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细菌简史读后感

时间:2017-09-16 17:21

《细菌简史:与人类的永恒博弈》读后感,谁看过这本书,帮我写一个读后感。

万分感谢。

读《万物简史》有感(一)顺便说一下,万物简史是比尔•布莱森写的。

读完厚厚的一本《万物简史》,我感到意犹未尽。

这真是一本最打动人的科普书。

作者比尔·布莱森自称这本书是“为万物写史,为宇宙立传”。

他用清晰明了、幽默风趣的笔法,将宇宙大爆炸到人类文明发展进程中所发生的繁多妙趣横生的故事一一收入笔下。

这是一本可以从任何一页任何一行任何一个字开始把你吸引的书,就像是在聆听一个个妙趣横生的故事。

你可以和作者一起,穿越时空的隧道,去与达尔文、爱因斯坦、牛顿这样的巨匠一起遨游科学的海洋,探索宇宙和世界的奥秘。

在这本书里,作者不是在陈列知识,而是用满腔热情把知识做成工艺品,让人读来舒畅,有时忍不住要拍案叫绝。

书中回溯了科学史上那些伟大与奇妙的时刻,引用了近年来发现的最新科学史料,几乎每一个被作者描述的事件都奇特而且惊人:宇宙起源于一个要用显微镜才能看得见的奇点;全球气候变暖可能会使北美洲和欧洲北部地区变得更加寒冷;1815年印度尼西亚松巴哇岛坦博士拉火山喷发,喷涌而出的熔岩以及相伴而来的海啸夺走了10万人的生命;美国黄石国家公园是“世界上最大的活火山”……而那些沉迷于科学的科学家们也是千奇百怪:达尔文居然为蚯蚓弹起了钢琴;牛顿将一根大针眼缝针插进眼窝,为的只是看看会有什么事情发生;富兰克林不顾生命危险在大雷雨里放风筝;卡文迪许在自己身上做电击强度实验,竟然到了失去知觉的地步;发现第一批陆地动物鱼甲龙化石的瑞典古生物学家贾维克居然数错了手指、脚趾的数量,还把化石藏了48年不让别人看……这本书的语言风趣幽默,在读到描写哈雷这位科学家的文字时,我一下子笑出了声。

其实,类似这样的语气和描述在书中比比皆是。

“哈雷是个不同凡响的人物。

在漫长而又多产的生涯中,他当过船长、地图绘制员、牛津大学几何学教授、皇家制币厂副厂长、皇家天文学家,是深海潜水钟的发明人。

他写过有关磁力、潮汐和行星运动方面的权威文章,还天真地写过关于鸦片的效果的文章。

他发明了气象图和运算表……他惟一没有干过的事就是发现那颗冠以他名字的彗星。

他只是承认,他在1682年见到的那颗彗星,就是别人分别在1456年、1531年和1607年见到的同一颗彗星。

这颗彗星直到1758年才被命名为哈雷彗星,那是在他去世大约16年之后。

”类似的幽默有的时候近乎调皮(这种表达方式语文老师可不怎么喜欢),也许正是在这样一支笔下,才有如此生动立体的一个个科学巨人款款走来,一幅幅科学的图景才如此瑰丽而妙不可言。

其实我喜欢这本书的理由很简单。

它能告诉我关于地球多大多重多老,它能抛开所谓的科学体系的划分甚至抛开科学这个概念大一统的说事儿,它还讲了很多科学家的趣事儿,他更加激发了我热爱科学的热情,让我对探索未知世界的兴趣更加浓厚。

虽然已经读过很多的科普书,但我要说,《万物简史》是到目前为止,我读过的最打动人的一本科普书。

读《万物简史》有感(二)这是一本科普书,也许更适合一个中学生读。

不过我还是建议对宇宙,天文,物理,化学,科技,生物,古生物,航空,甚至是生命,细菌有兴趣的人来读一下,所有人都会从这里找到他感兴趣的东西。

就算是对上面这些都没有兴趣,而对一个只是有好奇心的人来讲,这本书也是十分有趣的。

它的名字是《万物简史》。

作者是美国的比尔.布莱森。

比尔.布莱森是世界知名的非虚构作家,1951年出生于美国艾奥瓦州,作品主要包括旅游类随笔、幽默独特的科普作品——比如《万物简史》、《母语》等等,横跨多种领域,都是非学院派的幽默之作,乏味的知识在他信手拈来都一下子变得充满奇趣。

这本书写得通俗易懂,不象一般的科普图书带给人们晦涩、枯燥之感。

从组成人体的原子讲到宇宙大爆炸,从太阳系的形成讲到居里夫人为什么得了两次诺贝尔却没当选过她所在科学院的院士

(据说是因为她在居里先生死后和另一位科学做了有伤风化的事,所以学院里的老头子们对她十分抵制。

)以及人们曾痴迷的火星人的种种传说,只是源于一个科学家看到了火星上的图纹,就武断的说那是火星人开凿的运河,目的是为了从南北极运水以灌溉赤道上干旱而又高产的农作物(看到这,还真让人哭笑不得呢)。

它就象一魔法的盒子,总有新奇的东西不断的跳到你的眼前,科学和科学家在这里都变的生动有趣。

而除了可以让你了解丰富的科学知识,知道科学家们的趣事,当读完之后也不由得会对生命,对自然生出无限的敬畏。

我们总认为科技已经足够发达---我们的飞船到了火星,此时此刻的现在,美国的新地平线号探索飞船正在飞往冥王星的途中,五年后它就会到达那里,甚至在前些年还公布过抵御小天体的计划;我们总以为自己已经足够强壮---可以在自然界的面前指手画脚,呼风唤雨.我们有用不完的勇气和自信,自信的也许有一点过了头而变的有点自负。

自负到以为只要我们足够努力,所有的事情都是可以被改变,被支配,被左右.可是结果要让大家失望了---虽然我们的确是非常努力,但我们赖以生存的一切似乎和我们的努力沾不上多少边。

人们常说,成功是靠百分之九十九的努力加上百分之一的运气。

而这一次绝对是百分之一百的运气。

是的,就是简单的运气而已。

首先要感谢带给我们一切的---太阳.我们的地球恰巧处一个和太阳相对最好的位置--1.5亿公里,所以我们看到的太阳实际上是它大约8分钟以前的样子。

如果日地距离再近1%或再远5%我们都会太冷或太热而导致无法生存,不对,是从未有过;我们生活在太阳比较稳定的时代,当它从星云开始形成,一直到红巨星、白矮星,最后的死骸,这一过程大约要经过100亿年,我们正好生活在壮年的红巨星这一段时期,它不像新星那样有活力,时不时来个大喷发什么的;同时又不太老,有大量的物质可以让它以每秒钟大约400万吨的速度自由持续的挥霍,用来维持地球上所有生物的生长和生存。

而我们的外围又有木星等这样的大行星,就象是我们的保护伞,以它的巨大引力就象是一个吸尘器一样,清除来自外围的垃圾,让我们不用担心时常有小天体,慧星,陨石什么的“太空杀手”突然照我们的星球来那么一下子;(真要是那样的来一下子,我们都只能是自求多福了。

说到这里让我想起的灭绝的恐龙兄弟们---时运不济啊......)其次,但绝对不是不重要的---我们生存的星球上恰好有水存在,这是我们生命的最基本的前提条件.从胎儿时期90%,到老年60%以下。

现代科学形象的比喻说:“人的老化是细胞干燥的过程”。

由此可见,水对人的重要性。

而这么重要的水又是从哪里来的

对于这个问题,直到今天,科学界一直存在着不同的看法。

一种认为,在地球形成后的最初几亿年里,地壳较薄,小天体不断轰击地球表面,地幔里的熔融岩浆易于上涌喷出,随同岩浆喷出的还有大量的水蒸气、二氧化碳,这些气体上升到空中并将地球笼罩起来。

水蒸气形成云层,产生降雨。

经过很长时间的降雨,在原始地壳低洼处,不断积水,形成了最原始的海洋。

还有一种说法是,海水来自冰慧星雨,冰慧星的直径多在20千米以上。

太阳系形成的早期,大量的冰慧星进入地球大气层,可想而知,经过数亿年,或者更长的时间,地球表面将得到非常多的水,于是就形成今天的海洋。

无论如何,我们都有了水,并且是足够的水,足以生存的水。

在这里也可以作为一种宣传吧--同志们,节约用水吧

它真的是来之不易啊

再之后我们的祖先尝试了行走,使我们的大脑有机会进步的更快,至少是比其他的动物要快;使我们成了地球上的最智能的生物,成为地球的主宰,而不是放在笼子里供别的生物观看,也不是养在饲养场以备成为餐桌上的头盘。

