微生物与日常生活的关系

微生物与日常生活的关系林燕妮12生物03号[摘要]微生物与人类健康密切相关。多数微生物对人体是无害的。实际上，人体的外表面（如皮肤）和内表面（如肠道）生活着很多正常、有益的菌群。微生物对人类有着众多的影响。微生物千姿百态，有弊也有利，多数微生物在农业，医学，环境保护等方面起着重要作用，但也有对人类有害的微生物，对人类存在着威胁。[关键词]微生物影响应用正文一．微生物的生态微生物广泛分布于自然界，以土壤中最多,但在高达2万米的高空,深至1万米的深海都曾发现微生物。空气中存在微生物，但它不是微生物的增殖环境。水和土壤都具备微生物生活所需的各种条件，是自然界中微生物生活的基本环境。动植物体和它们的排泄物中也含有很多微生物。有些微生物生活于动、植物体内或其体表，与寄主保持互利关系，但有些是导致动植物疾病的病原体。根据微生物分布环境的不同，微生物生态研究也分为不同的专业，如土壤微生物生态、淡水微生物生态、海洋微生物生态、生物体表及体内微生物生态、食物微生物生态、仓贮微生物生态、污染环境微生物生态、水处理微生物生态，以及异常环境微生物生态等。以土壤微生物生态为例,一般研究内容包括:土壤中微生物的种类、数量、空间分布、季节变化、群体功能，以及土壤中（温度、湿度等）对微生物的影响。除常规方法外，还可采用生物化学方法估测微生物的生物量以及微生物活力。在生物进化史上，微生物是最先出现的，不过目前存在的微生物可能大部分不是原初的种类，而是几十亿年进化的产物。岩石经物理、化学及生物等风化作用才逐渐转化为土壤，其中微生物的长期作用有着重要意义。微生物产生的各种酸性代谢产物，能酸化自然水，成为重要的风化因子。岩石风化后，一部分矿物质变为可溶性物质，又为微生物提供了所需要的各种矿物元素。微生物促进腐殖质的形成与分解，改善了土壤结构，逐渐提高土壤肥力。现在土壤中存在着种类繁多的细菌、放线菌、真菌、酵母、藻类、原生动物等，几乎包括全部大类群的微生物。它们已经形成了高度有序的微生物群落。二．微生物的应用1.微生物在农业生产中的应用微生物与土壤肥力：微生物与农业生产的关系极为密切，对农业丰产.农产品的加工与储藏起着重要的作用。农业是人类生存最重要的客观基础。土壤的形成及其肥力的提高有赖于微生物的作习。土壤中含氮物质的最初来源是微生物的固氮作用。土壤中含氮物质的积累、转化和损失，土壤中有机质尤其是腐殖质的形成和转化、团聚结构的形成、岩石矿物变为植物可吸收态的无机化合物等过程都与微生物的生命活动相关。由于微生物的活动，使得土壤具有生物活性性能，推动自然界中最重要的物质循环，并改善土壤的持水、透水、供肥、保肥和冷暖的调节能力，有助于农业生产。微生物肥料：微生物肥料的菌种相当庞大，主要有根瘤菌、固氮菌、放线菌、光合细菌肥料、硅酸盐细菌、微生物生长调节剂等。根瘤菌是目前使用相当广泛的微生物肥料，根瘤菌可以将环境中的植物不能直接利用的氮元素固定成植物可以利用的氨，以增加氮元素在植物体内的循环效率。这一过程没有任何的环境污染，且利用率相当高，使用过程无氮流失。因此，根瘤菌肥料在农业生产中所发挥的经济效益、生态效益等越来越受到重视。硅酸盐细菌肥料和磷解细菌肥料能分解土壤中难溶性的硅酸盐和磷等矿物，并把它们转化成易溶性的矿质化合物，帮助植物对这些矿质元素的吸收。光合细菌肥料可促进植物的光合作用，作为叶面肥已经广泛应用。