微生物在五大方面中的影响
- 格式:doc
- 大小:19.50 KB
- 文档页数:3
微生物对人类的重要性?它们是如何在环境中影响我们的?微生物是世界上最小和最简单的生物,但是它们对人类和整个生态系统来说却是至关重要的。
微生物存在于各种环境中,如水、土壤、气体和生物体内。
它们具有广泛的功能,在很多方面为我们的生活做出了贡献。
本文将讨论微生物对人类的重要性及其在环境中的影响。
一、微生物在人类健康方面的重要性1. 微生物在人体内的作用微生物是人体内的一种常见生物群体,包括细菌、真菌、病毒和原生动物等。
它们对人们的健康和免疫系统的功能起着至关重要的作用。
例如,肠道内的微生物可以帮助人体分解食物、吸收营养物质,并维持肠道内平衡的微生态环境;而对于女性而言,阴道内的微生物则能够防止有害细菌的繁殖和防止感染。
同时,一些细菌还能够产生有益物质,例如抗生素、激素等。
2. 微生物在医学领域的应用微生物在医学领域的应用也越来越广泛。
例如,通过使用微生物的基因工程技术,可以制造出各种生物制剂,用于治疗多种疾病,如癌症、心血管疾病和传染病等。
此外,微生物还可用于制造抗生素、疫苗和生物材料等。
二、微生物在环境中的重要性1. 微生物对土壤的重要性土壤中微生物的丰富性和多样性对农业和生态系统的维持和发展非常重要。
微生物可通过分解有机物、循环元素、形成固氮等过程,有效地促进土壤质量的提高。
例如,细菌可以将氨转化成硝酸盐,为植物提供营养;真菌能够分解重质有机物质,产生一些营养素,如磷和氮等,为植物提供养分。
2. 微生物对水环境的影响水中的微生物可以转化有机质,并影响全球碳循环和氮循环等生态系统过程。
另外,微生物对水有着多项生态学和环境保护意义。
例如,微生物能够生存并繁殖在污水中,通过吸收和转化污染物质的方式,净化废水,实现废水的再利用。
此外,水环境中的微生物还能够监测环境污染程度,为环境安全做贡献。
三、微生物对食品行业的重要性微生物在食品行业中也起着重要的作用。
微生物可以生产发酵食品,如酸奶、酒、面包等。
发酵能改变食品的味道、气味和营养成分,如提高食品中维生素的含量、分解不利于人体消化吸收的抗营养物质。
微生物在建筑内部环境中的影响研究近年来,随着人们对建筑内部环境的关注日益增加,微生物在建筑中所起的作用也备受研究者的关注。
微生物是一类非常小的生物体,包括细菌、真菌、病毒等。
它们存在于室内空气、表面、水源等各个环境中,并对人体健康和建筑物的使用寿命产生多方面的影响。
首先,微生物在建筑内的空气中起到非常重要的作用。
研究发现,室内空气中的微生物数量和种类直接影响着人们的健康状况。
在某些情况下,空气中的细菌和霉菌会释放出有害物质,如挥发性有机化合物和孢子等。
这些有害物质进入人体后可能引发过敏、哮喘等呼吸系统疾病。
因此,在建筑内部环境中,我们需要通过适当的通风和过滤等手段减少室内空气中微生物的含量,以维护人们的健康。
其次,建筑物的表面是微生物滋生和繁殖的重要场所。
特别是在高湿度环境下,细菌和霉菌在墙壁、天花板、地板等表面寻找适宜的生长条件,并形成微生物胞层。
这些微生物胞层不仅能够降低建筑材料的耐久性,还可能引起人们接触之后的过敏反应。
因此,建筑材料的选择和室内湿度的控制对于降低微生物滋生的风险至关重要。
此外,水源也是微生物繁殖的重要场所。
据研究,建筑内的自来水系统常常是传播细菌和病毒的热点。
例如,流行病学调查发现,水中的铜绿假单胞菌和军团菌等致病菌会引发严重的骨关节感染和肺炎。
因此,在建筑内部的自来水系统中应该加强定期检查与维护,防止微生物通过水源传播。
针对以上问题,人们已经开展了大量的微生物在建筑内部环境中的影响研究,并提出了一些解决方案。