更为可贵的是学会行走后的祖先们都是聪明和十分有魅力的,这使他们都能成功的找到另一半,并且有了下一代。

而且在之后很多万年的进化中基因未出现偏差和失误。

在茹毛饮血的时代他们在有了后代之前没有被野兽或其他野人吃掉,在战火纷飞的时代他们在有了子嗣之后才受到惨无人道的屠杀;再后来,他们受尽了千辛万苦也咬牙挺住而不是将儿子卖去宫里作太监......正因为有无数个祖先对生命的热爱和执著,对生活的小心和认真,才换来了一个可以坐在这里打字的我,以及此时也许正笑着看这篇文章的你。

话说回来,也不是和我们的努力一点关系都没有,当我们只是几十亿个精子中的一个的时候,只是因为,我们努力的比其他的兄弟姐妹快了那么10的负N次方一秒,才成为今天的幸运儿。

不管怎么说,努力总是没错的。

有时一想到当太阳再过50亿年,燃尽了核燃料,然后膨胀成为一个巨大的红色恶魔,吞噬掉他所有的行星,包括我们的一切,心灵都会受一下打击。

此时的我们还抱怨什么呢

生活不富裕

事业不顺利

社会不公平

爱情不甜蜜吗

而到了那时,生存,活下来都将无法保证。

有这时间还是为我们的子孙们祈福吧,但愿他们在那个时候能够找到新的可以生存的星球,并且造出交通工具可以到达那里。

---可那,那又有什么用呢

宇宙最后都会消失的......唉呀,这还真是一个让人一想就郁闷的事呢。

所以不建议大家以这件事为己任,有时间还是要多想想四个现代化建设,以及怎样好好的生活

这就是对自然最好的尊重了,珍惜别人,也珍惜自己,珍惜哪怕是一口可以自由呼吸的空气

不要等失去了,才“被学会”。

一本好书就象是一个好朋友,有时可以启迪心灵,有时可以陶冶情操,而这本书,会带你走进另一个陌生而又熟悉的世界,你会从心里不断的感叹:噢......原来是这么回事

希望你也和我一样,在这本书里找到属于自己的乐趣。

请记住它相对于精彩内容来讲有点乏味的名字《万物简史》

不会让你失望的

读《万物简史》有感(三)通俗的说:《万物简史》的作者比尔 布莱森以生动活泼,幽默轻松的语言把从宇宙大爆炸到人类文明史产生的历程展现在作者面前,同时也将近现代自然科学史巧妙的镶嵌在书中,读来令人顿生“阅尽世间万物万象,纵横上百亿年上亿万光年”之感。

难怪北大前校长许智宏教授在本书的序言中说“我十分乐意向中国的广大读者推荐这本既妙趣横生又令人大开眼界的书,希望它能唤起广大青少年对科学的兴趣,在他们的心里播下热爱科学的种子。

”我也是从小热爱科学故事喜爱科普书籍的青年学生,在阅读这本书的过程中,我真正的记住的知识并不多,我一路惊叹和感叹于大自然的种种神奇和奥妙,我与生俱来的的求知欲,好奇心和想象力不断被激发出来。

当然,还要感谢作者和我们分享关于某些科学家的令人诧异又忍俊不禁的奇闻轶事。

一本正经的说 《万物简史》大大的拓展了我的视野,它引领我去探索宇宙,地球,生命和人类的产生,变化和发展的进程,它使我感受到宇宙,地球,生命和人类的种种伟大和神奇,它让我对人类永不止步的探索精神充满敬意。

《万物简史》唤起了我对生命的崇敬之情。

生命在它长达四十多亿年的时间里,虽然历经无数艰难险阻和灭顶之灾,但是却能繁衍生息代代相传,她的光辉史不得不使我从心底升起敬畏和崇敬之情。

正如作者在本书的最后写道:“如果说这本书有什么寓意的话,那就是我们来到地球上,实在是十分的幸运——这里的我们“我们”,我指的是所有的生物。

在这个宇宙中,获得任何一种生命都是一个奇迹。

当然,作为人类,我们更是双倍的运气。

我们不仅享有存在的恩典,而且还享有独一无二的欣赏这个存在的能力,甚至还可以以多种多样的方式使其更加美好。

这样一种技巧,我们才刚刚开始懂得。

”《万物简史》让我重新认真的思索起“我是谁,我从哪里来,我要到哪里去”的千古命题,我的回答是:“我”也是“我们”,“我们”是“生命”,生命之舟必将驶向光明美好的未来——回顾四十多亿年的生命史,我有理由坚持这条信念。

”“一个星球,一次试验”。

我想对待对待生命的最好方式,一是珍惜她的美好,二是要为她创造更多的价值。

我们——人类,应当自求多福,好自为之。

想不到历史如此奇妙怎么写读后感

想不到万物如此惊人读后感  读完厚厚的一本《想不到万物如此惊人》,我感到意犹未尽。

这真是一本最打动人的科普书。

  作者比尔·布莱森自称这本书是“为万物写史,为宇宙立传”。

他用清晰明了、幽默风趣的笔法,将宇宙大爆炸到人类文明发展进程中所发生的繁多妙趣横生的故事一一收入笔下。

这是一本可以从任何一页任何一行任何一个字开始把你吸引的书,就像是在聆听一个个妙趣横生的故事。

你可以和作者一起,穿越时空的隧道,去与达尔文、爱因斯坦、牛顿这样的巨匠一起遨游科学的海洋,探索宇宙和世界的奥秘。

在这本书里,作者不是在陈列知识,而是用满腔热情把知识做成工艺品,让人读来舒畅,有时忍不住要拍案叫绝。

  书中回溯了科学史上那些伟大与奇妙的时刻,引用了近年来发现的最新科学史料,几乎每一个被作者描述的事件都奇特而且惊人:宇宙起源于一个要用显微镜才能看得见的奇点;全球气候变暖可能会使北美洲和欧洲北部地区变得更加寒冷;1815年印度尼西亚松巴哇岛坦博士拉火山喷发,喷涌而出的熔岩以及相伴而来的海啸夺走了10万人的生命;美国黄石国家公园是“世界上最大的活火山”……而那些沉迷于科学的科学家们也是千奇百怪:达尔文居然为蚯蚓弹起了钢琴;牛顿将一根大针眼缝针插进眼窝,为的只是看看会有什么事情发生;富兰克林不顾生命危险在大雷雨里放风筝;卡文迪许在自己身上做电击强度实验,竟然到了失去知觉的地步;发现第一批陆地动物鱼甲龙化石的瑞典古生物学家贾维克居然数错了手指、脚趾的数量,还把化石藏了48年不让别人看……  这本书的语言风趣幽默,在读到描写哈雷这位科学家的文字时,我一下子笑出了声。

其实,类似这样的语气和描述在书中比比皆是。

“哈雷是个不同凡响的人物。

在漫长而又多产的生涯中,他当过船长、地图绘制员、牛津大学几何学教授、皇家制币厂副厂长、皇家天文学家,是深海潜水钟的发明人。

他写过有关磁力、潮汐和行星运动方面的权威文章,还天真地写过关于鸦片的效果的文章。

他发明了气象图和运算表……他惟一没有干过的事就是发现那颗冠以他名字的彗星。

他只是承认,他在1682年见到的那颗彗星,就是别人分别在1456年、1531年和1607年见到的同一颗彗星。

这颗彗星直到1758年才被命名为哈雷彗星,那是在他去世大约16年之后。

”  类似的幽默有的时候近乎调皮(这种表达方式语文老师可不怎么喜欢),也许正是在这样一支笔下,才有如此生动立体的一个个科学巨人款款走来,一幅幅科学的图景才如此瑰丽而妙不可言。

  其实我喜欢这本书的理由很简单。

它能告诉我关于地球多大多重多老,它能抛开所谓的科学体系的划分甚至抛开科学这个概念大一统的说事儿,它还讲了很多科学家的趣事儿,他更加激发了我热爱科学的热情,让我对探索未知世界的兴趣更加浓厚。

  虽然已经读过很多的科普书,但我要说,《万物简史》是到目前为止,我读过的最打动人的一本科普书。

  读《万物简史》有感(二)  这是一本科普书,也许更适合一个中学生读。

不过我还是建议对宇宙,天文,物理,化学,科技,生物,古生物,航空,甚至是生命,细菌有兴趣的人来读一下,所有人都会从这里找到他感兴趣的东西。

就算是对上面这些都没有兴趣,而对一个只是有好奇心的人来讲,这本书也是十分有趣的。

  它的名字是《万物简史》。

作者是美国的比尔.布莱森。

  比尔.布莱森是世界知名的非虚构作家,1951年出生于美国艾奥瓦州,作品主要包括旅游类随笔、幽默独特的科普作品——比如《万物简史》、《母语》等等,横跨多种领域,都是非学院派的幽默之作,乏味的知识在他信手拈来都一下子变得充满奇趣。

