原核微生物的用途

,原核微生物用途,组员：何高洁紫 曾文娟 梁雅婷 李迪,生物科学三班第二组,原核微生物的分类,细菌,放线菌,其他原核微生物,蓝细菌,原核微生物,古菌,帮助人类处理环境污染问题,清除污染并产生电能,分解塑料袋,将人类粪便转化为火箭燃料,消耗放射性污染,细菌 用途,细菌的用途,消耗温室气体甲烷,将报纸转化为汽车燃料,治疗癌症,生产生物燃料,清除工厂废料,减少矿山酸性排水量,治疗抑郁症和焦虑症,某些种类的细菌事实上可以协助人类清理某些麻烦的环境污染问题，比如海洋漏油。一种名为“Alcanivorax”的杆状细菌，在海上出现石油泄漏时会大量增加，因为这些油污为它们提供了大量的食物。因此，这种细菌可以用来清除海洋油污。现在，在墨西哥湾，“Alcanivorax”细菌正在努力工作着。尽管它们肯定不可能完全解决这一严重的污染问题，但它们的巨大作用已明显显现出来。,一、帮助人类处理污染问题,除了熊猫的粪便外，人类的粪便也是可以转化为燃料的。在厌氧氨氧化布罗卡德氏菌的帮助下，人类的粪便也可以转化为肼，这种物质最简单的解释就是可用来生产火箭燃料。,二、将人类粪便转化为火箭燃料,在这一过程中，细菌消耗氨，产生肼。在这一发现之前，科学家们一直认为肼只能是一种人造物质。当然，对于美国宇航局来说，他们并不只是建造粪便处理厂。,一种名为“Shewanella”的深海细菌不仅仅可以消化有毒废物，如化学溶剂，与此同时还可以产生能量。“Shewanella”细菌在低氧环境中可以长出求氧纳米线。研究人员发现，这种附属物与铂电极相连时，可以传出电流。如果这种性能得到有效利用，那么在污水处理厂中，“Shewanella”细菌既可以用来处理污水，同时还可以为设备提供电能。,三、清除污染并产生电能,某些细菌生长的纳米线附属物，不仅仅可以用来固定有害物质，如铀，还可以防止有害物质扩散。密歇根州立大学一个研究团队发现，一种发现于油污中名为“Geobacter”的细菌，可以用来电镀铀，并将其转化为非溶解物质，这样铀就不会再溶解，从而可以保护地下水。这种细菌也可以放到铀污染区，如矿场或核电厂，用来控制核辐射，甚至有可能用来预防核泄漏带来的灾难性后果。,四、消耗放射性污染,如今，地球上非生物降解物质到处都是，塑料处理成为了一大难题。不过，2008年，加拿大一位学生取得了惊人的发现：有的细菌可以吃塑料。自此以后，研究团队一直在研究细菌的这种能力并希望能够利用之。都柏林大学一位科学家发现，一种细菌可以将塑料瓶变成一种新型塑料，而这种新型塑料是可以生物降解的。今年初，科学家发现，细菌已经在分解海洋中的塑料碎片，不过科学家们并不能确定这一现象对地球环境的影响究竟是好还是坏，因为问题在于，这些被细菌吞噬的塑料在食物链传递过程中有可能产生对海洋生态系统有害的物质。,五、噬塑细菌可以用来分解塑料袋,甲烷是最危险的温室气体之一，在各种工业或自然过程中，都会产生这种气体。致力于研究全球变暖的科学家们正在努力寻找控制甲烷的方法。不过，一种最简单的方法来自一种简单单细胞微生物。某些细菌可以利用环境中的铜来分解甲烷，将这种温室气体和有毒重金属完全清除。研究人员正在尝试将这种技术投入实际应用，如让甲烷排放物通过装有这些细菌的过滤器再排放出去。