例如,通过空气净化器和高效过滤器等设备,可以减少室内空气中的微生物含量;通过绿植、蓄热材料等手段,可以调节室内湿度,减少微生物滋生的可能性;此外,在自来水系统中使用紫外线消毒器、过滤器等装置,可以有效地杀灭细菌和病毒。
总而言之,微生物在建筑内部环境中的影响是一个重要的研究领域。
了解这些影响,采取相应的措施来保护人们的健康和建筑物的使用寿命至关重要。
我相信,随着科学技术的不断发展,我们能够更好地理解微生物在建筑内部环境中的作用,从而提供更好的建筑设计和管理方案。
人体微生物组及其在生物医学领域中的应用随着科技的发展,人们对身体内微小生物的关注也越来越高。
人体微生物组是指那些与人类共生共存的微生物总称, 这些微生物包括细菌、真菌、病毒、古菌等,它们分布在我们身体的各个部位,如口腔、肠道、皮肤等。
这些微生物对我们的健康有着极为重要的影响。
本文将着重探讨人体微生物组及其在生物医学领域中的应用。
一、人体微生物组的构成人体微生物组由许多微生物组成,它们之间存在着复杂的相互作用关系。
其中主要包括以下几类:1. 肠道微生物:肠道内是人体最显著的微生物群落之一,其中包含多种不同类别的细菌。
这些肠道微生物对我们的健康有着重要的影响,它们不仅参与到我们肠道的消化、营养吸收等基本生理功能中,还可以影响我们的免疫系统、代谢状况,影响我们的心理状态等。
2. 口腔微生物:人的口腔内也是有着很多微生物的,它们参与到我们口腔内的有害菌调节、有益菌协调等方面,起到一定的生理作用。
3. 皮肤微生物:人体皮肤表面也是有着各种不同的微生物存在的,它们可以帮助我们皮肤的保护功能等。
4. 呼吸道微生物:人呼吸道内也是有着大量的微生物存在的,它们可以协助我们的呼吸系统完成某些功能。
二、人体微生物组在生物医学领域中的应用人体微生物组的研究在生物医学领域中有着重要的应用价值。
人们可能会想到:微生物不是容易引发感染、疾病吗?怎么可能有应用价值呢?事实上,研究发现,人体微生物组对人的健康和疾病发展都有着重要的影响。
人类的微生物组成对于治疗许多疾病都有帮助,比如肠癌、自身免疫性疾病、心血管疾病等。
一些新的治疗方案和预防措施也正在研究中,进一步完善人类健康体系。
1. 在临床医学中的应用利用人体微生物组在治疗某些疾病方面的应用是其中之一。
研究表明,这些微生物对于人体健康有着复杂的影响机制,它们的不同组成和含量与不同的疾病有关。
因此,通过研究人体微生物组成和其与疾病发展之间的关系,可以为各种疾病的治疗提供新的思路。
微生物在营养代谢中的重要性在我们生活的这个世界里,微生物虽然微小到肉眼难以察觉,但它们在营养代谢中却扮演着至关重要的角色。
无论是对人类健康、生态平衡,还是对农业生产等方面,微生物都发挥着不可或缺的作用。
首先,让我们来了解一下什么是营养代谢。
简单来说,营养代谢就是生物体获取、利用和转化营养物质的过程,以维持生命活动、生长发育和繁殖。
而微生物在这个复杂的过程中,犹如一个个精巧的“小工匠”,默默地发挥着它们独特的功能。
在人类的消化系统中,就存在着大量的微生物。
这些微生物构成了肠道菌群,对我们的营养代谢有着深远的影响。
例如,它们能够帮助分解一些我们自身难以消化的食物成分。
比如膳食纤维,我们人体无法直接消化它,但肠道中的某些微生物却拥有分解膳食纤维的能力,将其转化为短链脂肪酸等有益物质。
这些短链脂肪酸不仅能为肠道细胞提供能量,还具有调节肠道免疫、维持肠道屏障功能等重要作用。
微生物还在维生素的合成方面发挥着关键作用。
一些维生素,如维生素 K 和部分 B 族维生素,人体自身无法合成,而肠道微生物可以完成这一任务。
如果肠道微生物的平衡被打破,就可能导致维生素合成不足,进而影响人体的健康。
不仅如此,微生物在生态系统的营养循环中也占据着举足轻重的地位。
在土壤中,微生物参与了有机物的分解和养分的释放。