  这本书写得通俗易懂,不象一般的科普图书带给人们晦涩、枯燥之感。

从组成人体的原子讲到宇宙大爆炸,从太阳系的形成讲到居里夫人为什么得了两次诺贝尔却没当选过她所在科学院的院士

(据说是因为她在居里先生死后和另一位科学做了有伤风化的事,所以学院里的老头子们对她十分抵制。

)以及人们曾痴迷的火星人的种种传说,只是源于一个科学家看到了火星上的图纹,就武断的说那是火星人开凿的运河,目的是为了从南北极运水以灌溉赤道上干旱而又高产的农作物(看到这,还真让人哭笑不得呢)。

它就象一个有魔法的盒子,总有新奇的东西不断的跳到你的眼前,科学和科学家在这里都变的生动有趣。

  而除了可以让你了解丰富的科学知识,知道科学家们的趣事,当读完之后也不由得会对生命,对自然生出无限的敬畏。

  我们总认为科技已经足够发达---我们的飞船到了火星,此时此刻的现在,美国的新地平线号探索飞船正在飞往冥王星的途中,五年后它就会到达那里,甚至在前些年还公布过抵御小天体的计划;  我们总以为自己已经足够强壮---可以在自然界的面前指手画脚,呼风唤雨.我们有用不完的勇气和自信,自信的也许有一点过了头而变的有点自负。

自负到以为只要我们足够努力,所有的事情都是可以被改变,被支配,被左右.  可是结果要让大家失望了---虽然我们的确是非常努力,但我们赖以生存的一切似乎和我们的努力沾不上多少边。

人们常说,成功是靠百分之九十九的努力加上百分之一的运气。

而这一次绝对是百分之一百的运气。

是的,就是简单的运气而已。

关于病毒的资料

太笼统了~

只好给你很长的答复,如下:病毒【生物学名词】是一类个体微小,无完整细胞结构,含单一核酸(DNA或RNA)型,必须在活细胞内寄生并复制的非细胞型微生物。

原指一种动物来源的毒素。

“virus”一词源于拉丁文。

病毒能增殖、遗传和演化,因而具有生命最基本的特征。

其主要特点是:①含有单一种核酸(DNA或 RNA)的基因组和蛋白质外壳,没有细胞结构;②在感染细胞的同时或稍后释放其核酸,然后以核酸复制的方式增殖,而不是以二分裂方式增殖;③严格的细胞内寄生性。

由于病毒的结构和组分简单,有些病毒又易于培养和定量,因此从20世纪40年代后,病毒始终是分子生物学研究的重要材料。

在实践方面,病毒的研究对防治人类、植物和动物的疾病作出了重要贡献。

如病毒疫苗的发展,利用昆虫病毒作为杀虫剂等。

1982 年将资料齐全而能分类的病毒划分为7大群:(双链)ds DNA,有包膜;(双链)ds DNA,无包膜 ;(单链)ss DNA ,无包膜;(双链)ds RNA,有包膜;(双链)ds RNA,无包膜; (单链)ss RNA,有包膜;(单链)ss RNA,无包膜。

“virus”一词源于拉丁文,原指一种动物来源的毒素。

病毒能增殖、遗传和演化,因而具有生命最基本的特征,但至今对它还没有公认的定义。

最初用来识别病毒的性状,如个体微小、一般在光学显微镜下不能看到、可通过细菌所不能通过的滤器、在人工培养基上不能生长、具有致病性等,现仍有实用意义。

但从本质上区分病毒和其他生物的特征是:①含有单一种核酸(DNA或RNA)的基因组和蛋白质外壳,没有细胞结构;②在感染细胞的同时或稍后释放其核酸,然后以核酸复制的方式增殖,而不是以二分裂方式增殖;③严格的细胞内寄生性。

病毒缺乏独立的代谢能力,只能在活的宿主细胞中,利用细胞的生物合成机器来复制其核酸并合成由其核酸所编码的蛋白,最后装配成完整的、有感染性的病毒单位,即病毒粒。

病毒粒是病毒从细胞到细胞或从宿主到宿主传播的主要形式。

目前,病毒一词的涵义可以是:指那些在化学组成和增殖方式是独具特点的,只能在宿主细胞内进行复制的微生物或遗传单位。

它的特点是:只含有一种类型的核酸(DNA或RNA)作为遗传信息的载体;不含有功能性核糖体或其它细胞器;RNA病毒,全部遗传信息都在RNA上编码,这种情况在生物学上是独特的;体积比细菌小得多,仅含有少数几种酶类;不能在无生命的培养基中增殖,必须依赖宿主细胞的代谢系统复制自身核酸,合成蛋白质并装配成完整的病毒颗粒,或称病毒体(完整的病毒颗粒是指成熟的病毒个体)。

病毒性质的两重性;一、病毒生命形式的两重性1、病毒存在的两重性 病毒的生命活动很特殊,对细胞有绝对的依存性。

其存在形式有二:一是细胞外形式,一是细胞内形式。

存在于细胞外环境时,则不显复制活性,但保持感染活性,是病毒体或病毒颗粒形式。

进入细胞内则解体释放出核酸分子(DNA或RNA),借细胞内环境的条件以独特的生命活动体系进行复制,是为核酸分子形式。

2、病毒的结晶性与非结晶性 病毒可提纯为结晶体。

我们知道结晶体是一个化学概念,是很多无机化合物存在的一种形式,我们可以认为某些病毒有化学结晶型和生命活动型的两种形式。

3、颗粒形式与基因形式 病毒以颗粒形式存在于细胞之外,此时,只具感染性。

一旦感染细胞病毒解体而释放出核酸基因组,然后才能进行复制和增殖,并产生新的子代病毒。

有的病毒基因组整合于细胞基因组,随细胞的繁殖而增殖,此时病毒即以基因形式增殖,而不是以颗粒形式增殖,这是病毒潜伏感染的一种方式。

二、病毒结构和功能的两重性1、标准病毒与缺陷病毒 在病毒的增殖过程中,由于其基因组因某种微环境因素的影响或转录过程的错误而发生突变,以致有装配不全的病毒颗粒产生,称为缺陷病毒,产生缺陷病毒的原亲代病毒,则称为标准病毒,缺陷病毒颗粒有干扰标准病繁殖的作用。

2、假病毒与真病毒 一种细胞有两种病毒同时感染的情况,在增殖过程中,一种病毒可以穿上本身的外壳,这就是真病毒,是这种病毒的应有“面目”;如果一种病毒的核酸被以另一病毒编码的外壳,则称为假病毒,此时一种病毒的本来性质,被另一种病毒的性质所掩盖。

3、杂种病毒和纯种病毒 两种病毒混合感染时,除了出现假型病毒外,还有可能出现病毒核酸重组的情况,即一种病毒颗粒之中,可含有两种病毒的遗传物质,此可称为杂种病毒,折实病毒学中一个相当常见的现象。

三、病毒病理学的两重性1、病毒的致病性和非致病性 关于致病性和非致病性问题,是同宿主细胞相对而言的,在分子水平、细胞水平和机体水平,可能有不同的含义。

在细胞水平有细胞病变作用,但在机体水平可能并不显示临床症状,此可称为亚临床感染或不显感染。

2、病毒感染的急性和慢性 病毒感染所致的临床症状有急、慢之分,有的病毒一般只表现急性感染而很少表现慢性感染;有的则既有急性过程,也有慢性过程。

目前对病毒的概念可以是:病毒是代谢上无活性,有感染性,而不一定有致病性的银子,他们小于细胞,但大于大多数大分子,他们无例外地在生活细胞内繁殖,他们含有一个蛋白质或脂蛋白外壳和一种核酸,DNA或RNA,甚至只含有核酸而内有蛋白质,或只有蛋白质而没有核酸,它们作为大分子似乎太复杂,作为生物体它们的生理和复制方式又千姿百态。

Lwoff在“病毒的概念”一文中强调病毒的特殊性时指出,“病毒应该就是病毒,因为它们是病毒”。

病毒的形态(1) 球状病毒;(2)杆状病毒;(3)砖形病毒;(4)有包膜的球状病毒;(5)具有球状头部的病毒;(6)封于包含体内的昆虫病毒。

病毒的大小较大的病毒直径为300-450纳米,较小的病毒直径仅为18-22纳米病毒的组成病毒主要由核酸和蛋白质外壳组成。

病毒的复制过程叫做复制周期。

其大致可分为连续的五个阶段:吸附、侵入、脱壳、病毒大分子的合成、病毒的装配与释放病毒的分类国际病毒分类委员会(ICNV)第七次报告(1999),将所有已知的病毒根据核酸类型分为DNA病毒——单股DNA病毒,DNA病毒——双股DNA病毒,DNA与RNA反转录病毒,RNA病毒——双股RNA病毒,RNA病毒——单链、单股RNA病毒,裸露RNA病毒及类病毒等八大类群。

