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"미생물관련도서"에 대한 내용입니다.
목차
1. 미생물의 이해
1.1. 미생물의 정의와 역사
1.2. 미생물의 분류와 종류
1.2.1. 원핵생물
1.2.2. 진핵생물
2. 신종 전염병
2.1. 사스(SARS)
2.1.1. 정의
2.1.2. 전파경로
2.1.3. 증상
2.1.4. 치명률
2.1.5. 치료제 및 예방관리
2.2. 메르스(MERS)
2.2.1. 정의
2.2.2. 전파경로
2.2.3. 증상
2.2.4. 치명률
2.2.5. 치료제 및 예방관리
2.3. 코로나바이러스감염증-19(COVID-19)
2.3.1. 정의
2.3.2. 병원체
2.3.3. 전파경로
2.3.4. 치명률
2.3.5. 치료제 및 예방관리
2.4. 전염병 비교
2.4.1. 공통점
2.4.2. 차이점
3. 미생물의 활용
3.1. 생물계면활성제
3.2. 바이오가스
3.3. 마이크로바이옴
3.4. 바이오농업
4. 슬러지 처리와 혐기성 미생물
4.1. 슬러지의 증가 추세와 처리 방법
4.2. 혐기성 소화 관련 미생물
4.3. 혐기성 소화 공정
5. 참고 문헌
본문내용
1. 미생물의 이해
1.1. 미생물의 정의와 역사
미생물이란 사람들이 흔히 말하는 동물, 식물과는 전혀 다른 의미를 가지고 있다. 동물과 식물은 지구의 생물을 분류할 때 다섯 계(kingdom)로 나누는 방법에서, 각각 독립적인 분류 집단인데 비하여 미생물은 그렇지 않다. 미생물이라는 용어는 작다는 의미(micro)와 생물이라는 의미(organism)를 합한 것으로 눈에 보이지 않는, 서로 연관이 매우 적은 다양한 생물집단을 포함하고 있다고 정의하였다.
미생물의 존재는 일찍이 Girolamo Fracastoro(1478~1553)가 1546년 눈에 보이지 않는 "전파 가능한 작은 물질"이 전염병의 원인이라고 보고한 것처럼 질병과 눈에 보이지 않는 물체에 대한 인식이 있었다. 그리고 현미경이 개발되고 Robert Hooke(1635~1703)가 버려진 빵에서 자란 곰팡이를 관찰하고 그린 것이 미생물에 대한 첫 기록이다. 그 후에 Antony van Leeuwenhoek(1632~1723)은 자신이 만든 현미경으로 주변의 물체에서 움직이는 작은 생물체를 확인하고 작은 동물이라는 의미로 animalcule이라고 불렀으며 이를 1676년에 영국의 왕립학회에 보고함으로써 살아있는 미생물을 보고한 첫 인물로 기록되었다. 즉 맨 처음에는 곰팡이(진균)가 보고되었고, 다음에는 세균과 원생동물이 보고되었다.
그 후에 질병과 관련된 미생물에 대한 연구가 활발하게 진행되었으며, 주변 환경으로부터 특수한 기능을 가진 세균에 대한 연구도 왕성하게 수행됨에 따라 매우 다양한 세균과 곰팡이를 포함하여 원생생물과 미세 조류(microalgae)까지 연구대상이 확대되었다. 이들의 공통점은 오직 눈으로는 보이지 않거나 관찰이 매우 힘들 정도로 작다는 것이다. 19세기 말부터 세균보다 작은 생물체가 담배모자이크병의 원인임을 확인하였고 후에 바이러스를 분리하고 전자현미경의 발달에 힘입어 바이러스에 대한 연구도 활발하게 수행되었으며, "미생물"이라는 혼합집단에 바이러스도 포함되었다. 바이러스에 대하여 한동안 생물인가 무생물인가 하는 논쟁이 있었으나 "비세포성 생물체"로 정리됨에 따라 생물에 포함되었다.
1.2. 미생물의 분류와 종류
1.2.1. 원핵생물
원핵생물은 핵막이 없고 염색체가 단일한 세포 구조를 가진 생물을 말한다. 원핵생물에는 세균(Bacteria)과 고세균(Archaea)이 포함된다.
세균은 지구상에서 가장 오래된 생물체 중 하나로, 매우 다양한 형태와 특성을 지니고 있다. 세균은 크기가 매우 작아 현미경으로 관찰해야 하며, 대부분 단세포로 이루어져 있다. 세균은 구균, 간균, 나선균 등 다양한 형태를 가지고 있다. 그람염색 반응에 따라 그람양성균과 그람음성균으로 구분되며, 산소 요구도에 따라 호기성, 혐기성, 통성혐기성균으로 나뉜다.
세균은 의학, 농업, 환경, 식품 등 다양한 분야에서 중요한 역할을 한다. 병원성 세균은 인체에 질병을 유발하지만, 유산균과 같은 유익한 세균은 발효식품 생산에 이용되며 장내 균총 유지에 도움을 준다. 또한 분해효소를 생산하는 세균은 유기물 분해 과정에 관여하여 환경정화에 기여한다. 따라서 세균은 인류 생활에 매우 큰 영향을 미치는 생물이라 할 수 있다.
고세균은 극한 환경에서 생존할 수 있는 특징을 가진 원핵생물이다. 고세균은 고온, 고염도, 고압 등 환경 스트레스가 높은 곳에서 잘 자란다. 이는 고세균의 세포 구조와 생리적 특성이 이러한 극한 환경에 잘 적응했기 때문이다. 고세균은 메탄 생성, 황 대사 등 특이한 대사 과정을 가지고 있으며, 이를 통해 독특한 생태계를 형성한다.