此外，细菌在消耗掉甲烷后，会将其转化为甲醇，因此人们还可以利用生产的甲醇作为燃料。,六、消耗温室气体甲烷,一种名为“T-103”的细菌，发现于动物尿液中。这种细菌可以吃掉报纸并将其转化为生物燃料丁醇。美国杜兰大学科学家发明一种培养喜食纤维素的细菌的方法，这种细菌可以在有氧环境中生产燃料，氧是其他多种细菌生产丁醇的关键。这种技术将使得燃料生产整个过程花费极小，在实际生活中应用前景很可观。研究人员认为，作为汽车燃料，丁醇比乙醇可以产生更多的能量，而且它还可以通过现有的输油管道传送。,七、将报纸转化为汽车燃料,在癌症治疗中，一种名为“产孢梭菌”的细菌可以用来输送药物，因为它具有直接命中肿瘤的功能。英国诺丁汉大学科学家尼吉尔-明顿教授发现，“产孢梭菌”只能生长于缺氧的环境中，如肿瘤的中心。当治疗癌症的药物注入到肿瘤中时，这种细菌可以帮助药物直接命中肿瘤细胞，而不会影响健康的组织。研究人员希望，到2013年将这种细菌治疗手段投入临床试验。,八、细菌治疗癌症,研究人员发现，熊猫粪便中含有的一种细菌可以分解坚硬的植物材质-木质纤维素。这一发现或将加速基于植物的生物燃料研发，而不再单纯依赖粮食。在熊猫粪便中发现的某些有助消化细菌与在白蚁体内发现的细菌有些类似，而白蚁似乎很善长消化木材。当然，这也并不意味着熊猫粪便就能够立即满足生物燃料的需求，熊猫的珍稀程度也决定了这种期望的不可能性。不过，这种具备纤维素消化能力的细菌已经被隔离出来并实现规模生产。,九、熊猫粪便细菌可以生产生物燃料,在日常生活中，一种名为“Nylon 6”的聚合体到处可见，如牙刷、外科缝合线、针织类物品、琴弦等。这种聚合体的生产过程中产生的有毒副产品可能会污染水源等。不过，一种名为“Flavobacterium”的细菌可以生产一种酶，这种酶可以用来消化那些有毒副产品。事实上，在尼龙被发明之前，细菌并不存在这种功能。,十、吃尼龙的细菌可用来清除工厂废料,在采矿过程中，当矿物中的硫与水和氧发生反应时，会产生有毒的硫酸。这一过程是可能导致气候变化的一个主要环境问题。加拿大麦克马斯特大学科学家发现，从安大略省北部地区尾矿中隔离出来的两种细菌可以相互合作，利用硫作为能量来源，在一个循环内产生废物并消耗对方的废物，从而减少有毒流失物-矿山酸性排水量。这种流失物可以分解碳酸盐，释放二氧化碳，加剧气候变化。,十一、噬硫细菌减少矿山酸性排水量,在生物学上，许多有益细菌发挥了重要作用。益生茵甚至可以改变大脑的神经化学，有助于治疗焦虑或抑郁相关的神经紊乱。加拿大麦克马斯特大学和爱尔兰科克大学科学家实验证明，食用含有鼠李糖乳酸杆菌JB-1的老鼠，其与压抑、焦虑或抑郁相关的行为显著减少。这一发现或将为未来治疗精神疾病打开大门。,十二、益生茵治疗抑郁症和焦虑症,净化环境,维持氮素循环,其他用途,产生生物活性性质,用于临床鉴定,放线菌,放线菌的用途,放线菌是广泛分布于土壤中的优势微生物类群，其分枝状的菌丝体能够产生各种胞外水解酶，降解土壤中的各种不溶性有机物质以获得细胞代谢所需的各种营养，对有机物的矿化有着重要作用，从而参与自然界物质循环，净化环境、改良土壤。,一、净化环境,放线菌代谢功能各异，大多数放线菌能产生生物活性物质，是一类具有广泛实际用途和巨大经济价值的微生物资源。