अध्याय १० मानव कल्याणातील सूक्ष्मजीव
व्यायाम
१. जीवाणूंना उघड्या डोळ्यांनी पाहता येत नाही, परंतु सूक्ष्मदर्शकाच्या साहाय्याने ते पाहता येतात. जर तुम्हाला तुमच्या घरातून एक नमुना तुमच्या जीवशास्त्र प्रयोगशाळेत नेऊन सूक्ष्मदर्शकाच्या साहाय्याने सूक्ष्मजीवांची उपस्थिती दाखवायची असेल, तर तुम्ही कोणता नमुना न्याल आणि का?
Show Answer
उत्तर
दही हा नमुना सूक्ष्मजीवांच्या अभ्यासासाठी वापरता येऊ शकतो. दहीमध्ये असंख्य लॅक्टिक आम्ल जीवाणू (LAB) किंवा लॅक्टोबॅसिलस असतात. हे जीवाणू आम्ले तयार करतात जी दूध प्रथिने गोठवतात आणि पचवतात. दहीच्या एका लहान थेंबात लाखो जीवाणू असतात, जे सूक्ष्मदर्शकाखाली सहज पाहता येतात.
२. सूक्ष्मजीव चयापचयादरम्यान वायू सोडतात हे सिद्ध करणारी उदाहरणे द्या.
Show Answer
उत्तर
चयापचयादरम्यान वायू सोडणाऱ्या जीवाणूंची उदाहरणे आहेत:
(अ) जीवाणू आणि बुरशी किण्वन प्रक्रिया पार पाडतात आणि या प्रक्रियेदरम्यान ते कार्बन डायऑक्साइड सोडतात. किण्वन ही जीवाणू किंवा यीस्टच्या क्रियेने एक जटिल सेंद्रिय पदार्थाचे सोप्या पदार्थात रूपांतर करण्याची प्रक्रिया आहे. साखरेच्या किण्वनात अल्कोहोल तयार होते आणि कार्बन डायऑक्साइड सोडून खूपच कमी ऊर्जा निर्माण होते.
$$ \text { Glucose } \xrightarrow[\text { oxygen }]{\text { without }} \text { alcohol }+ \text { energy }+\mathrm{CO}_{2} $$
(ब) इडली आणि दोसा बनवण्यासाठी वापरलेले पीठ फुगलेले दिसते. याचे कारण जीवाणूंची क्रिया आहे जे कार्बन डायऑक्साइड सोडतात. पिठातून सोडलेला हा $\mathrm{CO}_{2}$ पिठात अडकून राहतो, त्यामुळे त्याला फुगलेले स्वरूप येते.
३. कोणत्या अन्नात लॅक्टिक आम्ल जीवाणू आढळतात? त्यांच्या काही उपयुक्त उपयोगांचा उल्लेख करा.
Show Answer
उत्तर
लॅक्टिक आम्ल जीवाणू दहीमध्ये आढळू शकतात. हाच जीवाणू दुधाचे दहीमध्ये रूपांतर करण्यास प्रवृत्त करतो. जीवाणू स्वतःची वाढ करतात आणि संख्या वाढवतात, ज्यामुळे दूध दहीमध्ये बदलते. ते दहीमधील जीवनसत्त्व $\mathrm{B}_{12}$ चे प्रमाण देखील वाढवतात.
४. गहू, तांदूळ आणि चणा (किंवा त्यांच्या उत्पादनांपासून) बनवलेल्या काही पारंपारिक भारतीय खाद्यपदार्थांची नावे सांगा ज्यामध्ये सूक्ष्मजीवांचा वापर होतो.
Show Answer
उत्तर
(अ) गहू:
उत्पादन: ब्रेड, केक इ.
१. तांदूळ:
उत्पादन: इडली, दोसा
२. चणा:
उत्पादन: ढोकळा, खांडवी
५. हानिकारक जीवाणूंमुळे होणाऱ्या रोगांवर नियंत्रण ठेवण्यात सूक्ष्मजीवांनी कोणत्या प्रकारे महत्त्वाची भूमिका बजावली आहे?
