相愛相殺」的老夥伴。
一、微生物與食品的關系
微生物產品在人類日常生活中隨處可見。葡萄酒、酸奶、醬油、醋和味精等食物,以及抗生素、激素、疫苗和其他葯物都是通過微生物發酵製成的。
目前,酒精發酵主要用於將葡萄糖等單糖轉化為食用酒精,食用酒精是酒精食品中的主要物質。酵母菌是兼性厭氧微生物。有氧時呼吸氧氣,直接消耗葡萄糖,產生更多能量,新陳代謝旺盛,便於大規模繁殖,提高生產效率。在缺氧和適當溫度的條件下,酵母菌會無氧呼吸,將葡萄糖、果糖和甘露糖等單糖吸入細胞,並在內部酶的作用下將單糖分解成乙醇和二氧化碳,這就是所謂的發酵。
一些細菌的代謝產物可以改善酒、米酒和葡萄酒的風味。在發酵過程中,適當引入細菌也可以克服白酒後味不足的缺點。釀酒工業中常用的細菌包括乳酸菌、醋酸菌、丁酸菌等。
糖化菌是一種能將澱粉質原料轉化為葡萄糖的細菌,廣泛應用於釀酒行業。糖化酶產生的澱粉糖化酶和蛋白水解酶能促進消化,使乳酸菌和雙歧桿菌增殖和活化。其糖化力強,繁殖速度快,熱穩定性好,耐酸耐醇,不產生或產生較少的果膠酶,可減少甲醇產量。麴黴屬、根霉屬、內孢霉屬、紅麴黴屬和毛霉屬是葡萄酒工業中常用的菌種。
泡菜是國人的發明,也是一種受歡迎的民間食物。它是一種發酵加工的腌製品。泡菜製作簡單,成本低廉,味道鮮美,有利於保存,深受大眾歡迎。在泡菜的製作過程中,許多種細菌都參與了發酵,但乳酸菌起著主要作用。乳酸菌是異養厭氧菌,在厭氧條件下將葡萄糖分解成乳酸和少量乙醇,這些物質相互作用形成許多芳香物質,使泡菜具有獨特的風味;同時,乳酸菌能有效保存泡菜中的維生素。因此,泡菜是一種風味獨特、營養豐富的食品。常見的乳酸菌有乳酸鏈球菌和乳酸桿菌,其中乳酸桿菌常用於製作酸奶。
像這樣的食品有很多,比如醋、腐乳、醬油,都是應用微生物發酵的原理,所以這里就不詳細描述了。值得一提的是,隨著現代科學技術的飛速發展,微生物香料、營養品和香水已經逐漸從夢想變成現實,並進入普通人的生活,給製造業帶來了巨大的創新。
然而,微生物也對人類有不利影響。例如,微生物可以導致傳染病的發生和流行,導致食物、衣服、皮革等的發霉和腐爛。這些都是不良保護措施造成的負面影響。
二、微生物與人類健康
人類腸道中有許多有益微生物,包括細菌、病毒、真核生物等。它們能與腸道內的其他微生物和免疫系統相互作用,合成多種維生素和氨基酸,如核黃素和維生素K等,滿足人類需求,與人體形成復雜的共生系統,對人類健康有重要影響。
2.1微生物病原菌給人類帶來的災難
微生物病原體能給人、動物和植物帶來疾病,給人類健康和生命帶來嚴重威脅。在14世紀中葉,由耶爾森菌引起的鼠疫導致了歐洲三分之一的死亡。解放前,中國也經歷過類似的災難。即使現在,人類社會仍然受到由微生物病原體引起的疾病和災難的威脅。艾滋病、結核病、瘧疾和霍亂正在卷土重來並大規模傳播,新出現的疾病如瘋牛病、軍團病、埃博拉病毒病、大腸桿菌0157、霍亂0139新致病株、非典病毒、西尼羅病毒、禽流感病毒和豬流感病毒等正在給人類帶來新的疾病和災難。
2.2微生物與人類的關系