光合细菌也在渔业中有所应用，以增加鱼塘的养分含量。微生物生长调节剂主要是一些微生物代谢产生的激素类产品，如生长素、赤霉素等。这类微生物肥料在施用后，可刺激和调控植物的生长，促进植物代谢的作用。微生物农药：微生物农药是指应用生物活体及其代谢产物制成的防治作物病害、虫害、杂草的制剂，包括保护生物活体的助剂、保护剂和增效剂，以及某些杀虫毒素和抗生素的人工合成的制剂。目前主要产品有细菌杀虫剂、细菌杀菌剂、抗生素、病毒杀虫剂和真菌杀虫剂以及微生物除草剂。以苏云金芽孢杆菌及其产生的晶体蛋白制作的细菌杀虫剂是研究最深入，应用最广泛的微生物杀虫剂。其作用机理是依靠其所产生的伴孢晶体、外毒素及卵磷脂等致病物质引起害虫肠道等病症而使昆虫致死。目前，杀虫剂被广泛用于防治农、林、贮藏害虫等农业领域。病毒杀虫剂的研究和开发利用起步较晚，其基本原理是由病毒感染种群并引发病毒流行病传播，使害虫持续感病死亡，达到调节害虫种群数量、减轻危害的目的。芽孢杆菌目前在微生物农药的领域应用越来越广泛，已经成为研究热点。笔者所在的课题组从土壤中分离获得多株具有生防功能芽孢杆菌。土壤中一些的枯草芽孢杆菌，解淀粉芽孢杆菌等菌种都可以作为微生物农药来使用，可以防治多种土生的抗菌蛋白。农用抗生素是由细菌、真菌和放线菌等微生物在传真菌病害，如镰刀菌等产生的霉菌病、枯萎病等。其机理主要是营养竞争和菌种产生长代谢过程中所产生的次级代谢产物，此类物质能够抑制某些农作物有害生物。真菌杀虫剂有白僵菌、黄僵菌、绿僵菌等杀虫真菌被开发应用。此外，微生物除草剂是利用杂草的病原微生物制剂大面积喷洒来防除杂草。微生物饲料：用于微生物饲料生产的土壤微生物种类众多，主要有细菌、酵母菌及担子菌等真菌微生物等。主要产品有发酵饲料、单细胞蛋白、添加剂、酶制剂、赖氨酸等。用于生产发酵饲料的菌种有纤维素降解菌、霉菌及酵母菌等。微生物饲料添加剂主要由芽孢杆菌属、乳酸菌属、链球菌属，还包括酵母、双歧杆菌属及部分霉菌等菌种产生。乳酸菌广泛用作微生物饲料添加剂及饲料发酵剂，它是动物肠道内寄生的一类正常有益菌，在动物肠道内和饲料中，乳酸本身既是营养物质，又有抑制其他致病性微生物和腐败微生物的作用。不但蛋白质含量丰富，而且还含有脂肪、糖、核酸、维生素和无机元素，因此是一种具有较高价值的多功能食品或饲料。部分微生物制剂在动物体内的作用主要有改善倡导微生态环境，提高饲料转化率和免疫刺激等。用细菌、霉菌发酵生产的淀粉酶、纤维素酶和蛋白酶等酶制剂参与生物体内各种反应，提高酶促反应的速度，有利于饲料养分的吸收。在饲料中添加由微生物产生的赖氨酸，可加快猪禽增重，并改善动物体品质，提高瘦肉率等。微生物生态保护剂：近20年来国外在开发微生物制剂，用来消除空气、水、土壤中的有毒气体和有害物质方面的研究成效卓著，从土壤中分离获得的新菌株可以净化空气和水中的有害物质，许多除臭剂和净化器的开发和应用具有广阔的天地。微生物生态环境保护剂将会成为环保的一项新兴大产业。正因为微生物在土壤中的储量丰富，且随着环境的差异和时间的延续发生着变化。新菌株的筛选将极大提高微生物在农业中应用的效率。通过现代分子生物学技术，将筛选获得的新菌株的功能性基因片段分离克隆，进行人工构建，塑造新的生物活性菌种，将成为重要的科研方向，用微生物治理污染，改善环境将是主题。但是，随着土壤的破坏，微生物的栖息地也在被逐渐的破坏，因此，保护土壤微生物资源也尤为重要。