Show Answer
उत्तर
अनेक सूक्ष्मजीव औषधे तयार करण्यासाठी वापरले जातात. प्रतिजैविके ही औषधे आहेत जी काही सूक्ष्मजीव इतर रोगकारक सूक्ष्मजीवांना मारण्यासाठी तयार करतात. ही औषधे सामान्यतः जीवाणू आणि बुरशीपासून मिळवली जातात. ते रोगकारक सूक्ष्मजीवांना मारतात किंवा त्यांची वाढ थांबवतात. स्ट्रेप्टोमायसिन, टेट्रासायक्लिन आणि पेनिसिलिन ही सामान्य प्रतिजैविके आहेत. पेनिसिलियम नोटॅटम हे पेनिसिलिन नावाचे रसायन तयार करते, जे शरीरातील स्टॅफिलोकोकाई जीवाणूंची वाढ रोखते. प्रतिजैविके जीवाणूंच्या पेशीभित्तिका दुर्बल करून त्यांना नष्ट करण्यासाठी बनवली जातात. या दुर्बलतेमुळे, काही रोगप्रतिकारक पेशी जसे की पांढऱ्या रक्तपेशी जीवाणू पेशीमध्ये प्रवेश करतात आणि पेशी विलयन घडवून आणतात. पेशी विलयन म्हणजे रक्तपेशी आणि जीवाणू यांसारख्या पेशींचा नाश करण्याची प्रक्रिया.
६. प्रतिजैविकांच्या उत्पादनात वापरल्या जाणाऱ्या कोणत्याही दोन बुरशीच्या प्रजातींची नावे सांगा.
Show Answer
उत्तर
प्रतिजैविके ही औषधे आहेत जी काही सूक्ष्मजीव इतर रोगकारक सूक्ष्मजीवांना मारण्यासाठी तयार करतात. ही औषधे सामान्यतः जीवाणू आणि बुरशीपासून मिळवली जातात.
प्रतिजैविकांच्या उत्पादनात वापरल्या जाणाऱ्या बुरशीच्या प्रजाती आहेत:
| प्रतिजैविक | बुरशीचा स्रोत | |
|---|---|---|
| १ | पेनिसिलिन | पेनिसिलियम नोटॅटम |
| २ | सेफालोस्पोरिन | सेफालोस्पोरियम अॅक्रेमोनियम |
७. सांडपाणी म्हणजे काय? सांडपाणी आपल्यासाठी कोणत्या प्रकारे हानिकारक ठरू शकते?
Show Answer
उत्तर
सांडपाणी हा नगरपालिकेचा कचरा आहे जो सांडपाण्याच्या नळ्या आणि गटारांद्वारे वाहून नेला जातो. यात द्रव आणि घन दोन्ही प्रकारचा कचरा असतो, जो सेंद्रिय पदार्थ आणि सूक्ष्मजीवांनी समृद्ध असतो. यापैकी अनेक सूक्ष्मजीव रोगकारक असतात आणि अनेक जलजनित रोग निर्माण करू शकतात. सांडपाणी हे पिण्याच्या पाण्याचे प्रदूषण करण्याचे एक प्रमुख कारण आहे. म्हणून, सांडपाणी योग्य प्रकारे गोळा केले जाणे, उपचारित केले जाणे आणि विल्हेवाट लावणे आवश्यक आहे.
८. प्राथमिक आणि दुय्यम सांडपाणी उपचार यातील मुख्य फरक काय आहे?
Show Answer
उत्तर
| प्राथमिक सांडपाणी उपचार | दुय्यम सांडपाणी उपचार | |
|---|---|---|
| १. | ही एक यांत्रिक प्रक्रिया आहे ज्यामध्ये घनसर कचऱ्याचे पदार्थ काढून टाकले जातात. |
१. ही एक जैविक प्रक्रिया आहे ज्यामध्ये सूक्ष्मजीवांची क्रिया समाविष्ट असते. |
| २. | ही स्वस्त आणि तुलनेने कमी गुंतागुंतीची आहे. | २. ही एक अतिशय महाग आणि गुंतागुंतीची प्रक्रिया आहे. |
९. तुम्हाला वाटते का की सूक्ष्मजीवांचा ऊर्जेचा स्रोत म्हणून देखील वापर केला जाऊ शकतो? होय असल्यास, कसा?
Show Answer
उत्तर
होय, सूक्ष्मजीवांचा ऊर्जेचा स्रोत म्हणून वापर केला जाऊ शकतो. मिथेन जीवाणू सारखे जीवाणू गोबरगॅस किंवा बायोगॅस निर्मितीसाठी वापरले जातात.
