【正文】 H － CH 2 － C － CH 2 － － SO 3 H 硬型（ A BS ） CH 3 － CH 2 － CH 2 － CH 2 － CH 2 － － SO 3 H 輕型（ L A S ） 微生物對其它污染物的降解作用 偶氮化合物 含有偶氮基團(tuán) 的 化合物，是極為重要的染料單體，主要有 對氨基偶氮苯 、 對硝基苯胺 、 二 甲胺基偶氮苯 、 甲基橙等 ， 它們很多是不易分解的染料 ， 所以印染工業(yè)是污染大戶 、 重點戶 。 能分解偶氮化合物的微生物有：酵母菌 、 枯草芽 、 孢桿菌 、 假單胞菌等 。 枯草芽孢桿菌接種在氮基偶氮苯染料液中，在振蕩與靜置條件下進(jìn)行培養(yǎng) 100分鐘后顏色幾乎全部退掉，說明在有氧和缺氧條件下都能分解，其過程 C Ｎ Ｎ Ｃ +H 缺氧 對氨基苯胺 苯胺 對苯二胺 N N N H 2 NH 2 ＋ H 2 N NH 2 苯胺、對苯二胺在微生物作用下可進(jìn)一步分解（氨化） 氰和腈 石油工業(yè)和人造纖維工業(yè)使含氰和腈如丙烯腈的廢水日益增多，有機腈比無機腈易為微生物降解。經(jīng)過馴化的微生物對腈毒性的耐力比無機氰為高，微生物可以從氰和腈中取得碳源和氮源，有的微生物甚至以之作為唯一的碳源和氮源。分解氰和腈的細(xì)菌有：卡諾氏菌、腐皮鐮孢霉、木霉、假單能菌等 14個屬計 49種菌株。 +H 2 O +H 2 O +H 2 O +H 2 O CO 2 羧酸 CO 2 +H 2 O 腈 OH H 酰胺 O CN 的分解： HC N H C ONH 2 H C O O H ＋ NH 3 腈的分解： R C N R C N R C NH 2 R C OOH ＋ NH 3 亞硝胺 在對動物試驗表明有強烈致癌作用，無論食品中，或污泥中， 強烈臻致 或污水中均能形成亞硝胺，對人類健康造成危害。 光合細(xì)菌（莢膜紅假單胞菌）是一種厭氧性細(xì)菌。對二甲基亞硝胺有分解作用。 R1－ N－ N＝ 0 黃曲霉素 黃曲霉素是糧食 ， 飼料中存在的一種真菌毒素 ， 可引起人畜急性中毒與致癌作用 。 其毒性為氰化鉀的 10倍 ， 砒霜的 68倍 ， 致死中量 LD50 。 凡 1mg/kg 毒即屬劇毒物 。 它主要存在于變質(zhì) ， 潮濕發(fā)霉的糧食豆類之中 。 降解黃曲霉的菌種 ， 以橙色黃桿菌為最強 ， 經(jīng) 12小時培養(yǎng)可去除黃曲霉86%， 此外還有脈孢菌 ， 孢根霉菌 ， 對豆餅中黃曲霉素降解后轉(zhuǎn)變?yōu)楹它S素較高的良好飼料 。 枯草芽孢桿菌具有相同效果 。 第九章 生命科學(xué)的發(fā)展 生物學(xué) （ biology） 是研究生命的科學(xué) ， 所以又稱生命科學(xué) （ life science） ，它既研究生命體的生命活動現(xiàn)象及其本質(zhì) 。 又研究生命與環(huán)境之間的相互關(guān)系 。 地球是生命的樂園 ， 地球上形形色色 ， 千差萬別的生命活動表現(xiàn)為生命的基本特征 —— 生命萌發(fā) ， 誕生 ， 繁殖 ， 發(fā)育 ， 新陳代謝 ， 表現(xiàn)其應(yīng)激性和適應(yīng)性 ， 遺傳變異和進(jìn)化性等 。 而這些生命現(xiàn)象又反映了生命世界 ， 生命系統(tǒng)是一個多層次非線形 ， 高度有序 ， 具有耗散特征 ， 遠(yuǎn)離平衡狀態(tài) ， 復(fù)雜的開放系統(tǒng) 。 生命運動是最高級最復(fù)雜的物質(zhì)運動 。 整個生命運動過程中貫穿著物質(zhì)能量信息三者的變化 ， 協(xié)調(diào)與統(tǒng)一 。 無論從生命的基本物質(zhì)組成 ， 還是從生命活動的分子基礎(chǔ)上 ， 都反映了生命本質(zhì)的高度一致性 ， 生命多樣性和生命本質(zhì)的一致性的辨證統(tǒng)一是生命進(jìn)化的結(jié)果 。 