土壤微生物从农药到饲料，从肥料至食品都将有广阔的应用前景2.微生物在医药的应用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；例如健康人肠道中即有大量细菌存在，称正常菌群，其中包含的细菌种类高达上百种。在肠道环境中这些细菌相互依存，互惠共生。食物、有毒物质甚至药物的分解与吸收，菌群在这些过程中发挥的作用接种用的疫苗、治疗用的新药、诊断试剂和应用于工农业生产的各种酶制剂等等。通过基因工程方法的改造，促进新型菌株的构建和传统菌株的改造，全面促进微生物工业时代的来临某些特殊微生物酶参与皮革脱毛、冶金、采油采矿等生产过程，甚至直接作为洗衣粉等的添加剂；另外还有一些微生物的代谢产物可以作为天然的微生物杀虫剂广泛应用于农业生产。通过对枯草芽孢杆菌的基因组研究，发现了一系列与抗生素及重要工业用酶的产生相关的基因。乳酸杆菌作为一种重要的微生态调节剂参与食品发酵过程，对其进行的基因组学研究将有利于找到关键的功能基因，然后对菌株加以改造，使其更适于工业化的生产过程。国内维生素C两步发酵法生产过程中的关键菌株氧化葡萄糖酸杆菌的基因组研究，将在基因组测序完成的前提下找到与维生素C生产相关的重要代谢功能基因，经基因工程改造，实现新的工程菌株的构建，简化生产步骤，降低生产成本，继而实现经济效益的大幅度提升3.微生物的环境保护中的应用生态系统中的清道夫—分解者，在日常生活中,放置的水果、食物、衣物、木材等经过或长或短的时间,都要变质、发霉、腐烂,这就是微生物分解作用的结果。微生物的这种作用虽然会造成人类生存资源的损失,但对于生态系统乃至全球的生物的生存、延续和发展却是不可缺少的。微生物通过分解动、植物的残体或腐植质获得能量和营养来合成自身,同时将有机物分解成可供植物利用的无机化合物,是生态系统中的分解者(digester)。微生物可以把地球上死亡的动植物残体清扫得干干净净,将有机体分解成生产者生长所需要的元素,所以微生物被看成是生态系统中的“清道夫”。微生物的分解作用是地球上生命波浪式发展、螺旋式进化的原动力之一。微生物在废水生化处理过程中有着非常重要的作用。不论是好氧处理还是厌氧处理，都是靠微生物的分解来消除水中的有机物、氨氮、磷等污染物对环境的影响。活性污泥举例：在废水处理系统投入使用时，从外面投入一些污泥（当中含有大量的微生物）或者系统经过一段时间运行（因为废水自身含有一些营养物质，会生成微生物），系统中就会有大量的生现这些生物在有机物、N、P和一些微量的物质，如S，有一定量的氧的存在下，就会把有机物分解成CO2、HO2等无污染的物质，从而来获取能量，合成细菌。这样循环，污水就得到净化，系统却能保持稳定。另外，在废水处理中，观察微生物的形态，种类，也能了解到水的水质。三．微生物的危害微生物虽然在生活中对人类起着重要作用，但是凡事都利与弊，也有部分微生物对人类是有害的，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。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。结论微生物与人类的关系非常密切，它不仅造福与人类，也会伤害人类。因此我们应该正确地认识微生物，并利用它保护环境、造福人类，这是我们的期望也是我们每个人义不容辞的责任。