登陆注册
1741300000041

第41章 微生物世界(3)

随着时间的推移,人们对噬菌体又有了新认识:1922年,荷兰的拜耶林克根据当时计算出的噬菌体数量级,认为噬菌体和蛋白质分子的大小相当;1925年,法国巴斯德研究所的沃尔曼夫妇提出噬菌体最活跃的要素是含有一种有稳定遗传性的物质;20世纪40年代中期,科学家已测出噬菌体的大小和含有以蛋白质为外壳和以DNA为核心的化学本质。

至此,人们对噬菌体的认识逐渐清晰、完整。

噬菌体小档案

中文名:噬菌体

英文名:bacteriophage

噬菌体也叫细菌的病毒。噬菌体是能溶解细菌的微生物,体积极小,比细菌小得多,大多数形似蝌蚪,由头尾两部分组成,需要侵入细菌体内才能够生长、繁殖,引起细菌溶解。这种病毒与动物病毒、植物病毒不同,它们只对细菌的细胞发生作用,所以是一种很小的但非常有用的病毒,凡是有细菌存在的地方,都有它们的行踪。因此,我们也可以把它们看做是细菌的天敌。某一种噬菌体只对相应的细菌起作用,因此可用以诊断和防治细菌性疾病。如:痢疾噬菌体仅对痢疾杆菌有作用,可用以防治细菌性疾病。

人体的环保小卫士——白细胞。白细胞中的中性粒细胞和单核细胞的吞噬作用很强,它可以通过毛细血管的肉皮间隙,从血管内渗出,在组织间隙中游走。人体内的白细胞会吞噬侵入的细菌、病毒、寄生虫等病原体和一些坏死的组织碎片。

11.微生物肥料——根瘤菌

一个星期六的上午,小云到郊区的外婆家玩。恰巧舅舅在地里干活。小云就蹦蹦跳跳地跟着去了。舅舅他们都在地里干活,小云就在田地边上玩耍,不小心,她把一颗快要成熟的黄豆给拔出来了。小云惊奇地发现,黄豆根部长了一些小“肿瘤”。她心想黄豆可能“病了”,于是赶紧告诉舅舅他们。舅舅告诉小云这些小疙瘩是由于植物根部被根瘤菌侵入后形成的“肿瘤”。不过,这些“肿瘤”的存在不仅不会使植物生病,反而会不断地为植物提供营养。听舅舅这么一说,小云反而不明白了,她对舅舅说,细菌不是能让植物生病吗?现在怎么又说它不会让黄豆生病呢?舅舅告诉小云说,根瘤菌侵入豆科植物根部形成“肿瘤”后,虽然在根瘤中它们是依靠植物提供的营养来生活的,但同时它们也把空气中游离的氮气固定下来,转变成植物可以吸收利用的氨。这样,一个个小疙瘩就像是建在植物根部的一个个“小化肥厂”,因此也可以说根瘤菌与植物的关系是“相依为命”的,它们之间是“共生的关系”。根瘤菌固氮的最大优点是由于它们与植物的根系的“亲密接触”,使得固定下来的氮几乎能百分之百地被植物吸收,而不会跑到土壤中造成环境污染。

现在,因为使用化肥存在着某些严重的缺点,因此人们都在大力研究和推广新型的“绿色”肥料——微生物肥料。简单地说,微生物肥料就是利用特定微生物来增加土壤肥力的微生物品,就如同黄豆根部的根瘤菌一样。微生物肥料又称细菌肥料或菌肥,这是因为其中涉及的微生物大部分都是细菌之故。

除了根瘤菌这类与植物共生的固氮微生物外,在土壤中还存在如自生固氮菌、氮单孢菌、贝氏固氮菌、固氮螺菌等固氮细菌。不过,这些固氮微生物往往只固定仅够自身用的氮,比起根瘤菌来,就差远了。