生命科學(xué)發(fā)展概況 生命科學(xué)是一門歷史悠久的科學(xué) ， 大體起源于古代 ， 形成于近代 ， 高度發(fā)展于現(xiàn)代 。 19世紀(jì)是現(xiàn)代科學(xué)誕生的世紀(jì) 。 生命科學(xué)也得到全面發(fā)展 ， 其中最大的進(jìn)展是細(xì)胞學(xué)說 、 進(jìn)化論和遺傳學(xué)的建立 。 1838年 ， 德國植物學(xué)家施萊登 （ ）發(fā)表了 《 植物發(fā)生論 》 的論文 ， 提出了植物細(xì)胞學(xué)說 ， 認(rèn)為細(xì)胞是一切植物結(jié)構(gòu)的基本單位 。 植物體的所有器官組織都是由細(xì)胞組成 ， 植物發(fā)育的基本過程就是細(xì)胞形成的過程 。 細(xì)胞是一切植物借以發(fā)展的根本實體 。 1839年德國動物學(xué)家施旺 （ TSchwann，18101882） 發(fā)表了 《 關(guān)于動植物的結(jié)構(gòu)和生長的一致性的顯微研究 》 ， 把施萊登的學(xué)說擴展到動物界 ， 形成了適用于整個生物界的細(xì)胞學(xué)說 。 表明動物與植物都是由細(xì)胞組成 ， 揭示出有機體產(chǎn)生 ， 成長的過程及其結(jié)構(gòu)的秘密 ， 證明有機體的共同性 ， 從而從細(xì)胞層次上論證了整個生命世界的內(nèi)在聯(lián)系和有機體統(tǒng)一 。 第一個提出生物進(jìn)化學(xué)說是法國博物學(xué)家 拉馬克 （ ， 1744～ 1829） ， 認(rèn)為物種不是一成不變的 ， 也不是上帝造的 。 而是在環(huán)境影響下變異和演化的 。 把生物進(jìn)化的思想完全建立在科學(xué)基礎(chǔ)上的是英國博物學(xué)家達(dá)爾文 （ ， 1809～1882） ， 1859年他出版了 《 物種起源 》 一書 。 系統(tǒng)地提出了以自然選擇為核心的生物進(jìn)化學(xué)說 ， 其核心內(nèi)容是 : 1） 生物界具有悠久的歷史 ， 不是一成不變的 ， 也不是突然出現(xiàn)的 。 更不是上帝創(chuàng)造的 。 動植物包括人在內(nèi)都是在自然條件下 ， 從簡單到復(fù)雜 ，從低等到高等逐漸進(jìn)化的 。 2） 環(huán)境的變異可引起生物物種的變異 ， 變異是生物所具有的普遍現(xiàn)象 。 3） 在生物界進(jìn)行著激烈的生存斗爭 ， 變異后的物種 ， 適于生存使得到保留并產(chǎn)生后代 ， 不適于生存則逐漸滅亡 。 即生物在生存斗爭中適者生存 ， 不適者淘汰 。這種過程即是 “ 自然選擇 ” 。 自然選擇是生物進(jìn)化的客觀規(guī)律 。 達(dá)爾文第一次把生物學(xué)放在完全的科學(xué)基礎(chǔ)上 。 因此他成為科學(xué)上的巨人 。 孟德爾 （ ～ 1884） ， 1865年發(fā)表了 《 植物雜交試驗 》 論文 ， 提出了遺傳理論 ， 揭示了生物遺傳的基本規(guī)律 ， 并且充分地把數(shù)量統(tǒng)計方法運用到生物學(xué)中 ，推動了生物學(xué)朝著精密化方向發(fā)展 。 所以人們將 “ 細(xì)胞學(xué)說 ” 、 達(dá)爾文進(jìn)化論和孟德爾的遺傳學(xué)說統(tǒng)稱為生命科學(xué)的 “ 三大基石 ” 。 20世紀(jì) ， 特別是 50年代之后 ， 隨著現(xiàn)代物理 、 化學(xué) 、 數(shù)學(xué) 、 計算機新理論和方法的廣泛深刻地滲入 ， 帶來了生命科學(xué)的巨大變革和發(fā)展 。 生命科學(xué)從靜態(tài)的 ， 定性描述學(xué)科向動態(tài)的 、 精確定量學(xué)科轉(zhuǎn)化 ， 實驗生物學(xué)走向了全面發(fā)展的新階段 。 1926年摩爾根 (Man)基因論的提出 ， 標(biāo)志著現(xiàn)代遺傳學(xué)的正式建立 。 