बायोगॅसची निर्मिती ही बायोगॅस प्लांटमधील एक अवायवीय प्रक्रिया आहे, ज्यामध्ये पुरेशी बाहेर जाण्याची आणि आत येण्याची व्यवस्था असलेली काँक्रीटची टाकी (१०-१५ फूट खोल) असते. शेणाचे पाण्यात मिश्रण करून घोस तयार केला जातो आणि टाकीत टाकला जातो. टाकीचा डायजेस्टर असंख्य अवायवीय मिथेन निर्माण करणाऱ्या जीवाणूंनी भरलेला असतो, जे घोसापासून बायोगॅस तयार करतात. बायोगॅस नळीद्वारे काढता येतो ज्याचा नंतर ऊर्जेचा स्रोत म्हणून वापर केला जातो, तर वापरलेला घोस बाहेर काढला जातो आणि त्याचा खत म्हणून वापर केला जातो.
१०. रासायनिक खते आणि कीटकनाशकांचा वापर कमी करण्यासाठी सूक्ष्मजीवांचा वापर केला जाऊ शकतो. हे कसे साध्य केले जाऊ शकते ते स्पष्ट करा.
Show Answer
उत्तर
सूक्ष्मजीव जैविक शेतीमध्ये महत्त्वाची भूमिका बजावतात, जी रासायनिक खते आणि कीटकनाशकांचा वापर न करता केली जाते. जैविक खते हे सजीव आहेत जी मातीची सुपीकता वाढवण्यास मदत करतात. यामध्ये फायदेशीर सूक्ष्मजीवांची निवड समाविष्ट असते जे वनस्पती पोषक तत्वांच्या पुरवठाद्वारे वनस्पतींची वाढ सुधारण्यास मदत करतात. जैविक खते बियाणे, मुळे किंवा मातीत सादर केली जातात जेणेकरून पोषक तत्वांची उपलब्धता गतिमान होईल. अशाप्रकारे, ते सेंद्रिय पोषक तत्वांनी माती समृद्ध करण्यासाठी अत्यंत फायदेशीर आहेत. जीवाणू आणि निळशाच्या अनेक प्रजातींमध्ये मुक्त वातावरणातील नत्र स्थिर करण्याची क्षमता असते. रायझोबियम हा एक सहजीवी जीवाणू आहे जो शेंगाळ वनस्पतींच्या मुळांच्या गाठींमध्ये आढळतो. ऍझोस्पिरिलियम आणि ऍझोटोबॅक्टर हे मुक्त-जीवन नत्र स्थिर करणारे जीवाणू आहेत, तर अनाबेना, नॉस्टॉक आणि ऑसिलिटोरिया ही नत्र स्थिर करणाऱ्या निळशाची उदाहरणे आहेत. जैविक खते किफायतशीर आणि पर्यावरणास अनुकूल आहेत.
वनस्पतींमधील कीटकांचे नियंत्रण करण्यासाठी सूक्ष्मजीव जैविक कीटकनाशक म्हणून देखील कार्य करू शकतात. जैविक कीटकनाशकांचे उदाहरण म्हणजे बॅसिलस थुरिंजिएन्सिस, जो कीटकांना मारणारा विष तयार करतो. वाळलेल्या जीवाणू बीजाणूंना पाण्यात मिसळून शेतीच्या शेतात फवारले जाते. जेव्हा कीटकांचे अळी पिकांवर खातात, तेव्हा हे जीवाणू बीजाणू अळ्यांच्या आतड्यात प्रवेश करतात आणि विष सोडतात, त्यामुळे ते त्यांना मारतात. त्याचप्रमाणे, ट्रायकोडर्मा हे मुक्त-जीवन बुरशी आहेत. ते उच्च वनस्पतींच्या मुळांमध्ये राहतात आणि त्यांना विविध रोगजनकांपासून संरक्षण देतात.
बॅक्युलोव्हायरसेस हे आणखी एक जैविक कीटकनाशक आहे जे कीटक आणि इतर संधिपाद प्राण्यांविरुद्ध जैविक नियंत्रण एजंट म्हणून वापरले जाते.
११. तीन पाण्याचे नमुने म्हणजे नदीचे पाणी, उपचार न केलेले सांडपाणी आणि सांडपाणी उपचार केंद्रातून सोडलेले दुय्यम प्रवाह यांची BOD चाचणी केली गेली. नमुन्यांना A, B आणि C असे लेबल लावले होते; परंतु प्रयोगशाळा परिचारकाने कोणता कोणता आहे हे नोंदवले नाही. तीन नमुन्यांची BOD मूल्ये अनुक्रमे २०mg/L, ८mg/L आणि ४००mg/L अशी नोंदवली गेली. पाण्याचा कोणता नमुना सर्वात जास्त प्रदूषित आहे? नदीचे पाणी तुलनेने स्वच्छ आहे असे गृहीत धरून तुम्ही प्रत्येकाला योग्य लेबल नियुक्त करू शकता का?
