人类肠道微生物论文

人类肠道微生物论文（精选8篇）

人类肠道微生物论文 篇1

人类肠道微生物

姓 名： 学 号： 班 级： 指导教师：

目录

目录........................................................................1 摘要........................................................................2 1基本概念及综述...........................................................................................................................3

1.1人类肠道微生物的定义....................................................................................................3

1.1.1肠道微生物的定义................................................................................................3 1.1.2人类肠道微生物的定义........................................................................................3 1.2肠道微生物的类别............................................................................................................3

1.2.1正常菌群................................................................................................................3 1.2.2过路菌群................................................................................................................3 1.3肠道微生物的分布............................................................................................................3 2 肠道微生物的生理功能..............................................................................................................4

2.1正常肠道微生物的生理功能............................................................................................4 2.2过路菌群的危害................................................................................................................4 2.3破坏正常肠道微生物的原因............................................................................................4 3 肠道微生物的研究进展..............................................................................................................5

3.1肠道微生物控制体重........................................................................................................5 3.2肠道微生物与人体健康关系............................................................................................5 3.3微生物与宿主的共同进化................................................................................................5 3.4肠道内新微生物的发现....................................................................................................5 4 参考文献......................................................................................................................................6

摘要

很多人认为，显微镜下才能看到的微生物和人们的生活关系不大，即便有关也不是我们需要了解的。但事实上，微生物和人类健康有着密不可分的关系。在我们身体的表面和内部，尤其是在肠道里，不为人知地“居住”着许多微生物。在人体内，渺小的微生物最有“发言权”。一百多年来世界上有一批批科学家在不懈地努力进行着有关方面的研究和探讨。我们体内有2公斤重的细菌，但是其中只有大约20%可以被培养和研究。绝大多数的“人体房客”至今还不为人所知，它们对人体的健康也还不被理解。

关键词：肠道微生物 肠道生态系统 正常菌群 过路菌群 生理功能 共同进化

1基本概念及综述

1.1人类肠道微生物的定义

1.1.1肠道微生物的定义

肠道微生物是一类生长在动物肠道中的微生物，它们构成了一个独特、多变的生态系统。这是在已发现的生态系统中细胞密度最高的系统之一。该系统中积聚着大量的微生物，同时细菌与宿主细胞之间紧密地接触在一起。

1.1.2人类肠道微生物的定义

顾名思义，人类肠道微生物即生长在人体内的肠道微生物。

1.2肠道微生物的类别

肠道微生物分为两种，第一种称为正常菌群，还有一种称为过路菌群，又称外籍菌群。

1.2.1正常菌群

正常菌群数量是巨大的，约为10的14次方左右，在长期的进化过程中，通过个体的适应和自然选择，正常菌群中不同种类之间，正常菌群与宿主之间，正常菌群、宿主与环境之间，始终处于动态平衡状态中，形成一个互相依存，相互制约的系统，因此，人体在正常情况下，正常菌群对宿主表现不致病。

1.2.2过路菌群

过路菌群是由非致病性或潜在致病性细菌所组成，来自周围环境或宿主其它生境，在宿主身体存留数小时，数天或数周，如果正常菌群发生紊乱，过路菌群可在短时间内大量繁殖，引起疾病。

1.3肠道微生物的分布

在人类胃肠道内的细菌可构成一个巨大而复杂的生态系统，一个人结肠内就有400个以上的菌种。

从口腔进入胃的细菌绝大多数被胃酸杀灭，剩下的主要是革兰氏阳性需氧菌。

小肠微生物的构成介于胃和结肠的微生物结构之间。近端小肠的菌丛与胃内相近，但常能分离出大肠杆菌和厌氧菌。远段回肠，厌氧菌的数量开始超过需氧菌，其中大肠杆菌恒定存在，厌氧菌如类杆菌属、双歧杆菌属、梭状芽胞杆菌属，都有相当数量。

在回盲瓣的远侧，细菌浓度急剧上升，结肠细菌浓度高达10.11 ～10.12 CFU/ml（CFU即colony forming unit菌落形成单位），细菌总量几乎占粪便干重的1/3。其中厌氧菌达需氧菌的10.3 ～10.4 倍。主要菌种为粪杆菌属、双岐杆菌属和真杆菌属。肠道微生物的生理功能

2.1正常肠道微生物的生理功能

正常菌群有许多重要的生理功能：

1、如菌群之间生物的拮抗作用，正常菌群在人体某一特定位粘附，定植和繁殖，形成一层菌膜屏障。通过拮抗作用，抑制并排斥过路菌群的入侵和群集，调整人体与微生物之间的平衡状态。

2、免疫作用，正常菌群能刺激宿主产生免疫及清除功能。

3、排毒作用，如双岐杆菌能使肠道过多的革兰氏阴性杆菌下降到正常水平，减少内毒素的吸收。

4、抗肿瘤作用，能降解、清除体内的致癌因子，激活体内的抗肿瘤细胞因子等。

5、抗衰老作用。

人体肠道的正常微生物，如双岐杆菌，乳酸杆菌等能合成多种人体生长发育必须的维生素，如B族维生素（维生素B1、B2、B6、B12），维生素K，烟酸、泛酸等，还能利用蛋白质残渣合成非必需氨基酸，如天冬门氨酸、丙氨酸、缬氨酸和苏氨酸等，并参与糖类和蛋白质的代谢，同时还能促进铁、镁、锌等矿物元素的吸收。这些营养物质对人类的健康有着重要作用，一旦缺少会引起多种疾病。生态平衡时，正常肠道微生物可以保持宿主的正常生理功能，如营养、免疫、消化等。

2.2过路菌群的危害

过路菌群会在人体内停留，与正常菌群争夺营养和空间，如果过路菌群在正常菌群弱势的情况下进入人体，就会引起疾病，最常见的是腹泻、血样便、胃肠穿孔等。

2.3破坏正常肠道微生物的原因

正常肠道微生物与人体形成平衡的生态关系，不会轻易被打破，但是生态失调可因慢性病，癌症，手术，辐射感染，抗生素不合理应用等引起。肠道微生物的研究进展

3.1肠道微生物控制体重

比利时研究者发现，益生菌等肠道细菌能影响人们的食欲和新陈代谢。人们今后可以通过定期服食特定食品或添加剂，通过调节肠道内的细菌种类和数量达到控制体重的目的。

3.2肠道微生物与人体健康关系

新芬兰一个研究项目中，一种专用于细菌菌群的快速流式细胞术(flow cytometry，FCM)方法被用于分析肠道样本中的细菌组成。

此方法具有具有快速、可靠的特点，并有很高的数值解析率的特点，同时获得有关肠道菌群的比较全面的数据。该项研究的目的是研究动物肠道微生物菌群的特性，并探索不同的食物和添加剂对肠道微生物区和动物机体消化率的影响。

他们将获得的知识和信息用于揭示微生物区的菌群组成与肠道健康状况和动物生长情况之间的关系。微生物平衡（Microbial Balance Index，MBI)指作为一个该微生物菌群强化理论可行性验证的指标。

3.3微生物与宿主的共同进化

研究人员对范围广泛的哺乳动物的粪便进行了取样，通过对每一样本中所分离出的微生物的某些基因序列的分析，研究人员对存在于每种动物肠道中的属于不同门类的细菌和其它微生物进行了梳理分析。

在同一种系的哺乳动物中，其肠道微生物群落相互之间没有多大的差别，这与它们是生活在野外或是在动物园中没有关系，就人类而言，其肠道微生物群落与那个人是吃肉或是素食者也没有关系。但是，不同种系动物的肠道微生物群落确实存在差别。一般来说，那些食肉动物的肠道微生物的差异最小，而食草动物之间的肠道微生物的差异则最大。研究人员报告说，人类肠道微菌群中存在的多样性在杂食性灵长类中是相当典型的。