有的微生物能把土壤中难以溶解的含磷化合物分解成植物容易吸收的营养形式,还有的微生物分解土壤中的含钾矿石并富集钾元素,分解土壤中的动植物残体并为植物和其他微生物提供养分,分泌刺激和调控植物生长的物质,还有减轻植物病虫害等许多其他作用。

12.微生物的药用价值

1909年,德国苏云金的一家面粉加工厂中发生了一件怪事,本来一种叫地中海粉螟的幼虫每天都在仓库中到处飞舞,但后来不知什么原因,这种幼虫突然大量死亡。面粉厂的人觉得很奇怪,就把这些害病的地中海粉螟幼虫的尸体寄给生物学家贝尔林内。贝尔林内对此很感兴趣,他决定揭开粉螟幼虫死亡的秘密,以此造福人类。

经过无数次努力,贝尔林内终于在1911年从虫尸中分离出来一种杆状细菌。他把这种菌涂在叶子上,将粉螟幼虫放到这些叶子上,等粉螟幼虫吃下这些叶子后,粉螟幼虫先是惶惶不安,过了两天后纷纷死去。这种细菌却生长旺盛,一天后,就可在细胞一端长成一个芽孢。芽孢就像一个结实的“蛋”,不仅可以“孵化”出下一代,而且还有一层厚厚的壁,能更好地抵抗像高温、干旱等一些不利的外界环境。4年以后,贝尔林内详细描述了这种微生物的特性,并给它命名为苏云金杆菌。他后来还发现,在细菌的芽孢形成后不久,会形成一些正方形或菱形的晶体,称为伴孢晶体。

苏云金杆菌的发现,使人们自然想到利用它来给害虫制造“流行病”以杀灭害虫。由于化学农药的价格优势,苏云金杆菌长期未获得产业界的足够重视。

直到今天,随着大量使用化学农药造成的严重环境污染日益突出,人们才重新认识用细菌防治害虫的生物防治方法的意义,苏云金杆菌重新走进了人们的视野。

苏云金杆菌小档案

中文名:苏云金杆菌

英文名:Bacillusthuringiensis

苏云金杆菌产生的对昆虫有致病作用的毒素有7种,即α-外毒素、β-外毒素、γ-外毒素、δ-内毒素、不稳定外毒素、水溶性毒素、鼠因子外毒素。苏云金杆菌杀死昆虫可由菌体本身的活动而引起,但是使害虫死亡的更主要的原因是菌体产生的毒素。这种毒素不仅能帮助细菌入侵,而且可使害虫在短时间内中毒身亡。

科赫(1843—1910),德国细菌学家。1873—1881年,他经过研究发现了炭疽杆菌、伤寒杆菌、结核杆菌、霍乱弧菌等传染病菌,发明了细菌的固体培养技术、细菌染色法、用于诊断结核病的结核菌素和预防炭疽病、霍乱病的免疫接种法。因为他的杰出贡献,1905年,他被授予诺贝尔生理学和医学奖。

13.巴氏灭菌法

1864年,作为法国经济命脉的酿酒业正面临严峻的形势,很多葡萄酒、啤酒常常因变酸而被倒掉,造成了巨大的损失。酒商们叫苦不迭,有的甚至因此而破产。在这种危急时刻,拿破仑三世皇帝再也不能眼睁睁地看着这种巨大的损失继续发生下去了。他决定让著名的生物学家巴斯德想办法挽救这一损失,于是就要求巴斯德对这种威胁酿酒业的“疾病”开展调查和研究。为此,巴斯德到阿波斯的一个葡萄种植园去研究这个问题。

根据在里尔研究时积累的经验,他很快找出了使葡萄酒变酸的罪魁祸首——杆菌。接下来的问题就是要想办法消灭这些杆菌,同时必须保证不破坏葡萄酒的风味。于是,他开始了实验。他把封闭的酒瓶放在铁丝篮子里,泡入水中加热到不同的温度,试图既杀死杆菌,又保持酒的口味。就这样,经过反复多次的试验,巴斯德终于找到了一个简便有效的方法:只要把酒放在60℃左右的环境里,保持半个小时,就可杀死酒中的杆菌。后来,巴斯德还把这种方法应用到防止其他酒类和牛奶变酸等领域,也取得了成功。

