微生物与昆虫(彩图版)/孩子最爱问的十万个为什么

作者简介

董圣洁， 1987年出生，汉族，2010年毕业于首都师范大学信息管理系，获工学学士学位，毕业后主要在文化公司从事图书编辑工作。 曾编辑出版图书有：百部青少年爱国主义教育读本：军旗飘飘系列《红军的故事》、《八路军的故事》；共和国英模系列《知识报国先锋──知识分子卷》，由中南传媒集团.湖南科学技术出版社2012年出版。

内容简介

微生物对人类有哪些影响 微生物个体微小，却与人类生活关系密切，涵盖 了有益有害的众多种类，广泛涉及健康、食品、医药 、工农业、环保等诸多领域。 微生物对人类最重要的影响之一，是导致传染病 的流行。人类的疾病有50％是由病毒引起的。世界卫 生组织公布的资料显示：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。一些分阶段 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 变异给疫苗的研制和疾病的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。 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 葡萄酒等。微生物非常小，必须通过显微镜放大约 1000倍才能看到。比如中等大小的细菌，1000个叠加 在一起只有句号那么大。想象一下一滴牛奶，每毫升 腐败的牛奶中约有5千万个细菌，也就是一滴牛奶中 可能含有50亿个细菌。 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。最早是英国细 菌学家弗莱明从青霉菌抑制其他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，并且可再生资源的潜力极大， 称为环保微生物；还有一些能在极端环境中生存的微 生物，例如在高温、低温、高盐、高碱以及高辐射等 普通生命体不能生存的环境中，依然存在着一部分微 生物。 看上去，我们发现的微生物已经很多，但实际上 由于培养方式等技术手段的限制，人类现今发现的微 生物还只占自然界中存在的微生物的很少一部分。 微生物间的相互作用机制也充满奥秘。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，促进食物、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，以及细菌 之间的相互作用机制还不明了。一旦菌群失调，就会 引起腹泻。 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，而生物体的基因组正是这些遗传 信息的携带者。因此阐明生物体基因组携带的遗传信 息，将大大有助于揭示生命的起源和奥秘。在分子水 平上研究微生物病原体的变异规律、毒力和致病性， 对于传统微生物学来说是一场革命。 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。世界权威性杂志《科学》曾将 微生物基因组研究评为世界重大科学进展之一。通过 基因组研究揭示微生物的遗传机制，发现重要的功能 基因并在此基础上发展疫苗，开发新型抗病毒、抗细 菌、抗真菌药物，将能有效地控制新老传染病的流行 ，促进医疗健康事业的迅速发展和壮大。 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问作用的奥秘提供了新的线索和 思路。为了充分开发微生物（特别是细菌）资源， 1994年美国发起了微生物基因组研究计划。 通过研究完整的基因组信息开发和利用微生物重 要的功能基因，不仅能够加深对微生物的致病机制、 重要代谢和调控机制的认识，更能在此基础上发展一 系列与我们的生活密切相关的基因工程产品，包括： 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。 工业微生物涉及食品、制药、冶金、采矿、石油 、皮革、轻化工等多种行业。通过微生物发酵途径可 生产抗生素、丁醇、维生素C以及一些风味食品等； 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。对工业微生物开展的基 因组研究，不断发现新的特殊酶基因及重要代谢过程 和代谢产物生成相关的功能基因，并将其应用于生产 以及传统工业、工艺的改造，可同时推动现代生物技 术的迅速发展。 据资料统计，全球每年因病害导致的农作物减产 可高达20％，其中植物的细菌性病害最为严重。除了 培植在遗传上对病害有抗性的品种以及加强园艺管理 外，似乎没有更好的病害防治策略。因此积极开展某 些植物致病微生物的基因组研究，认清其致病机制并 由此发展控制病害的新对策显得十分紧迫。P4－8