在日常生活和生產中,微生物也存在於食品、葯品、化妝品、其他產品和物品、飲用水和污水、環境空氣和內外生物中。這些微生物對我們的身體有利也有弊,對我們的生產、生活和健康都有重要影響。與人類健康相關的微生物包括自然界中存在的所有微生物,宇宙中已知甚至未知的微生物都可能對人類產生影響;包括病原微生物和非病原微生物,對人體有害和有益的微生物。病原微生物能引起人類患各種疾病,影響人們的健康、生活和生活質量,甚至致命,這反映了微生物的有害影響。另一方面,微生物有益於人體和生產生活。作為微生物的宿主,人類是最大的微生態空間,也是它們繁衍的最佳領地之一。
人一出生,身體表面就有微生物,而且與外界在同一個體腔內,這將伴隨著人類生命的終結。人體腸道內的細菌依靠消化道提供生存環境,而宿主可以從胃腸道的正常菌群中獲得營養,如維生素B(B1、B2、B6和B12)、泛酸、煙酸和維生素K等。碳水化合物[微生物具有幾乎與宿主一樣多的碳水化合物酶,其中一些(如纖維素分解酶)在宿主(反芻動物)中是缺乏的,並依賴細菌酶將多糖降解成營養物],蛋白質(細菌)細菌參與宿主的代謝和吸收(細菌的B-葡萄糖醛酸酶和硫酸化酶在許多化合物的腸肝循環中起重要作用;腸道細菌參與大多數腸肝循環,如膽紅素、膽汁、雌激素和膽固醇;微生物生長和繁殖過程中合成的營養物質最終會被宿主消化、吸收和利用);參與宿主免疫(正常微生物群落對人和動物有不可或缺的免疫刺激作用);發揮生物拮抗作用(反對外籍菌群的定居)。從以上事實可以看出,在宿主環境中,正常微生物和外來微生物必須爭奪生存空間和食物,並從環境中捕食。它們生活在宿主體內並與宿主合作,這主要是一種互利共生的關系。可以說,沒有微生物,人和動物就無法生存,反之亦然。
2.3微生物在醫葯衛生中的應用與人類健康
眾所周知的自然法則是適者生存,不適者淘汰。自人類歷史以來,我們的祖先在抗擊創傷、疾病和瘟疫以促進健康方面積累了豐富的經驗,並創立和發展了預防保健醫學和臨床醫學。醫學是診斷、治療、預防和控制疾病以及保持健康的技術和科學。目前,許多微生物被用於生產各種葯物,例如抗生素、維生素、氨基酸、酶制劑、酶抑制劑、細菌制劑和微生物表面活性劑,它們是在微生物生命活動過程中產生的或由微生物自身製造的合成代謝物。雖然生物毒素對人類健康有害,但我們也用它們作為治療人類疾病的葯物。例如,肉毒桿菌產生的肉毒桿菌神經毒素是第一種用於治療人類斜視、斜頸、面肌痙攣和其他肌肉疾病的微生物毒素葯物;河豚毒素和芋螺毒素等海洋生物毒素也顯示出良好的應用前景。微生物毒素是一把「雙刃劍」,它不僅是人類的敵人,也是人類的朋友。
三、微生物與農業生態環境
3.1二十一世紀農業生態環境面臨的問題
21世紀是生態文明的世紀。人們把對人與自然和諧的追求推到了社會發展主題的位置。它標志著人類即將進入一個全新的文明時代,即生態文明建設的時代。在現代農業發展過程中,遇到了一系列問題。一是化肥使用逐年增加,化肥利用率和化肥增產效益下降;第二,農葯的使用逐年增加,造成環境污染,威脅農產品安全;第三,土壤肥力下降,土壤退化加劇;第四,土壤生態環境惡化,土壤生態功能下降。
3.2解決農業生態環境問題的措施
3.2.1有效微生物技術