这就是著名的“巴氏灭菌法”。这个方法至今仍在世界上被广泛使用。

培养基的灭菌最常用的方法,是采用高压水蒸气对培养基进行加温,从而杀死其中的微生物,这称为蒸气灭菌或湿热灭菌。最常见的方式是在培养基配制好后,直接向发酵罐中通入高压水蒸气,将培养基加热到120℃左右,保持这一温度20分钟到半个小时,然后冷却。这样的灭菌方法称为间歇灭菌或实罐灭菌。

自然界中有许多嗜热微生物生活在高温环境下,如在俄罗斯的堪察加的温泉里(水温57℃~90℃)存在着一种嗜热细菌——红色栖热菌(Thermustuber);在美国怀俄明州黄石国家公园内的热泉中,一种叫热容芽孢杆菌(Bacilluscaldolyticus)的细菌可在92℃~93℃的温度下生长,另外该细菌在试验室条件下还可在100℃~105℃下生长;1985年,生物学家在太平洋底部甚至还发现了可生长在250℃~300℃高温高压下的嗜热菌。

14.霉菌有好有坏

这天从早晨开始,小璐就不停地跑厕所,没办法,闹肚子。妈妈带她去医院检查。在仔细询问了昨天的饮食后,医生认为小璐是因为吃了发霉的食物而引起闹肚子的。

小璐听医生这么一说,就问:“叔叔,那是不是细菌引起的?”

医生笑着说:“对啊,那是一种霉菌。”

“真讨厌。”小璐撅着嘴说。

“可不能轻易下结论哟,霉菌不光有讨厌的一面,它也有好的一面呀。”医生笑了。

看到小璐奇怪的样子,医生又告诉了小璐一些关于霉菌方面的知识。

原来,霉菌对于人类有功也有过。诚然,有些霉菌会引起衣服、食物和物品的霉烂,使人和动植物得病。比如,小麦赤霉、水稻恶苗赤霉会引起小麦、水稻病害,毛霉引起养鳖场最怕的白斑病,黑根霉引起甘薯得软腐病,青霉引起柑橘得青霉病,等等。大家都有这样的经历:买来的橘子,时间放长了,橘子皮就烂了一块,周围还有绿色的一圈,上面竖立着许许多多绿绒毛,这是青霉在作怪。人们吃了这种腐烂的橘子以后,带苦味的毒素就会在消化道里引起不同程度的肠炎或胃炎。还有一种黄曲霉素,人、畜吃了后会引起肝癌等疾病。这种毒素要在摄氏280~300度才会被破坏,一般的煮或炒,是达不到这个温度的,因此发霉的花生和玉米一定不能吃。在这方面,历史上有一个鲜明的例子:很多年前,在英国的一个养殖场里有10万多只火鸡突然患病,几天内就死光了。一开始人们找不出病因。经过一年多的仔细调查才发现,原来罪魁祸首就是在这些火鸡的饲料——发霉的花生粉里找到的黄曲霉毒素。

另一方面,如果我们能很好地利用霉菌,它也能给我们带来意想不到的好处。早在周代,有种专职的官员,就负责专门从黄色曲霉中取得一种黄色的液体,来染制皇后穿的黄色袍服。

现在,霉菌被广泛运用于食品加工企业。例如,我们平时喜欢吃的豆腐乳就是在豆腐上接种了鲁氏毛霉而制成的。

此外,霉菌还是发酵工业、医药工业的重要菌种。

黄曲霉菌小档案

中文名:黄曲霉

英文名:Aspergillusflavuslink

黄曲霉属半知菌亚门真菌,分生孢子梗直立粗糙,顶囊近球形至烧瓶状,它适宜在温度30℃、相对湿度85%的环境中生长。黄曲霉菌能产生黄曲霉毒素,黄曲霉及其毒素的产生受湿度、温度、籽粒状况、空气成分、微生物区系等多种因素影响。一般来说,相对湿度高于85%时毒素增加,常见于玉米中,如果玉米籽粒含水量低于16%时该霉菌不生长,17%时生长缓慢,18%~19%生长迅速。刚收获的玉米含水量20%~28%,气温处于20℃~30℃时,在48小时内即可产生毒素。

