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微生物的重要性 微生物的分子学科

访客

微生物的重要性 微生物的分子学科

微生物学在生命科学发展中的重要地位

1.微生物学促进许多重大理论问题的突破 为分子生物学和分子遗传学的发展奠定了基础

2.微生物对生命科学研究技术做了重大贡献 由于微生物学的消毒灭菌,分离培养等技术的渗透和应用的拓宽及发展,动植物细胞可以再培养在平板或三角瓶里,可以再显微镜下分离。今天的转基因动物,转基因植物的转化技术也源于微生物的理论和技术。微生物的重大发现导致了DNA重组技术和遗传工程的出现,使整个生命科学翻开了新的一页,也将使人类定向改变生物、根治疾病、美化环境的梦想成为现实。

3微生物一方面在与其他学科交叉和相互促进中,获得了令人瞩目的发展。另一方面也为整个生命科学的发展做出了巨大的贡献,并在生命科学的发展中占有重要地位

为什么微生物是如此重要

在我们的世界里,在我们的周围甚至我们的体内,无处不存在微生物,微生物和我们的生活息息相关,我们的生活可以说是离不开微生物的,微生物的生产代谢产物很多都是人类所需要的,就比如啤酒,白酒,酒精,疫苗,等。微生物还可以分解我们的生活垃圾,让我们的生活垃圾得以处理。等等。

微生物的作用(益处)

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。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: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,依然存在着一部分微生物等等。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。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、真菌药物,将对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间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(MGP)。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生产抗生素、丁醇、维生素C以及一些风味食品的制备等;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,对其进行的基因组学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。国内维生素C两步发酵法生产过程中的关键菌株氧化葡萄糖酸杆菌的基因组研究,将在基因组测序完成的前提下找到与维生素C生产相关的重要代谢功能基因,经基因工程改造,实现新的工程菌株的构建,简化生产步骤,降低生产成本,继而实现经济效益的大幅度提升。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,同时推动现代生物技术的迅速发展。

谈谈学习微生物知识对环境科学专业有何意义

主要是对环境的生态情况调查和研究,通过微生物的学习从生态学上讲,可以对环境的细菌性污染、真菌性污染以及病毒性污染有一定的调查。生物学,环境学,生态学这几门学科的交集很多,相互交错,学好微生物对环境科学和生态学都有很大的帮助

生物学的学科地位为什么如此重要

生物学是研究生命现象和生物活动规律的科学,是一门基础的理科课程。

生物学科的重要性主要体现在以下三个方面~

1、基础学科

生物学是一门专门研究生命现象和活动规律的自然科学;是一门基础学科;它与人类的生存发展、工农业生产、新技术革命;与有关的应用科学及其它自然科学都有着密切的关系。生物学对人类生活的实用价值是人类发展史上一个古老的话题;但在今天;它被赋予了新的意义。

例如;当前我国社会经济发展的一大热点——三农,农业、农民、农村:问题的解决;需依赖农民生物科学素养的提高。而转基因技术、杂种优势在动植物育种中的广泛运用。生态住宅、生态旅游等等新事物;在提高人们生活质量的同时;也在不断形成新的产业;提供新的发展机会。在卫生保健方面;生存问题解决之后;人们更关心生存质量问题、健康问题。生殖技术、器官移植、恶性肿瘤研究、干细胞研究等等;每一个成果都受到全人类的关注。2003年“非典型性肺炎”,SARS:的流行和防治;去年H1N1流感病毒的流行和防止;更反映了公众卫生知识和生物科学素养的重要。,很多地方的盐价上涨;超市的盐被抢购一空;为什么?现在想来好笑;但它却实实在在地反映出了国人的生物科学素养是多么地欠缺:。环境保护则需要生物科学提供基础性研究成果;才能在人与自然之间找到合适的平衡点;从而保证可持续发展的实现。

2、现代生物技术正在影响人类的未来

1:现代生物技术为人类带来了美好的前景和福祉

如将抗病的基因移入植物细胞;可以提高农作物对病虫害的抵抗性;不仅能够增产还可以避免农药污染?应用基因转移、细胞融合等技术可以培育出耐盐、耐旱或抗寒的新型植物;从而可以使盐碱地变成良田;使沙漠变为绿洲;这不仅能有效地扩大耕地面积;而且还可以显著地改善生态环境?生物技术应用于食品工业;可以缩短发酵周期;降低能耗、物耗;并能提高质量?生物技术应用于化学工业;可以使得低能耗、轻污染或无污染的微生物工艺取代高能耗、重污染的传统化学工艺?生物技术应用于冶金工业;使用微生物提金;从而使得冶金工业彻底改观?在环保方面;生物技术可使各种废弃物 得到至今来说最有效的降解;还可以由废弃物生产出有用的物质„„即便是目前还有颇多争议的体细胞克隆技术;也可以预见它一定会给人类带来新的福音而不仅仅是祸水;如它可以用来加快繁殖优良品种和濒危动物。人工授精和试管婴儿技术更是这样;尽管存在着社会伦理问题;但还是有更多的人赞赏这种技术给人类带来的好处。

总之;全球的环境保护与生物资源的开发利用问题;人类健康与疾病的防治问题;关系到民族素质的优生、优育问题;以及人类的衣食住行的改善问题;无一不与生物学密切相关。因此;学好了生物学;一个人将会终生受益。

2:生物科学的科学思想和学科方法对人类文明产生深远的影响

半个世纪以来;生命科学连续取得重大突破;尤其是上个世纪末;在世界科技史上发生的几件大事当中;生命科学几乎占了半数以上。它的巨大成果不仅发展了生命科学知识;还在无形中改造着社会、人们的价值观念和生活方式。许多科学家把21世纪称为生命科学的世纪;生物学科将成为21世纪的领头学科。为什么这么说?一方面是指生物科学技术的发展正在极大的影响着人们的生活和经济、技术的发展;另一方面;生物科学的发展正在深刻的改变着人类的思想和思维方式,生态学的观点、自然选择的观点等:。至于在科学方法方面;生物学对其他学科的影响也日益深远。

3、生物学科兼有多种教育功能

除了知识的传播之外;生物学科还兼有多种教育功能;如认知功能、思想教育功能、能力培养功能、健康教育功能、美育功能、劳动教育功能等。

1:生物学教育对基本科学素养的培养价值

如通过各种观察、实验等活动;同学们不仅能获得生命科学知识;还能促进观察能力、实验能力、学习能力、合作能力、理解能力、分析问题和解决问题能力的提高。再比如通过生物学发展史的学习;对于同学们建立正确的科学观、价值观、人生观、爱国主义精神;提高思想道德素质等;都具有非常重要的作用?再比如通过生物学研究人体这一特点;对于同学们的的个性发展、意趣、行为、健康、适应性等都有帮助。总之;生物学的学习有利于使同学们在学习过程中学会做人、学会做事、学会生活、学会健体、学会审美、学会劳动„„;对同学们各种素质的养成具有重要作用。

2:生物学教育对人文精神培养的价值

现代科学技术对社会的巨大推动作用;以及由此引发的人类的生产方式、生活方式、交往方式、思想观念和思维方式等许多方面的重大变革;证明了科学不仅具有巨大的技术价值和经济价值;而且还具有巨大的人文价值。

3:生物学教育的审美育人价值

美育是促进人的发展的教育;其功能是“审美育人”。

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