教科版小學科學六年級下冊第一單元細菌的用途和危害

用途與危害細菌對環(huán)境，人類和動物既有用處又有危害。一些細菌成為病原體，導致了破傷風、傷寒、肺炎、梅毒、霍亂和肺結核。在植物中，細菌導致葉斑病、火疫病和萎蔫。感染方式包括接觸、空氣傳播、食物、水和帶菌微生物。病原體可以用抗菌素處理，抗菌素分為殺菌型和抑菌型。細菌通常與酵母菌及其他種類的真菌一起用于酦酵食物，例如在醋的傳統(tǒng)制造過程中，就是利用空氣中的醋酸菌（Acetobacter）使酒轉變成醋。其他利用細菌制造的食品還有奶酪、泡菜、醬油、醋、酒、優(yōu)格等。細菌也能夠分泌多種抗生素，例如鏈霉素即是由鏈霉菌（Steptomyces）所分泌的。細菌能降解多種有機化合物的能力也常被用來清除污染，稱做生物復育（bioremediation）。舉例來說，科學家利用嗜甲烷菌（methanotroph）來分解美國佐治亞州的三氯乙烯和四氯乙烯污染。細菌也對人類活動有很大的影響。例如奶酪及優(yōu)格的制作、部分抗生素的制造、廢水的處理等，都與細菌有關。在生物科技領域中，細菌有也著廣泛的運用。細菌發(fā)電生物學家預言，21世紀將是細菌發(fā)電造福人類的時代。說起細菌發(fā)電，可以追溯到1910年，英國植物學家利用鉑作為電極放進大腸桿菌的培養(yǎng)液里，成功地制造出世界上第一個細菌電池。1984年，美國科學家設計出一種太空飛船使用的細菌電池，其電極的活性物質是宇航員的尿液和活細菌。不過，那時的細菌電池放電效率較低。到了20世紀80年代末，細菌發(fā)電才有了重大突破，英國化學家讓細菌在電池組里分解分子，以釋放電子向陽極運動產生電能。其方法是，在糖液中添加某些諸如染料之類的芳香族化合物作為稀釋液，來提高生物系統(tǒng)輸送電子的能力。在細菌發(fā)電期間，還要往電池里不斷地充氣，用以攪拌細菌培養(yǎng)液和氧化物質的混合物。據計算，利用這種細菌電池，每100克糖可獲得1352930庫侖的電能，其效率可達40%，遠遠高于使用的電池的效率，而且還有10%的潛力可挖掘。只要不斷地往電池里添入糖就可獲得2安培電流，且能持續(xù)數月之久。利用細菌發(fā)電原理，還可以建立細菌發(fā)電站。在10米見方的立方體盛器里充滿細菌培養(yǎng)液，就可建立一個1000千瓦的細菌發(fā)電站，每小時的耗糖量為200千克，發(fā)電成本是高了一些，但這是一種不會污染環(huán)境的"綠色"電站，更何況技術發(fā)展后，完全可以用諸如鋸末、秸稈、落葉等廢棄的有機物的水解物來代替糖液，因此，細菌發(fā)電的前景十分誘人。各發(fā)達國家如八仙過海，各顯神通：美國設計出一種綜合細菌電池，是由電池里的單細胞藻類首先利用太陽光將二氧化碳和水轉化為糖，然后再讓細菌利用這些糖來發(fā)電；日本將兩種細菌放入電池的特制糖漿中，讓一種細菌吞食糖漿產生醋酸和有機酸，而讓另一種細菌將這些酸類轉化成氫氣，由氫氣進入磷酸燃料電池發(fā)電；英國則發(fā)明出一種以甲醇為電池液，以醇脫氫酶鉑金為電極的細菌電池。而且，各種不同的細菌電池相繼問世。例如有一種綜合細菌電池，先由電池里的單細胞藻類利用日光將二氧化碳和水轉化成糖，然后再讓細菌利用這些糖來發(fā)電。還有一種細菌電池則是將兩種細菌放入電池的特制糖漿中，讓一種細菌吞食糖漿產生醋酸和有機酸，再讓另一種細菌將這些酸類轉化成氫氣，利用氫氣進入磷酸燃料電池發(fā)電。人們還驚奇地發(fā)現，細菌還具有捕捉太陽能并把它直接轉化成電能的"特異功能"。美國科學家在死海和大鹽湖里找到一種嗜鹽桿菌，它們含有一種紫色素，在把所接受的大約10%的陽光轉化成化學物質時，即可產生電荷?？茖W家們利用它們制造出一個小型實驗性太陽能細菌電池，結果證明是可以用嗜鹽性細菌來發(fā)電的，用鹽代替糖，其成本就大大降低了。由此可見，讓細菌為人類供電已不是遙遠的設想，而是不久的現實。細菌益腸胃身體大腸內的細菌靠分解小腸內部的廢棄物生活。