当动植物残体进入土壤后,微生物会将这些复杂的有机物分解为简单的无机物,如氮、磷、钾等营养元素。
这些营养元素被释放到土壤中,可供植物吸收利用,从而促进植物的生长。
在氮循环中,微生物更是起到了核心作用。
固氮微生物能够将大气中的氮气转化为植物可以利用的氨态氮。
而硝化细菌和反硝化细菌则分别参与了将氨态氮转化为硝态氮以及将硝态氮还原为氮气的过程。
这一系列的转化过程,不仅维持了土壤的肥力,也保证了生态系统中氮元素的平衡。
在水生态系统中,微生物同样扮演着重要的角色。
它们能够分解水中的有机物,净化水质,维持水体的生态平衡。
如果没有微生物的参与,水体中的有机物将会积累,导致水质恶化,影响水生生物的生存。
微生物的生物学意义和应用微生物是指体积微小的、无法裸眼看到的生物体。
它们广泛存在于地球上的各种环境中,包括水、土壤、空气、动物和植物体内等。
微生物对于地球上所有生物的生活和生存都具有极其重要的意义。
本文将阐述微生物在生物学意义和应用方面的重要性。
一、微生物的生物学意义微生物在自然界中扮演着重要的角色。
它们的繁殖能力强,数量庞大,分布广泛。
同时微生物对于生态系统、养分循环、环境污染修复等也发挥着巨大的作用。
1. 微生物在生态系统中的作用微生物是自然系统中最关键的组成部分之一,不仅能够为分解有机物、固定氮和养分循环做出重要贡献,而且还在食物链和食物网的运转中起着关键的作用。
微生物种类丰富,其中一些微生物能够通过各种代谢途径使化合物氧化和还原,从而控制环境中的化合物浓度。
例如,一些硫酸还原细菌能够利用硫酸盐和有机物产生硫化氢,这种过程在海洋和土壤中很常见。
而一些氮化细菌能够将空气中的氮气通过氮固氮还原为可以被植物吸收的氨基氮,从而促进生态系统中的植物生长。
2. 微生物在养分循环和环境修复中的作用微生物通过不同的代谢途径参与养分循环中的碳、氮、磷和硫等元素的循环。
在现代农业中,微生物在增加植物的养分含量、提高植物的生长速度和增加农作物产量方面发挥着重要作用,这种方式被称为“生物肥料技术”。
此外,微生物通过降解有机物和其他污染物质来修复环境。
对于一些对环境有害的环境污染物质(如非常规油气、重金属和有机氯农药等),微生物能够进行生物降解和生物吸收,将它们转化为更安全的化合物,减轻对人类和环境的影响。
二、微生物在应用方面的重要性随着生物工程技术和基因工程技术的发展,微生物在生物制药、环境污染治理、食品工业和古生物学等领域都得到了广泛的应用。
1. 微生物在生物制药中的应用微生物是生物制药中最重要的工具之一。
生物制药是指利用生物技术方法繁殖和生产生物分子药物。
微生物种类丰富,其中许多种微生物生产出的代谢产物具有生物活性和药用价值。
微生物在生态系统中的作用生态系统是由生物体、非生物体和它们之间的相互作用所组成的复杂网络。
微生物,作为生态系统中最微小的生物体,扮演着至关重要的角色。
它们在各种生物地球化学过程中发挥作用,影响着生物多样性、能量流动和物质循环。
本文将探讨微生物在生态系统中的多个方面的作用。
一、养分循环和分解微生物在生态系统中起着至关重要的分解作用。
它们能够分解有机物,使其成为可被其他生物利用的无机元素。
例如,一些微生物可以降解死亡植物和动物的尸体,将它们分解为氮、磷、硫等元素释放到环境中。
这样,微生物促进了养分的循环,使其重新进入生物体内。
此外,微生物还能够分解有机废物和污水,减少污染,为生物提供可用的养分。
二、固氮作用大多数生物都依赖于氮元素进行生长和繁殖,而大气中的氮气是无法直接被生物利用的。
微生物通过固氮作用将大气中的氮气转化为可被植物利用的氨或亚硝酸盐。
这些微生物包括某些细菌和蓝藻。
固氮作用提供了植物所需的氮源,促进了陆地和水域生态系统的生长和发展。
