高中生物微生物专题研究上半部分

类毒素:细菌外毒素经甲醛处理后，失去毒性
而仍保留其免疫原性，能刺激机体产生保护性免 疫的制剂。 常用的有白喉类毒素，破伤风类毒素。 在类毒素中加入磷酸铝或氢氧化铝，即成吸附 精制类毒素。在体内吸收较慢，能长时间刺激机体， 使机体产生高滴度抗体，增强免疫效果。
类毒素在预防由外毒素引起的传染病中起重要 作用，可用于人和动物的免疫接种，使其通过人 工自动免疫获得抗病能力； 用来免疫动物，再从动物血液中提取含抗毒素 的血清，将此抗血清注入人体后，可使人体通过 被动免疫的方式，立即获得相应的特异性免疫力。 类毒素也可与死疫苗混合制成联合疫苗。 如“百、白、破”三联疫苗，是由百日咳死菌 苗、白喉类毒素、破伤风类毒素混合制成，用于 儿童，注射后可同时预防儿童易发的白喉、百日 咳、破伤风三种疾病。
特点
分类
原核类:三菌,三体。 三菌：细菌、蓝细菌、放线菌 三体：支原体、衣 原体、立克次氏体 真核类: 真菌,原生动物,显微藻类。 非细胞类: 病毒,亚病毒 ( 类病毒,拟病毒,朊病
微生物的种类 原核：细菌、放线菌、螺旋体、支原 体、立克次氏体、衣原体。 • 真核：真菌 、藻类、原生动物。 • 非细胞类：病毒和亚病毒。 • 一般地，在中国大陆地区的教科书中， 均将微生物划分为以下8大类： • 细菌、病毒、真菌、放线菌、立克次 体、支原体、衣原体、螺旋体
冠状病毒 SARS的警告
禽流感（Avian influenza AIV ）
由A型流感病毒引起的禽类感染或疾病综合症，易 在禽鸟间散播，使家禽大量死亡。 RNA病毒，易发生基因重组，当细胞感染两种不 同流感病毒时，不同来源的基因节段包被在一起即 可能形成新的毒粒 。
人兽共患的烈性传染病。死亡率：33.3%
少数微生物也是人类的敌人：
埃博拉病毒 AIDS 鼠疫 禽流感病毒 天花 疯牛病 SARS
伊波拉病毒（Ebola virus）
引起灵长类产生埃博拉出血热的烈性传染病病毒， 死亡率很高，50％-90％。 通过体液，如汗液、唾液或血液传染，潜伏期2周。 症状：突然出现高烧、头痛、咽喉疼、虚弱和肌肉 疼痛，然后是呕吐、腹痛、腹泻，发病后的两周内， 病毒外溢，人体内外出血、血液凝固、坏死的血液 很快传及全身各个器官，最终出现口腔、鼻腔和肛 门出血等症状，可在24小时内死亡。
防止食品腐败方法
微生物与粮食
粮食生产是全人类生存中至关重要的大 事。 提高土壤肥力、改进作物特性（如构建 固氮植物）、促进粮食增产、防治粮食作 物的病虫害、防止粮食霉腐变质以及把多 余粮食转化为糖、单细胞蛋白、各种饮料 和调味品等。
微生物肥料
微生物肥料提供的是能固氮、解磷、解 钾等有益微生物，这些活的微生物能在植物 根际生长、繁殖。 优点： 1）固定转化空气中不能利用的分子态氮为 化合态氮，解析土壤中不能利用的化合态磷、 钾为可利用态的磷、钾，并可解析土壤中的 10多种中、微量元素。
微生物与人类可持续发展
当前人类正面临着多种危机，如粮食危机、能 源匮乏、生态恶化和人口爆炸等。
人类进入21世纪后，遇到从利用有限的矿物资 源时代过渡到利用无限的生物资源时代而产生的 一系列的新问题。
由于微生物具有五大特点，使得它们能够在解 决人类面临的各种危机中发挥其不可替代的独特 作用。
人口爆炸
人口爆炸”定义：