这些结果表明，肠道微菌群的进化是哺乳类动物在适应以植物为基础食物的成功进化过程中的一个重要部分。

3.4肠道内新微生物的发现

人体的湿润部位至少活跃着2000种细菌。应用最新科技手段，研究者已经有了惊人的发现。长期以来，胃被看作一片“不毛之地”，因为胃的黑暗角落里存在着盐酸液体。除了幽门螺杆菌能忍耐这里的环境，从微生物学的角度来看，人们一直把这里视为禁区。

然而当研究者用新型探针窥视23名来自纽约的健康测试者的胃部时，发现了一个全新的世界：128种不同细菌活跃在胃壁的粘液里；其中的百分之十是科学界此前完全陌生的。尤其令科学家惊讶的是，发现了耐辐射球菌科的成员：这种细菌以顽强的生命力著称，到目前为止只在滚烫的温泉和核材料仓库里发现过。

在所有发现的微生物中，有62%属首次露面。现在研究者开始猜测，已发现的微生物对人体究竟有何影响。参考文献

人类肠道微生物论文 篇2

关键词：肠道微生物,时间序列,抗生素扰动,局部关联算法,关联

人类肠道中存在着丰富的微生物, 肠道微生物及其代谢产物影响人体的营养物质加工、能量平衡、免疫功能、胃肠道发育和成熟及其他多种重要的生理活动［1］。抗生素可能导致肠道微生物菌群发生改变, 而这种改变可能会增加一些慢性疾病的风险, 威胁人类健康［2，3］。所以, 研究抗生素扰动对肠道微生物菌群的影响具有重要的意义。

在微生物研究中, 为了揭示微生物之间以及微生物与环境之间的关联关系, 挖掘和分析它们的时间序列数据是重要的方法之一。传统关联分析方法, 例如皮尔森相关系数 ( PCC) 、主成分分析 ( PCA) 、多维标度法 ( MDS) 、判别函数分析 ( DFA) 以及典范相关分析 ( CCA) ［4—8］, 都只是从时间序列全局的角度去挖掘, 但在微生物研究中, 存在着大量的时间序列的局部和带有时间延迟关联关系, 这些关联包含了丰富的生物信息［9—13］。本文用eLSA算法, 针对抗生素扰动下的人体肠道微生物菌群进行研究, 发现了一些菌群以及关联关系的变化。

1 数据与方法

1. 1 数据

本文使用的肠道微生物时间序列数据来自斯坦福大学Les Dethlefsena和David Relman的研究［14］。该数据是在10 个月时间内从3 个成年人 ( D、E、F) 粪便中收集肠道微生物样本, 每个样本中数据分别收集56、52、54 次 ( 即56、52、54 个时间点) , 在此期间三个人都接受了两次相同的环丙沙星扰动。本文选取其中的241 个微生物数据用于研究, 并将选取的数据分为6 个子样本D1 ( 28 个时间点) 、D2 ( 28个时间点) 、E1 ( 26 个时间点) 、E2 ( 26 个时间点) 、F1 ( 27 个时间点) 、F2 ( 27 个时间点) , 其中三个1 号样本为第一次添加扰动, 三个2 号样本为第二次添加扰动, 其具体添加扰动的时间范围如表1 所示, 两次扰动之间留有足够的时间间隔, 以保证两次扰动添加的抗生素互不影响。

1. 2 方法

为了能够发现肠道微生物菌群时间序列数据中可能存在的局部和带有时间延迟关联, 本文使用Xia LI C等提出的局部关联算法 ( eLSA) ［15］。

1. 2. 1 数据标准化

eLSA算法第一步: 要求数据正态化, 对于时间序列{ X1, X2, …, Xn} , 通过如下公式将其数据正态化:

式 ( 2) 中 Φ 是标准正态分布的积累分布函数, 新得到的Wk序列即为数据标准化后的序列。

1. 2. 2 关联系数计算

eLSA是用动态规划来实现局部相关系数计算, 对于具有k个时间点的时间序列X、Y:

式 ( 4) 中Zmax ( X, Y) 是序列X和Y的最大局部相关系数, 称其为LS ( local similarity) 分数。D是最大的时间延迟。Zsgn ( X, Y) 取正负则分别表示关联是正关联或负关联。

1. 2. 3 P值计算

为了评估eLSA计算的关联统计显著性［16］, 需要计算P值, eLSA计算P值使用置换实验, 固定其中一个时间序列, 把另外一个的顺序 ( 时间点的顺序) 打乱, 一共打乱L次, 并计算新的Zmax ( X, Y) , 从中找到比原时间序列的Zmax ( X, Y) 大的概率, 即为P值。

式 ( 5) 中I是指数函数。在计算时基于现有的计算能力, 置换次数L选取1 000 次。

2 结果与分析

2. 1 计算结果

通过eLSA计算时间序列数据, 设置最大时间延迟3 个时间点, 1 000 次置换, P <0. 01。

2.2肠道微生物间的关联

2.2.1全局的关联

在D1 样本中经过eLSA计算发现Unc06af7 ( 拟杆菌) 和Unc06e4r ( 拟杆菌) 是LS分数正向最高的一对 ( LS = 0. 982 081, P = 0. 000 006 ) , 做出Unc06af7 和Unc06e4r的实际序列数据对比图 ( 图1) , 由图1 可以直观地发现, 二者在整个时间轴上具有很好的无延迟的正关联, 即Unc06af7 和Unc06e4r对抗生素扰动的反应具有同样变化趋势, Unc06af7 和Unc06e4r两者中一个变化, 另外一个将无延迟地发生同样趋势的变化。同时发现Unc06af7和Unc06e4r在样本D2 中也具有很高的LS分数 ( LS= 0. 979 031, P = 0. 000 006) , 一样对抗生素扰动的反应具有同样变化趋势 ( 图2) 。

D1 中的Unc07ezs ( 拟杆菌) 和Unc07hg0 ( 梭状芽胞杆菌) 计算得到的LS则为负数 ( LS = -0. 822 47, P = 0. 000 381) , 即负关联。由图3 可以直观的发现Unc07ezs和Unc07hg0 一个发生变化, 另外一个则无延迟的发生相反的变化, 这说明二者对抗生素扰动的反应具有相反变化趋势。

2. 2. 2 局部和带时间延迟的关联

D2 中的Unc07agg ( 梭状芽胞杆菌) 和Unc07eyy ( 拟杆菌) 之间则是具有带时间延迟的关联 ( LS =0. 824 185, P = 0. 000 364) 。Unc07agg和Unc07eyy分别从第7 个和第6 个时间点开始具有正关联, Unc07agg滞后于Unc07eyy一个时间点, 当Unc07eyy发生变化, Unc07agg将在一个时间点后发生与上一个时间点时Unc07eyy相同的变化, 也就是Unc07eyy和Unc07agg对抗生素扰动的反应具有同样变化趋势, 但这种具有同样趋势变化的反应有时间延迟 ( 图4) 。

而在D2 中的Unc06iwr ( 梭状芽胞杆菌) 和Unc0826u ( 梭状芽胞杆菌) 则是局部的但不带时间延迟的关联 ( LS = 0. 839 775, P = 0. 000 252) 。在D1 中二者都是从第14 个时间点开始, 在其后15 个时间点区间内具有正关联。说明二者对抗生素扰动的反应具有相反变化趋势, 但这种关联在添加抗生素扰动2 个时间点之后才产生, 并非在整个扰动过程中 ( 图5) 。

上述的局部和带时间延迟的关联正是传统的关联分析无法发现的。应用eLSA进行局部关联分析能够发现它们, 这些局部和带时间延迟的关联说明部分肠道微生物对于抗生素扰动的反应的关联存在于局部和带时间延迟的情况。

2. 3 抗生素与肠道微生物

从结果文件中还能发现三个个体之间发现的元素对也存在较大差异, 例如上述提到的Unc06af7 和Unc06e4r元素对在D1 和D2 中均被发现存在关联, 并且其LS分数都较高, 但另外4 个样本的计算结果中并未被发现或者LS分数偏低。这说明个体之间的差异同样影响着肠道微生物对抗生素扰动的反应, 从原始数据中也能发现每个个体拥有的肠道微生物并不完全相同, 具有自己的专一性, 说明个体自身的特性在肠道微生物的构成中发挥主要作用。