药理学研究发现，放线菌产生的许多结构复杂的次生代谢产物具有医药和植物保护方面的用途，已广泛应用作为抗细菌，抗真菌和抗肿瘤药物。在目前已经发现的数万种微生物来源的生物活性物质中，约有70是由放线菌所合成的各种次生代谢产物，如抗生素，有机酸、氨基酸、维生素、甾体、酶及酶抑制剂、免疫调节剂等。,二、产生生物活性性质,弗兰克氏根瘤放线菌能够诱导大范围的放线菌根植物产生根瘤、结瘤固氮，促进植物自身的生长，并增强土壤肥力。这类放线菌与200多个树种具有共生结瘤固氮的能力，是陆地生态系统中有机氮输入的主要贡献者之一，在自然界氮素循环和生态平衡中起着重要作用。有些共生固氮树种被作为贫瘠土壤上的先锋树种，用于防风和治沙。,三、维持氮素循环,放线菌特有的形态和生物学特性也是研究生物形 态发育和分化的良好材料。然而，也有少数放线菌对人、动物或植物是致病的，虽然其致病性与真菌和细菌相比是微不足道，但认识它们对于临床鉴定和诊断同样是重要。,四、用于临床鉴定,放线菌常以孢子或菌丝状态及其广泛的存在于自然界，土壤中最多，其代谢产物使土壤具有特殊的泥腥味能产生大量的、种类繁多的抗生素（其中90%由链霉菌产生）有的放线菌可用来生产维生素、酶质品少数寄生型放线菌可引起人、动物、植物的疾病,五、其他用途,聚金、富金作用,进行产氧性光合作用,进行污水处理,吸收紫外线,固氮作用,蓝细菌 用途,蓝细菌的用途,1、聚金作用：蓝细菌聚金实验研究表明：不同的生物由于生化组分的差异，其富金能力不同，低等蓝细菌生物比动物细胞富金能力强；在较高温热水环境中微生物对成矿最显著。2、蓝细菌中有紫外吸收作用。太阳光能驱动蓝细菌进行光合和固氮作用,但也会对蓝细菌造成紫外辐射损伤。为适应高强度的紫外辐射,蓝细菌形成了一系列的代谢机制。3、蓝细菌是地球上最古老的能进行产氧性光合作用的大型原核微生物。在50亿年前，地球本是无氧的环境，使地球由无氧环境转化为有氧环境是由于蓝细菌出现并产氧所致。,蓝细菌的用途,4、可以通过氮气的固定来提高稻田和其他土壤的肥力。蓝细菌是海洋生态系统的重要组成部分和海洋初级生产力的重要组成部分。5、蓝细菌与水体环境质量关系密切，在污水处理，水体自净中起积极作用。在氮磷丰富的水体中生长旺盛，可作为水体富营养化的指示生物。有某些属种在富营养化的海湾和湖泊中引起海湾的赤潮和湖泊的水华。严重者引起水生动物的大量死亡。,蓝细菌的用途,嗜酸微生物,嗜盐微生物,嗜碱微生物,古菌 用途,古菌的用途,嗜热微生物,嗜热微生物有的嗜菌微生物可以用于细菌浸矿、石油及煤炭的脱硫；有助于堆肥、干草堆和碎木堆等高温环境中的一些有机物的降解；在发酵工业中，嗜热微生物可用于多种酶制剂的生产，例如纤维素酶、蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶及菊糖酶，这些酶制剂热稳定性好，催化反应速率高，易于在室温下保存。嗜盐微生物嗜盐微生物可用于生产胞外多糖、PHB、食用蛋白、调味剂、保健食品强化剂、酶保护剂、计算机存储器等，还可用于海水淡化、盐碱地改造以及能源开发等。一些嗜盐微生物能引起食品腐败和食物中毒。,古菌的用途,嗜酸微生物嗜酸微生物被广泛用于铜等金属的细菌浸出。另外，人们也在尝试利用硫杆菌分解磷矿粉，通过提高其溶解度来增加磷矿粉的肥效。用嗜热嗜酸的硫化叶菌脱除煤炭中的硫化物，不仅无机硫化