此外,还增设亚病毒因子一类。

这个报告认可的病毒约4000种,设有三个病毒目,64个病毒科,9个病毒亚科,233个病毒属,其中29个病毒属为独立病毒属。

亚病毒因子类群,不设科和属。

包括卫星病毒和prion(传染性蛋白质颗粒或朊病毒)。

一些属性不很明确的属称暂定病毒属。

病毒在自然界分布广泛,可感染细菌、真菌、植物、动物和人,常引起宿主发病。

但在许多情况下,病毒也可与宿主共存而不引起明显的疾病。

简史在发现病毒以前,人们早已开始不自觉地利用病毒为人类服务。

中国在16世纪前后,就用天花患者脓疮中的浆液给健康人接种而使之获得免疫力。

差不多同时,荷兰的种植者用嫁接法使郁金香感染病毒而开出美丽的碎色花朵;1796年E.琴纳发明了牛痘苗;1885年L.路易斯·巴斯德首创了狂犬病疫苗。

1892年Д.И.伊万诺夫斯基发现患烟草花叶病的烟叶汁通过阻留细菌的滤器后,仍保留其感染性;1898年M.W.拜耶林克再次发现了这一事实,并指出该病是一类与细菌不同的病原体所引起的。

这是认识病毒的开端。

以后相继发现许多人类、植物和动物的疾病是由病毒引起的。

1898年 F.A.J.勒夫勒和 P.伏罗施发现了牛的口蹄疫病毒;1915年F.W.特沃特和1917年F.埃雷尔分别发现了细菌病毒即噬菌体。

从30年代起开始探索病毒的理化性质,M.施莱辛格提纯了噬菌体并指出它是由蛋白质和DNA构成的;1935年W.M.斯坦利获得了烟草花叶病毒的结晶;1936年首次在电子显微镜下看到该病毒是一种杆状颗粒。

以后许多病毒相继被提纯,对他们的形态结构和化学组分进行了研究,为病毒分类提供了依据。

由于病毒的结构和组分简单,有些病毒又易于培养和定量,因此从20世纪40年代以来,病毒始终是分子生物学研究的重要材料。

30年代末,以M.德尔布吕克为代表的一派学者开始用大肠杆菌的T偶数噬菌体研究其复制和遗传机制,奠定了分子遗传学的基础。

70年代,研究重点逐渐转向动物病毒。

分子生物学发展中的重要进展,如DNA和 RNA是遗传物质的确证,三联体密码学说的形成,核酸复制机制的阐明,遗传信息流中心法则的提出,反转录酶、基因的重叠和不连续性等的发现,以至基因工程的兴起和致癌理论的发展,几乎无一不与病毒有关。

一些蛋白质和核酸的一级结构分析,也常常是首先以病毒为材料研究完成的。

反过来,分子生物学研究又促进了对病毒结构、复制和遗传的认识,使病毒学发展成一门独立的分支学科。

在实践方面,病毒的研究对防治人类、植物和动物的病毒病作出了重要贡献。

病毒疫苗的发展,为控制人类疾病(如天花、黄热病、脊髓灰质炎、麻疹等)和畜禽疾病(如牛瘟、猪瘟、鸡新城疫等)提供了有效措施;由于综合防治和抗病育种等措施的利用,有效地控制了马铃薯退化病、小麦土传花叶病、白菜芜菁花叶病等农作物病害;利用昆虫病毒作为杀虫剂的研究,也在大力开展并已进入实用阶段。

培养和检测病毒研究的发展常常与病毒培养和检测方法的进步有密切的关系,特别在脊椎动物病毒方面,小鼠和鸡胚接种、组织培养、超速离心、凝胶电泳、电子显微镜和免疫测定等技术,对病毒学的发展具有深刻的影响。

噬菌体的培养和检测方法最为简单。

将噬菌体接种到易感细菌的肉汤培养物中,经18~24小时后,混浊的培养物重新透明,此时细菌被裂解,大量噬菌体被释放到肉汤中,再经除菌过滤,即为粗制噬菌体。

为了测定其中噬菌体的数量,将粗制噬菌体稀释到每一接种量含100个左右,与过量的细菌混合,然后铺种于琼脂平皿上,在温箱中培养过夜,细菌繁殖成乳白色衬底,被噬菌体裂解的区域则在此衬底上表现为圆形的透明斑,称为噬斑。

噬斑数代表该接种量中有活力的噬菌体数量。

如果挑出单个噬斑来培养,就能获得由单个噬菌体所繁殖的后代,达到分离纯化的目的。

动物病毒(见脊椎动物病毒)的培养可在自然宿主、实验动物、鸡胚或细胞培养中进行,以死亡、发病或病变等作为病毒繁殖的直接指标,或以血细胞凝集、抗原测定等作为间接指标。

收获发病动物的组织磨成悬液或有病变的细胞培养液,即为粗制病毒。

测定活病毒数量可采用空斑法,其原理与噬斑法相同,但以易感的动物单层细胞代替细菌,在接种适当稀释的病毒后,用含有培养液和中性红的琼脂覆盖,使病毒感染局限在小面积内形成病变区,衬底的健康细胞被中性红染成红色,病变区不染色而显示为空斑。

至今植物病毒的培养和检测大都是在整株植物上进行的。

从捣碎的病叶汁中制备病毒,常用枯斑法检测。

用手指蘸上混有金刚砂的稀释病毒在植物叶片上轩轻磨擦,经一定时间后出现单个分开的圆形坏死或退绿斑点,称为枯斑。

除了利用病毒的致病性定量检测病毒外,还可应用物理方法,如在电子显微镜下计数病毒颗粒,或用紫外分光光度计测定提纯病毒的蛋白和核酸量,这些方法所测得的数据包括了有感染性和无感染性的病毒粒。

应用电子显微镜不但能看清病毒粒的大小、形态,还可以分辨其表面的蛋白亚单位和内部的核壳等超微结构。

大小与形态不同病毒的大小变动于20~450纳米之间。

最大的为痘病毒科,大小为(170~260)×(300~450)纳米,最小的为双联病毒科,直径18~20纳米。

病毒的形态也是多样的:球状(包括二十面体),如脊髓灰质炎病毒和有包膜的如疱疹病毒;杆状(包括棒状),如烟草花叶病毒;丝状,如甜菜黄花病毒;弹状,如水疱性口炎病毒;复杂构型,如蝌蚪状的T偶数噬菌体。

有些病毒在细胞内呈自然晶体排列。

结构最简单的病毒中心是核酸,外面包被着1层有规律地排列的蛋白亚单位,称为衣壳。

构成衣壳的形态亚单位称为壳粒,由核酸和衣壳蛋白所构成的粒子称为核壳。

较复杂的病毒外边还有由脂质和糖蛋白构成包膜。

核壳按壳粒的排列方式不同而分为3种模式:二十面体对称,如脊髓灰质炎病毒;螺旋对称,如烟草花叶病毒;复合对称,如 T偶数噬菌体。

在脂质的包膜上还有1种或几种糖蛋白,在形态上形成突起,如流感病毒的血凝素和神经氨酸酶。

昆虫病毒中有1类多角体病毒,其核壳被蛋白晶体所包被,形成多角形包涵体。

化学组成核酸带有遗传密码的病毒基因组。

病毒依所含核酸种类不同可分为 DNA病毒和 RNA病毒。

动物病毒或含DNA,或含RNA;植物病毒除少数组外大多为RNA病毒;噬菌体除少数科外大多为DNA病毒。

DNA或RNA可以是线型的或环状的,可以是单链的或双链的。

RNA可以分节段或不分节段,单链RNA又分正链的和负链的。

在分节段的RNA植物病毒中,常见多分体基因组,即同一病毒的几个RNA节段分别装入衣壳中,形成大小不同的颗粒,有的分装在两种颗粒中称二分体基因组,如豇豆花叶病毒;有的分装在3种颗粒中称三分体基因组,如黄瓜花叶病毒和雀麦花叶病毒。