三、共生关系微生物与其他生物之间形成了一种共生关系,对它们的生存和繁衍起着重要作用。
例如,土壤中的根瘤菌能与豆科植物形成共生关系。
根瘤菌能与植物根系结合,并固氮,为植物提供养分。
植物则为根瘤菌提供适宜的生存环境和有机物。
四、能量转化微生物在生态系统中参与了能量的流动和转化过程。
它们通过光合作用或化学反应产生能量,并通过食物链将能量传递给其他生物。
例如,海洋中的浮游微生物是海洋食物链的基础,它们能够将太阳能转化为有机物,为海洋生物提供能量。
五、调节气候微生物也在调节气候方面发挥重要作用。
其中最具代表性的是微生物参与的碳循环。
微生物通过参与有机物的分解和合成过程,调节了大气中的二氧化碳浓度。
此外,一些微生物还能影响云的形成,通过释放气溶胶颗粒物或促进水蒸气的凝结,影响降水模式和气候变化。
综上所述,微生物在生态系统中扮演着不可或缺的角色。
它们通过分解有机物、固氮、共生关系、能量转化和气候调节等多种方式,影响着生物多样性、能量流动和物质循环。
解析微生物学在医疗中的重要性微生物学在医疗中的重要性引言:微生物学是研究微小生物结构、功能及其相互关系的学科,对于人类健康和医疗领域有着重要的影响。
微生物在医疗中的重要性体现在多个方面:从维护人体健康到预防与治疗感染性疾病。
本文将从以下几个方面详细解析微生物学在医疗中的重要作用。
一、维护人体健康1. 共生菌群保持身体平衡微生物定居在人体各个系统内,如肠道、皮肤和口腔等处,共同形成一个庞大而复杂的共生菌群。
这些共生菌通过合成维生素、消化食物残渣和抑制致病菌的增殖等方式,对人体健康发挥着关键作用。
例如,肠道中的益生菌可以降低肠胃道感染的风险,并维持免疫系统正常功能。
2. 膳食纤维与益生元对肠道健康适度摄入富含膳食纤维的食物可为肠道微生物提供充足的营养,帮助维持肠道正常功能。
在肠道中进行发酵的过程中,膳食纤维可以产生益生元,促进有益菌群的生长,而有益菌则对人体健康起到积极作用。
3. 微生物与免疫系统互动微生物通过与人体免疫系统相互作用,调节和增强免疫反应。
适当暴露于微生物可刺激人体产生抗原特异性T细胞,增强身体对病原微生物的防御能力。
二、感染预防与治疗1. 感染性疾病检测微生物学在医疗中起着至关重要的角色,尤其是在感染性疾病诊断和监测方面。
通过检测样品中的微生物DNA、RNA或特定抗原等,可以迅速准确地确定是否存在感染,并进一步辨别致病菌种类及其产生耐药基因。
2. 预防与控制医院感染微生物学为预防和控制医院内感染提供了一系列重要工具。
通过对特定环境和高危人群的监测,可以及时发现并采取有效措施来减少医院感染的传播。
此外,合理使用抗生素以及加强手卫生等措施也是为了遏制医院感染扩散。
3. 抗菌药物研发随着微生物耐药性的日益严重,抗菌药物的研发显得尤为重要。
微生物学不仅可以帮助科学家了解致病菌对抗药物的机制,还提供了新型抗菌药物设计和开发的基础。
三、微生物学技术在医学上的应用1. 微生物组测序技术高通量测序技术使得微生物组测序成为可能。
微生物调节人体健康的机制是一门新兴的研究领域,随着对微生物的认识加深和生物技术的不断发展,越来越多的科学家和医学专家正在深入探索。
微生物是指生活在人体内外的各种微小生物,包括细菌、病毒、真菌等,它们对人体健康起着至关重要的作用。
本文将从微生物的分类,微生物与人体健康的关系,以及等方面深入探讨。
1. 微生物的分类微生物是一类生活在人体内外的微小生物,目前已经被分为细菌、病毒、真菌、原生生物和古菌等五大类。
其中,细菌是人体内外最常见的微生物,它们广泛分布于土壤、水体、大气等各种环境中,对维护人体健康起着重要作用。
病毒是一种非常小的微生物,它们不能独立生存,必须寄生在其他生物体中才能生存和繁殖。