Show Answer
उत्तर
जैविक ऑक्सिजन मागणी (BOD) ही पाणीपुरवठ्यात असलेल्या कचऱ्याचे विघटन करण्यासाठी सूक्ष्मजीवांना आवश्यक असलेल्या ऑक्सिजनचे प्रमाण निश्चित करण्याची पद्धत आहे. जर पाणीपुरवठ्यात सेंद्रिय कचऱ्याचे प्रमाण जास्त असेल, तर पाण्यात असलेल्या विघटन करणाऱ्या जीवाणूंची संख्या देखील जास्त असेल. परिणामी, BOD मूल्य वाढेल.
म्हणून, असा निष्कर्ष काढता येतो की जर पाणीपुरवठा जास्त प्रदूषित असेल, तर त्याचे BOD मूल्य जास्त असेल. वरील तीन नमुन्यांपैकी, नमुना $\mathbf{C}$ सर्वात जास्त प्रदूषित आहे कारण त्याचे कमाल BOD मूल्य $400 \mathrm{mg} / \mathrm{L}$ आहे. उपचार न केलेल्या सांडपाण्यानंतर, सांडपाणी उपचार केंद्रातून सोडलेला दुय्यम प्रवाह सर्वात जास्त प्रदूषित असतो. अशाप्रकारे, नमुना $\mathbf{A}$ हा सांडपाणी उपचार केंद्रातून सोडलेला दुय्यम प्रवाह आहे आणि त्याचे BOD मूल्य $20 \mathrm{mg} / \mathrm{L}$ आहे, तर नमुना $\mathbf{B}$ हे नदीचे पाणी आहे आणि त्याचे BOD मूल्य $8 \mathrm{mg} / \mathrm{L}$ आहे.
म्हणून, प्रत्येक नमुन्यासाठी योग्य लेबल आहे:
| लेबल | BOD मूल्य | नमुना |
|---|---|---|
| A. | $20 \mathrm{mg} / \mathrm{L}$ | सांडपाणी उपचार केंद्रातून सोडलेला दुय्यम प्रवाह |
| B. | $8 \mathrm{mg} / \mathrm{L}$ | नदीचे पाणी |
| C. | $400 \mathrm{mg} / \mathrm{L}$ | उपचार न केलेले सांडपाणी |
१२. सायक्लोस्पोरिन A (एक प्रतिरक्षादमनकारी औषध) आणि स्टॅटिन्स (रक्त कोलेस्टेरॉल कमी करणारे एजंट) कोणत्या सूक्ष्मजीवांपासून मिळवले जातात ते शोधा.
Show Answer
उत्तर
| औषध | कार्य | सूक्ष्मजीव | |
|---|---|---|---|
| १. | सायक्लोस्पोरिन - A | प्रतिरक्षादमनकारी औषध | ट्रायकोडर्मा पॉलिस्पोरम |
| २. | स्टॅटिन | रक्त कोलेस्टेरॉल कमी करणारे एजंट | मोनास्कस पर्प्युरियस |
१३. खालील गोष्टींमध्ये सूक्ष्मजीवांची भूमिका शोधा आणि तुमच्या शिक्षकांशी त्यावर चर्चा करा. (अ) एकपेशीय प्रथिने (SCP) (ब) माती
Show Answer
उत्तर
(अ) एकपेशीय प्रथिने (SCP)
एकपेशीय प्रथिने ही काही सूक्ष्मजीवांपासून मिळवलेली प्रथिने आहेत, जी प्राण्यांच्या खाद्यपदार्थांमध्ये प्रथिनांचा पर्यायी स्रोत बनतात. एकपेशीय प्रथिने तयार करण्यात सहभागी असलेले सूक्ष्मजीव म्हणजे निळशा, यीस्ट किंवा जीवाणू. हे सूक्ष्मजीव इच्छित प्रथिने मिळवण्यासाठी औद्योगिक प्रमाणात वाढवले जातात. उदाहरणार्थ, स्पिरुलिना हे मोलासेस, सांडपाणी आणि शेणापासून मिळणाऱ्या कचऱ्यावर वाढवता येते. हे प्रथिने, कर्बोदके, चरबी, खनिजे आणि जीवनसत्त्वे यांसारख्या आहारातील पोषक तत्वांचे समृद्ध पूरक म्हणून काम करते. त्याचप्रमाणे, मिथायलोफिलस आणि मिथायलोट्रॉफस सारख्या सूक्ष्मजीवांच्या जीवद्रव्याच्या उत्पादनाचा दर जास्त असतो. त्यांच्या वाढीमुळे मोठ्या प्रमाणात प्रथिने निर्माण होऊ शकतात.