通过遗传学和生物化学方法,已查明一些病毒的基因图谱。

对MS2和ΦΧ174噬菌体。

花椰菜花叶病毒、SV40和乙型肝炎病毒核酸的核苷酸序列,已全部查明。

①蛋白质 病毒的主要组分,依其功能可分为衣壳蛋白、膜蛋白、糖蛋白和内在酶4类。

衣壳蛋白包裹核酸形成保护性的外壳。

简单的病毒只有1种衣壳蛋白,较复杂的如腺病毒衣壳是由六邻体、五邻体和纤维3种蛋白构成的。

在有包膜的病毒如流感和水疱性口炎病毒中,膜蛋白一方面与外层脂质相连结,另一方面又同内部的核壳相连结,起到维系病毒内外结构的作用。

糖蛋白位于包膜表面,有的形成突起,如流感病毒的血凝素,能与细胞膜受体结合。

病毒虽无完整的酶系统,但常含有一些特殊的酶,如流感病毒的神经氨酸酶和噬菌体的溶菌酶。

此外,呼肠孤病毒科、弹状病毒科、正粘病毒科和副粘病毒科病毒粒中含RNA多聚酶,反录病毒科含反转录酶,均与核酸复制有关。

目前已查明十几种病毒蛋白的全氨基酸序列。

②脂质 存在于包膜中,包膜是在病毒成熟时从细胞质膜或核膜芽生获得的,所以病毒脂质常具有宿主细胞脂质的特征。

用有机溶剂或去污剂破坏包膜脂质,可使病毒粒裂解。

③糖 除核酸中的戊糖外,病毒包膜还含有与蛋白或脂质结合的多糖。

烟草花叶病毒、流感病毒和枯草杆菌噬菌体的电子显微镜照片和结构模式图(见植物病毒、正粘病毒科和细菌病毒)。

复 制病毒复制指病毒粒入侵宿主细胞到最后细胞释放子代毒粒的全过程,包括吸附、进入与脱壳、病毒早期基因表达、核酸复制、晚期基因表达、装配和释放等步骤。

各步的细节因病毒而异。

吸附与进入T4噬菌体先以其尾丝与大肠杆菌表面受体结合,随后尾鞘收缩,裸露出的尾轴穿入细菌外壁,把头部内储存的DNA注射到细菌体内。

动物病毒也是先与细胞受体结合,以后或是靠细胞的吞噬作用进入,或是病毒包膜与细胞质膜融合后使核壳进入。

植物病毒则是通过伤口侵入或通过媒介昆虫直接注入。

一般情况下,病毒均须经脱壳,即脱去外被的蛋白质释放核酸,才能进行下一步复制。

基因表达将其核酸上的遗传信息转录成信使核糖核酸(mRNA),然后再翻译成蛋白质。

一般在核酸复制以前的称早期基因表达,所产生的早期蛋白质,有的是核酸复制所需的酶,有的能抑制细胞核酸和蛋白质的合成;在核酸复制开始以后的称晚期基因表达,所产生的晚期蛋白质主要是构成毒粒的结构蛋白质。

早期和晚期蛋白质中都包括一些对病毒复制起调控作用的蛋白质。

转录因病毒核酸的类型而异,共有6种方式:双链DNA(dsDNA)的病毒如 SV40,其转录方式与宿主细胞相同;含单链DNA(ssDNA)的病毒如小DNA病毒科,需要通过双链阶段后再转录出mRNA;含单链正链RNA(ss +RNA)的病毒如脊髓灰质炎病毒、烟草花叶病毒和Qβ噬菌体,其RNA可直接作为信使,利用宿主的蛋白质合成机器合成它所编码的蛋白质;含单链负链 RNA(ss-RNA)的病毒如水疱性口炎病毒和流感病毒,需先转录成互补的正链作为其mRNA,ssRNA的反录病毒如鸡肉瘤病毒和白血病病毒,需先经反转录成dsDNA而整含到宿主染色体中,于表达时再转录成mRNA,含dsRNA的呼肠孤病毒,则以保守型复制方式转录出与原来双链中的正链相同的 mRNA。

近年来发现有些病毒(如腺病毒和SV40)的基因是不连续的,有外显子与内含子之分,转录后有剪接过程,把内含子剪除而把外显子连接起来,才有mRNA的功能。

多数病毒的mRNA还需经过其他加工,如在5′端加上“帽子”结构和在3′端加上多聚腺嘌呤核苷酸。

病毒基因转录所需酶的来源也不相同,如小DNA病毒科、乳多泡病毒科所需依赖于DNA的RNA多聚酶,都是利用宿主原有的酶;而弹状病毒科、正粘病毒科、副粘病毒科和呼肠孤病毒科所需的依赖于RNA的RNA多聚酶,以及反录病毒科所需的反转录酶,都是病毒粒自备的。

翻译不同病毒mRNA翻译的方式是不同的。

一般认为噬菌体的翻译是多顺反子的,如Qβ的RNA上有3个顺反子(为单个肽链编码的基因功能单位),可沿着1条 mRNA独立地翻译出3种多肽。

动物病毒的翻译是单顺反子的,即由其基因组转录成不同的mRNA,每种mRNA翻译成一种多肽。

分节段基因组病毒如流感病毒和呼肠孤病毒,每1节段RNA构成1个顺反子,多分体基因组的植物病毒也是如此。

脊髓灰质炎病毒的mRNA先被翻译成1个分子量为20万的巨肽,再经裂解成为衣壳蛋白和酶。

有些病毒如ΦΧ174,Qβ噬菌体和 SV40等,存在基因重叠现象,即按读码位相不同而从同一核苷酸序列可以表达出一种以上的蛋白质。

这是病毒经济地利用其有限的遗传信息的1种方式。

核酸复制DNA病毒按照经典的沃森-克里克碱基配对方式进行 DNA复制。

乳多泡病毒的环状 DNA按“滚环”模式进行复制时,需要有核酸内切酶和连接酶参与。

病毒RNA是通过半保留方式复制的,即以病毒RNA(vRNA)为模板,同时转录几个互补链(cRNA),cRNA转录完成并脱落后,又以同样方式再转录出新的vRNA。

因此,在感染细胞中可以查出具有部分双链结构而又拖着多条长短不同单链 “尾巴”(正在合成中的互补链)的“复制中间体”。

病毒核酸复制所需酶的来源也各不相同。

SV40DNA合成所需的酶都来自宿主。

含RNA的Qβ噬菌体、小RNA病毒科和含ssRNA的植物病毒所需RNA 多聚酶的某个亚基,可能由病毒基因编码,而其他亚基来自宿主。

疱疹病毒DNA复制所需的酶,部分地由病毒编码,如DNA多聚酶和胸苷激酶,可能还有核苷酸还原酶。

痘类病毒的独立自主能力最强,甚至能在去核细胞中进行DNA复制,其基因组至少能为75种蛋白质编码,包括DNA多聚酶、胸苷激酶、脱氧核糖核酸酶和聚核苷酸连接酶。

装配与释放病毒核酸和结构蛋白是分别复制的,然后装配成完整的病毒粒。

最简单的装配方式(如烟草花叶病毒)是核酸与衣壳蛋白相互识别,由衣壳亚单位按一定方式围绕 RNA聚集而成,不借助酶,也无需能量再生体系。

许多二十面体病毒粒先聚集其衣壳,然后再装入核酸。

有包膜的病毒,在细胞内形成核完后转移至被病毒修饰了的细胞核膜或质膜下面,以芽生方式释放病毒粒。

T4噬菌体则先分别装配头部、尾部和尾丝,最后组合成完整病毒粒,裂解细菌而释放,其中有些步骤需酶的作用。

细胞水平上的感染类型和宿主反应很早发现噬菌体感染有裂解性和溶源性之分。

以大肠杆菌的λ噬菌体为例,裂解性感染于经历上述复制周期后产生大量子代病毒粒而将细菌裂解;而溶源性感染时,噬菌体DNA环化并整合到大肠杆菌 DNA的特异性位点上,随着细菌的分裂而传给子代细菌,细菌不被裂解也不产生子代病毒粒。

营养条件、紫外线或化学药物都能使溶性源感染转化为裂解性。

动物的DNA病毒如 SV40、腺病毒、疱疹病毒等于感染敏感细胞(称为容许细胞)后,形成裂解性感染,而于感染不大敏感的细胞(称为不容许细胞)后,则形成转化性感染。

转化性感染与溶源性感染相似,病毒DNA或其片段整合于细胞染色体上,并随细胞分裂而传给子代细胞,表达其部分基因(一般为早期基因),但不产生子代病毒粒,细胞也不死亡,但被转化成类似于肿瘤细胞,可无限地传代。

另一方面,RNA肿瘤病毒(如鸡肉瘤病毒)必须先将其RNA反转录成dsDNA并整合到细胞染色体上,才能进行复制,所以这种感染方式是独特的,既是转化性感染,又产生大量病毒粒。