真菌是一类单细胞或多细胞的生物,它们广泛存在于土壤、空气、水体等环境中,对人体内外健康都有一定的影响。
原生生物是一种单细胞生物,包括原核生物和真核生物,它们广泛分布于各种环境中,对人体健康有一定的作用。
古菌是一种生活在极端环境中的微生物,包括泉水中的硫杆菌、温泉中的嗜热菌等,它们对人体健康也有一定作用。
2. 微生物与人体健康的关系微生物与人体健康有着密切的联系,它们不仅是人体的“守护者”,还是人体代谢和免疫调节的重要“参与者”。
正常情况下,人体内的微生物主要由肠道微生物群、皮肤微生物群、口腔微生物群、呼吸道微生物群等组成,它们的数量和种类都与人体健康密切相关。
例如,肠道微生物群是影响人体内环境的重要因素之一,它们参与消化、营养吸收、免疫调节等各项生理功能的正常运作。
同时,微生物还能有效防止外来病原菌的入侵,抵御疾病。
3.是一个复杂的过程,它涉及多种微生物和多个生物学系统的协同作用。
当前,人们主要关注的包括以下几个方面:(1)微生物群落结构的调节:微生物群落结构是指微生物种类和数量的组合,它直接影响人体健康。
微生物调节人体健康的第一步就是调节微生物群落结构,尽可能地保持或恢复微生物群落的平衡状态。
(2)产生抗菌物质和代谢产物:微生物自身具有产生抗菌物质和代谢产物的能力,这些物质能够对外来病原菌进行有效的杀灭和抑制,并对人体代谢起到调节作用。
微生物的生态学意义微生物广泛存在于自然界的各个环境中,如土壤、水体、大气、植物、动物体内等,它们在生态系统中具有重要的生态学意义:1、维持生态平衡。
微生物通过各种代谢和生物化学反应参与到环境的转化过程中,维持了一个微生物群落与环境之间的平衡。
例如,微生物可促进植物生长,促进土壤养分循环,促进有机物分解等过程,从而对于土壤的肥力、植物生长及光合作用等方面具有重要意义。
此外,微生物还参与到水环境的养分去除、水质改善及降解有害物质等过程,对于水体的自净能力和可持续发展起到至关重要的作用。
2、促进生态安全。
微生物能够在一定程度上调节物质和能量循环过程,其分解和利用能力可以加速自然物质的分解和降解,维持环境的自净功能和自然的循环系统,从而减少环境的受害或者破坏。
例如,微生物能够处理有机废渣,减少环境污染,还能够利用有害物质进行生物降解,防止有害物质对生态环境造成进一步的威胁。
3、维持生物多样性。
微生物是自然界中最为多样化的生物群体,属于极端广泛的物种类型。
这些微生物在繁殖、适应、生长和代谢等方面表现出极高的适应能力和多样化,能够在各种条件下生存和繁衍,维持生态系统的平衡和稳定。
与其他生物群体相比,微生物生态系统的多样性和适应能力更高,能够在不同环境下存活,同时它们的多样性水平也能够影响到其他生物群体的多样性和生态系统稳定性,从而促进它们之间的生态平衡与资源共享。
4、促进农业、工业与环保。
微生物在现代农业、工业生产中起着重要的作用。
例如,微生物能够改良土壤,提高作物生长质量;在食品加工过程中有些微生物能够进行发酵、生成食品营养元素;同时,微生物还可产生酶、药品等,用于医药、工业等方面。
此外,微生物在环境污染治理、废弃物处理等方面也有重要应用价值。
可以说,微生物在人类活动和生产中的作用越来越大,成为维持现代生产秩序和生态健康的重要力量。
总之,微生物的生态学意义非常重大,它们在生态系统中的作用是复杂多样的,并呈现出多样的功能。
微生物生态学微生物在环境中的角色和影响微生物是一种微小的生物体,包括细菌、真核生物和病毒等。
它们广泛存在于自然界中的各种环境中,发挥着重要的生态角色。
本文将探讨微生物在环境中的角色和影响。
1. 微生物的生态角色微生物在环境中扮演着多种重要的生态角色,包括以下几个方面:1.1 杂化和分解作用微生物在环境中扮演着杂化和分解有机物的关键角色。