由表2 能够发现, 在所有的样本中eLSA发现的局部和带时间延迟的关联数量在eLSA发现的总关联数量中占据较大的比例, 这表明肠道微生物对抗生素扰动反应有大量的关联是存在于局部范围或在带有时间延迟的情况, 这些局部和时间延迟的关联说明肠道微生物在抗生素的持续影响下, 其对抗生素扰动的反应可能只在某些特点的时间内具有关联 ( 例如D2 中的Unc07agg和Unc07eyy) , 或者其对抗生素扰动的反应可能由不关联渐变为具有关联 ( 例如D2 中的Unc06iwr和Unc0826u) 。

同时在D、E、F三个个体中, 对于来自同一个体的两个样本, 使用eLSA能够发现的关联显著的元素对数量都呈现1 号样本大于2 号样本的情况。例如Unc0772b ( 梭状芽胞杆菌) 和Unc0771f ( 梭状芽胞杆菌) 在D1 样本中发现存在关联 ( LS =0. 895 465, P = 0. 000 06) ( 图6) , 在D2 样本中并未被eLSA发现, 在D2 样本中Unc0772b和Unc0771f并不具有关联, 甚至发现D2 中Unc0772b的数据全为0, 这表示在第二次抗生素扰动的整个实验过程中都没有从D2 发现Unc0772b。类似于这种情况的微生物在样本中还有很多, 这说明经过抗生素扰动后部分微生物无法恢复到扰动之前的状态, 甚至有可能导致微生物从人体肠道中消失, 例如D2 样本中Unc0772b的量为0, 表明D个体的肠道微生物在第一次抗生素扰动的影响下可能不再拥有Unc0772b, 也就是说抗生素扰动改变了肠道微生物菌群原有的平衡, 这种改变可能是长期的, 从而使得再次进行同样的抗生素扰动时, 二者扰动反应已不再具有首次扰动时发现的关联。

并且同一个体的1 号和2 号样本中发现的元素对也存在很大不同, 例如D2 经eLSA发现的910 对关联中只有265 对也同样在D1 中被发现, 这说明抗生素改变了肠道微生物菌群的平衡, 这种改变不光导致了部分关联的消失, 同时也使得部分首次扰动时并不存在关联的微生物之间在再次进行相同抗生素扰动时出现了关联。例如D2 样本中发现Unc07agg ( 梭状芽胞杆菌) 和Unc06afr ( 梭状芽胞杆菌) 之间具有正关联 ( LS = 0. 803 032, P =0. 000 598) , 但Unc07agg和Unc06afr并未在D1 样本中发现关联。

3 讨论

神奇的人体肠道微生物 篇3

人体中寄居着数万亿微生物，它们的数量超过了人体细胞，二者之比为10∶1。而且，人体内的微生物主要寄居在肠道内，共有1000～2000种。每个人的肠道中都有至少100多种细菌，还有一些数量和种类尚未弄清的病毒。以细菌和病毒为代表的人类肠道中的微生物对生命功能和人体健康具有神奇的作用，因为它们具有调节代谢、营养、免疫和保护机体的功能。现在，人们对肠道细菌的作用了解得更多了。

消灭致病菌，保障健康

人体肠道菌群主要由硬壁菌门、拟杆菌门、放线菌门、蛋白菌门和疣微菌门等种类繁多的细菌构成，这些细菌在肠道内形成一定的比例，从而控制着肠道菌群的平衡，除了维持人体正常的生理功能外，也避免了一些细菌导致的疾病，如腹泻、感染等。

但是，如果肠道菌群失衡，某一类细菌增多，就会导致疾病，例如，肠道内艰难梭菌的增多就会引起腹泻。艰难梭菌是一种革兰氏阳性厌氧芽孢杆菌，本身没有侵袭性，但是也有一些产毒的艰难梭菌通过分泌毒素A、B以及二元毒素引起腹泻、结肠炎甚至致死性伪膜性肠炎，这些疾病统称为艰难梭菌感染（CDI）。

研究人员发现，健康人与初发艰难梭菌感染患者粪便菌群主要由拟杆菌门和硬壁菌门的细菌组成，但是，复发性艰难梭菌感染患者粪便菌群中的拟杆菌门细菌大量减少甚至消失，而由其他在正常粪便中占少数的菌群，如变形菌门和疣微菌门的细菌等组成，呈现肠道细菌菌群的多样性减少。现在，艰难梭菌感染每年可导致美国约1.4万人死亡。目前最大的难题是，由于艰难梭菌耐受抗生素，几乎所有的抗生素治疗都不奏效。

不过，研究人员发现，不用抗生素也可以治疗艰难梭菌感染。2012年11月13日发表在《内科学年鉴》上的一项纳入20项研究共涉及3800人的荟萃分析发现，益生菌可以使艰难梭菌相关性腹泻的发病率减少66%。根据这个研究结果，美国新的《艰难梭菌感染诊治及预防指南》建议，对于万古霉素治疗后出现第3次复发者，应考虑粪便移植。粪便移植治疗复发性艰难梭菌感染的有效率高达89.7%，不良反应极少。

显然，移植健康人的大便就是移植正常人的肠道菌群，尤其是其中的益生菌，以此来治疗艰难梭菌感染。移植健康人的大便到患者肠道进行治疗虽然有效，但是这种方式让人产生厌恶感，而且安全性并不能保证，于是研究人员研发了一种大便药，即用健康人的含有正常菌群的大便来制成药物以治疗复发性艰难梭菌感染。

美国哈佛大学医学院儿科感染性疾病专家杨斯特等人把健康人的冰冻大便做成1.6克的胶囊，对20名确诊为艰难梭菌感染的患者（11～89岁，平均年龄64.5岁）进行药物试验治疗。对患者的要求是，至少有3次中度艰难梭菌感染的症状，使用万古霉素6～8周治疗无效，或者至少有2次严重艰难梭菌感染的症状，并需要住院治疗。粪便来自健康志愿捐赠者，经过零下80℃到零下112℃低温冻存。患者连续2天每天服用15个大便胶囊药丸，随后进行6个月的症状和副作用的随访。

研究人员在调查后认为，这种大便药不仅有疗效，而且安全。药物有效的标准是，腹泻缓解8周内不复发;安全的标准是，未出现躯体及心理副反应、毒性反应、变态反应等非治疗所需的反应。研究表明，14名患者一次治疗腹泻缓解率达70%，6名无效患者重新治疗后4名患者腹泻缓解，总体腹泻缓解率达到90%。此次研究没有发现该药的严重副作用。这一研究结果已发表于2014年10月11日的《美国医学会杂志》。

大便药丸治病的原理在于，可以将健康人大便中的功能菌群移植到患者胃肠道内，重建具有正常功能的肠道菌群，从而治愈艰难梭菌感染。因此，这种治疗可以美其名曰“肠道微生态移植”。

调节代谢，控制富贵病

人体肠道内的细菌不仅执行着免疫防御功能，而且有调节内分泌和控制代谢的作用，因此对人的健康和生命具有重要的意义。最近的两项研究发现，肠道中的两种菌群对防止人的肥胖和代谢疾病（如二型糖尿病）起了重要作用。

比利时鲁汶大学的帕特里斯·卡尼等人发现，肥胖症和二型糖尿病病人体内发生炎症、肠道菌群遭到改变、肠道的屏障受到破坏，主要原因在于，其中一种菌群的数量下降，使肠道内的菌群失去了平衡制约作用。

尽管人体肠道菌群中的疣微菌门细菌的数量较少，但是，疣微菌门中的一种细菌A. muciniphila（下文简称A细菌）对肥胖症和二型糖尿病的发病具有重要作用。在健康的哺乳动物肠道中，A细菌占肠道菌的3%～5%。但在患有肥胖症或二型糖尿病的人和小鼠中，这种细菌在肠道内的水平要低得多。

