《微生物与人类发展》PPT课件

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1、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

2、：“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。计算：世界人口每增加10亿所用的时间。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

3、良性循环关系，以实现自然资源的持续利用。如果我国的人口现在不是13亿，而是7亿，我国的经济、环境状况会如何？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。1.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

4、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。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。2）分泌生长素、细胞分裂素、赤霉素、吲哚酸等植物激素，促进作物生长，调控作物代谢，按遗传密码建造优质产品。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

5、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”。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(rootnodulebacteria)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。2．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。微生物在能源生产上有其独特的优点：①把自然界蕴藏量丰富的纤维素转化成

6、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）；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。

7、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。同样，微生物也可从废水的有机物当中取得营养物质和能源，生产出电池所需要的燃料。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