宿主细胞对病毒感染的反应有4种:无明显反应、细胞死亡、细胞增生后死亡和细胞转化。

例如,副粘病毒SV5在细胞培养中产生大量病毒而不引起明显反应。

多数病毒感染敏感细胞时,由于抑制了细胞核酸和蛋白质合成而引起细胞死亡。

痘病毒感染时,先刺激细胞多次分裂然后死亡,造成痘疱病灶。

DNA病毒和RNA肿瘤病毒则引起细胞转化。

有些动物病毒于感染宿主细胞后,在胞核或细胞质内形成具有特殊染色特性的内含物,称为包涵体,如痘病毒的细胞质内包涵体和疱疹病毒的胞核内包涵体。

这些包涵体有的是由未成熟或成熟的病毒粒构成,有的是宿主细胞的反应产物,有的是两者的混合物。

有些昆虫病毒的病毒粒包埋在蛋白基质中,形成包涵体如核型多角体病毒。

脊椎动物细胞感染病毒后的另一种反应是产生干扰素。

干扰素是一种动物细胞编码的蛋白,其基因平常处于不活动状态,于病毒感染或经双链RNA诱导后活化。

干扰素有广谱的抗病毒作用,但并不直接作用于病毒,其作用机制是通过与细胞膜结合,激活具有抗病毒作用的3种酶,阻断了病毒mRNA的翻译。

干扰素在防止病毒扩散和疾病恢复中有一定作用,并有可能成为一种抗病毒药物。

结合你所学到的环境微生物学方面的知识,谈谈对环境微生物学在环境科学和环境治理领域中的应用和发展前景

摘要:微生物在环境中充当着极其重要的角色,它在自然界的生态平衡和物质循环中起着不可替代的作用。

同时,在环境污染和治理方面,微生物也起着重要作用。

环境微生物学的兴起是微生物学与环境科学交叉发展的必然结果。

它由普通微生物学发展起来的环境科学和环境工程的一门学科.它以普通微生物学为基础,在研究微生物学一般规律的同时,着重微生物和环境之间互相作用的规律,微生物活动对环境和人类产生的有益和有害的影响以及在环境污染控制工程中有关的微生物原理的研究,是环境科学和环境工程的重要理论基础。

环境微生物学的内容十分广泛,而且该学科近年来的发展十分迅速,一些生物学的新技术手段被不断应用到环境微生物学领域中。

关键词:环境科学;环境工程;微生物学;环境微生物学 1 微生物学的发展简史微生物学是研究微生物及其生命活动的科学。

微生物具有种类繁多、体积微小、比表面积大、代谢类型多、代谢强度高、生长繁殖速度快、容易变异、种类多等多种特点。

它广泛分布于空气、水、土壤、人体及动植物体内独立或寄生生活。

大多数微生物对人类和动植物是有益的,特别是它与人类的生活有密切的关系,对工农业生产、人类的生活环境与健康卫生有极大的影响[1]。

人类对微生物的利用甚早。

我国在利用微生物方面,更有着丰富的经验和悠久的历史。

早在公元前3世纪,在《吕氏春秋》里就有“仪狄作酒禹饮而甘之”之说。

在公元6世纪,后魏贾思勰所著的《齐民要术》一书中就详细记载了制曲和酿酒的技术,还记载了栽种豆科植物可以肥沃土壤,当时虽不知根瘤菌的存在,也不知固氮作用,而会利用根瘤菌积累氮肥等等。

1676年,微生物学的先驱列文虎克用自制的单式显微镜首次观察到了细菌的个体,为揭开微生物世界的奥秘打开了大门,具有划时代的意义。

在之后近200年的时间里,人们对微生物的研究仅停留在出于个人爱好对一些微生物进行形态描述的低级水平上,包括细菌、原生动物和真菌,但对它们的生理活动机理及其与人类实践活动的关系却未加研究,因此,微生物作为一门学科在当时还未形成。

在19世纪末和20世纪初微生物学被牢固地建立起来。

法国的巴斯德和德国的科赫,分别被称为微生物学的奠基人和细菌学的奠基人。

巴斯德在研究酿酒生产中酒质变酸的问题时,指出发酵是微生物的作用。

巴斯德创立了培养基和玻璃器皿的灭菌方法及巴氏消毒,建立完成了稀释和次代培养的无菌技术。

为生物学的发展做出了突出的贡献。

科赫在培养细菌学的巨大贡献是发明了用固体培养基的“细菌纯培养法”和把混合培养物纯化的技术,并用在固体培养基上划线接种的方法获得了单一的纯种。

这种技术使得培养细菌学发生革命性变化,并使得十九世纪最后二十年中这个学科得以开出绚丽的花朵。

进入二十世纪,微生物学获得了飞速的发展,研究重点逐渐转移到了生化水平及分子生物学的水平上。

工业微生物学与发酵工程、遗传工程、细胞工程、酶工程和生物反应器工程一起组成了生物工程学这个当代高科技领域。

随着社会经济发展的需要,人们不断加强对微生物的研究,己形成了许多微生物学的分支学科。

例如有普通微生物学、微生物生理学、微生物生态学、微生物遗传学;有病毒学、细菌学、真菌学;还有土壤微生物学、海洋微生物学;再有医学微生物学、工业微生物学、农业微生物学、环境微生物学、石油微生物学等等, 由此可见微生物学的发展无不体现着学科的交叉,特别是相关的细胞生物学,生物化学,遗传学及分子生物学间的相互促进,由此推动整个生命科学的飞速发展。

同时物理,化学,计算机技术及材料科学的发展,为微生物学的发展提供了必要的技术手段。

所以,微生物学的发展历史是辉煌的[2~4]。

2、环境微生物学的研究内容环境微生物学主要是介绍环境微生物学的发展和生物学基础知识;在环境中存在的微生物主要种类和特点;微生物的生理和代谢,微生物生长和环境因子对微生物的影响;微生物的遗传和变异,微生物的生态及其分布;在各种环境条件下微生物的存在和变化,微生物的代谢活动对环境的影响;微生物在自然界中的地位和作用,在生物地球化学循环中的作用;在环境领域中微生物所起的作用,微生物对污染物产生抗性的分子机理,以及对污染物降解的代谢途径。

3、环境微生物学的发展随着人类的生活要求和工农业生产的迅速发展,大量人工合成的并难以被天然微生物迅速降解转化的污染性化合物进入到自然环境中。

严重威胁人类及其他生物正常生存发展。

其中,普遍存在于土壤环境中的重要有机污染物如多环芳烃,农药类等,因其致癌性,致畸性,致突变性而被认为是危险物质。

分子生物学技术的应用为污染治理、防治提供了新的思路和方法[5] 。

同时,污染导致资源环境中的生物重组,对环境中复杂的混合微生物群落进行及时监控和准确鉴定变得越来越重要。

而分子生物学技术因其快速、准确、灵敏的特点,正逐步取代某些传统的研究方法而被广泛用于环境微生物的监测[6] 。

3.1与环境微生物研究相关的各种分子生物学技术3.1.1核酸探针检测技术利用能与特定核苷酸序列发生特异性互补的已知核苷酸片段作探针分析DNA序列及片段长度多态性。

被标记(放射性或非放射性的)的探针以原位杂交、Southern印迹杂交、斑点印迹和狭线印迹杂交等不同的方法,可直接用来探测溶液中、细胞组织内或固定在膜上的同源核酸序列。

由于核酸分子杂交的高度特异性及检测方法的高度灵敏性,使得核酸分子杂交技术广泛应用于对环境中微生物的检测,定性、定量分析它们的存在、分布、丰度和适应性等研究目标。

荧光原位杂交(FISH)是目前单个细胞水平上分析微生物群落结构的常用分子生态学方法。

目前可利用FISH的方法,使用一整套特异的寡核苷酸探针可进行单个细胞的快速分类[7~8]。

流式细胞计(FCM)是另一种能快速分析和分类单细胞群体的技术。

适用于对有关微生物群落的组成和动态进行快速和频繁的监测。

RFLP标记基于Southern印迹杂交的技术,即DNA限制片段长度多态性,是在生物多样性研究中广泛应用的DNA分子标记。

可作为一种能高度灵敏检测污染环境下微生物种群变化的方法。

3.1.2 PCR及相关技术PCR是一种体外扩增核酸序列从而得到多个核酸拷贝的技术。

根据扩增的模板,引物序列来源及反应条件的不同可将PCR技术分为以下几种:(1)反转录PCR技术是在mRNA反转录之后进行的PCR扩增,可以用来分析不同生长时期的mRNA表达状态的相关性。

