微生物与人类面临的五大危机

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微生物与人类面临的五大危机
微生物与人类面临的五大危机

微生物与人类面临的五大危机
微生物细胞不仅是一个比面值（specificsurface）大、生化转化能力强、能进行快速自我复制的生命系统,而且它们还具有物种、遗传、代谢和生态类型的多样性,使得它们能够在解决人类面临的各种危机中发挥其不可替代的独特作用.现分述如下.
（一）微生物与粮食
粮食生产是全人类生存中至关重要的大事.微生物在提高土壤肥力、改进作物特性（如构建固氮植物）、促进粮食增产、防治粮食作物的病虫害、防止粮食霉腐变质以及把多余粮食转化为糖、单细胞蛋白、各种饮料和调味品等方面,都可大显身手.
（二）微生物与能源
当前,化石能源日益枯竭问题正在严重地困扰着世界各国.微生物在能源生产上有其独特的优点：①把自然界蕴藏量极其丰富的纤维素转化成乙醇.据估计,我国年产植物秸秆多达5～6亿吨,如将其中的10％进行水解和发酵,就可生产燃料酒精700～800万吨,余下的糟粕仍可作饲料和肥料,以保证土壤中钾、磷元素的正常供应.目前已发现有高温厌氧菌例如Closiridiumthermocellum（热纤梭菌）等能直接分解纤维素产生乙醇.②利用产甲烷菌把自然界蕴藏量最丰富的可再生资源——“生物量”（biomass）转化成甲烷.这是一项利国、利民、利生态、利子孙的具有重大战略意义的措施.③利用光合细菌、蓝细菌或厌氧梭菌类等微生物生产“清洁能源”——氢气.④通过微生物发酵产气或其代谢产物来提高石油采收率.⑤研究微生物电池并使之实用化.
（三）微生物与资源
微生物能将地球上永无枯竭之虞的纤维素等可再生资源转化成各种化工、轻工和制药等工业原料.这些产品除了传统的乙醇、丙酮、丁醇、乙酸、甘油、异丙醇、甲乙酮、柠檬酸、乳酸、苹果酸、反丁烯二酸和甲叉丁二酸等外,还可生产水杨酸、乌头酸、丙烯酸、己二酸、丙烯酰胺、癸二酸、长链脂肪酸、长链二元醇、2,3-丁二醇、γ-亚麻酸油和聚羟基丁酸酯（PHB）,等等.由于发酵工程具有代谢产物种类多、原料来源广、能源消耗低、经济效益高和环境污染少等优点,故必将逐步取代目前需高温、高压、能耗大和“三废”严重的化学工业.
微生物在金属矿藏资源的开发和利用上也有独特的作用.第九章中已述及的细菌沥滤技术,就可把长期以来废弃的低品位矿石、尾矿、矿渣中所含的铜、镍、铀等十余种金属不断溶解和提取出来,变成新的重要资源.
（四）微生物与环境保护
在环境保护方面可利用微生物的地方甚多：①利用微生物肥料、微生物杀虫剂或农用抗生素来取代会造成环境恶化的各种化学肥料或化学农药；②利用微生物生产的PHB制造易降解的医用塑料制品以减少环境污染；③利用微生物来净化生活污水和有毒工业污水；④利用微生物技术来监察环境的污染度,例如用艾姆氏法检测环境中的“三致”物质,利用EMB培养基来检查饮水中的肠道病原菌等.
（五）微生物与人类健康
微生物与人类健康有着密切的关系.首先是因为各种传染病构成了人类的主要疾病,而防治这类疾病的主要手段又是各种微生物产生的药物,尤其是抗生素.自从遗传工程开创以来,进一步扩大了微生物代谢产物的范围和品种,使昔日只由动物才能产生的胰岛素、干扰素和白细胞介素等高效药物纷纷转向由“工程菌”来生产.与人类生殖、避孕等密切相关的甾体激素类药物也早已从化工生产方式转向微生物生物转化（biotransformation或bioconver-sion）的生产方式.此外,一大批与人类健康、长寿有关的生物制品,例如疫苗、菌苗和类毒素等均是微生物的产品.无怪乎有人估计,自从发明种痘以来,人类平均寿命提高了10岁,而自从发现抗生素以来,平均寿命又提高了10岁以上.当然,要制止人口的过度增长就不光是微生物学范围内的事了.