很多人都喜欢吃花生,但在吃花生时也要注意安全。据研究,花生是最容易感染黄曲霉菌的农作物,而世界各国的科学家公认,黄曲霉菌毒素是迄今为止所发现的最强的致癌物,它的理化性质相当稳定,在人体内不能降解,只能沉积在肝细胞中。当黄曲霉菌毒素沉积量超过人体的耐受力,便会引起肝脏的损伤,甚至诱发肝癌。

15.细菌也会“挑食”

小强的爸爸是位微生物学家,平时小强总喜欢听爸爸讲一些关于微生物的知识。今天是周末,爸爸带小强出去玩了一上午,在路上,小强无意中从一张纸上发现什么“葡萄糖”之类的字样。

爸爸灵机一动,就告诉小强说:“你平时就挑食,你可知道,细菌也喜欢‘挑食’啊?”

“细菌‘挑食’?新鲜,爸爸你快说说是怎么回事?”小强迫不急待地问。爸爸笑笑,牵着小强到一处树荫下坐了下来,然后就告诉小强细菌是怎样“挑食”的。

小强的爸爸是以大肠杆菌为例的。他讲道,大肠杆菌会“吃”葡萄糖,也会“吃”乳糖,但它有“挑食”的毛病。如果让它在同时含有这两种糖的培养基中生长,开始时它只“吃”葡萄糖,当葡萄糖吃完后它才“吃”乳糖。而且,这种习性还是代代相传的。

大肠杆菌会有这种遗传性的“挑食”习惯,是因为它的特定的基因在作怪。

大肠杆菌细胞中,与吸收、利用葡萄糖有关的酶类是与生俱来的,我们称这些与生俱来的酶为组成型酶;而与乳糖吸收、利用相关的酶却只有在培养基中有乳糖的情况下才会产生,所以称这一类酶为诱导酶。但是,如果培养基中同时含有葡萄糖和乳糖,大肠杆菌开始时还是不会产生与吸收、利用乳糖相关的酶,只有在吃完葡萄糖后,只剩下乳糖的情况下,这些酶才会产生。当然,这两类酶的基因在细胞中的存在,是不因培养基的组成而改变的。诱导酶是否产生的关键,在于环境条件是否适合这些基因的表达,或者说处在某种环境下的细胞是否需要这些酶的产生。

听爸爸这么一讲,小强感到微生物世界真是太神奇了。他真希望自己长大后也能做个微生物学家,也能解决好多好多的问题。

地下生物圈不只是大,而且还是与现今的生物观念完全不同的“另一个新世界”。与地表不同的特殊环境中生存的微生物,或许有具备现在尚不知道的特殊功能的微生物。现在已发现能分解原油及一部分农药的微生物、分解二氧化碳的微生物以及具有各式各样特殊功能的微生物。探索这些具有特殊功能的微生物,也是地下生物圈研究的目的之一。

世界上最耐盐的植物是盐角草,它能耐0.5%~6.5%的盐度,而某些嗜盐菌远远超过这一极限。例如,著名的死海,盐度高达23%~26%,那里几乎没有动植物生长,却有少数几种细菌和藻类能很好地生存。另外,现在发现的某些嗜盐菌还可在饱和盐水中生长。

同类推荐
  • 中外智谋故事(中国儿童课外必读)

    中外智谋故事(中国儿童课外必读)

    《中外智谋故事》精心挑选了古今中外闪烁着智慧之光的各类故事。它们有着曲折生动的情节、栩栩如生的人物、幽默风趣的语言、耐人寻味的寓意。在我们的成长过程中,这些美好的故事将会一直陪伴在我们左右,影响我们的生活,让我们受益一生。
  • 行星与恒星(自然瞭望书坊)