例如,细菌可以通过分解植物残渣和动物尸体,将有机物转化为无机物,从而释放出养分,促进循环。
此外,微生物还能降解污染物,如石油和重金属污染物,减轻环境污染的影响。
1.2 生产和分解有机物微生物在环境中进行光合作用和化学合成,不仅提供了能量和有机物质,还促进了生态系统的平衡。
例如,一些细菌和藻类能够进行光合作用,使用太阳能将二氧化碳和水转化为有机物和氧气,为其他生物提供能量和氧气。
此外,微生物还分解有机物质,将其转化为无机物,维持生物循环。
1.3 氮循环和固氮微生物在环境中还发挥着重要的氮循环和固氮作用。
一些细菌能够将大气中的氮气固定为氨,供其他生物体利用。
此外,微生物还能将有机氮转化为无机氮,实现氮的循环。
这些过程对于维持生态系统的氮平衡具有重要意义。
2. 微生物对环境的影响微生物对环境具有深远的影响,包括以下几个方面:2.1 形成土壤微生物是土壤中的重要成分,对土壤的形成和质地具有重要影响。
微生物通过分解植物残渣和动物尸体,释放出养分,促进土壤中有机物的形成。
此外,微生物的代谢和运动还能改善土壤结构,增加土壤的透气性和保水性。
2.2 形成岩石和矿物微生物在岩石和矿物的形成过程中起着重要的作用。
例如,一些细菌能够通过氧化作用将铁离子转化为铁锈,从而促进铁矿石的形成。
此外,微生物的代谢和分解作用还能够改变岩石的物理和化学性质,影响岩石的组成和结构。
2.3 影响气候微生物通过调节大气中的气体成分,对气候具有重要影响。
一方面,微生物进行光合作用,吸收二氧化碳释放氧气,调节大气中的氧气含量。
微生物在五大方面中的影响
一、对粮食方面的影响:
粮食在储藏期处于一个人工生态系统,在这个特定的生态系统中,生物因素和非生物因素之间存在相互依赖,相互联系,相互制约的关系。
粮食微生物具有形体小、数量大、种类多、分布广、繁殖快、代谢强度高等特点。
在粮食生长到收获储藏、加工、运输的过程中,种类繁多的微生物可以从不同的来源地,通过各种传播途径,不断地聚集到粮食及其制品上来。
粮食和粮食加工产品及饲料上都有大量微生物存在,这些微生物包括病毒、细菌、放线菌、真菌。
其中数量最大、对粮食危害最为严重的是霉菌及其代谢产物。
粮食微生物在环境适宜的条件下,可以分解粮食中的有机物质,使之变质、霉腐,使粮食出现变色、变味、发热、生霉等症状,不但严重影响粮食安全储藏,导致储粮品质劣变,而且还可能产生毒素污染,危及人畜健康。
二对资源方面的影响:
在资源方面,微生物资源是微生物对资源中最影响的方面,微生物资源是指可培养的有一定科学意义或实用价值的细菌、真菌、病毒、细胞株及其相关信息。
它是国家战略性生物资源之一,是农业、林业、工业、医学、医药和兽医微生物学研究、生物技术研究及微生物产业持续发展的重要物质基础,是支撑微生物科技进步与创新的重要科技基础条件,与国民食品、健康、生存环境及国家安全密切相关。
而微生物资源中又包括了农业、工业、医学微生物三大资源。
三对能源方面的影响:
一直以来,微生物都在科技领域扮演着重要角色。
如今,除了面包发酵之外,它们还增添了生成燃料和制造电池的新功能,这些看似微不足道的生命体将在二十一世纪担负起应微生物挑战的重任。
宾夕法尼亚州立大学的布鲁斯洛根认为,微生物是生产甲烷的最佳原料。
洛根及其同事在湿地、沼泽地和垃圾填埋场等处多次进行了实验,发现微生物可在通电情况下将二氧化碳和水转化为甲烷,其中水解细胞将电能储存在甲烷中的效率高达80%。
洛根教授还在一份特别声明中强调了微生物生产法在环保方面的优势。
当甲烷燃烧时,它所排放的二氧化碳数量正好与当初吸收的数量相当,因而不会向环
境排放额外的温室气体。
不仅如此,假如生产流程中的电能来自于太阳能或风能,那么整个燃料循环过程都不会对环境造成任何污染。