对小鼠的试验发现，摄取高脂饮食的小鼠肠道中的A细菌比正常饮食的小鼠少100倍。为了证实A细菌减少是否诱发了小鼠的肥胖症和糖尿病，研究人员给这些小鼠喂食有活性的A细菌，并通过饮食促进肠道菌的生长。一段时间后，这些小鼠肠道的A细菌恢复到正常水平。

当小鼠的A细菌恢复正常后，这些小鼠与对照组小鼠相比，体重减轻，脂肪量减少，肠道黏液层增厚，胰岛素抵抗得到缓解。此外，小鼠的其他许多与肥胖和代谢疾病相关的指标也得到了改善。卡尼等人认为，小鼠肠道中的A细菌的数量恢复到正常状态可以改善小鼠的代谢，逆转高脂饮食诱发的代谢紊乱。原因在于，正常的A细菌能增加肠道中内源性大麻素的水平，这一信号分子可以帮助机体控制血糖水平，并且协助肠道抵御有害微生物。

无独有偶，伦敦国王学院和美国康奈尔大学的研究人员对人类双胞胎的研究发现了一种鲜为人知的肠道菌，这种细菌也是导致人们肥胖和患糖尿病的诱因，而且这种细菌可高度遗传，它们在身材苗条的人体内更为普遍，但是，在肥胖者体内数量较少，这种细菌是Christensenellaceae（以下简称C细菌）。

研究人员收集了416对双胞胎的1000份粪便样本，对其中的微生物进行了基因测序。与异卵双胞胎相比，同卵双胞胎（基因完全相同）之间的C细菌丰度更为相似，在身材较瘦的人体内丰度更高，但在肥胖者体内的丰度较低。这说明C细菌与遗传有关。

为了探讨C细菌对肥胖的作用，研究人员把这种细菌移植到小鼠体内，抑制了这些小鼠的肥胖（与对照组相比）。这从微生物的角度解释了以前人们所认知的遗传变异、肠道菌与代谢疾病和肥胖的关系。确切地说，C细菌是控制人肥胖的细菌，提高这种细菌的丰度，就有可能帮助人们避免肥胖或者有效减肥。

A细菌和C细菌都可以控制人的肥胖，它们的丰度正常或数量增多可以减少肥胖，反之则造成肥胖。因此，这些微生物将是预防和治疗肥胖症、糖尿病的一种突破口，无论把它们作为药物的新靶标，还是直接把它们作为药物移植到肥胖症和糖尿病患者的体内，都有可能起到预防和治疗肥胖的作用。

肠道细菌抗病的分子机理

疟疾是经按蚊叮咬或输入带疟原虫者的血液而感染疟原虫所引起的虫媒传染病，研究人员发现，儿童被蚊子叮咬后最容易染上疟疾，但成年人被蚊子叮咬后则比儿童患疟疾的少。原因何在？过去，一种通俗的说法是，成人的免疫系统已经发育成熟，因此抵御疟原虫的能力比儿童强，疟疾的发病率也就低于免疫系统尚未发育成熟的儿童。但是，这种解释太为笼统。现在，研究人员通过对肠道菌的研究从分子角度解释了为何儿童比成人更容易患疟疾。

葡萄牙古尔班基安研究所的研究人员发现，人体内的一些肠道菌表面有一些糖分子，这些糖分子称为聚糖。人体免疫系统识别这些聚糖之后，能产生高水平的天然循环抗体，后者就是人体抗御疾病的卫士之一。更进一步的是，针对肠道菌表面聚糖的天然抗体，也能够识别一些病原体表面相似的糖分子，例如识别疟原虫表面类似的糖分子，从而攻击疟原虫，避免疟疾的产生。

古尔班基安研究所的巴提亚·伊尔马兹博士发现，人体肠道内一种最常见的大肠杆菌——大肠埃希氏菌（E.coli）能产生类似疟原虫的聚糖半乳糖残基，因此，这些大肠杆菌的半乳糖残基能诱导机体生成天然的抗体，称为抗半乳糖残基抗体。这些抗体产生后，就会识别疟原虫产生的半乳糖残基，把疟原虫当成外来入侵物而发起攻击。攻击的过程是，抗半乳糖残基抗体激活免疫系统中的补体系统，从而呼唤免疫系统的其他成员来杀死疟原虫，由此阻止这种寄生虫从皮肤进入血液而导致疟疾的产生。

在热带和亚热带的疟疾高发地区，只有一部分成年人被蚊虫叮咬之后会感染疟疾，而5岁以下的儿童明显更容易受到感染，这说明成年人拥有更好的抗半乳糖残基抗体，能抵御疟原虫进入血液。研究人员推论，婴幼儿体内还没有足够多的大肠杆菌，因此不能诱导机体生成高浓度的抗半乳糖残基抗体，以抗御疟疾的产生。

为了证明这一点，伊尔马兹等人把人工合成的半乳糖残基输入小鼠体内，让小鼠产生了高水平的抗半乳糖残基抗体，结果，这些抗体让小鼠的疟疾发病率大大减少，这说明正是抗半乳糖残基抗体的水平不高才使婴幼儿容易患疟疾。

因此，如果能直接把成人体内的大肠杆菌产生的半乳糖残基当成疫苗来使用，输入到儿童体内，刺激儿童产生高水平的抗半乳糖残基抗体，就有可能预防和减少儿童患疟疾。当然，这需要进行人体试验才能确定。

肠道细菌有助于抗癌

现在，研究人员还发现，人体肠道中的细菌也有助于抗癌，但是，这种抗癌作用不是直接的，而是间接的，因为肠道菌群有助于抗癌药物发挥更好的疗效。法国和美国研究人员从不同角度发现了肠道细菌帮助抗癌药物发挥作用的机理。

环磷酰胺是一种常用的抗癌化疗药物，法国巴斯德研究所的研究人员对小鼠试验发现，环磷酰胺能够破坏肠道黏液层，让肠道细菌进入循环系统，其中一些细菌能够到达脾和淋巴结，促成这些部位产生和形成免疫细胞，如免疫T细胞和免疫系统中的其他成分，它们会攻击癌细胞。但是，当研究人员用抗生素杀死试验鼠的肠道细菌后，环磷酰胺间接促进免疫细胞和其他免疫因子生长的能力就会大大降低。也就是说，肠道细菌和化疗药物共同合作增强了免疫系统的功能，从而能有效杀死癌细胞。

美国国家癌症研究所的研究人员则从另一个角度发现细菌能帮助化疗药物治疗癌症。研究人员对正在接受化疗并且估计存活率约有70%的患癌小鼠进行试验，用抗生素杀死小鼠肠道内的细菌。结果，小鼠按正常剂量和服药时间服用化疗药物后不再起作用，在化疗药物对癌症无效后，小鼠的存活率在两个月后下降到20%。

美国研究人员试用的一种比较有效的化疗药物奥沙利铂，对治疗结肠癌有较好的效果。当小鼠的肠道菌群正常时，奥沙利铂治疗小鼠结肠癌的效果最好。但是，在对小鼠服用抗生素杀死很多肠道细菌后，奥沙利铂的药效就大打折扣。

美国研究人员的这项研究虽然没有揭示为何肠道细菌有助于化疗药物发挥作用，但是，他们认为，正常的肠道菌群是和化疗药物共同作用，让免疫系统的功能得到增强，从而能抑制或杀死癌细胞。当然，这一机理还需要更多的研究才能进一步证实。而且，由于不同的细菌对特定的抗癌药才有促进药效的作用，因此，还需要深入研究特定的抗癌药是由哪一种肠道细菌助它们一臂之力的。

上述研究结果提示人们，人体内还有更多的微生物的功能没有发现和挖掘，假以时日，人体的微生物都有可能得到利用，它们既可能是人类药物的天然宝库，还可能具有更多的对人的健康有益的作用。

生物技术与人类文明 篇4

摘要

在这个知识爆炸、科技成为第一生产力的时代，大家对计算机网络、信息高速公路、卫星通讯、移动电话等都不陌生。那么，我想大家对生物工程技术也一样有所耳闻。

生物工程当前新技术革命的三大支柱（微电子、生物工程和新材料）之一，无论在发达国家还是 发展中国家，它都被列为优先发展的领域，特别是基因工程的出现，使人类进入了一个能按自己需要创造新生物的伟大时代。