최근 고세균에 대한 연구가 활발히 진행되면서 이들의 생리, 생태, 진화 등에 대한 이해가 높아지고 있다. 특히 고세균의 다양한 대사 특성이 주목받고 있는데, 이를 활용한 신물질 개발, 바이오에너지 생산 등 다양한 산업적 응용 가능성이 제시되고 있다. 따라서 원핵생물인 세균과 고세균은 매우 중요한 생물학적 의의를 가지고 있다고 할 수 있다.
1.2.2. 진핵생물
진핵생물은 진핵세포 구조를 가지며, 핵막이 발달한 세포핵을 가지고 있다. 세포 내부에 다양한 세포 소기관이 존재하여 세포의 기능을 세분화할 수 있다. 진핵생물에는 식물, 동물, 곰팡이, 원생동물 등이 포함된다.
식물은 엽록소를 가지고 광합성을 통해 영양분을 합성할 수 있는 자가영양생물이다. 식물은 세포벽, 엽록체, 액포 등의 독특한 세포 소기관을 가지고 있다. 동물은 이동성이 있고 종속영양생물로 다양한 조직과 기관으로 구성되어 있다. 동물은 세포벽이 없고 포식 등을 통해 영양분을 섭취한다.
곰팡이는 세포벽을 가지고 있으며, 균사체를 형성하여 번식한다. 곰팡이는 분해자의 역할을 하며 다양한 생태계에 중요한 역할을 한다. 원생동물은 편모, 섬모, 슈도포디움 등의 운동기관을 이용하여 이동하며, 종속영양생물이다. 원생동물은 대부분 단세포로 구성되어 있다.
이처럼 진핵생물은 매우 다양한 생물군을 포함하고 있으며, 각 생물군마다 고유한 특성을 가지고 있다. 진핵생물은 지구상의 생명체 대부분을 차지하며, 생태계에서 매우 중요한 역할을 하고 있다.
2. 신종 전염병
2.1. 사스(SARS)
2.1.1. 정의
2002년 겨울 중국에서 발생이 시작된 이래 수개월 만에 홍콩, 싱가포르, 캐나다 등 전 세계적으로 확산되었던 신종전염병으로, 사스의 원인 병원체는 사스 코로나바이러스(SARS-associated coronavirus)이다. 기존의 코로나 바이러스는 세 개의 항원군(Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ)으로 분류되어 있었는데, 이 새로운 코로나바이러스가 이들 기존 코로나바이러스와는 차별되는 특성을 지니고 있음이 밝혀졌다.
2.1.2. 전파경로
사스 바이러스는 중국 남부의 광둥 지방에서 처음 발생한 것으로 알려져 있다. 2002년 겨울 조니 첸이라는 중국계 미국인 사업가가 광둥 지방을 방문한 뒤 사스에 감염되었고, 이후 그가 베트남에 머무르던 중 증상이 발생하여 홍콩의 한 병원으로 옮겨졌다. 그와 함께 비행기에 탔던 사람들, 같은 호텔에 머물렀던 사람들, 또 그를 치료했던 의료진들이 감염되면서 사스가 전 세계적으로 퍼지게 되었다. 특히 홍콩, 타이완, 싱가포르, 베트남 등의 아시아 지역과 캐나다, 미국에서 많은 사람들이 사스에 걸렸다. 약 7개월 동안 32개국에서 8,000여명의 환자가 발생했고, 그 중 774명이 사망했다.
사스는 기본적인 전파 경로가 환자의 호흡기 비말이나 오염된 매개물을 통한 직접 또는 간접적인 접촉감염이다. 따라서 많은 환자들이 환자의 가족 및 접촉자, 진료에 참여한 의료인에서 발생했다. 일부 환자들은 직장, 비행기, 택시 등에서의 접촉을 통해 감염된 것으로 보고되었다. 또한 환자의 대변으로 다량의 바이러스가 배출되고 설사 증상이 흔한 것으로 보아, 항문-구강 경로를 통한 전파 가능성도 제기되었다.
2.1.3. 증상
사스의 주요 증상은 다음과 같다.
처음에는 인플루엔자 의사 증상이 발생한다. 주요 증상은 발열, 권태감, 근육통, 두통, 오한 등이며, 특이적인 증상이나 증후는 없다. 발열이 가장 흔한 증상이지만, 초기에 발열이 없을 수도 있다.
발병 둘째 주에는 기침(초기에는 객담 없는 마른기침), 호흡곤란, 설사가 흔하게 나타난다. 콧물이나 인후통 등의 상기도 증상은 흔하지 않다. 중증 환자는 급속히 호흡부전이 진행되어 약 20%에서는 집중치료가 필요할 정도로 산소부족을 겪게 된다. 많은 환자들은 혈액 또는 점액이 없는 대량 수양성 설사 증상을 호소했다.
노인, 소아, 임산부 환자의 경우 증상이 다소 다르게 나타난다. 노인에서는 발열이 없거나 세균성 패혈증/폐렴이 동반되는 등 비전형적인 증상이 문제가 되었다. 소아는 사스가 비교적 적게 발생했고, 증상도 경미하였다. 임산부는 임신초기에 유산될 수 있으며, 임신후기에는 모성사망을 증가시켰다.
2.1.4. 치명률
사스의 치명률은 25세 이하의 젊은 사람들에게는 1%이하이지만, 65세 이상 노인들에게는 무려 50%에 이른다. 이는 100년 전 전 세계적으로 2,500만 명 이상의 피해를 가져왔던 스페인독감의 치사율이 3% 정도였던 것과 비교하면, 매우 위험한 질병이라고 볼 수 있다. 또한 세계보건기구(WHO)의 2...
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