有效微生物技術的開發和應用對中國設施農業的可持續發展尤為重要。它在提高和保持土壤肥力、轉化營養元素、提高肥料利用率、促進作物生長、拮抗土傳病害、凈化環境和平衡生態系統等方面發揮著重要作用。我們應該充分利用微生物肥料的上述功能,為設施農業生產和農業可持續發展服務。發展設施農業是集約利用資源、增加農民收入、提高農業競爭力的戰略舉措。近年來,隨著我國設施農業的蓬勃發展,設施栽培不僅取得了經濟效益和社會效益,而且改變了土壤的生態環境。目前,微生物技術在設施農業和新型肥料開發中發揮著越來越重要的作用,已逐漸成為我國國家生態示範區、綠色有機農產品基地等的主力軍。在設施農業生產中發揮了越來越明顯的經濟、社會和生態效益。
3.2. 2微生物肥料
微生物肥料是一種用於農業生產的肥料,它通過微生物的生命活動促進作物獲得特定的肥料效應。使用微生物肥料可以減少化肥用量,提高化肥利用率。微生物肥料的使用還可以充分利用可再生資源,提高土壤肥力,幫助作物吸收養分,增強植物抗病抗旱能力,刺激和控制生長,減少或減少病蟲害,對作物品質有良好的影響。根據微生物肥料的作用和機理以及其產品中特定的微生物種類,可以劃分不同的類型,但生物肥料的功效主要與營養元素的來源和有效性有關,或者與作物對養分的吸收、水分和抗病性有關。
3. 2. 3土壤微生物
土壤中微生物豐富,它們隨著環境的不同和時間的延長而變化。新菌株的篩選將大大提高微生物在農業中的應用效率。通過現代分子生物學技術,分離和克隆篩選獲得的新菌株的功能基因片段,人工構建和塑造新的生物活性菌株將成為一個重要的研究方向,利用微生物控制污染和改善環境將是主題。然而,隨著土壤的破壞,微生物的棲息地逐漸被破壞,因此保護土壤微生物資源尤為重要。從農葯到飼料,從肥料到食品,土壤微生物都有廣闊的應用前景。
3.2. 4微生物循環農業
以微生物為核心的循環農業是指從農作物秸稈、動植物加工下腳料、人畜糞便、城鄉有機垃圾等農產品中分解、消化、吸收和合成新的營養物質,並將其投入農業生產的循環過程。發展以微生物為核心的循環農業,不僅可以促進傳統的植物生產和動物生產的「二維農業」向植物生產、動物生產和微生物生產的「三維農業」轉變,而且可以提高農業質量和效率,減少資源浪費,維護生態平衡,增加社會就業,提高勞動者素質,具有深遠的經濟、生態和社會意義。
微生物工程措施能有效改善土壤環境和質量,減少對生態環境的污染,提高作物產量和質量。使人們能夠生活在一個相對健康、無污染的環境中,食用綠色、無污染的健康食品,這對人類健康至關重要。
四、微生物與工業生產
一些微生物被廣泛應用於工業發酵,生產乙醇、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,並且可再生資源的潛力極大,稱為環保微生物;還有一些能在極端環境中生存的微生物,例如:高溫、低溫、高鹽、高鹼以及高輻射等普通生命體不能生存的環境,依然存在著一部分微生物等等。看上去,我們發現的微生物已經很多,但實際上由於培養方式等技術手段的限制,人類現今發現的微生物還只佔自然界中存在的微生物的很少一部分。