“生物工程热”的现象不是偶然的，它为解决世界面临的如能源、粮食、人口、以及污染严重等诸多难题开辟了新途径，直接关系到医药卫生、轻工食品、农牧渔业及能源、化工、冶金等传统产业的革新和新兴产业的形成，它的发展将极大地造福人类。

在食品类里的面包、酸奶、乳酪、酱油、味精；酒类里的啤酒、葡萄酒、威士忌酒；药类里的各类抗生素（如常见的青霉素、头孢霉素）、胰岛素、乙肝疫苗、小儿麻痹症疫苗、流感疫苗；生活用品类的奶酪、洗衣粉等等，与生物工程密切相关，所以他对我们来说并不是很陌。

本文主要介绍生物工程技术与人类文明，顾名思义，就是介绍生物工程的简介以及它在当今社会所起的作用，对人类生活的影响。

关键字：生物工程，人类文明，发展，影响

目录

第一章：生物工程内容 1．1 基因工程 1．2 细胞工程 1．3 酶工程 1．4 微生物发酵工程 1．5 生化工程 第二章：小结

第三章:生物工程的发展 第四章：参考文献

第一章：生物工程的内容

生物工程有五个强大而富有生命力的技术系统：基因工程、细胞工程、酶工程、微生物发酵工程和生化工程。

1．1 基因工程

也叫遗传工程，或DNA重组技术。这一技术在生物工程中的地位举足轻重。基因工程简单地说，就是对不同生物的遗传物质——基因，在体外使用一 种工具酶，用人工的方法，进行“剪切”、“组合”、“拼接”，使遗传物质按照我们的意愿重新组合，然后通过运载物质（质粒、噬菌体、病毒等）转入微生物体 内或动、植物细胞内，进行无性繁殖，并使我们需要的基因在细胞中表达出来，产生出我们所需要的产物或组成新的生物类型。

1973年，斯坦福大学的科恩和旧金山加州大学的博耶共同实现了这一DNA重组实验，也是那个时候这一技术在美国首次获得成功。

利用细菌生产人胰岛素，这一成果在基因工程领域产生很大的影响，当然还有其他的例子，例如：能自动脱毛的绵羊、超级鼠、巨鱼、用细菌 生产的没有蛋壳的鸡蛋等等。

1．2 细胞工程

细胞工程在最近的十几年里都很时兴，尤其是1975年英国剑桥大学的米尔斯坦发展了杂交肿瘤细胞技术以及单克隆抗体的作用，使细胞工程开始为世人所瞩目。

细胞工程是应用现代生物学，发育生物学，遗传学和分子生物学的理论和方法，按照人们的需要和设计，在细胞水平上的遗传操作，重组细胞的结构和内含物，以改变生物的结构和功能，即通过细胞融合，核质移植，染色体或基因移植以及组织和细胞培养等方法，快速繁殖和培育出人们所需要的新物种的生物工程技术。

其突出成果为单克隆抗体，它由米尔斯坦和另外一位英国科 学家科勒合作而完成。另外，细胞工程还有两项重 要的技术，一个是细胞大规模培养技术，一个是植物组织培养快速繁殖技术，其发展前景十分乐观。

1.3 酶工程

酶是一种催化剂，但不同的是它催化的是生物体内的反应，且它本身也是一种蛋白 质；更重要的是，它的催化效率高得惊人，超出化学催化剂千百倍，而且是在常温、常压下进行，专一性极强。因此，我们可以设计一些特定的生物反应器，利用酶 的这一特性，把相应的原料转化成对人类有用的物质。酶工程就是这样一项技术。

提到酶工程那就不能不提到“酶工程之父”—— Katchalski—Katzir，他是以色列科学家，世界上第一个固定化酶就是他在60年代初装配成功的。他发现了酶并不在溶液中起作用，而是包在细胞膜或 细胞器里面起作用的。于是他试着把酶从细菌中分离出来，再结合到具备一定性质的固体支持物上，或包埋于天然的（或人工合成的）膜上。他意外地发现，有些酶 固定化以后，活性不仅未受影响，稳定性反而有了提高。

自然界中被检定过的 酶多达三千多种，但只有约100种已经开发或投入商品生产。

微生物是工业酶剂的主要来 源，而且产酶能力很高，如一吨发酵液得到的淀粉酶几乎与数千头猪胰脏得到的酶量相当，简直是个奇迹。而奇迹在生物工程领域的确“屡见仍鲜”，且每每令世人 为之瞠目。

1.4 微生物发酵工程 现代概念的微生物发 酵工程是本世纪40年代随着抗生素工业的建立才兴起的。

从50年代起，柠檬酸、氨基酸、核苷酸、酶制剂、甾体激素、细

胞蛋白和生物农药等独立的工业体系也相继兴起。这些看似复杂的产 品，实际上都是人们利用微生物的特定性状，如微生物菌体含有丰富的蛋白质，微生物代谢过程中可以产生一些对我们非常有用的物质（象青霉素、头孢霉素、甘 油、有机酸、维生素等），从而生产出对我们有用的物质。也可以把微生物直接用于工业生产，这就是现代意义上的微生物发酵工程。

按照我们应用的目的和范 围，微生物发酵工程大致包括四个内容，即：对微生物菌体的生产和利用，微生物菌种选育技术，微生物代谢产物的生产和应 用，；对微生物机能的利用，这些小小的微生物，却为人类作出了不可估量的巨大贡献。

1．5 生化工程

要想前面的四个工程运行成功，那生化工程是必不可少的，它提供合理的设备和技术的生化工程。包括生物反应器、传感器和生 物产品的提取和精制技术。

生物反应器，即为活细胞或 者酶提供一个恰当、舒适的反应环境，使细胞“胞丁兴旺”，不断增殖或形成所需的产品。

传感器，它作为生物反 应过程中必不可少的“监督员”，担负着反应过程中参数的检测与调控任务，肩负着保证生物工程生产现代化、高效化的重要使命。

生物产品是精细产品，品种 繁多，要求不一，每个品种都需要有相应的、量和效率。

第三章：小结

以上的五个技术系统 并非各自独立、互不相干，而是相互依赖，相辅相

成的。在整个生物工程这个大系统 中，基因工程是主帅，占有主导地位。因为只有用基因工程改造过的微生物和细胞，才能真正按照我们人类的意志，进行工程设计，产生出特定的生物工程产品；微 生物发酵工程不可小觑，它常常是遗传工程的基础和必要条件；细胞工程经常与基因工程结合使用，而杂交肿瘤细胞技术具有可以与基因工程相提并论的地位；生化 工程同样不可缺少，是其他生物工程技术转化为生产力的重要工具。

可见，正是这五个技术系统 的有机结合，才使得今天的生物工程愈来愈散发出迷人光彩。

第三章：生物工程的发展

最早的生物工程产品可以追溯到数千年前，可想而知，那时的产品是落后的，技术也是落后的，即使制造出了一些东西，但那时的产品离不开接种、搅拌、温度、时间和产品收取等一系列的操作工序，人们也不知道在制造产品的过程中到底是什么在起作用。其他以微生物发酵为基础的 生产，如发酵乳制品（包括乳酪、酸奶等）和各种东方食品如酱油、印尼豆酵饼等同样有着古老的渊源；而蘑菇的人工栽培则不太久远，如日本的香菇栽培是在几百 年前开始的，现在世界温带地区广泛种植的伞菇大约有300年的历史。这些大都有数千年历史的发 酵产品，可以说是最古老的生物工程产品；那些人们在辛勤劳动中总结出来的微生物发酵技术，正是现代生物工程的萌芽。