這些東西由于不可消化，人體系統(tǒng)拒絕處理它們。這些細菌自己裝備有一系列的酶和新陳代謝的通道。這樣，它們能夠繼續(xù)把遺留的有機化合物進行分解。它們中的大多數的工作都是分解植物中的碳水化合物。大腸內部大部分的細菌是厭氧性的細菌，意思就是它們在沒有氧氣的狀態(tài)下生活。它們不是呼出和呼入氧氣，而是通過把大分子的碳水化合物分解成為小的脂肪酸分子和二氧化碳來獲得能量。這一過程稱為“發(fā)酵”。一些脂肪酸通過大腸的腸壁被重新吸收，這會給我們提供額外的能源。剩余的脂肪酸幫助細菌迅速生長。其速度之快可以使它們在每20分鐘內繁殖一次。因為它們合成的一些維生素B和維生素K比它們需要的多，所以它們非常慷慨地把多余的維生素供應給它們這個群體中其他的生物，也提供給你——它們的宿主。盡管你不能自己生產這些維生素，但你可以依靠這些對你非常友好的細菌來源源不斷供應給你?？茖W家們剛剛開始明白這一集體中不同的細菌之間的復雜關系，以及它們同人這個宿主之間的相互作用。這是一個動態(tài)的系統(tǒng)，隨著宿主在飲食結構和年齡上的變化，這一系統(tǒng)也做出相應的調整。你一出生就開始在體內匯集你所選擇的細菌的種類。當你的飲食結構從母乳變?yōu)榕Ｄ?，又變成不同的固體食物時，你的體內又會有新的細菌來占據主導地位了。積聚在大腸壁上的細菌是經歷過艱難旅程后的幸存者。從口腔開始經過小腸，他們受到消化酶和強酸的襲擊。那些在完成旅行后而安然無恙的細菌在到達時會遇到更多的障礙。要想生長，它們必須同已經住在那里的細菌爭奪空間和營養(yǎng)。幸運的是，這些“友好的”細菌能夠非常熟練地把自己粘貼到大腸壁上任何可利用的地方。這些友好的細菌中的一些可以產生酸和被稱為“細菌素”的抗菌化合物。這些細菌素可以幫助抵御那些令人討厭的細菌的侵襲。那些友好的細菌能夠控制更危險的細菌的數量，增加人們對“前生命期”食物的興趣。這種食物含有培養(yǎng)菌，酸奶就是其中的一種。在你喝下一瓶酸奶的時候，檢查一下標簽，看一看哪種細菌將會成為你體內的下一批客人。這就是益生菌。識別身份2010年3月，據《中國日報》報道，美國科學家發(fā)現，生長在每個人手上的細菌也是獨一無二的！警方通過辨識它們，同樣可以獲得破案線索。美國科羅拉多大學的科學家開展了一項研究，他們分別從三個人的指尖與他們個人電腦的鍵盤和鼠標上采集細菌樣本，然后又從數量眾多的，他們未接觸過的鍵盤、鼠標上采集細菌樣本。經過對這些樣本的DNA比較，科學家們發(fā)現，在三人未接觸過的電腦部件上找不到存活于三人雙手上的細菌?？茖W家還發(fā)現，在室溫條件下，手上的細菌離開人體還可以存活兩周左右。另外，細菌繁殖力非常強大，即使我們用殺菌力超強的香皂洗手，它們也能在幾小時內“死灰復燃”。細菌帶有磁性發(fā)現1975年，布萊克摩爾博士在實驗中發(fā)現了一個怪現象，當他在顯微鏡下觀察含有微生物的水滴時，發(fā)現有些細菌很快地向顯微鏡靠北的一邊移動。布萊克摩爾博士以為實驗靠北面的窗子射入了更多的光線，誘使這些小東西朝北游動。于是，他換了一個位置，觀測到的現象卻與先前一樣。他又試驗了其他幾種有可能影響細菌游動方向的因素，細菌并不受這些因素的影響仍舊向北游動。布萊克摩爾想到鴿子能夠依靠地球磁場來為自己導航的現象，他從中得到啟示，是否是磁場影響了這些細菌的游動方向呢？他決定用磁鐵試一試。當他在顯微鏡附近放一塊磁鐵再觀察時，看到細菌朝磁鐵的北極方向游去?？茖W家們又在南半球發(fā)現了向南的細菌?？茖W家還發(fā)現，南半球的細菌大多向南運動，赤道附近的細菌向兩級的數目大致相同。原因細菌體中有一塊很小很小的Fe3O4（Fe3O4，即四氧化三鐵，俗稱磁鐵）分布細菌是非常古老的生物，大約出現于37億年前。真核生物細胞中的兩種細胞器：線粒體和葉綠體，通常被認為是來源于內共生細菌。微生物大量分布于有食物，潮濕，合適的溫度，適于它們繁殖和生長的地方。細菌可以被氣流從一個地方帶到另一個地方。