“人口爆炸” ,是社会学家用来描叙20世纪出 现的世界人口急剧增长情况的词汇,它十分形象地 反映出近100多年来世界人口猛增的现象。 从地球上有人类开始,人口数量始终是不停地增 长着,而且增长的速度不断加快。 公元初年时,全球的人口也就是2亿到3亿,目前 已超过了60亿。在约两千年的时间里,世界人口增 长了20多倍,现在每年还要增加8600万。
①把自然界蕴藏量丰富的纤维素转化成乙醇； ②利用产甲烷菌把自然界蕴藏量最丰富的可再生资 源转化成甲烷； ③利用光合细菌、蓝细菌或厌氧梭菌等微生物生产 “清洁能源”--氢气；
④通过微生物发酵产气或其代谢产物来提高石油采 收率（黄原胶：水溶性胶体多糖，具增粘、稳定、 互溶等优良特性，用它作为注水增稠剂，注入油层 驱油；也可作为钻井粘滑剂，同时可脱去石油中的 石蜡，改善成品的品质）；
2）分泌生长素、细胞分裂素、赤霉素、吲哚酸 等植物ห้องสมุดไป่ตู้素，促进作物生长，调控作物代谢， 按遗传密码建造优质产品。
3）通过有益微生物在根际大量繁殖，产生粘 多糖，与植物分泌的粘液及矿物胶体、有机胶 体相结合，形成土壤团粒结构，增进土壤蓄肥、 保水能力。
微生物肥料可使农产品增产12%至20%。 微生物可以提高肥料的利用率。传统化肥的平均利 用率仅有20%-30%，磷肥的利用率为10%-20%，钾 肥的利用率为40%，而微生物肥料的利用率要高于 这个数字。 降低农药残留 近年来，以癌症和亚健康现象为代表的“食源性 疾病”的增加，与环境污染和食品药物残留超标有 直接原因，“微生物肥料不仅本身无毒无害，还能 起到净化、修复土壤的作用”。
微生物与人类健康
微生物与人类健康有着密切的关系。
1. 各种微生物传染病构成了人类的主要疾病，而防 治手段又是各种微生物产生的药物，尤其是抗生素。 2.遗传工程进一步扩大了微生物代谢产物的范围和 品种，使由动物才能产生的胰岛素、干扰素和白细 胞介素等高效药物转向由“工程菌”来生产。 3.与人类生殖、避孕等相关的甾体激素类药物也从 化工生产转向微生物转化。 4. 一大批与人类健康、长寿有关的生物制品，如 疫苗、类毒素等均是微生物产品。
埃博拉病毒
相关电影： 《伊波拉病毒》
SARS
2003：非典型性肺炎（Atypical pneumonias）由支 原体、衣原体、军团菌、立克次体、腺病毒以及 其他一些不明微生物引起的肺炎。
典型肺炎：由肺炎链球菌等常见细菌引起的大叶 性肺炎或支气管肺炎。 通过空气飞沫和接触传播，起病急、传播快，病 死率3.5％。
环境限制性意义：由于世界人口的急剧增长, 社会经济发展对资源的需求与日俱增。 虽然在人类社会发展过程中,自然资源的种类、 数量、规模、范围都在不断增加，但是，自然 资源终究是有限的。
人类与自然资源之间，应当建立良性循环 关系，以实现自然资源的持续利用。
微生物细胞不仅是一个比面值大、生化转 化能力强、能进行快速自我复制的生命系统， 而且它们还具有物种、遗传、代谢和生态类 型的多样性（五大特点），使得它们能够在 解决人类面临的各种危机中发挥其不可替代 的独特作用。
有毒的蘑菇
有毒的菌类：
毒蝇蕈
毒红菇
毒粉褶菌
微生物与人类的关系
微生物的代谢活动特点和极快的 繁殖速度，使它们成为生物圈的重要 组成成分，尤其微生物作为生物圈的 分解者，是其他生物不可替代的。微 生物在自然界中种类多、数量大、分 布广，与人类有着密切的关系