    行星与恒星(自然瞭望书坊)

    人类是宇宙演化的杰作,宇宙是神秘莫测的存在。当宇宙的精灵与莫测的神秘结合在一起时,便碰撞出无数精彩的篇章。人类对宇宙的解读和探秘跨越了千年,宇宙的面貌也越来越清晰地展现在人类面前。
  • 迷糊男生范弥胡

    迷糊男生范弥胡

    班长,学习好,是一部全面反映小学生校园生活的小说,头脑灵活,肖小笑,是谋划把老师搞掂的主谋,还有“铁三角”中的唯一女生田田和军师范弥胡,生动有趣描述了小学生的成长经历,当严肃可爱的老教师石老师碰上这群捣蛋鬼时,她该如何接招?本书生动,“铁三角”中的老大,幽默,情节简单,本书是快乐少年第四辑之整蛊校园之一,适合广大青少年读者
  • 中外笑话故事

    中外笑话故事

    本书收编了大家喜闻乐见的广博知识,把阅读名著与掌握知识结合起来,扩大阅读的深度和范围,这正是设计本套读物的最大特色。因此,本套课外读物有着极强的广泛性、知识性、阅读性、趣味性和基础性,是广大中小学生阅读和收藏的最佳版本。
  • 许愿花的秘密(魔力校园)

    许愿花的秘密(魔力校园)

    徐佳佳是新来的转学生,她用高傲的性格掩饰自己的孤独。有一天,徐佳佳得到了许愿花的种子。她不断许愿,却发现种子居然融入了她的掌心!从国外回来的欧阳老师藏着一个可怕的秘密,他想占据城市里藏着的宝物,因此不惜将吞噬植物灵力的虫灵引入到学校……
热门推荐
  • 方与圆全集

    方与圆全集

    方是为人之本,是做人的脊梁。圆是成功之道,是处世的锦囊。为人没有方,则会软弱可欺。做事不懂圆,则地处处受敌。为人做事太方正太圆滑则寸步难行。只有方圆相间,方圆并用,才能在社会生活中进退自如,营造良好的人脉和生存环境,享受快乐惬意的人生,成就功名和大业。
  • 庶妃压嫡:步步杀机

    庶妃压嫡:步步杀机

    谁是谁非?孰真孰假?何生何亡?,你待你的棋子太好,身为庶女,在深宫诞下死胎。身为庶人,取义凤栖苍梧。”情丝缠绵,她是他的贵妃,没有掌控命运的权利。身为母亲,亦无保护孩子的能力。一年来的柔情许诺,所谓此生不疑,皆是虚幻。身为废妃,爱恨纠葛,在冷宫受尽苦难。“宜琰。再见之时,她贵为贵妃,宠冠后宫的言贵妃。他将苍梧宫赐予她,她是他的棋子。竟让我险些以为你亦有真情。她再无能力保护身边人,身边人却皆为她而死
  • 校园首席:误遇傲娇少爷

    校园首席:误遇傲娇少爷

    【已完结】她说:如果你是个好先生就好了。他说:如果你是个坏姑娘就好了。她说:那样你就可以讨人喜欢。他说:那样你就可以众叛亲离。她说:这样,全世界都赞同我们一起。他说:这样,全世界就只有我喜欢你。于是,正当年少,春光无限。他们狭路相逢,一场好戏。
  • 尸心不改

    尸心不改

    控尸门的欢乐二缺弟子江篱炼了一具美得人神共愤引得天雷阵阵的男尸,以为好日子开始了,结果没想到门派惨遭灭门。--情节虚构,请勿模仿
  • 嬉水之灾:溺水事故灾害的防范自救