(2)竞争PCR是一种定量PCR,通过向PCR反应体系中加入人工构建的带有突变的竞争模板、控制竞争模板的浓度来确定目的模板的浓度,对目的模板作定量研究。

竞争性PCR曾被用来测定受多环芳烃污染的沉降物中的编码邻基二酚-2,3-加双氧酶的dmpB基因浓度[9]。

(3)扩增的rDNA限制酶切分析技术,是美国最新发展起来的一项现代生物鉴定技术,它根据原核生物rDNA序列的保守性,将扩增的rDNA片段进行酶切。

然后通过酶切图谱来分析菌间的多样性。

3.1.3电泳分离及显示方法除我们熟知的琼脂糖凝胶电泳并用溴乙锭(EB)染色方法和聚丙烯酰胺凝胶电泳(PAGE分离)银染的方法外,还有一些通过特殊的电泳分离技术而建立的分子标记。

如变性梯度凝胶电泳、温度梯度凝胶电泳、单链构象多态性等,都是通过实施一些变性条件改变DNA双螺旋结构(如添加线性梯度的变性剂或建立变性温度梯度等),由于序列不同的DNA片段,其部分解链程度也不同,不同的结构对DNA在凝胶中迁移速率影响很大,结果不同序列的DNA片段在凝胶上得以高分辨率的分离。

3.1.4 基因重组技术利用DNA体外重组或扩增技术从供体生物基因组中分离感兴趣的基因或DNA片段,或经人工合成的方法获得基因,然后经一系列切割,加工修饰,连接反应产生重组DNA分子,再将其转入适当的受体细胞,以期获得基因表达的过程。

此技术用于环境微生物的研究可构建出各种生物降解特性增强的重组菌用于污染环境的治理修复或发酵某些废弃物生产天然气。

如将微生物分解纤维素和木质素的基因转入到中温细菌中,使发酵能在较高温度下进行,提高转化速度,用于蔗糖发酵生产天然气[10] 。

3.1.5 基因芯片技术基因芯片技术作为生物芯片技术一个发展最完备的分支,基因芯片可以分为cDNA芯片和寡核苷酸芯片cDNA芯片有多种制备方法,在基因表达相关研究方面具有重大价值;寡核苷酸芯片主要应用于杂交测序、单核苷酸多态性分析和突变检测。

基因芯片,又称DNA微阵列,是指按照预定位置固定在固相载体上很小面积内的千万个核酸分子所组成的微点阵阵列。

在一定条件下,载体上的核酸分子可以与来自样品的序列互补的核酸片段杂交。

如果把样品中的核酸片段进行标记,在专用的芯片阅读仪上就可以检测到杂交信号。

cDNA芯片即在玻璃片、硅片、聚丙烯膜、硝酸纤维素膜、尼龙膜等固相载体上固定的成千上万个cDNA分子组成cDNA微阵列。

3.2 分子生物学技术在环境微生物研究中的应用3.2.1重组细菌用于环境污染防治Pseudomonas sp.P2是一株甲酰磷降解菌,罗如新等人(1999)[11]克隆了氯苯降解菌L1的邻苯二酚1,2-双加氧酶基因,在表达载体PKT230携带下转入了P2菌中,使P2获得高效的邻苯二酚1,2-双加氧酶酶活,该酶活性甚至比天然宿主还高21倍。

植物根际是一个有潜力的污染降解地点,在植物根际由植物供给能被微生物利用的营养物质使微生物繁殖,最终进行污染物的消除。

在外来微生物中表达与脱毒有关的酶类也能在实地应用中提供专一选择优势。

该例利用了小麦根际微生物对土壤中的三氯乙烯(TCE)脱毒。

D.C.yec等人(1998)[12]将洋葱伯克霍尔德菌G4的甲苯邻单加氧酶基因转入荧光假单子孢菌2-79中后,荧光假单孢菌比小麦根际其它菌长得好。

3.2.2 胞内酶在细胞表面表达更好发挥生物降解功能当有重金属存在时,较高等植物可产生相应的金属硫蛋白(MTs)。

MTs是含半胱氨酸丰富的蛋白质,能结合镉、铬、汞和铜等重金属离子。

在E.coli中表达MTs是一项有希望的技术,但细胞内的MTs对金属离子的吸附能力有限。

解决这一困难的一条途径是在细胞表面表达MTs,据报道把MTs插入LamB序列的153位点而证实了这一可能性[13],杂合蛋白的表达提高了对镉的结合力达15~20倍,由于MTs定位于细胞表面,即使细胞死亡,仍可用于金属的吸附和积累。

有机磷广泛用于农业制造杀虫剂,由土壤微生物中分离到的有机磷水解酶(OPH)能有效降解这些杀虫剂。

但OPH纯化所需的成本高,而用完整的细胞脱毒受到转运有机磷通过细胞膜屏障的限制。

在细胞表面表达0PH的完整细胞降解磷!硫和Paraoxon比在细胞内表达OPH的细胞快几倍[14]。

得到的酶活定位于细胞表面的生物催化剂比纯化的0PH明显更稳定,也更活跃。

3.2.2 分子生物学技术在环境微生物监测中的应用环境中存在的大量微生物中,仅有1%可通过传统的培养方法在培养皿上进行培养和进一步分离,而绝大多数细菌要求非常严格的营养条件或是难以培养 [15] PCR技术及衍生出的一系列生物技术,使得在复杂环境中对那些混合物内低含量的群体成员或生物群中某个特异基因的检测与研究成为可能。

Fantroussi等人[16]用嵌套式PCR(nestedPCR)来监测未被污染的土壤淤泥实验生态系中3-氯苯脱氯细菌的外源基因的种类。

Selvaratnam等人[17]用编码苯酚单加氧酶的dmpN基因的PCR扩增来检测处理废水的分批式反应器中的降解酚的假单胞杆菌。

PCR技术还与其它方法结合应用于环境监测中。

Chandler等人[18]用MPN\\\/PCR技术来估测被燃料污染的土壤中的萘过氧化物酶基因nahAc、链烷单加氧酶基因alkB及dmpB的数量。

PCR技术与核酸杂交技术结合,用来进一步检测PCR扩增产物,核实被扩增的序列即目的序列。

环境微生物监测环境中微生物的研究难点是常常无法准确定性和直接定量地检测环境中可能存在的众多微生物种群。

基因芯片技术的出现和发展为微生物学领域的研究者提供了高效快捷的技术方法,为科研迅速向纵深化发展提供了可能[19]。

一些作为分子标记的基因工程菌也应用到环境生物技术中,主要用来监测投放到环境中的微生物的情况。

许多学者对细菌中的荧光基因(luxgene)进行克隆,转移到具有分解能力的特种微生物体内,具有分解能力的菌体中就有了特定的荧光标记,通过对荧光菌和荧光量的监测可以达到对专门细菌的跟踪,并可以了解到它们与其它菌株之间在分解过程中的关系[20]。

3.2.3 分子生物技术在环境基因工程菌的稳定性和安全性研究中的应用对转基因生物的环境安全问题需进行长期的系统的研究,因风险的出现有长期滞后性。

在关于被引入遗传物质的稳定性和新的遗传物质是否转移到其他微生物中,通过生物的表型可初步判断,进一步的证实则可以利用DNA序列分析,探针杂交等。

关于生物围堵,目的是加强对重组微生物的行为和命运的可预见性。

生物围堵系统可以是被动的,如对菌株引入培养缺陷型,recA-等突变;或是主动的系统,指向细胞中引入诱导细胞死亡的自杀基因。

化学诱导自杀作为生物围堵的基本原理,其策略是将杀伤功能与生物降解途径的调节系统相联系,细胞在非生物物质存在时存活(自杀基因被遏制),但非生物物质完全降解后,自杀基因开启,细胞死亡。

随分子生物学技术的发展和对环境微生物研究的深入,分子生物学技术在环境微生物中的应用越来越广泛也越来越重要。

分子生物学技术的应用不仅扩大了环境微生物研究的广度而且加大了研究的深度。

随着越来越多微生物全部基因序列的解码,对各种细菌体内降解基因的分布和表达会有更深入的了解,这方面技术的成熟必将对环境微生物的研究有一个整体的系统的生态水平上的认识,必将使研究更具目标性,应用更具可控性[21]。

我国中医药发展史上的杰出人物及其成就

中医有着悠久的历史。

早在远古时代,我们的祖先在与大自然作斗争中就创造了原始医学。

人们在寻找食物的过程中,发现某些食物能减轻或消除某些病症,这就是发现和应用中药的起源;在烘火取暖的基础上,发现用兽皮、树皮包上烧热的石块或沙土作局部取暖可消除某些病痛,通过反复实践和改进,逐渐产生了热熨法和灸法;在使用石器作为生产工具的过程中,发现人体某一部位受到刺伤后反能解除另一部位的病痛,从而创造了运用砭石、骨针治疗的方法,并在此基础上,逐渐发展为针刺疗法,进而形成了经络学说。