摩爾根遺傳學(xué)在胚胎學(xué)和進(jìn)化之間架起了橋梁 ， 直接推動了細(xì)胞學(xué)的發(fā)展 ， 促進(jìn)生物學(xué)研究從細(xì)胞水平向分子水平的過渡 ， 并為生物學(xué)新的大綜合奠定了基礎(chǔ) 。 1941年 比德爾 （ Beadle）和 塔特姆 (Tatum)提出 “ 一個基因一個酶 ” 的學(xué)說 ， 把基因與蛋白質(zhì)的功能結(jié)合起來 。 人類基因組計劃于 1990年 正式啟動預(yù)計用 15年時間 （ 1990～ 2022年 ） 完成 30億個堿基對的全部序列 。 原計劃于 2022年 完成全部染色體的 “ 工作草圖 ” 。 由于參加這個計劃的科學(xué)家的共同努力 ， 于 2022年 6月 26日 這一天 ， 參與國際人類基因組計劃的美 、 英 、日 、 法 、 德 、 中 6國的 16個中心 。 聯(lián)合宣布人類基因組 “ 工作框架圖 ” 繪制完畢 。 全部工作已于 2022年 4月 最終完成 。 ？ 我們已經(jīng)知道 ， 基因是染色體上有遺傳功能的 DNA片段 ， 每種生物都具有數(shù)目有限的染色體 ， 而人類有 46條分別來自父母雙親的染色體 。 因此 ， 如果能測出人類 23對染色體上的所有 DNA序列 ， 那么就有可以掌握人類幾乎所有的遺傳密碼 。 目前 ， 全球 20%～ 50%的人 ， 每天忍受著各種慢性病的折磨 ， 僅我國就有 11%的人患有高血壓 ， %的人有不同程度的殘疾 ， %的人智力低下 ， %的孩子患有近視或色盲 。癌癥一直高居死亡之首 ， 艾滋病等現(xiàn)代 “ 瘟疫 ” 仍如洪水猛獸 ， 而醫(yī)生卻只能 “ 望病興嘆 ” 。 所以科學(xué)家發(fā)出要充分認(rèn)識人類自己 ， 充分認(rèn)識生命的吶喊 。 最棘手的問題是要弄清楚疫病與基因的關(guān)系 。 從現(xiàn)在的新觀點看 ， 人類的所有疾病都與基因有關(guān) ， 因此所有疾病都可以說是基因病 ， 至于已經(jīng)確定的 6000多種遺傳病 ， 更與基因缺陷有著直接的關(guān)系 。 當(dāng)然 ， 基因與疾病絕不是簡單的一一對應(yīng)關(guān)系 。 即使是單基因的經(jīng)典遺傳病 ， 最終發(fā)病也是多種基因參與 ， 更何況許多遺傳病還不是單個基因引起的 。 對于多數(shù)非直接遺傳基因引起的疾病 ， 即使基因發(fā)生了變化 ， 也還可以修復(fù)的 。 人得了病之所以要打針 、 吃藥 。 就是因為藥物可以調(diào)節(jié)基因 ， 從而改變基因的表達(dá)控制 。 即使是非藥物治療手段 ， 如心理誘導(dǎo) ， 也都涉及基因活動的改變 。 但不管那種治療 ， 如果沒有對基因更多的了解 ， 就無法取得理想的效果 。 于是 ， 分子生物學(xué) 、 分子遺傳學(xué) 、 細(xì)胞生物學(xué)等學(xué)科的專家紛紛開始研究疾病 ， 研究基因 ， 以期待找到致病基因 ， 徹底醫(yī)治疾病 。 但最大的問題是 ， 零敲碎打地去找 。 一個一個地研究基因 ， 分離克隆基因 ， 效率非常低 ， 只有采用大撒網(wǎng)的手法 ， 對所有的 基因進(jìn)行系統(tǒng)研究 ， 才能更深入地認(rèn)識疾病 。 1944年艾弗里 (Avery)等用細(xì)菌作材料進(jìn)行實驗 ， 以及 1952年赫希 （ Hershey） 等進(jìn)行的噬菌體感染實驗 。 證明 DNA是遺傳信息的載體 。 德爾布呂克 （ Delbruck） 創(chuàng)建的噬菌體對大腸桿菌和噬菌體結(jié)構(gòu)與繁殖特性的定量研究 ， 從學(xué)術(shù)思想及組織上為分子生物學(xué)的誕生作了極其重要的準(zhǔn)備 。 1953年沃森 （ Watson） 和克里克 (Crick)建立 DNA