    嬉水之灾:溺水事故灾害的防范自救

    青少年是祖国的未来和希望,在成长过程中应受到各方面的特殊保护;同时,青少年自身要提高自我保护意识,学会一些必要的保护自己的方法和技巧,为自己创造一个安全的学习和生活的空间。对于防范自然灾害来说,居安思危才能处变不惊,防患未然才能游刃有余。青少年必须学会自我保护,树立防范意识,知道防范的方法,逐步培养自我防范的能力。本书以图文并茂、通俗易懂的方式介绍了常见的自然宙室的防范常识,存最短的时间内教会同学们如何面对突然的灾难,保持冷静、勇敢,及时做出最正确的选择!
  • 男孩最喜欢读的108个好故事

    男孩最喜欢读的108个好故事

    本书为男孩们展示出一个令人向往的故事世界,其中不乏世界著名童话故事、进取故事、励志故事等。好故事犹如一杯陈年的老洒,愈久弥香。我们真诚地希望这本书能够在孩子的心中生根发芽,伴随孩子健康、快乐地成长。好故事是孩子手中的花盆,用勤劳、善良把自己的生话美化;好故事是旅行者的背囊,承載着对美好旅程的梦想和希望;好故事是男孩脚下的皮球,如影相随,亲密无间,伴随男孩快快地长大。
  • 最后一头战象

    最后一头战象

    在抗日战争中幸存下来的最后一头战象嘎羧,自知生命大限已至,奋力披挂上当年的象鞍,跋山涉水赶往百象冢,要与曾和自己浴血奋战的伙伴们葬在一起。
  • 嫡女棣王妃

    嫡女棣王妃

    “姨娘,夫人似乎断气了~”“哼!这么一碗药都下去了,难道她还能活着不成?”“那这······”一个年纪稍长的人朝着这位称作姨娘的人示意了一下自己手中的婴儿,似乎有些犹豫,“这好歹是个男孩,现在夫人已经死了,如果姨娘把他占为己有,然后得了这府中的中馈······”“嬷嬷?!”女子也不等她的话说完,就打断了她,“你记住了,我恨死了这个女人,她的儿子,只能随着她去,我就是以后自己生不出儿子,抱养别人的,也不会要她的。把他给我扔马桶里面溺了,对外就说一出生就死了!”猩红的嘴唇,吐出来的话却是格外的渗人。嬷嬷还想说什么,动了动嘴,却是一句话也没有说,转身朝着后面放着马桶的地方走去。却是没有发现旁边地上一个穿着有些破旧的衣服的小女孩此刻正瞪大了眼睛看着她们两。这是什么情况?自己不是被炸死了吗?怎么会······于此同时,脑中不断有记忆闪现出来,她们是自己的母亲和刚出生的弟弟啊?!不行,先救人。转头看见旁边谁绣花留下的针线跟剪刀,想到自己前世的身手,拿起一根绣花针就朝着那个嬷嬷飞了过去,却在半路上掉落下来,暗骂一声,这人是什么破身体。却引得那两个人听见动静看了过来。女人阴狠的盯着她,“你居然没有死?”微微眯起眼睛,自己的前身也是被她们弄死的了,看样子她们谁也不会放过,抓起旁边的剪刀就冲了过去。随着几声惨叫声,从此以后,府中府外都传遍了她的“美名”——凤家大小姐心肠歹毒,刺伤了府中无数的人,宛如一个疯子。
  • 老火煲好汤

    老火煲好汤

    《美食天下第1辑:老火煲好汤》介绍了老火汤的制作秘诀、选料和制作方法,根据口味与身体所选,《美食天下第1辑:老火煲好汤》共分为两章。第一章为家常食材煲好汤,所选食材都是家常食材,方便在家操作;第二章为滋补养生老火汤,在汤品中增加了具有养生功效的中药材,使得汤品不仅好喝而且还能养生,涵盖了我们日常生活中饮食需要,让读者可以根据自己及家人的需要选择合适的汤。
  • 遥望你的星光

    遥望你的星光

    不完整旧文,勿戳,勿戳,勿戳!完结文推荐:《笑忘欢颜》