工業微生物涉及許多行業,如食品、制葯、冶金、采礦、石油、皮革和輕化工業。通過微生物發酵生產抗生素、丁醇和維生素C,並制備一些風味食品;一些特殊的微生物酶涉及皮革脫毛、冶金、採油和采礦,甚至直接用作洗衣粉等添加劑。此外,一些微生物代謝物可作為天然微生物農葯廣泛應用於農業生產。通過對枯草芽孢桿菌基因組的研究,發現了一系列與抗生素生產和重要工業用酶相關的基因。乳酸菌作為一種重要的微生態調節劑,參與食品發酵過程。對乳酸菌的基因組研究將有助於尋找關鍵功能基因,進而轉化該菌株,使其更適合工業化生產過程。我國兩步發酵生產維生素C的關鍵菌株氧化葡萄糖酸桿菌的基因組研究,將在基因組測序的前提下發現與維生素C生產相關的重要代謝功能基因,通過基因工程改造實現新工程菌株的構建,簡化生產步驟,降低生產成本,進而實現經濟效益的大幅提高。通過對工業微生物的基因組研究,不斷發現新的特殊酶基因和與代謝產物生產相關的重要代謝過程和功能基因,應用於傳統工業和過程的生產和轉化,促進現代生物技術的快速發展。
五、微生物與環境
微生物是自然界中最重要的分解者,在維持物質循環和高度生態平衡、分解生物殘體方面發揮著極其重要的作用。一些自養微生物,如藍細菌和一些浮游微生物,是食物鏈的起點;一些微生物可以分解有毒物質,這對污水處理和自然自凈有重要意義。到目前為止,只有微生物才能分解石油等碳氫化合物,在處理石油污染方面發揮著重要作用。在一些沒有陽光的地方,自養微生物是整個生態鏈的基礎。例如,海底熱液孔隙生態中的硫細菌。
病原微生物可以控制宿主的數量,甚至影響宿主的進化方向,對整個生態平衡起著重要作用。
一些動物和植物有共生微生物,如果它們缺乏這些微生物,它們的生長將受到不同程度的影響,如豆科植物、根瘤菌和地衣中的真菌。
六、結語與微生物學展望
總而言之,微生物對人類社會的發展和人類健康產生了深遠的影響。面向21世紀,展望微生物的未來,我們可以看到,微生物基因組和後基因組的研究將全面展開,微生物多樣性的研究將進一步發展,微生物和環境治理的重要性將更加受到重視,微生物致病性和宿主免疫機制的研究將繼續得到重視和加強。了解微生物之間、微生物與其他生物之間以及微生物與環境之間的相互關系,可以更有效地控制污染,更深入地了解微生物與高等動物之間的共生關系,改善植物。可以預見,在21世紀,微生物學仍將是一門領先的學科,並將為人類健康和社會經濟發展做出更大的貢獻。
參考文獻:
[1]劉香蘭.淺談微生物與人類的關系.[J].中國果菜,2008
[2]楊俊華.微生物與人類關系的重要性.[R].2015-03-15
[3]劉海濤.釀酒過程中的微生物種類及其作用.[J].2019-10-27
[4]黎燕玲.釀酒機器:你知道釀酒酵母菌是什麼嗎?[J].2018-06-04
[5]黃廣范.製作泡菜過程中的生物學相關知識.[R].2020-03-09
[6]張朝武.傳染性非典型肺炎-從SARS談微生物與人類健康.[J].現代預防醫學.2003
[7]王景林.微生物毒害與人類健康.
[8]曹務春.微生物對人類健康的威脅:挑戰與應對.
[9]杜瑛.微生物肥料在農業中的應用.[J].內蒙古農業科技.