根据洛根的解释,尽管这一生产过程无法固定碳,但它可以将二氧化碳转化为燃料,从而实现碳中立。
与此同时,病毒亦成为工程学领域的新秀,新一代微生物电池的研制正在紧锣密鼓地进行当中。
其工作原理和燃料电池类似,即通过微生物的生命活动产生氢、甲酸、氨之类的“电极活性物质”作为电池燃料,然后将化学能转换成电能。
例如,美国航空航天局利用微生物处理尿液,将生产出的氨气作为电极活性物质,从而获得微生物电池,同时也解决了废物处理问题。
在密封的宇宙飞船里,每位宇航员每天可排出22克尿液,生产47瓦电力。
麻省理工学院的安吉拉?贝尔(Angela Belcher)及其同事对一种名为M13的病毒进行了基因改造,成功地使其自行构造出改良版锂离子电池的电气网络。
贝尔在实验报告中称,病毒型电池的能量和动力性能可与美国最先进混合动力汽车的充电电池相媲美。
根据美国麻省理工学院发表的声明,M13会自行生成一层磷酸铁的外衣,吸附碳纳米管并构造出网络型高度导电材料,可用于合成并装配微小的钴氧化物电线。
这种病毒结构较为简单,其直径不过6纳米,长880纳米,可以在室温下发生反应,使得实验的操作难度大为降低。
尽管这种微生物电池不能像普通锂离子电池一样不限次数地充电,但它提供的动力较之后者更为持久。
在大多数人的心目中,“病毒”一词往往带有贬义,然而它们依然是地球生物体系中不可或缺的一部分。
根据麻省理工学院发表的声明,本次实验中采用的病毒对人体完全无害。
当越来越多的工程师加入能源科技的大军时,我们有理由相信,生物学与传统物理学的结合将为人类走出能源困境带来新的希望。
四对环境方面的影响:
在整个食物链中微生物在最底层对死亡的生物和被生物排出的有机物进行分解,死亡的生物和被生物排出的有机物相当分散(随地大小便)能量和可用性较小,无法被大型生物使用,所以微生物对食物链有至关重要的作用。
微生物也和绝大多数其他生物起到共生的作用,帮助其他生物生存,弥补其他生物的缺陷,减缓环境变化对生物影响。
在控制生物数量上也有着至关重要的作用,一种生物过量繁殖它就会形成疾病控制其数量。
在生物进化中起到淘汰有缺陷的个体以保证此种生物族群得以发展生存。
还有就是缓和人类对自然破坏污染所造成的损害。
微生物污染:
1.空气的微生物污染和水的微生物污染,空气中可存在某些微生物,包括一些病原微生物如结核杆菌、白喉杆菌、金葡菌、流感病毒、麻疹病毒等,可成为空气传播疾病的病原
2室内空气微生物污染。
五对人类健康方面的影响:
最微生物对人类健康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。
微生物千姿百态,有些是腐败性的,即引起食品气味和组织结构发生不良变化。
当然有些微生物是有益的,它们可用来生产如奶酪,面包,泡菜,啤酒和葡萄酒。
微生物能够致病,能够造成食品、布匹、皮革等发霉腐烂,但微生物也有有益的一面。
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。
微生物间的相互作用机制也相当奥秘。
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。
随着医学研究进入分子水平,人们对基因、遗传物质等专业术语也日渐熟悉。
人们认识到,是遗传信息决定了生物体具有的生命特征,包括外部形态以及从事的生命活动等等,而生物体的基因组正是这些遗传信息的携带者。
以人类基因组计划为代表的生物体基因组研究成为整个生命科学研究的前沿,而微生物基因组研究又是其中的重要分支。
从分子水平上对微生物进行基因组研究为探索微生物个体以及群体间作用的奥秘提供了新的线索和思路。
--参考文献:《资源环境微生物技术》《微生物理教程》《资源微生物》《微生物学》。