随着科学技术的发展，生物工程技术也在突飞猛进的在发展，同时也为人类带来了不少益处。

我国人民对于生物资源的利用和改造也有悠久的历史和丰富的 经验（如传统的发酵业——作坊式制酒、制醋），在农业、食品、酿造和医疗卫生等方面，都为人类做出过杰出贡献。

重组DNA技术试验成功更是使得欧美国家乃至整个世界为之震动，它的潜在的工业应用价值给人们以梦幻般的憧憬。

抗生素是我们比较熟悉的一 大类常用药物：如青霉素、链霉素、头孢霉素、氯霉素等。生化药物在制药工业中也占有重要地位，因为有了基因技术，所以制药产业必定前景甚好。而且，生物工程在癌症的治疗方面也提供了便捷的方法，使人们从此摆脱了“谈癌色变“的恐惧。

现在人们所提倡的就是绿色环保，一场新的“绿色革命”浪潮正在世界范围内掀起也就是依靠生物工程技术，在细胞和分子水平上研究动植 物，使得农业产品在单位土地面积上不增加，牲畜、禽类等数量不增长的情况下却能大量增产的农业革命。

比如，植物育种，培育抗虫作物，绿色除草剂等等，都给农业以及人们的健康带来福音。说完植物，动物也是不能少的，动物育种就是一个例子。动物也是要患病的，好的疫苗当然必不可少，有了生物工程，那么既环保又健康的解决办法就呈现出来了。

环境保护已经成为全人类共 同的迫切要求。工农业生产的高速度发展、地球上人口的迅速膨胀、耕地面积的日益减少、土地沙化的日益严重„„这一切给我们生存的环境造成了巨大的压力；污 染日趋严重，也给人类带来了诸多疾病的困扰。怎样治理已经污染了的环境、保护尚未污染的环境？人们在苦苦探索。新兴的生物工程技术使人们看到了希望，它在 解决这些困扰人类的问题上显示出独特的优越性。

生物工程的优越性在于：不 仅用生物工程原理建起来的新产业一般都是少污染的行业，而且利用生物工程技术还可以化废为宝、化害为利，治理环境污染，减少对人类的危害。

人类面临着能源日益枯竭的 严峻问题。酒精的产生，沼气的生产在这反面起到了很大的作用。

对于现在生物工程的发展趋势，未来这个技术的发展也是光明的，生物工程发展会有一个重要 趋向：从研究向开发转移的步子日益加快，从而加速了它的产业化和实用化。

世界各地都在发展，所以竞争是激烈的，我们要看的是如何来造福于人类，其他的都不重要。

第四章：参考文献 生物工程专业信息化教学改革初探

王新卫;周彦;张慧;张书松

湖南农业大学学报(社会科学版.素质教育研究)2008-03-15 期刊

0 2 实践教学中双语教学问题之探讨——以生物工程专业实验选修课为例

陈蔚青;陈虹;柯薇

浙江树人大学学报(人文社会科学版)2008-05-15 期刊

0 药用植物生物工程技术研究进展

赵树进;陈念;韩丽萍

时珍国医国药

2008-07-20 期刊

0

0 21世纪哺乳动物胚胎生物工程发展趋向

朱士恩

中国农业科学

2008-08-10 期刊

0

人类活动对生物圈的影响 篇5

以学生为主体，充分调动学习的积极性，指导他们在课下根据自己的实际情况自主选择小组，自觉地参与到调查问题、收集资料、准备发言的活动中去。在课堂教学中充分发挥学生的主动性、积极性，创设民主、宽松、和谐、愉快的课堂氛围，突出人文主义教育。

二、教材分析：

1．教材的地位和作用：

《人类活动对生物圈的影响》是《人在生物圈中的义务》的第一课时，是“生物圈中的人”这个单元的最后一章，主要阐述人类活动对生物圈的影响，以及人类作为生物圈中的特殊成员，有义务保护好生物圈。在教学过程中教师要引导学生认识到人类为了自己的生存，不科学、无节制地利用资源已经对生物圈产生了巨大的负面影响，这种影响实际上也威胁人类的生存，使学生产生危机感，认同保护环境的重要性，从中培养学生的环保意识。

2. 教学目标

[知识目标]

1.举例说明人对生物圈多方面的影响。

2.认同人类活动对生物圈的影响，形成环境保护意识。

[能力目标]

能初步学会收集资料，养成良好的学习习惯，能够运用所学知识、技能分析和解决一些身边的生物学问题的能力。培养学生初步具有近一步获取课本以外的生物学信息的能力。

[情感态度价值观]

通过本节的学习，让学生认识到环境保护的重要性，能够以科学的态度去认识生命世界，认同人类活动对生物圈的影响，形成环境保护意识，并使这种意识转变成真正的行动，培养学生保护环境的意识，增强爱国主义思想。

3、教学重点和难点

认同人类活动对生物圈的影响，形成环境保护意识。做到从实际行动出发保护环境。采取让学生收集资料，整理资料，解疑，合作交流的方法突出重点，突破难点的方法。

4、学情分析

本课内容目标达成的对象是七年级学生。现在的学生大多是独生子女，团结协作性较差，家庭条件各不相同，全班学生可分成三大组：第一组为家中有电脑并已上网的学生，调查收集有关人类活动对生物圈影响的相关资料第二组和第三组为家中无电脑的学生，分别从报刊、书籍等收集人类为改善环境所做的努力的资料。通过课前活动可以充分培养学生之间团结协作的精神。

三、教学方法

以多媒体辅助教学，运用启发、举例分析、小组合作等方法

四、教学准备

教师：1制作ppt课件以辅助教学；

2.查找人类活动对生物圈影响的资料、图片，布置学生查阅、整理资料。

学生：1.根据教师课前发的学案进行新课预习（学案如下：）

⑴.土地有什么作用？

⑵.我国目前土地的状况如何？

⑶不合理利用土地对生物圈有什么影响？

⑷.森林有什么作用？

⑸.无节制砍伐森林有什么危害？

[6].我们应如何合理利用森林？

⑺.环境污染对生物圈有什么影响？

⑻.分析人类环境中的污染物来源。

2.利用网络、报刊、杂志以及生活的环境等这些信息收集有关人类活动对生物圈影响的资料。

五、课时安排  1课时

六、教学策略

本节课从学生的生活经验出发，激发学生学习的欲望，强化学习的动机，在教学过程中，教师发挥着主导作用，真正引导学生自主学习，快乐学习，而不是直接呈现现成的结论；学生充分发挥合作学习的优势，在教师组织和引导下讨论和交流，思维和智慧共享，互相促进，共同提高，体现了学生主动参与学习的主体性。

七、教学过程

人类活动对生物圈的影响练习题 篇6

1、人们不恰当地干预自然生态系统，如盲目围湖造田、开垦草原和造单纯林，其共同特点是（）

A、降低了生态系统的自动调节能力B、更加促进了生态系统的平衡C、使原有的生态系统得以保持D、丰富了生态系统的食物链

2、造成温室效应的主要原因和缓解全球温室效应危机的重要措施分别是：（）A、煤、石油、天然气大量燃烧；营造森林绿地

B、SO2等有毒气体的大量产生；种植苔藓类植物吸收SO2 C、人造含氟制冷剂的泄露；采用无氟制冷剂

D、汽油和工厂排放的废气和烟尘；收取排污费，限令整改

3、下列行为都是人们为了解决某些环境问题采取的措施，哪一项措施最容易导致相反的效果（）

A、寻求更好的控制人口的办法B、制造效力更大的杀虫剂和农药

C、利用秸秆生产沼气，解决农村燃料短缺问题D、建设核电站，解决燃煤发电产生废气的问题

4、我国酸雨形成的主要原因是：（）

A、大量燃烧煤气B、大量燃烧含锰量很高的煤 C、大量燃烧含硫量很高的煤D、大量燃烧沼气5、1998年9月，渤海发生赤潮，导致水质恶化，鱼虾等海洋生物大量死亡，给捕捞业和养殖业带来巨大损失，造成山东烟台、河北、天津等地的养殖业数亿元的损失。发生赤潮的人为因素有：（）