[10]何永梅,劉建中.農用微生物菌劑在農業生產上的應用.[J].ASPT.2012
[11]張國香,費香球,張文驥.以微生物為核心的循環農業發展模式及效率.[J].現代農業科技.2012
[12]趙曉宇,張先成,王佳龍,孟立強.土壤微生物資源在農業中的開發和利用.[J].國土資源研究.2009
[13]foodyy. 微生物學的發展.[OL].食品夥伴網.2010-09-01
[14]2001http://www.huankai.com/ application/detail, _105018001005_ _1 00000048446379.html
⑷ 人與微生物的關系
微生物與人類的關系最為密切,對人類既有利的一面又有不利的一面。
一、人類與微生物和平共處,相互制葯,相互依存,處於一種動態平衡狀態
人類與微生物之間的動態平衡稱為微生態平衡,影響其微生態平衡的因素有外環境因素,也有宿主因素,外環境主要是通過改變宿主的生理功能產生的。
如正常菌群,通過產生細菌素,抗生素和其代謝產物,以及爭奪營養,空間爭奪以阻止過路菌群入侵,保持自身的穩定性。生態平衡時,可以保持宿主的正常生理功能,如營養、免疫、消化等。
二、微生物對人類的益處
絕大多數微生物對人類、動物及植物都是有益的,而且都是必須,如果自然界沒有微生物的存在,植物就不能進行代謝,人類及動物也難以生存。
在日常生活中,用的酒類、醋類、醬油類,各種淹製品等,都是利用微生物的發酵法製造出來的。
三、微生物對人類的害處
正常菌群與宿主之間的生態平衡在某些情況下可以被打破,形成生態失衡,而導致疾病。這樣在正常時不致病的正常菌群就成了致病菌。
(4)我們應該如何處理和微生物之間的關系擴展閱讀
相比於大型動物,微生物具有極高的生長繁殖速度。大腸桿菌能夠在12.5-20分鍾內繁殖1次。不妨計算一下,1個大腸桿菌假設20分鍾分裂1次,1小時3次,1晝夜24小時分裂24×3=72次,大概可產生4722366500萬億個(2的72次方),這是非常巨大的數字。
但事實上,由於各種條件的限制,如營養缺失、競爭加劇、生存環境惡化等原因,微生物無法完全達到這種指數級增長。 已知大多數微生物生長的最佳pH范圍為7.0 (6.6~7.5)附近,部分則低於4.0。
微生物的這一特性使其在工業上有廣泛的應用,如發酵、單細胞蛋白等。微生物是人類不可或缺的好朋友。
一個體積恆定的物體,被切割的越小,其相對表面積越大。微生物體積很小,如一個典型的球菌,其體積約1mm,可是其表面積卻很大。這個特徵也是賦予微生物其他如代謝快等特性的基礎。
微生物通常具有極其高效的生物化學轉化能力。據研究,乳糖菌在1個小時之內能夠分解其自身重量1000-10000倍的乳糖,產朊假絲酵母菌的蛋白合成能力是大豆蛋白合成能力的100倍。
⑸ 微生物與人類的關系是什麼
微生物與人類的關系:人類與微生物是和平共處,相互制約,相互依存,處於一種動態平衡狀態。
微生物對人類的益處:絕大多數微生物對人類、動物及植物都是有益的,而且都是必須,如果自然界沒有微生物的存在,植物就不能進行代謝,人類及動物也難以生存。正常情況下人體不會發生感染性疾病。寄居在人體口腔、鼻腔、咽喉腔以及消化道的菌群都是無害的,而且有的還能抵抗病原微生物。這是處於一種平衡狀態,一旦被打破就可能產生疾病。
微生物對人類的害處
正常菌群與宿主之間的生態平衡在某些情況下可以被打破,形成生態失衡,而導致疾病。這樣在正常時不致病的正常菌群就成了致病菌。比如說,身體長期使用抗生素,把"壞"的菌群消滅了,同時也把"好"的菌群也殺死了,這時身體就出現"菌群失調"狀態,就會"生病",因此要補充益生菌。
⑹ 有些微生物對人體有利,我們應該怎麼處理與微生物間的關系
利,比如利用轉基因大腸桿菌發酵,菌體培養,醫療葯物的提取等,一些實驗可以根據微生物的反映映射出其他成果
對於人類一些作物、飼養業也有很多功效:
一些分節段的病毒之間可以通過重組或重配發生變異,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致感染的株型發生了變異,這種快速的變異給疫苗的設計和治療造成了很大的障礙。而耐葯性結核桿菌的出現使原本已近控制住的結核感染又在世界范圍內猖獗起來