1。

基本理论萌时期 中医理论主要来源于对实践的总结,并在实践中不断得到充实和发展。

早在两千多年前,中国现存最早的中医理论专著《黄帝内经》问世。

该书系统总结了在此之前的治疗经验和医学理论,结合当时的其他自然科学成就,运用朴素的唯物论和辨证法思想,对人体的解剖、生理、病理以及疾病的诊断、治疗与预防,做了比较全面的阐述,初步奠定了中医学的理论基础。

《难经》是一部与《黄帝内经》相媲美的古典医籍,成书于汉之前,相传系秦越人所著。

其内容亦包括生理、病理、诊断、治疗等各方面,补充了《黄帝内经》之不足。

2。

发展成熟时期 秦汉以来,内外交通日渐发达,少数民族地区的犀角、琥珀、羚羊角、麝香,以及南海的龙眼、荔枝核等,渐为内地医家所采用。

东南亚等地的药材也不断进入中国,从而丰富人们的药材知识。

《神农本草经》就是当时流传下来的、中国现存最早的药物学专著。

它总结了汉以前人们的药物知识,载药365种,并记述了君、臣、佐、使、七情和合、四气五味等药物学理论。

长期临床实践和现代科学研究证明:该书所载药效大多是正确的,如麻黄治喘,黄连治痢,海藻治瘿等。

公元三世纪,东汉著名医家张仲景在深入钻研《素问》、《针经》、《难经》等古典医籍的基础上,广泛采集众人的有效药方,并结合自己的临床经验,著成《伤寒杂病论》。

该书以六经辨伤寒,以脏腑辨杂病,确立了中医学辨证施治的理论体系与治疗原则,为临床医学的发展奠定了基础。

后世又将该书分为《伤寒论》和《金匮要略》。

其中,《伤寒论》载方113首(实为112首,因其中的禹余粮丸有方无药),《金匮要略》载方262首,除去重复,两书实收剂269首,基本上概括了临床各科的常用方剂,被誉为“方书之祖”。

西晋医家皇甫谧(公元215~282)将《素问》、《针经》、《明堂孔穴针灸治要》三书的基本内容,进行重新归类编排,撰成《针灸甲乙经》12卷,128篇。

该书为中国现存最早的一部针灸专书,其内容包括脏腑、经络、腧穴、病机、诊断、针刺手法、刺禁、腧穴主治等。

书中经过考查确定了当时的腧穴总数和穴位349个(包括单穴49个,双穴300个),论述了各部穴位的适应证与禁忌,总结了操作手法等,对世界针灸医学影响很大。

公元701年日本政府制定医药职令时规定,本书为医学士必修书。

公元610年,巢元方等人集体编写的《诸病源候论》,是中国现存最早的病因证候学专著。

全书共50卷,分67门,载列证候1,700余条,分别论述了内、外、妇、儿、五官等各疾病的病因病理和症状。

其中对一些疾病的病因及发病原理已描述得比较详尽而科学。

例如:对某些寄生虫的感染,已明确指出与饮食有关;认为绦虫病系吃不熟的肉类所致。

书中还记载了肠吻合术、人工流产、拔牙等手术,说明当时的外科手术已达到较高水平。

隋唐时期,由于政治统一,经济文化繁荣,内外交通发达,外来药物日益增多,用药经验不断丰富,对药物学成就进一步总结已成为当时的客观需要。

公元657年唐政府组织苏敬等二十余人集体编修本草,于公元659年完稿,名为《唐·新修本草》(又名《唐本草》)。

这是中国古代由政府颁行的第一部药典,也是世界上最早的国家药典。

它比欧州纽伦堡政府公元1542年颁行的《纽伦堡药典》早883年。

该书共54卷,包括本草、药图、图经三部分,载药850种,在国外影响较大。

公元713年,日本官方就以此书的传抄本规定为学医的必读课本。

唐代医家孙思邈(公元581~682)集毕生之精力,著成《备急千金要方》、《千金翼方》。

其中,《千金要方》分为30卷,合方论5,300首;《千金翼方》亦30卷,载方2,571首。

二书还对临床各科、针灸、食疗、预防、养生等均有论述。

尤其在营养缺乏性疾病防治方面,成就突出。

如认为瘿病(指甲状腺肿类疾病)是因人们久居山区,长期饮用一种不好的水所致,劝告人们不要久居这些地方;对夜盲病人,采用动物肝脏治疗等。

公元752年,王焘著成《外台秘要》,全书共40卷,1,104门(据今核实为1,048门),载方6,000余首,可谓集唐以前方书之大成。

3。

辉煌时期 宋代,政府对中医教育比较重视。

宋政府设立“太医局”,作为培养中医人材的最高机构。

学生所学课程包括《素问》、《难经》、《伤寒论》和《诸病源候论》等。

教学方法也有很大改进,如针灸医官王惟一曾设计铸造铜人两具(公元1026年),精细刻制了十二经脉和354个穴位,作为针灸教学和考试医师之用。

考试时,试官将铜人穴位注水,外用蜡封。

受试者如取穴正确,可针进水出。

是这中国医学教育事业的创举。

公元1057年,宋政府专设“校正医书局”,有计划地对历代重要医籍进行了搜集、整理、考证和校勘,历时十余年,约在1068~1077年陆续进行。

目前我们所能读到的《素问》、《伤寒论》、《金匮要略》、《针灸甲乙经》、《诸病源候论》、《千金要方》、《千金翼方》和《外台秘要》等,都是经过此次校订、刊行后流传下来的。

公元十二至十四世纪的金元时代,中医学出现了许多各具特色的医学流派。

其中有代表性的有四大家、即:刘完素(公元1120~1200),认为伤寒(泛指发热性疾病)的各处症状多与“火热”有关,因而在治疗上多用寒凉药物,被后世称之为“寒凉派”:张从正(约公元1156~1228),认为病由外邪侵入人体所生,一经致病,就应祛邪,故治疗多用汗、吐、下三法以攻邪,被后世称之为“攻下派”;李东垣(公元1180~1251),提出“内伤脾胃,百病由生”,治疗时重在温补脾胃,因脾在五行学说中属“土”故被后世称之为“补土派”,朱震亨(公元1281~1358),认为人体“阳常有余,阴常不足”(即认为人体常常阳气过盛,阴气不足),治疗疾病应以养阴降火为主,被后世称之为“养阴派”。

明代医药学家李时珍(公元1518~1593)亲自上山采药,广泛地到各地调查,搞清了许多药用植物的生长形态,并对某些动物药进行解剖或追踪观察,对药用矿物进行比较和炼制,参考文献800余种,历时27年之久,写成了《本草纲目》,收载药物1,892种,附方10,000多个,对中国和世界药物学的发展做出了杰出的贡献。

大约在公元十一世纪,中医即开始应用“人痘接种法”预防天花,成为世界医学免疫学的先驱。

公元十七至十九世纪,由于传染病的不断流行,人们在同传染病作斗争的过程中,形成并发展了温病学派。

如明代吴有性认为传染病的发生,“非风非寒,非暑非湿,乃天地间别有一种异气所感,”他称之为“戾气”。

他指出“戾气”的传染途径是自口鼻而入,无论体质强弱,触之皆病。

这就突破了中医学历来认为的病邪是由体表进入人体的传统理论,在细菌学尚未出现的十七世纪中叶,这无疑是一伟大创举。

到了清代,中医在治疗温病(包括传染性和非传染性发热性疾病)方面成就的代表著作有叶桂的《温热论》、薛雪的《湿热条辨》、吴瑭的《温病条辨》及王士雄的《温热经纬》等。

清代医家王清任(1968~1831)根据尸体解剖和临床经验写成《医林改错》,改正了古代医书在人体解剖方面的的一些错误,强调了解剖知识对医生的重要性,并发展了瘀血致病理论与治疗方法。

近百年来,随着西医在中国广泛地传播,形成中医、西医、中西医结合并存的局面。

一些医家逐渐认识到中西医各有所长,因此试图把两种学术加以汇通,逐渐形成了中西医汇通学派。

其代表人物及其著作是:唐宗海(1862-1918)之《中西汇通医书五种》;朱沛文约19世纪中叶)之《华洋脏腑图像合纂》;张锡纯(1860-1933)之《医学衷中参西录》等。

中医药学是中华民族灿烂文化的重要组成部分。

几千年来为中华民族的繁荣昌盛做出了卓越的贡献,并以显著的疗效、浓郁的民族特色、独特的诊疗方法、系统的理论体系、浩瀚的文献史料,屹立于世界医学之林,成为人类医学宝库的共同财富。

中医药学历数千年而不衰,显示了自身强大的生命力,它与现代医药共同构成了我国卫生事业,是中国医药卫生事业所具有的特色和优势。

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