A、工业污水未经处理直接排入大海B、农业化肥流失进入水域 C、含磷洗涤剂的大量使用D、以上各项都是

6、发电厂可以利用煤、天然气、核能发电，这三种原料中最容易引发酸雨的是：（）A.煤和天然气B.煤C.核能D.三者都可能

7、在下列实例中，通过食物链而引起生态危机的是（）A、酸雨B、汞、镉等有毒物质的积累和浓缩C、温室效应D、臭氧减少，臭氧层出现空洞

8、酸雨的危害表现在（）

A、腐蚀建筑物和户外雕塑B、使农作物枯萎甚至死亡 C、使土壤、河流、湖泊酸化D、以上三项都是

9、不属于控制酸雨的根本措施的是：（）

A、安装净化装置B、减少煤、石油等燃料中的污染物排放 C、减少污水排放D、做好回收和利用污染物的工作

10、下列现象中，由废电池污染所致的是（）

A、饮用水中带有霍乱菌B、水中的藻类迅速繁殖，使鱼窒息死亡 C、镉扩散到土壤中D、渤海海域发生赤潮

11、随着人们生活质量的不断提高，废电池必须进行集中处理的问题被提到议事日程。主要原因是：（）

A、利用废电池外壳的金属

B、防治废电池中镉、铅等重金属离子对土壤和水源的污染 C、不让废电池中渗出的电解液腐蚀其它物品 D、回收其中的石墨电极

12、被誉为“地球生命活动的保护伞”的大气成分是（）A、水汽B、氮气C、臭氧D、二氧化碳

13、森林遭到严重砍伐后，我们的生存环境可能发生哪些变化：（）A.水土流失B.气候改变C.生物多样性受损D.以上都可能发生

14、工业、农业及城市生活污水中含有磷，家用洗涤剂是生活污水中磷的一个重要来源（洗涤剂中含有三聚磷酸钠）。在处理污水时要不要去磷？下列哪种说法正确()

A、磷是生物的营养元素，不必除去B、含磷的污水是很好的肥料，不必除去 C、含磷的污水排到自然水体中会引起藻类增殖，使水变质，必须除去 D、磷对人体无害，除去与否无关紧要

15、下列哪种情况可能与臭氧层的破坏有关（）

A、森林被大量破坏B、大量使用含有氟利昂制剂的冰箱 C、大量使用化学燃料D、大量使用农药

16、近年来，我国许多城市禁止汽车使用含铅汽油，主要原因是（）A、提高汽油的燃烧效率B、降低汽油的成本 C、避免铅污染大气D、铅资源短缺

17、响应江泽民总书记“再造山川秀美的大西北”的号召和贯彻落实党中央、国务院提出的西部大开发战略，我们要努力保护天然林”，大力推行“退耕还林还草”，采取这两种措施的首要目标是：（）

A．发展旅游事业B．发展畜牧业生产C．改善生态环境D．增加木材产量

18、下列哪一项不属于拟定保护生态环境的计划的内容（）A、调查森林面积减少的情况B、分析水土流失的原因

C、调查大气污染、水污染的状况D、调查当地计划生育政策落实的情况

19、倡导“免用一次性木筷”的出发点是（）

A、减少固体垃圾B、节约木材，保护森林 C、减少个人经济支出D、移风易俗

20、从可持续发展的角度来利用好草原，长期的发展畜牧业，下列哪项措施不正确？（）A、大力兴修草原水利

B、尽量发展牲畜养殖，最大限度的发挥草原的潜力C、营造基本草场防护林

D、改良牧场，促进良种牧草的发展

二、简答与填空

1、几年来，由于人口增长，人类对自然的索取变本加厉，导致生态环境严重恶化，沙尘暴发生的频率增高，据报道2 000年春至今，沙尘暴多次肆虐，波及大半个中国，发生频率和含沙量都是空前的。沙尘暴期间，灰尘弥漫，给人们的生活带来很大影响，给国家经济造成严重损失。右图是科学工作者对我国北方地区草原、森林、荒漠面积变化的调查结果。这对研究我国近几年来华北地区多次出现沙尘暴天气有很大的帮助。

（1）北方“沙尘暴”天气具有______、______、______等特点。（2）“沙尘暴”天气逐年加剧说明我国北方______受到了严重破坏。（3）我国北方地区频繁出现“沙尘暴”的主要原因有（）

①在草原上过度放牧②采伐森林，开垦耕地③工业的发展④黄河出现断流现象

A、①②B、①③C、②③D、①②③④（4）请你分析植被和沙尘暴形成的关系。

（5）请你根据生态平衡的原理提出治理沙尘暴的措施。

2、1845年以前，澳大利亚岛上的动植物自成一体，没有豺狼虎豹，肉食性动物只有袋鼠和少量野狗。这一年引入一种狐狸，因无天敌，狐狸大量地繁殖起来，不仅数量猛增，而且十分悍勇。无奈，澳大利亚政府又于2000年7月1日宣布了一条对狐狸的格杀令。分析上述材料，回答下列问题：

（1）生物“移民”到一个新的环境，繁殖速度会如此快主要是因为______和______。（2）生物“移民”对原有生态系统的影响是__________________

（3）引进狐狸引发生态危机这一事实说明人类生产活动要__________________

三、实验与探究

1、为了探究废电池对水体的污染，某同学设计了以下实验步骤：（1）将一节5号电池破碎，浸泡在1000毫升的清水中2～3天；（2）在4只鱼缸上分别贴上标签A、B、C、D；

（3）在4只鱼缸中分别放入等量的清洁无污染的河水；

（4）在四只鱼缸中分别加入50毫升、100毫升、200毫升、400毫升废电池浸出液；（5）再向各鱼缸中分别放入三条金鱼，定时喂养同种饲料，观察并记录情况。结果

见下表：

根据以上设计，回答下列问题：

（1）该同学提出的假设是：________________________。

人类肠道微生物论文 篇7

1.1 试验动物

1日龄海兰褐雏鸡400只, 由吉林农业科技学院实习鸡场提供。

1.2 试验试剂

1.2.1 微生态制剂。

优力乐 (武汉华大瑞乐科技有限公司) 。

1.2.2 培养基。

伊红美蓝培养基 (EMB) 、肠球菌培养基 (EC) 、葡萄球菌培养基 (SP) 、双歧杆菌培养基 (BLB) 、乳杆菌培养基 (LBS) 、拟杆菌培养基 (BDS) 、消化球菌培养基 (PMS) 、乳酸菌培养基 (MRS) 等。

1.2.3 试剂及设备。

碱性美蓝染色液、草酸氨结晶紫、鲁格氏碘液、甲基醇、95%酒精、石碳酸复红、葡萄糖、乳糖、麦芽糖、甘露醇、蔗糖等生化试剂、果糖-6-磷酸盐磷酸酮酶 (F6PPK) 、Na2HPO4、Na H2PO4、半胱氨酸盐酸盐、氟化钠、碘乙酸钠、果糖-6-磷酸盐、盐酸羟胺、氢氧化钠、三氯乙酸 (TCA) 、HCl、超声波粉碎仪、离心机、超净工作台、恒温培养箱、高压灭菌器、水浴锅、显微镜、厌氧培养箱等。

2 试验方法

2.1 动物分组

将1日龄雏鸡随机分成4组, 每组100只, 对照组不使用任何微生态制剂, 试验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ组从1日龄开始, 分别用优力乐按每吨饲料中0.005% (活菌数) 、0.02% (活菌数) 、0.03% (活菌数) 的添加量饲喂至56日龄。

2.2 培养基制备

制备如下培养基:伊红美蓝培养基 (EMB) 、肠球菌培养基 (EC) 、葡萄球菌培养基 (SP) 、双歧杆菌培养基 (BLB) 、乳杆菌培养基 (LBS) 、拟杆菌培养基 (BDS) 、消化球菌培养基 (PMS) 、乳酸菌培养基 (MRS) , 制备方法按试剂说明书操作。

2.3 样本采集

颈部放血捕杀雏鸡, 体表消毒后于无菌室内操作, 取盲肠内容物1g, 分别置于无菌试管内, 加入9 m L生理盐水, 充分振摇均匀后, 按倍比稀释法稀释菌液, 选择适宜的稀释梯度:10-8、10-9、10-10。