灰指甲 脚癣 枯草杆菌 腐生(分解者) 蓝藻 自养(生产者) 寄生(消费者)
世卫组织指出，目前的H5N1仅能通过禽类传染 给人体，但易变种，必须防范它与人类的流行性 感冒病毒株接触进行基因重组，突变出“人传人” 的禽流感病毒。 禽流感一旦在人际传播，数亿人生命将受到威胁。
从2003年至今，H5N1型禽流感病毒已在东 南亚夺去63条生命。目前，禽流感疫情迅速 扩散，最西已经蔓延到欧洲的克罗地亚以及 英国。
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下面，我们来看几个微生物的图片
• 沙门氏菌病，又 名副伤寒，是各 种动物由沙门氏 菌属细菌引起的 疾病总称。临诊 上多表现为败血 症和肠炎，也可 使怀孕母畜发生 流产。
• 副溶血性弧菌，进食 含有该菌的食物致可 食物中毒，也称嗜盐 菌食物中毒，主要翻 版海产品。临床上以 急性起病、腹痛、呕 吐、腹泻及水样便为 主要症状。副溶血性 弧菌是一种海洋细菌， 主要来源于鱼、虾、 蟹、贝类和海藻等海 产品。
微生物在金属矿藏资源的开发和利用上也 有独特的作用。
微生物采矿： 利用微生物发酵工程，人工制取大量细菌浸提 剂，喷淋浸提池中的矿石，溶解矿石中的有用成分， 然后从收集的浸提液中分离，浓缩和提纯有用的金 属（湿法冶金技术）。 利用这一技术，可以提取包括金、银、铜、铀、 锰、钼、锌、钴、钪等在内的十几种贵重金属和稀 有金属。
⑤研制微生物电池。
微生物电池：
燃料电池可以用氢、联氨、甲醇、甲醛、甲烷、 乙烷等作燃料，以氧气、空气、双氧水等为氧化 剂。 可利用微生物的生命活动产生的“电极活性物 质”作为电池燃料，然后通过类似于燃料电池的 办法，把化学能转换成电能，成为微生物电池。
作为微生物电池的电极活性物质，主要是氢、 甲酸、氨等等。人们已发现不少能够产氢的细菌， 其中属于化能异养菌的有三十多种，它们能够发 酵糖类、醇类、有机酸等有机物，吸收其中的化 学能来满足自身生命活动的需要，同时把另一部 分的能量以氢气的形式释放出来。 以这种氢作燃料，制出氢氧型的微生物电池。
看看这些图片，想想和什么事件有关？
微生物与人类共舞，福兮?祸兮？
微生物是人类的朋友;
微生物是自然界物质循环的关键环节
体内的正常菌群是人及动物健康的基本保证：帮 助消化、提供必需的营养物质、组成生理屏障。 微生物可以为我们提供很多有用的物质：有机 酸、酶、药物、疫苗、面包、奶酪、啤酒 基因工程为代表的现代生物技术
在密闭的宇宙飞船里，宇航员排出的尿怎么办？
美国宇航局：用微生物中的芽孢杆菌来处理尿， 生产出氨气，以氨作电极活性物质，就得到了微 生物电池，这样既处理了尿，又得到了电能； 一般在宇航条件下，每人每天排出22克尿，能得 到47瓦电力。 同样，微生物也可从废水的有机物当中取得营 芽孢杆菌 养物质和能源，生产出电池所需要的燃料。
固氮菌和根瘤菌
固氮菌：在培养条件下，每消耗1克碳水 化合物约能固定10毫克氮素。 根瘤菌(root nodule bacteria)是与豆科植物 共生，形成根瘤并固定空气中的氮气供植物 营养的一类杆状细菌。这种共生体系有强的 固氮能力。
微生物与能源
当前，化学能源日益枯竭问题严重困扰着世界各国。