(ब) माती
मातीची सुपीकता राखण्यात सूक्ष्मजीव महत्त्वाची भूमिका बजावतात. ते विघटन प्रक्रियेद्वारे पोषकद्रव्यांनी समृद्ध ह्युमस तयार करण्यास मदत करतात. जीवाणू आणि निळशाच्या अनेक प्रजातींमध्ये वातावरणातील नत्र वापरण्यायोग्य स्वरूपात स्थिर करण्याची क्षमता असते. रायझोबियम हा एक सहजीवी जीवाणू आहे जो शेंगाळ वनस्पतींच्या मुळांच्या गाठींमध्ये आढळतो. ऍझोस्पिरिलियम आणि ऍझोटोबॅक्टर हे मुक्त-जीवन नत्र स्थिर करणारे जीवाणू आहेत, तर अनाबेना, नॉस्टॉक आणि ऑसिलिटोरिया ही नत्र स्थिर करणाऱ्या निळशाची उदाहरणे आहेत.
१४. मानवी समाजाच्या कल्याणासाठी त्यांच्या महत्त्वाच्या क्रमाने (सर्वात महत्त्वाचे प्रथम) खालील गोष्टी उतरत्या क्रमाने मांडा. तुमच्या उत्तरासाठी कारणे द्या. बायोगॅस, सायट्रिक आम्ल, पेनिसिलिन आणि दही?
Show Answer
उत्तर
उत्पादनांची त्यांच्या महत्त्वाच्या क्रमानुसार उतरत्या क्रमाने मांडणी खालीलप्रमाणे आहे:
पेनिसिलिन- बायोगॅस - सायट्रिक आम्ल - दही
पेनिसिलिन हे मानवी समाजाच्या कल्याणासाठी सर्वात महत्त्वाचे उत्पादन आहे. हे एक प्रतिजैविक आहे, जे विविध जीवाणूजन्य रोग नियंत्रित करण्यासाठी वापरले जाते. दुसरे सर्वात महत्त्वाचे उत्पादन म्हणजे बायोगॅस. हा एक पर्यावरणास अनुकूल ऊर्जेचा स्रोत आहे. पुढील महत्त्वाचे उत्पादन म्हणजे सायट्रिक आम्ल, जे अन्न संरक्षक म्हणून वापरले जाते. सर्वात कमी महत्त्वाचे उत्पादन म्हणजे दही, हा एक अन्नपदार्थ आहे जो दुधावर लॅक्टोबॅसिलस जीवाणूंच्या क्रियेने मिळतो.
म्हणून, उत्पादनांची त्यांच्या महत्त्वाच्या क्रमानुसार उतरत्या क्रमाने मांडणी खालीलप्रमाणे आहे:
पेनिसिलिन- बायोगॅस - सायट्रिक आम्ल - दही
१५. जैविक खते मातीची सुपीकता कशी वाढवतात?
Show Answer
उत्तर
जैविक खते हे सजीव आहेत जी मातीची सुपीकता वाढवण्यास मदत करतात. यामध्ये फायदेशीर सूक्ष्मजीवांची निवड समाविष्ट असते जे वनस्पती पोषक तत्वांच्या पुरवठाद्वारे वनस्पतींची वाढ सुधारण्यास मदत करतात. हे त्यांच्या जैविक क्रियेद्वारे पोषक तत्वांची उपलब्धता गतिमान करण्यासाठी बियाणे, मुळे किंवा मातीत सादर केले जातात. अशाप्रकारे, ते सेंद्रिय पोषक तत्वांनी माती समृद्ध करण्यासाठी अत्यंत फायदेशीर आहेत. जीवाणू आणि निळशाच्या अनेक प्रजातींमध्ये मुक्त वातावरणातील नत्र स्थिर करण्याची क्षमता असते. रायझोबियम हा एक सहजीवी जीवाणू आहे जो शेंगाळ वनस्पतींच्या मुळांच्या गाठींमध्ये आढळतो. ऍझोस्पिरिलियम आणि ऍझोटोबॅक्टर हे मुक्त-जीवन नत्र स्थिर करणारे जीवाणू आहेत, तर अनाबेना, नॉस्टॉक आणि ऑसिलिटोरिया ही नत्र स्थिर करणाऱ्या निळशाची उदाहरणे आहेत. जैविक खते किफायतशीर आणि पर्यावरणास अनुकूल आहेत.
BETA