2.4 细菌的分离培养及计数

将2.3中的3个梯度的样品分别取出0.1 m L置灭菌的营养琼脂培养基中, 混合用曲玻棒推匀, 每个稀释度设三个重复, 37℃有氧及无氧培养48h。

对各个形态不同的菌落用英字母进行标记 (如A、B、C……) 以备细菌鉴定应用, 结合细菌鉴定结果依据倾注平皿法进行细菌计数。

2.5 细菌分离纯化

2.5.1 增菌培养。

对上述细菌在相应的液体培养基中进行增菌培养。

2.5.2 细菌染色镜检。

采用美蓝染色及革蓝氏染色法染色。

2.5.3 细菌的生化试验及相关鉴定试验。

根据所分离细菌的初步鉴定结果, 做如下试验:甘露醇、麦芽糖、葡萄糖、乳糖、蔗糖等发酵试验、果糖-6-磷酸盐磷酸酮酶 (F6PPK) 的测定等。

⑴糖苷醇发酵试验。操作方法参照试剂使用说明进行。

⑵果糖-6-磷酸盐磷酸酮酶 (F6PPK) 的测定。 (双歧杆菌特定酶的检测) 。

(1) 将MRS液体培养物4 400 rpm离心10 min, 收集菌体, 缓冲液洗涤2次, 最后溶于4 m L缓冲液中, 制成细菌悬液。 (缓冲液:现用现配, 0.05M Na2HPO431.5 m L+0.05M Na H2PO468.5 m L+500 mg/L半胱氨酸盐酸盐) 。

(2) 用超声波粉碎仪, 400W条件下, 每处理5 s, 间隔5s, 超声8min, 至菌体溶液呈半透明。

(3) 取0.5m L于离心管中, 加试剂a、b各125μL, 37℃保温30 min。

a:6mg/m L氟化钠+10mg/m L碘乙酸钠;

b:果糖-6-磷酸盐80 mg/m L水溶液。

(4) 加试剂c0.75m L, 室温下静置10min。

c:盐酸羟胺139 mg/m L。酸性极强, 用氢氧化钠中和至p H6.5。

(5) 加试剂d和e各500μL, 室温下静置5min。

d:三氯乙酸 (TCA) 水溶液15 g/100 m L。

e:4MHCl。

(6) 加试剂f500μL, 显色。红褐色或红紫色为阳性 (即为双歧杆菌) , 黄色为阴性。

f:0.5 g/100 m L, Fe Cl3·6H2O, 溶于0.1MHCl。

2.6 菌落形态特征观察

对“2.4”中所有菌落进行分类观察其形态特征。将分离纯化的菌株分别接种于琼脂培养基平板和斜面上, 厌氧培养48~72h后, 进行菌落形态和菌体形态特征观察。

2.7 免疫力试验

各组于试验期结束后, 分别称量试验鸡体重及免疫器官重量, 分析免疫功能的影响。

3 试验结果

3.1 对“2.4”分离得到的细菌根据菌落特征及细菌染色结果共有10种。 (见表1)

3.3 用倾注平皿法进行细菌计数, 其结果见表2。

3.4 生化试验及其它鉴定试验结果

3.4.1 各种细菌所具有的酶系统不同, 对营养基质分解能力也不一样, 因而代谢产物也各有区别, 见表3。

3.4.2 根据菌落形态特点、染色特性、生化试验、F6PPK测定等鉴定结果。

共有8种细菌, 即大肠杆菌、肠球菌、双歧杆菌、乳杆菌、消化球菌、葡萄球菌、拟杆菌菌、革兰氏阴性菌, 见表4。

注:产酸产气“*”;产酸或阳性“+”;不产酸或阴性“-”。

3.5 体重及免疫器官检测

对照组及各试验组体重及免疫器官的检测结果, 见表5。

4 讨论与分析

4.1 表2表明, 试验组中优势菌为双歧杆菌、乳杆菌、拟杆菌、消化球菌及肠球菌。

4.2在使用“优力乐”56 d后, 试验Ⅱ组和试验Ⅲ组与对照组相比大肠杆菌数量显著降低 (P<0.05) , 双歧杆菌、拟杆菌、消化球菌及肠球菌显著升高 (P<0.05) , 说明优力乐可以使失调的肠道菌群调整恢复到正常状态, 起到抗菌防病的作用。试验Ⅰ组与对照组相比大肠杆菌数差异不显著 (P>0.05) , 说明0.005%剂量组对肠道微生物群的调整作用不明显, 应提高剂量。

4.3试验Ⅱ组和试验Ⅲ组中无革兰氏阴性有害菌, 说明优力乐对肠道中的微生物群有调整作用, 能有效抑制有害菌的生长。

4.4试验Ⅱ组和试验Ⅲ组中各种微生物数量无显著差异, (P>0.05) , 从经济效益考虑, 建议使用试验Ⅱ组的饲喂剂量, 即按0.01%的比例添加到饲料中。

4.5优力乐对雏鸡免疫器官指数影响

胸腺、脾脏、法氏囊是禽类的主要免疫器官, 参与机体的体液免疫和细胞免疫。胸腺、脾脏和法氏囊发育状态及其机能强弱决定着机体的免疫水平。表5、图2表明, 微生态制剂优乐力对雏鸡免疫力有影响, 试验Ⅱ组和试验Ⅲ效果比较明显。

本试验研究表明, 优力乐的添加能够使雏鸡各免疫器官的相对重量提高, 0.01%优力乐组与0.02%优力乐组显著提高了雏鸡胸腺、脾脏、法氏囊指数, 可见优力乐有利于增强雏鸡的免疫机能。

5 结论

5.1雏鸡肠道中正常的微生物群有:大肠杆菌、肠球菌、双歧杆菌、乳杆菌、消化球菌、葡萄球菌、拟杆菌菌及少量的革兰氏阴性有害菌。

5.2通过微生物态制剂“优力乐”的饲喂, 调整肠道中的微生物群, 降低大肠杆菌的数量, 有效抑制其它有害菌的生长。其结果各种优势菌的比例是:乳杆菌∶拟杆菌∶消化球菌∶双歧杆菌∶肠球菌∶大肠杆菌=30∶25∶30∶40∶23。

微生物能塑造人类寿命圈？ 篇8

细菌使人享有更长童年

按一些指标衡量，人体表面比内部更容易滋生细菌。在身体上的细菌细胞的数量是人体内的10倍。近年来，科学家们发现，微生物具有更为深远的效用，比如调节体重、情绪和认知功能。马丁·布莱塞博士是纽约大学医学中心的微生物学家，目前他正着手思考细菌对年龄结构的影响。他注意到胃幽门螺旋杆菌的细菌能够在人们的肠道里生活几十年，并不对人造成任何伤害，但随着人类年龄的增长，它也可能增加导致胃溃疡和胃癌的风险。“我开始思考，一个真正的共生体是一个有机体，当你年轻时可以让你活着， 当你年老时可将你致死。对你不是特别好，但对人类好。”他这样说到。

研究人员表示，这些细菌有可能有助于减少老年人占人口总数的比重，从而使孩子们能够享用更大份额的食物和资源。换句话说，相对于其他动物来说，细菌能使人们享有更长跨度的童年。

微生物对人类影响甚大

为了观察微生物对人们随着年龄的增长过程中的影响，布莱塞和数学家韦伯创建了一个数学模型来模拟一个古老的狩猎群体。在模型中，他们假定人类有相同的最大限的寿命，约120年。研究人员观察基于不同的生育率和死亡率人口的变化。为捕获“细菌”的效用，他们调整死亡率的影响因素，这些因素是与不同类型的微生物相联系的。

研究小组发现，幽门螺旋杆菌的添加创造了一个稳定人口，最年长的人死亡了，反过来，让青少年获得更大份额的食物和资源，并在整体上拥有了更大的人口增长和稳定。没有幽门螺旋杆菌的人口，老年人则占据更大份额并导致份额逐渐下降。计算表明，细菌可能已经进化到能将目标瞄准在年长者上。